JP3435045B2 - 電子スイッチ装置 - Google Patents
電子スイッチ装置Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、一対の電源線を介
して外部電源により駆動され、検出対象物の近接を非接
触に検出して上記電源線間のインピーダンスを変化させ
ることで信号出力するようにした２線式の高周波発振型
近接スイッチをなす電子スイッチ装置に関する。
して外部電源により駆動され、検出対象物の近接を非接
触に検出して上記電源線間のインピーダンスを変化させ
ることで信号出力するようにした２線式の高周波発振型
近接スイッチをなす電子スイッチ装置に関する。
【０００２】
【関連する背景技術】磁性体からなる検出対象物の近接
（有無）を該検出対象物と非接触に検出する近接スイッ
チは、マイクロスイッチ等の機械式スイッチに比較して
動作信頼性が高く長寿命である等の利点を有し、種々の
用途に幅広く用いられている。中でも検出部に高周波発
振回路の一部をなす検出コイルを備えた高周波発振型の
近接スイッチ（電子スイッチ装置）は、検出対象物（磁
性体）との間の電磁誘導作用により検出コイルのインダ
クタンスや損失が変化し、これに伴って高周波発振回路
における発振振幅や発振周波数が変化することを利用し
て検出対象物の近接を検出するもので、検出感度が高く
応答速度が速い等の優れた特徴を有している。
（有無）を該検出対象物と非接触に検出する近接スイッ
チは、マイクロスイッチ等の機械式スイッチに比較して
動作信頼性が高く長寿命である等の利点を有し、種々の
用途に幅広く用いられている。中でも検出部に高周波発
振回路の一部をなす検出コイルを備えた高周波発振型の
近接スイッチ（電子スイッチ装置）は、検出対象物（磁
性体）との間の電磁誘導作用により検出コイルのインダ
クタンスや損失が変化し、これに伴って高周波発振回路
における発振振幅や発振周波数が変化することを利用し
て検出対象物の近接を検出するもので、検出感度が高く
応答速度が速い等の優れた特徴を有している。
【０００３】一対の電源線を信号線と共用した２線式の
高周波発振型近接スイッチは、例えば図５にその概略的
な構成を示すように、高周波発振回路１、積分回路２、
比較回路３、信号処理回路４、そして定電圧源５からな
るセンサ回路部６と、このセンサ回路部６からの出力を
受けてＬＥＤ７ａを点灯駆動する表示回路７，および一
対の電源線Ｌａ,Ｌｂ間に介装された出力回路８とを備
えてなる。このような構成の近接スイッチは、上記一対
の電源線Ｌａ,Ｌｂを、負荷９を介してマイクロプロセ
ッサ等からなる監視装置１０の内部電源Ｖoutに接続さ
れ、該内部電源Ｖoutから電源供給されて作動する。
高周波発振型近接スイッチは、例えば図５にその概略的
な構成を示すように、高周波発振回路１、積分回路２、
比較回路３、信号処理回路４、そして定電圧源５からな
るセンサ回路部６と、このセンサ回路部６からの出力を
受けてＬＥＤ７ａを点灯駆動する表示回路７，および一
対の電源線Ｌａ,Ｌｂ間に介装された出力回路８とを備
えてなる。このような構成の近接スイッチは、上記一対
の電源線Ｌａ,Ｌｂを、負荷９を介してマイクロプロセ
ッサ等からなる監視装置１０の内部電源Ｖoutに接続さ
れ、該内部電源Ｖoutから電源供給されて作動する。
【０００４】即ち、高周波発振回路１はＬＣタンク回路
をなすコイル（検出コイル）１ａとコンデンサ１ｂとを
備えて所定の周波数で発振動作し、積分回路２は発振回
路１の出力を積分処理（平滑化）することでその発振振
幅を検出している。そして積分電圧として検出された発
振振幅は比較回路３にて所定の閾値電圧と比較され、こ
れによって検出対象物（磁性体）の前記コイル１ａへの
近接に伴う発振振幅の低下が検出される。信号処理回路
４はこのようにして検出された検出対象物の近接を該近
接スイッチの設定状態に応じて出力している。尚、前記
定電圧源５は所定の内部基準電圧に基づいて前記一対の
電源線Ｌａ,Ｌｂを介して外部電源より供給される電源
電圧Ｖccから上記各回路１,２,３,４をそれぞれ駆動す
る駆動電圧Ｖdrvを生成する。
をなすコイル（検出コイル）１ａとコンデンサ１ｂとを
備えて所定の周波数で発振動作し、積分回路２は発振回
路１の出力を積分処理（平滑化）することでその発振振
幅を検出している。そして積分電圧として検出された発
振振幅は比較回路３にて所定の閾値電圧と比較され、こ
れによって検出対象物（磁性体）の前記コイル１ａへの
近接に伴う発振振幅の低下が検出される。信号処理回路
４はこのようにして検出された検出対象物の近接を該近
接スイッチの設定状態に応じて出力している。尚、前記
定電圧源５は所定の内部基準電圧に基づいて前記一対の
電源線Ｌａ,Ｌｂを介して外部電源より供給される電源
電圧Ｖccから上記各回路１,２,３,４をそれぞれ駆動す
る駆動電圧Ｖdrvを生成する。
【０００５】しかして表示回路７は、例えば検出対象物
の近接が検出されたときにＬＥＤ７ａを点灯駆動する。
またトランジスタ等からなる出力回路８は、例えば常時
は非導通状態にあり、上記ＬＥＤ７ａの点灯に関連して
（検出対象物の近接が検出されたときに）導通駆動され
て前記一対の電源線Ｌａ,Ｌｂ間の電圧Ｖccを変化させ
る。このような電源線Ｌａ,Ｌｂ間の電圧Ｖccの変化に
よって前記負荷９が作動し、監視装置１０は該負荷９の
作動状態から前記近接スイッチによる検出対象物の近接
を検出することになる。
の近接が検出されたときにＬＥＤ７ａを点灯駆動する。
またトランジスタ等からなる出力回路８は、例えば常時
は非導通状態にあり、上記ＬＥＤ７ａの点灯に関連して
（検出対象物の近接が検出されたときに）導通駆動され
て前記一対の電源線Ｌａ,Ｌｂ間の電圧Ｖccを変化させ
る。このような電源線Ｌａ,Ｌｂ間の電圧Ｖccの変化に
よって前記負荷９が作動し、監視装置１０は該負荷９の
作動状態から前記近接スイッチによる検出対象物の近接
を検出することになる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところで上述した如く
構成される２線式の近接スイッチ（電子スイッチ装置）
においては一対の電源線Ｌａ,Ｌｂを信号線と共用し、
該電源線Ｌａ,Ｌｂ間のインピーダンスを変化させるこ
とで信号出力している。従って出力回路８の作動により
電源線Ｌａ,Ｌｂ間のインピーダンスが低下し、これに
伴って電源電圧Ｖccを低下した場合においても、該電源
線Ｌａ,Ｌｂ間の電圧Ｖcc（オン電圧Ｖon）をセンサ回
路部６における各回路１,２,３,４の駆動電圧Ｖdrv、ひ
いては定電圧源５の最低動作電圧以上に確保することが
必要である。ちなみに上記電源電圧Ｖcc（オン電圧Ｖo
n）が低くなりすぎると、センサ回路部６の動作に支障
を来すことになる。
構成される２線式の近接スイッチ（電子スイッチ装置）
においては一対の電源線Ｌａ,Ｌｂを信号線と共用し、
該電源線Ｌａ,Ｌｂ間のインピーダンスを変化させるこ
とで信号出力している。従って出力回路８の作動により
電源線Ｌａ,Ｌｂ間のインピーダンスが低下し、これに
伴って電源電圧Ｖccを低下した場合においても、該電源
線Ｌａ,Ｌｂ間の電圧Ｖcc（オン電圧Ｖon）をセンサ回
路部６における各回路１,２,３,４の駆動電圧Ｖdrv、ひ
いては定電圧源５の最低動作電圧以上に確保することが
必要である。ちなみに上記電源電圧Ｖcc（オン電圧Ｖo
n）が低くなりすぎると、センサ回路部６の動作に支障
を来すことになる。
【０００７】そこで従来では、例えば前記電源線Ｌａ,
Ｌｂ間に分割抵抗を接続し、出力回路８の導通駆動時に
おける電源電圧Ｖcc（オン電圧Ｖon）を抵抗分割するこ
とでこれを参照電圧として検出している。そしてこの参
照電圧と所定の基準電圧Ｖrefとを比較して上記電源電
圧Ｖcc（オン電圧Ｖon）を一定の電圧に保つように帰還
制御するようにしている。この場合、分割抵抗にスイッ
チとしてのトランジスタを直列に設け、出力回路８の非
導通時における消費電流を減らすべく該出力回路８に連
動させてオン・オフ動作させることが行われる。
Ｌｂ間に分割抵抗を接続し、出力回路８の導通駆動時に
おける電源電圧Ｖcc（オン電圧Ｖon）を抵抗分割するこ
とでこれを参照電圧として検出している。そしてこの参
照電圧と所定の基準電圧Ｖrefとを比較して上記電源電
圧Ｖcc（オン電圧Ｖon）を一定の電圧に保つように帰還
制御するようにしている。この場合、分割抵抗にスイッ
チとしてのトランジスタを直列に設け、出力回路８の非
導通時における消費電流を減らすべく該出力回路８に連
動させてオン・オフ動作させることが行われる。
【０００８】しかしながら上記トランジスタは、その飽
和状態を導通（オン）としてスイッチ機能を果たすもの
であり、その飽和電圧はトランジスタの製造プロセスに
起因してバラツキが生じ易い。この為、上述した如く電
源電圧Ｖcc（オン電圧Ｖon）を帰還制御すると雖も、予
測困難な上記トランジスタの飽和電圧の影響により前記
電源線Ｌａ,Ｌｂ間の電圧Ｖcc（オン電圧Ｖon）を精度
良く制御することが困難であった。
和状態を導通（オン）としてスイッチ機能を果たすもの
であり、その飽和電圧はトランジスタの製造プロセスに
起因してバラツキが生じ易い。この為、上述した如く電
源電圧Ｖcc（オン電圧Ｖon）を帰還制御すると雖も、予
測困難な上記トランジスタの飽和電圧の影響により前記
電源線Ｌａ,Ｌｂ間の電圧Ｖcc（オン電圧Ｖon）を精度
良く制御することが困難であった。
【０００９】また出力回路８の非導通時の消費電流を抑
え、その導通時にだけ電源電圧Ｖcc（オン電圧Ｖon）を
検出するべく上記トランジスタ（スイッチ）をオン・オ
フ動作させる為の制御回路が必要な上、電源電圧Ｖcc
（オン電圧Ｖon）を帰還制御する上での基準電源Ｖref
を必要とするので、全体的な構成が複雑化すると言う問
題があった。
え、その導通時にだけ電源電圧Ｖcc（オン電圧Ｖon）を
検出するべく上記トランジスタ（スイッチ）をオン・オ
フ動作させる為の制御回路が必要な上、電源電圧Ｖcc
（オン電圧Ｖon）を帰還制御する上での基準電源Ｖref
を必要とするので、全体的な構成が複雑化すると言う問
題があった。
【００１０】本発明はこのような事情を考慮してなされ
たもので、その目的は、一対の電源線を信号線と共用し
た２線式の近接スイッチにおいて、その出力回路の導通
時における電源電圧を安定に確保することのできる簡易
な構成の電子スイッチ装置を提供することにある。
たもので、その目的は、一対の電源線を信号線と共用し
た２線式の近接スイッチにおいて、その出力回路の導通
時における電源電圧を安定に確保することのできる簡易
な構成の電子スイッチ装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上述した目的を達成する
べく本発明は、信号線を共用した一対の電源線を介して
電源供給され、検出対象物の近接を非接触に検出する、
例えば高周波発振型のセンサ回路部と、このセンサ回路
部の出力を受けて上記電源線間のインピーダンスを可変
制御する出力回路とを備えた電子スイッチ装置に係り、
特に前記センサ回路部における所定の内部基準電圧と前
記電源線間に加わる電源電圧をダイオードを介して一定
電圧だけ降下させた参照電圧とを比較し、その差電圧に
応じて前記出力回路のインピーダンスを制御して前記電
源線を介して供給される電源電圧を、特に出力回路の導
通時における電源電圧を前記内部基準電圧よりも高く保
つ帰還回路を備えたことを特徴としている。
べく本発明は、信号線を共用した一対の電源線を介して
電源供給され、検出対象物の近接を非接触に検出する、
例えば高周波発振型のセンサ回路部と、このセンサ回路
部の出力を受けて上記電源線間のインピーダンスを可変
制御する出力回路とを備えた電子スイッチ装置に係り、
特に前記センサ回路部における所定の内部基準電圧と前
記電源線間に加わる電源電圧をダイオードを介して一定
電圧だけ降下させた参照電圧とを比較し、その差電圧に
応じて前記出力回路のインピーダンスを制御して前記電
源線を介して供給される電源電圧を、特に出力回路の導
通時における電源電圧を前記内部基準電圧よりも高く保
つ帰還回路を備えたことを特徴としている。
【００１２】即ち、本発明は出力回路にて制御された電
源電圧を、例えばダイオードを介して一定電圧だけ降下
させて検出し、この参照電圧とセンサ回路部における所
定の内部基準電圧とを比較して前記電源電圧を帰還制御
することで、該電源電圧を上記内部基準電圧よりも上記
ダイオードによる一定の電圧降下分だけ高く制御するよ
うにしたことを特徴としている。
源電圧を、例えばダイオードを介して一定電圧だけ降下
させて検出し、この参照電圧とセンサ回路部における所
定の内部基準電圧とを比較して前記電源電圧を帰還制御
することで、該電源電圧を上記内部基準電圧よりも上記
ダイオードによる一定の電圧降下分だけ高く制御するよ
うにしたことを特徴としている。
【００１３】本発明の好ましい態様は、請求項３に記載
するように前記出力回路は、前記電源線間に介挿されて
インピーダンス制御されるトランジスタとして構成さ
れ、また前記センサ回路部は、検出対象物の近接に感応
して発振動作状態が変化する発振回路と、この発振回路
の動作状態の変化に応じて前記出力回路を制御する比較
回路と、前記内部基準電圧に基づいて前記電源電圧から
上記発振回路および比較回路の駆動電圧を生成する定電
圧源とを具備して構成される。そして請求項４に記載す
るように前記帰還回路は、例えばダイオードを順方向に
介して与えられる内部基準電圧と、複数のダイオードを
直列接続したダイオード群を順方向に介して前記電源電
圧から生成される参照電圧との差電圧に従って、導通駆
動された出力回路を介して前記電源電圧を帰還制御する
誤差増幅器として構成されることを特徴としている。
するように前記出力回路は、前記電源線間に介挿されて
インピーダンス制御されるトランジスタとして構成さ
れ、また前記センサ回路部は、検出対象物の近接に感応
して発振動作状態が変化する発振回路と、この発振回路
の動作状態の変化に応じて前記出力回路を制御する比較
回路と、前記内部基準電圧に基づいて前記電源電圧から
上記発振回路および比較回路の駆動電圧を生成する定電
圧源とを具備して構成される。そして請求項４に記載す
るように前記帰還回路は、例えばダイオードを順方向に
介して与えられる内部基準電圧と、複数のダイオードを
直列接続したダイオード群を順方向に介して前記電源電
圧から生成される参照電圧との差電圧に従って、導通駆
動された出力回路を介して前記電源電圧を帰還制御する
誤差増幅器として構成されることを特徴としている。
【００１４】即ち、本発明はセンサ回路部における内部
基準電圧と、出力回路の駆動時時における電源電圧を一
定電圧だけ低下させた参照電圧とを比較し、これらの電
圧差に従って前記電源電圧を帰還制御することで、その
電圧差に相当する電圧だけ前記電源電圧を前記内部基準
電圧よりも高く保つことを特徴としている。
基準電圧と、出力回路の駆動時時における電源電圧を一
定電圧だけ低下させた参照電圧とを比較し、これらの電
圧差に従って前記電源電圧を帰還制御することで、その
電圧差に相当する電圧だけ前記電源電圧を前記内部基準
電圧よりも高く保つことを特徴としている。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明に係
る電子スイッチ装置の一実施形態について２線式の高周
波発振型近接スイッチを例に説明する。この実施例に係
る２線式の高周波発振型近接スイッチは、基本的には前
述した図３に示すように構成されるが、特に図１にその
特徴部分を抽出して示すように出力回路８の導通時に該
出力回路８を介して一対の電源線Ｌａ,Ｌｂ間の電源電
圧Ｖcc（オン電圧Ｖon）を、ダイオードの順方向降下電
圧を利用して帰還制御する帰還回路１１を備えている点
にある。即ち、この帰還回路１１は、センサ回路部６が
有する内部基準電圧Ｖrefを１個のダイオード１２を介
して、その順方向降下電圧［ＶBE(略０.６ｖ)］だけ降
下させて比較基準電圧として求める定電流源１３と、前
記電源線Ｌａ,Ｌｂ間の電源電圧Ｖcc（オン電圧Ｖon）
を直列に接続された２個のダイオード１４,１５からな
るダイオード群を介してその順方向降下電圧［２ＶBE
(略１.２ｖ)］だけ降下させて参照電圧として検出する
定電流源１６とを備えている。
る電子スイッチ装置の一実施形態について２線式の高周
波発振型近接スイッチを例に説明する。この実施例に係
る２線式の高周波発振型近接スイッチは、基本的には前
述した図３に示すように構成されるが、特に図１にその
特徴部分を抽出して示すように出力回路８の導通時に該
出力回路８を介して一対の電源線Ｌａ,Ｌｂ間の電源電
圧Ｖcc（オン電圧Ｖon）を、ダイオードの順方向降下電
圧を利用して帰還制御する帰還回路１１を備えている点
にある。即ち、この帰還回路１１は、センサ回路部６が
有する内部基準電圧Ｖrefを１個のダイオード１２を介
して、その順方向降下電圧［ＶBE(略０.６ｖ)］だけ降
下させて比較基準電圧として求める定電流源１３と、前
記電源線Ｌａ,Ｌｂ間の電源電圧Ｖcc（オン電圧Ｖon）
を直列に接続された２個のダイオード１４,１５からな
るダイオード群を介してその順方向降下電圧［２ＶBE
(略１.２ｖ)］だけ降下させて参照電圧として検出する
定電流源１６とを備えている。
【００１６】帰還回路１１の主体をなす差動増幅器１７
は、上記ダイオード１４,１５を介して検出された参照
電圧をその非反転入力端子（＋）に、またダイオード１
２を介して検出された比較基準電圧を反転入力端子
（−）に入力し、その差電圧に応じて前記出力回路８を
構成するバイポーラ・トランジスタのベース電流を制御
することでそのオン電圧Ｖon、即ち、前記電源線Ｌａ,
Ｌｂ間の電源電圧Ｖcc（オン電圧Ｖon）を帰還制御す
る。そして前記電源電圧Ｖccを前記内部基準電圧Ｖref
よりも前記ダイオード１３による順方向降下電圧［ＶBE
(略０.６ｖ)］と、ダイオード１４,１５による順方向降
下電圧［ＶBE(略１.２ｖ)］の差分だけ、前記電源電圧
Ｖccを前記内部基準電圧Ｖrefよりも高い電圧（Ｖref＋
ＶBE）に安定化させる役割を担う。
は、上記ダイオード１４,１５を介して検出された参照
電圧をその非反転入力端子（＋）に、またダイオード１
２を介して検出された比較基準電圧を反転入力端子
（−）に入力し、その差電圧に応じて前記出力回路８を
構成するバイポーラ・トランジスタのベース電流を制御
することでそのオン電圧Ｖon、即ち、前記電源線Ｌａ,
Ｌｂ間の電源電圧Ｖcc（オン電圧Ｖon）を帰還制御す
る。そして前記電源電圧Ｖccを前記内部基準電圧Ｖref
よりも前記ダイオード１３による順方向降下電圧［ＶBE
(略０.６ｖ)］と、ダイオード１４,１５による順方向降
下電圧［ＶBE(略１.２ｖ)］の差分だけ、前記電源電圧
Ｖccを前記内部基準電圧Ｖrefよりも高い電圧（Ｖref＋
ＶBE）に安定化させる役割を担う。
【００１７】尚、出力回路８を構成する出力トランジス
タは、そのベースと電源線Ｌｂとの間に介挿されたトラ
ンジスタ１８により選択的にオン・オフ駆動されてその
インピーダンスが可変される。具体的にはトランジスタ
１８がオフ状態であるとき、上記出力トランジスタは差
動増幅器１７からベース電流が供給されて導通し、トラ
ンジスタ１８が導通駆動されたときにベース・エミッタ
間が短絡されてオフ動作する。
タは、そのベースと電源線Ｌｂとの間に介挿されたトラ
ンジスタ１８により選択的にオン・オフ駆動されてその
インピーダンスが可変される。具体的にはトランジスタ
１８がオフ状態であるとき、上記出力トランジスタは差
動増幅器１７からベース電流が供給されて導通し、トラ
ンジスタ１８が導通駆動されたときにベース・エミッタ
間が短絡されてオフ動作する。
【００１８】尚、差動増幅器１７に与えるセンサ回路部
６の内部基準電圧Ｖrefとしては、例えば図２に示すよ
うに、定電圧源５に組み込まれて前記発振回路１等に対
する駆動電圧Ｖdrvを生成する上での基準となる、例え
ば半導体のバンドギャップ電圧を用いた内部基準電圧Ｖ
refを利用するようにすれば良い。即ち、図２に例示す
る定電圧源５は、電源線Ｌａとその電圧出力線との間に
直列にエミッタ・ホロアをなしてトランジスタ２１を介
挿し、分圧抵抗２２,２３を介して分圧された出力電圧
（駆動電圧Ｖdrv）と、上記内部基準電圧Ｖrefとを誤差
増幅する差動増幅器２４の出力にて上記トランジスタ２
１のベース電圧を負帰還制御するようにした直列型定電
圧源である。このような定電圧源５の内部基準電圧Ｖre
fをダイオード１２を介して抽出することで、該内部基
準電圧Ｖrefをそのまま利用するようにすれば良い。
６の内部基準電圧Ｖrefとしては、例えば図２に示すよ
うに、定電圧源５に組み込まれて前記発振回路１等に対
する駆動電圧Ｖdrvを生成する上での基準となる、例え
ば半導体のバンドギャップ電圧を用いた内部基準電圧Ｖ
refを利用するようにすれば良い。即ち、図２に例示す
る定電圧源５は、電源線Ｌａとその電圧出力線との間に
直列にエミッタ・ホロアをなしてトランジスタ２１を介
挿し、分圧抵抗２２,２３を介して分圧された出力電圧
（駆動電圧Ｖdrv）と、上記内部基準電圧Ｖrefとを誤差
増幅する差動増幅器２４の出力にて上記トランジスタ２
１のベース電圧を負帰還制御するようにした直列型定電
圧源である。このような定電圧源５の内部基準電圧Ｖre
fをダイオード１２を介して抽出することで、該内部基
準電圧Ｖrefをそのまま利用するようにすれば良い。
【００１９】かくして上述した如く構成された帰還回路
１１を備えて構成される電子スイッチ装置によれば、出
力回路８の導通駆動時に前記差動増幅器１７の２つの入
力端子間に加わる電圧の差が零となるように一対の電源
線Ｌａ,Ｌｂ間に加わる電源電圧Ｖcc（オン電圧Ｖon）
が帰還制御されるので、上記電源電圧Ｖcc（オン電圧Ｖ
on）はセンサ回路部６の内部基準電圧Ｖrefを基準とし
て該内部基準電圧Ｖrefよりもダイオードの順方向降下
電圧［ＶBE(略０.６ｖ)］だけ高くなるように設定され
る。しかも上記内部基準電圧Ｖrefは、半導体のバンド
ギャップ電圧を用いて安定に生成されるものであり、ま
た前記ダイオード１３による順方向降下電圧［ＶBE(略
０.６ｖ)］、およびダイオード１４,１５による順方向
降下電圧［ＶBE(略１.２ｖ)］も半導体のバンドギャッ
プ電圧により規定されるものであるから、上述した如く
帰還制御される電源電圧Ｖcc（オン電圧Ｖon）は非常に
安定したものとなる。
１１を備えて構成される電子スイッチ装置によれば、出
力回路８の導通駆動時に前記差動増幅器１７の２つの入
力端子間に加わる電圧の差が零となるように一対の電源
線Ｌａ,Ｌｂ間に加わる電源電圧Ｖcc（オン電圧Ｖon）
が帰還制御されるので、上記電源電圧Ｖcc（オン電圧Ｖ
on）はセンサ回路部６の内部基準電圧Ｖrefを基準とし
て該内部基準電圧Ｖrefよりもダイオードの順方向降下
電圧［ＶBE(略０.６ｖ)］だけ高くなるように設定され
る。しかも上記内部基準電圧Ｖrefは、半導体のバンド
ギャップ電圧を用いて安定に生成されるものであり、ま
た前記ダイオード１３による順方向降下電圧［ＶBE(略
０.６ｖ)］、およびダイオード１４,１５による順方向
降下電圧［ＶBE(略１.２ｖ)］も半導体のバンドギャッ
プ電圧により規定されるものであるから、上述した如く
帰還制御される電源電圧Ｖcc（オン電圧Ｖon）は非常に
安定したものとなる。
【００２０】しかもダイオード１４,１５を介する電源
電圧Ｖccの検出は、定電流源１６の下で一定の電流を引
き込んで行われるので、従来のように抵抗分割して電源
電圧Ｖccを検出するものとは異なり、電源電圧Ｖccが高
い場合であっても過大な電流が流れることがない。従っ
て消費電流が増大する虞がなく、電圧検出回路にトラン
ジスタからなるスイッチをわざわざ組み込む必要もなく
なる。これ故、トランジスタの飽和電圧に起因する誤差
要因をなくし、且つ構成の簡易化を図ることが可能とな
る。更にはセンサ回路部６の内部基準電圧Ｖrefを有効
に利用するので、帰還回路用の基準電圧源を準備する必
要がなく、この点でも回路構成の簡易化を図ることが可
能となる。
電圧Ｖccの検出は、定電流源１６の下で一定の電流を引
き込んで行われるので、従来のように抵抗分割して電源
電圧Ｖccを検出するものとは異なり、電源電圧Ｖccが高
い場合であっても過大な電流が流れることがない。従っ
て消費電流が増大する虞がなく、電圧検出回路にトラン
ジスタからなるスイッチをわざわざ組み込む必要もなく
なる。これ故、トランジスタの飽和電圧に起因する誤差
要因をなくし、且つ構成の簡易化を図ることが可能とな
る。更にはセンサ回路部６の内部基準電圧Ｖrefを有効
に利用するので、帰還回路用の基準電圧源を準備する必
要がなく、この点でも回路構成の簡易化を図ることが可
能となる。
【００２１】尚、本発明は上述した実施形態に限定され
るものではない。例えばダイオードとしては、トランジ
スタのべー・エミッタ間を利用して実現することも可能
である。また電源電圧Ｖccを検出する上でのダイオード
群としては、例えば３個のダイオードを直列に接続した
ものを用い、出力回路８の導通時における電源電圧Ｖcc
（オン電圧Ｖon）を、２個分のダイオードによる順方向
降下電圧［ＶBE(略１.２ｖ)］だけ高くなるように設定
することも可能である。
るものではない。例えばダイオードとしては、トランジ
スタのべー・エミッタ間を利用して実現することも可能
である。また電源電圧Ｖccを検出する上でのダイオード
群としては、例えば３個のダイオードを直列に接続した
ものを用い、出力回路８の導通時における電源電圧Ｖcc
（オン電圧Ｖon）を、２個分のダイオードによる順方向
降下電圧［ＶBE(略１.２ｖ)］だけ高くなるように設定
することも可能である。
【００２２】また図３に示すように電源電圧Ｖccを降下
させるダイオードに直列に抵抗を介挿し、ダイオードに
おける負の温度特性と抵抗における正の温度特性とを用
いて温度補償するようにしても良い。また定電圧源とし
てバンドギャップ電圧を利用した基準電圧を用いるもの
にあっては、その基準電圧を上記の如くダイオードを介
して検出される参照電圧と直接比較するように構成する
こともできる。
させるダイオードに直列に抵抗を介挿し、ダイオードに
おける負の温度特性と抵抗における正の温度特性とを用
いて温度補償するようにしても良い。また定電圧源とし
てバンドギャップ電圧を利用した基準電圧を用いるもの
にあっては、その基準電圧を上記の如くダイオードを介
して検出される参照電圧と直接比較するように構成する
こともできる。
【００２３】更にはダイオードに代えて、例えば図４に
示すようにＶbeマルチプライヤ回路をなすトランジスタ
３１を用いて前記電源電圧Ｖccを一定電圧だけ降下させ
た参照電圧を生成するようにしても良い。この場合、上
記マルチプライヤ回路は前述したダイオード回路と等価
的に同じ機能を果たすことになる。更には実施形態にお
いてはトランジスタをオン・オフさせて信号出力するも
のを例に説明したが、制御回路の電源やバイアス電流を
制御して出力制御するように構成することもできる。ま
た本発明は高周波発振型の近接スイッチ以外の２線式近
接スイッチにも同様に適用することができる。その他、
本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施
することができる。
示すようにＶbeマルチプライヤ回路をなすトランジスタ
３１を用いて前記電源電圧Ｖccを一定電圧だけ降下させ
た参照電圧を生成するようにしても良い。この場合、上
記マルチプライヤ回路は前述したダイオード回路と等価
的に同じ機能を果たすことになる。更には実施形態にお
いてはトランジスタをオン・オフさせて信号出力するも
のを例に説明したが、制御回路の電源やバイアス電流を
制御して出力制御するように構成することもできる。ま
た本発明は高周波発振型の近接スイッチ以外の２線式近
接スイッチにも同様に適用することができる。その他、
本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施
することができる。
【００２４】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、セ
ンサ回路部における内部基準電圧と、例えばダイオード
の順方向降下電圧を利用して出力回路の導通時における
電源電圧を一定電圧だけ降下させた参照電圧とを比較し
て上記電源電圧を帰還制御するので、非常に簡易にして
安定に前記電源電圧を前記内部基準電圧よりも上記ダイ
オードの順方向降下電圧分だけ高く保つことができる。
従って出力回路の導通・非導通に拘わることなくセンサ
回路部を安定に作動させることが可能となる。
ンサ回路部における内部基準電圧と、例えばダイオード
の順方向降下電圧を利用して出力回路の導通時における
電源電圧を一定電圧だけ降下させた参照電圧とを比較し
て上記電源電圧を帰還制御するので、非常に簡易にして
安定に前記電源電圧を前記内部基準電圧よりも上記ダイ
オードの順方向降下電圧分だけ高く保つことができる。
従って出力回路の導通・非導通に拘わることなくセンサ
回路部を安定に作動させることが可能となる。
【００２５】特に請求項３に記載するように構成するこ
とで、非常に簡単な構成の電子スイッチ装置を実現する
ことができ、また請求項４に記載するように構成するこ
とでセンサ回路部に悪影響を与えることなく電源電圧を
帰還制御することができる等の実用上多大なる効果が奏
せられる。
とで、非常に簡単な構成の電子スイッチ装置を実現する
ことができ、また請求項４に記載するように構成するこ
とでセンサ回路部に悪影響を与えることなく電源電圧を
帰還制御することができる等の実用上多大なる効果が奏
せられる。
【図１】本発明の一実施形態に係る電子スイッチ装置の
特徴部分である、電源電圧に対する帰還回路とその周辺
部を抽出して示す図。
特徴部分である、電源電圧に対する帰還回路とその周辺
部を抽出して示す図。
【図２】定電圧源に組み込まれた基準電圧と帰還回路と
の関係を示す図。
の関係を示す図。
【図３】本発明に係る電子スイッチ装置の特徴部分の変
形例を示す図。
形例を示す図。
【図４】本発明に係る電子スイッチ装置の特徴部分の変
形例を示す図。
形例を示す図。
【図５】電子スイッチ装置を構成する２線式の高周波発
振型近接スイッチの概略的な構成図。
振型近接スイッチの概略的な構成図。
５ 定電圧源
６ センサ回路部
８ 出力回路（バイポーラ・トランジスタ）
１１ 帰還回路
１２ ダイオード（基準電圧検出用）
１３ 定電流源
１４,１５ ダイオード（電源電圧検出用）
１６ 定電流源
１７ 差動増幅器
１８ トランジスタ
Ｌａ,Ｌｂ 電源線
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H03K 17/00
Claims (4)
- 【請求項１】 信号線を共用した一対の電源線を介して
電源供給され、検出対象物の近接を非接触に検出するセ
ンサ回路部と、前記電源線間に介挿されて上記センサ回
路部の出力を受けて上記電源線間のインピーダンスを制
御する出力回路とを備えた電子スイッチ装置であって、 前記センサ回路部における所定の内部基準電圧と前記電
源線を介して供給される電源電圧を一定電圧だけ降下さ
せた参照電圧とを比較し、その差電圧に応じて前記出力
回路のインピーダンスを制御して前記電源線を介して供
給される電源電圧を前記内部基準電圧よりも高く保つ帰
還回路とを具備したことを特徴とする電子スイッチ装
置。 - 【請求項２】 前記電源電圧を一定電圧だけ降下させた
参照電圧は、ダイオードの順方向降下電圧を利用して生
成されることを特徴とする請求項１に記載の電子スイッ
チ装置。 - 【請求項３】 前記出力回路は、前記電源線間に介挿さ
れてインピーダンス制御されるトランジスタからなり、 前記センサ回路部は、検出対象物の近接に感応して発振
動作状態が変化する発振回路と、この発振回路の動作状
態の変化に応じて前記出力回路をオン・オフ制御する比
較回路と、前記内部基準電圧に基づいて前記電源線を介
して供給される電源電圧から上記発振回路および比較回
路の駆動電圧を生成する定電圧源とを具備したものであ
る請求項１に記載の電子スイッチ装置。 - 【請求項４】 前記帰還回路は、ダイオードを順方向に
介して生成される内部基準電圧と、複数のダイオードを
直列接続したダイオード群を順方向に介して前記電源電
圧から生成される参照電圧との差電圧に従って、導通駆
動された出力回路を介して前記電源線を介して供給され
る電源電圧を制御する誤差増幅器とからなり、 前記ダイオードおよび前記ダイオード群における各降下
電圧の差に相当する電圧だけ前記電源電圧を前記内部基
準電圧よりも高く保つことを特徴とする請求項１に記載
の電子スイッチ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01943098A JP3435045B2 (ja) | 1998-01-30 | 1998-01-30 | 電子スイッチ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01943098A JP3435045B2 (ja) | 1998-01-30 | 1998-01-30 | 電子スイッチ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11220375A JPH11220375A (ja) | 1999-08-10 |
| JP3435045B2 true JP3435045B2 (ja) | 2003-08-11 |
Family
ID=11999074
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP01943098A Expired - Lifetime JP3435045B2 (ja) | 1998-01-30 | 1998-01-30 | 電子スイッチ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3435045B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102013884B (zh) * | 2010-11-10 | 2012-07-25 | 刘昭利 | 非接触式大功率电器关机提醒装置 |
| JP5553422B2 (ja) * | 2011-10-04 | 2014-07-16 | 日東工業株式会社 | 車両用充電装置の携帯型検査装置 |
-
1998
- 1998-01-30 JP JP01943098A patent/JP3435045B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH11220375A (ja) | 1999-08-10 |
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