JP6758221B2

JP6758221B2 - Switching circuit

Info

Publication number: JP6758221B2
Application number: JP2017030830A
Authority: JP
Inventors: 哲石坂; 洋人小川
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2017-02-22
Filing date: 2017-02-22
Publication date: 2020-09-23
Anticipated expiration: 2037-02-22
Also published as: JP2018137899A

Description

この発明は、負荷素子の電流を制御するスイッチング回路に関する。 The present invention relates to a switching circuit that controls the current of a load element.

電気・電子製品の負荷素子に流す電流をオン・オフ制御する回路には広くスイッチング素子が用いられている。そして、近年では、電気・電子製品に信頼性や安全性が一層求められるようになってきており、そのための保護回路が必要になっている。一方で、コスト低減や省スペースの観点から部品点数を可能な限り少なくして回路の小型化を図る必要がある。 Switching elements are widely used in circuits that control the on / off of the current flowing through the load elements of electrical and electronic products. In recent years, electrical and electronic products are increasingly required to have reliability and safety, and a protection circuit for that purpose is required. On the other hand, from the viewpoint of cost reduction and space saving, it is necessary to reduce the number of parts as much as possible to reduce the size of the circuit.

このようなスイッチング素子の保護に関する先行技術文献として、特開２００６−２９６１５９号公報、特開２０１４−１８７５４３号公報、特開平５−１５５３９９号公報、特開２００６−３５２９３１号公報（特許文献１〜４）が知られている。 Prior art documents relating to the protection of such switching elements include JP-A-2006-296159, JP-A-2014-187543, JP-A-5-155399, and JP-A-2006-352931 (Patent Documents 1 to 4). )It has been known.

特開２００６−２９６１５９号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2006-296159 特開２０１４−１８７５４３号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2014-187543 特開平５−１５５３９９号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 5-155399 特開２００６−３５２９３１号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2006-352931

特許文献１には、パワースイッチング素子のセンス電流を受けてセンス電圧を発生する電流検出抵抗と、センス電圧を受けて過電流検出信号を発生する過電流判定回路を有する半導体集積回路と、負の抵抗温度特性を有するサーミスタとを備える電力変換装置が開示されている。この電力変換装置において、サーミスタは、電流検出抵抗と並列に接続され、サーミスタと電流検出抵抗は、半導体集積回路の外部回路に配置される。しかしながら、センス端子がないスイッチング素子には、ソース抵抗として微小抵抗値である温度検知デバイスと電流検知抵抗とが並列に配置された回路を組むことが考えられる。しかしこの場合、抵抗値が電流検知抵抗の抵抗値とほぼ同じであり、かつ電圧降下の小さい微小値である温度検知デバイスを選定する必要があり、回路を組むことが非常に困難である。 Patent Document 1 describes a semiconductor integrated circuit having a current detection resistor that receives a sense current of a power switching element and generates a sense voltage, an overcurrent determination circuit that receives a sense voltage and generates an overcurrent detection signal, and a negative semiconductor integrated circuit. A power conversion device including a thermistor having resistance temperature characteristics is disclosed. In this power conversion device, the thermistor is connected in parallel with the current detection resistor, and the thermistor and the current detection resistor are arranged in an external circuit of the semiconductor integrated circuit. However, in a switching element without a sense terminal, it is conceivable to form a circuit in which a temperature detection device having a minute resistance value as a source resistance and a current detection resistance are arranged in parallel. However, in this case, it is necessary to select a temperature detection device whose resistance value is substantially the same as the resistance value of the current detection resistor and which is a minute value with a small voltage drop, and it is very difficult to form a circuit.

特許文献２には、スイッチング素子のゲート電圧が急上昇した場合であっても、ゲート電圧を素早く低下させる半導体装置が開示されている。しかしながら、特許文献２に開示された半導体装置には、サーミスタ等の温度検出素子が無く、過温度検知は不可能である。 Patent Document 2 discloses a semiconductor device that quickly lowers the gate voltage even when the gate voltage of the switching element rises sharply. However, the semiconductor device disclosed in Patent Document 2 does not have a temperature detecting element such as a thermistor, and overtemperature detection is impossible.

特許文献３には、回路構成の簡略化と共に、耐熱放射特性の高性能化が図られたヒータ制御回路が開示されている。このヒータ制御回路は、サーミスタに定電圧電流を供給して駆動することにより、温度変化に伴なう抵抗値変化を利用してトランジスタのオン・オフ切換を行うように構成される。しかしながら、特許文献３に開示されたヒータ制御回路には過電流を検知する機能がない。 Patent Document 3 discloses a heater control circuit in which the circuit configuration is simplified and the heat-resistant radiation characteristics are improved. This heater control circuit is configured to supply a constant voltage current to the thermistor and drive it to switch the transistor on / off by utilizing the change in resistance value accompanying the temperature change. However, the heater control circuit disclosed in Patent Document 3 does not have a function of detecting an overcurrent.

特許文献４には、高温動作時におけるスイッチング素子の特性劣化や破壊を防止できるスイッチング素子保護回路が開示されている。このスイッチング素子保護回路は、ＭＯＳ−ＦＥＴの動作温度を検出する温度検出用サーミスタを備え、動作温度が所定のレベルを越えるときにＭＯＳ−ＦＥＴ（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor）を安全動作領域内での動作に切換える。しかしながら、特許文献４に開示されたスイッチング素子保護回路には、過電流を検知する機能がない。 Patent Document 4 discloses a switching element protection circuit capable of preventing deterioration or destruction of characteristics of the switching element during high-temperature operation. This switching element protection circuit is equipped with a temperature detection thermistor that detects the operating temperature of the MOS-FET, and safely operates the MOS-FET (Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor) when the operating temperature exceeds a predetermined level. Switch to operation within the region. However, the switching element protection circuit disclosed in Patent Document 4 does not have a function of detecting an overcurrent.

以上のように、従来のスイッチング素子保護回路には、過熱と過電流とを同時に検出できるものは無く、信頼性向上に改善の余地があった。 As described above, none of the conventional switching element protection circuits can detect overheat and overcurrent at the same time, and there is room for improvement in reliability improvement.

この発明の目的は、安価かつ小型な構成で、「スイッチ機能」、「過熱検知機能」、「過電流検知機能」を同時に実現することができるスイッチング回路を提供することである。 An object of the present invention is to provide a switching circuit capable of simultaneously realizing a "switch function", an "overheat detection function", and an "overcurrent detection function" with an inexpensive and compact configuration.

本開示のスイッチング回路は、第１電源ノードと第１ノードとの間に接続された負荷素子と、制御電極を有し、第１ノードと第２ノードとの間の導通状態を制御するスイッチング素子と、第２ノードと接地ノードとの間に接続された抵抗素子と、制御電極に制御信号を出力する制御信号出力回路と、コレクタが制御電極に接続され、エミッタが接地されたトランジスタと、アノードがトランジスタのベースに接続され、カソードに電源電圧が供給されるツェナーダイオードと、第２ノードとトランジスタのベースとの間に接続された温度可変抵抗器とを備える。 The switching circuit of the present disclosure has a load element connected between the first power supply node and the first node and a control electrode, and is a switching element that controls the conduction state between the first node and the second node. A resistor element connected between the second node and the grounded node, a control signal output circuit that outputs a control signal to the control electrode, a transistor in which the collector is connected to the control electrode and the emitter is grounded, and an anode. Is provided with a Zener diode connected to the base of the transistor and supplied with a power supply voltage to the cathode, and a temperature variable resistor connected between the second node and the base of the transistor.

本発明によれば、高価なアプリケーションＩＣを使用せずとも安価かつ小型に「トランジスタスイッチ機能」、「過熱検知機能」、「過電流検知機能」を同時に実現できる。 According to the present invention, the "transistor switch function", the "overheat detection function", and the "overcurrent detection function" can be simultaneously realized inexpensively and compactly without using an expensive application IC.

実施の形態１に係るスイッチング回路の構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of the switching circuit which concerns on Embodiment 1. FIG. 実施の形態２に係るスイッチング回路の構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of the switching circuit which concerns on Embodiment 2. 実施の形態３に係るスイッチング回路の構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of the switching circuit which concerns on Embodiment 3. 実施の形態４に係るスイッチング回路の構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of the switching circuit which concerns on Embodiment 4. FIG. 実施の形態５に係るスイッチング回路の構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of the switching circuit which concerns on Embodiment 5.

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The same or corresponding parts in the drawings are designated by the same reference numerals and the description is not repeated.

実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係るスイッチング回路の構成を示す回路図である。図１を参照して、スイッチング回路１００は、電源ノード１０８とノード１１２との間に接続された負荷素子１０７と、制御電極１１０を有し、ノード１１２とノード１１１との間の導通状態を制御するスイッチング素子１０６と、ノード１１１と接地ノードＧＮＤとの間に接続された抵抗素子１０５と、制御電極１１０に制御信号を出力するための制御信号出力回路１０１と、コレクタが制御電極１１０に電流制限抵抗１０２によって接続され、エミッタが接地されたトランジスタ１０３と、アノードがトランジスタ１０３のベースに接続されたツェナーダイオード１０９と、ノード１１１とトランジスタ１０３のベースとの間に接続された温度可変抵抗器１０４とを備える。 Embodiment 1.
FIG. 1 is a circuit diagram showing a configuration of a switching circuit according to the first embodiment. With reference to FIG. 1, the switching circuit 100 has a load element 107 connected between the power supply node 108 and the node 112 and a control electrode 110 to control the conduction state between the node 112 and the node 111. The switching element 106, the resistance element 105 connected between the node 111 and the grounded node GND, the control signal output circuit 101 for outputting the control signal to the control electrode 110, and the collector current limiting the control electrode 110. A transistor 103 connected by a resistor 102 and grounded to an emitter, a Zener diode 109 whose anode is connected to the base of the transistor 103, and a temperature variable resistor 104 connected between the node 111 and the base of the transistor 103. To be equipped.

実施の形態１では、ツェナーダイオード１０９のカソードには、制御電極１１０が活性化されたときに電源電圧が供給される。具体的には、ツェナーダイオード１０９のカソードは、制御信号出力回路１０１の出力に接続される。 In the first embodiment, a power supply voltage is supplied to the cathode of the Zener diode 109 when the control electrode 110 is activated. Specifically, the cathode of the Zener diode 109 is connected to the output of the control signal output circuit 101.

スイッチング素子１０６は、たとえば、ＦＥＴ等である。制御信号出力回路１０１は、ゲート抵抗１１３を介してスイッチング素子１０６に対して開閉制御信号を出力する。温度可変抵抗器１０４は、正の温度係数を有する。抵抗素子１０５は、微小値の抵抗値を有する。 The switching element 106 is, for example, an FET or the like. The control signal output circuit 101 outputs an open / close control signal to the switching element 106 via the gate resistor 113. The temperature variable resistor 104 has a positive temperature coefficient. The resistance element 105 has a minute resistance value.

このとき、ゲート抵抗１１３と電流制限抵抗１０２の抵抗値の和はトランジスタ１０３のコレクタ電流設計値に基づいて決定される。また、これら抵抗がなす分圧比はスイッチング素子１０６のピンチオフ電圧（約２Ｖ）以下とする。 At this time, the sum of the resistance values of the gate resistor 113 and the current limiting resistor 102 is determined based on the collector current design value of the transistor 103. Further, the voltage division ratio formed by these resistors is set to be equal to or less than the pinch-off voltage (about 2 V) of the switching element 106.

スイッチング回路１００の基本機能は、制御信号出力回路１０１が制御信号としての２値（高／低）の電圧値を任意のタイミングで出力し、スイッチング素子１０６の制御電極１１０に入力することでノード１１２とノード１１１との間の短絡／開放を行うことである。スイッチング回路１００の補助機能は、スイッチング素子１０６に対する過電流保護および過熱保護である。 The basic function of the switching circuit 100 is that the control signal output circuit 101 outputs a binary (high / low) voltage value as a control signal at an arbitrary timing and inputs it to the control electrode 110 of the switching element 106 so that the node 112 It is a short circuit / opening between the node 111 and the node 111. Auxiliary functions of the switching circuit 100 are overcurrent protection and overheat protection for the switching element 106.

過電流、過熱といった異常時にトランジスタ１０３が導通し、制御信号出力回路１０１が出力する制御信号を、ゲート抵抗１１３および電流制限抵抗１０２によって分圧されたＧＮＤ電位に近い電圧に低下させる。これにより、スイッチング素子１０６がオフするのでスイッチング素子１０６が保護される。これらの保護動作について、過電流保護、過熱保護に分けて説明する。 The transistor 103 conducts in the event of an abnormality such as overcurrent or overheating, and the control signal output by the control signal output circuit 101 is reduced to a voltage close to the GND potential divided by the gate resistor 113 and the current limiting resistor 102. As a result, the switching element 106 is turned off, so that the switching element 106 is protected. These protection operations will be described separately for overcurrent protection and overheat protection.

まず過電流保護機能について説明する。正常時には、スイッチング素子１０６が導通時、電源ノード１０８からの負荷素子１０７を介した負荷電流は、微小値の抵抗素子１０５を通じてＧＮＤに流れる。過電流異常時には、この電流量が増大することで、抵抗素子１０５に発生する電位差が大きくなってノード１１１の電位が上昇する。これに応じてトランジスタ１０３のベース電極の電圧が上昇してトランジスタ１０３が導通し、ゲート抵抗１１３とスイッチング素子１０６の制御電極１１０の電位を強制的にＧＮＤレベルにしてスイッチング素子１０６を非導通とする。 First, the overcurrent protection function will be described. In the normal state, when the switching element 106 is conducting, the load current from the power supply node 108 via the load element 107 flows to the GND through the resistance element 105 having a minute value. When the overcurrent is abnormal, the amount of this current increases, so that the potential difference generated in the resistance element 105 increases and the potential of the node 111 rises. In response to this, the voltage of the base electrode of the transistor 103 rises to conduct the transistor 103, and the potentials of the gate resistor 113 and the control electrode 110 of the switching element 106 are forcibly set to the GND level to make the switching element 106 non-conducting. ..

続いて、過熱保護機能について説明する。正常時には、制御信号出力回路１０１に接続されたツェナーダイオード１０９は常温時に制御信号出力回路１０１の出力電圧値からツェナー電圧値Ｖｚを減じた電位をトランジスタ１０３のベース電極に印加している。ここで、常温で適切なツェナー電圧値Ｖｚが得られるように、逆方向電流を流す温度可変抵抗器１０４の値を決定する。 Next, the overheat protection function will be described. In the normal state, the Zener diode 109 connected to the control signal output circuit 101 applies a potential obtained by subtracting the Zener voltage value Vz from the output voltage value of the control signal output circuit 101 to the base electrode of the transistor 103 at room temperature. Here, the value of the temperature variable resistor 104 through which the reverse current flows is determined so that an appropriate Zener voltage value Vz can be obtained at room temperature.

このとき、ツェナーダイオード１０９のツェナー電圧値Ｖｚは、開閉制御信号の波高値ＶＨからトランジスタ１０３をオン動作させるベースバイアス値Ｖｂｅを減じた値以上かつ開閉制御信号の波高値ＶＨを超えない値とする。すなわち、ＶＨ−Ｖｂｅ≦Ｖｚ＜ＶＨの関係を満たすようにＶｚを選択する。 At this time, the Zener voltage value Vz of the Zener diode 109 is set to a value equal to or more than the value obtained by subtracting the base bias value Vbe for operating the transistor 103 from the peak value VH of the switching control signal and not exceeding the peak value VH of the switching control signal. .. That is, Vz is selected so as to satisfy the relationship of VH-Vbe ≦ Vz <VH.

これにより常温時には、トランジスタ１０３は開放状態になり、制御信号出力回路１０１からの制御信号がスイッチング素子１０６の制御電極１１０にそのまま入力される。 As a result, at room temperature, the transistor 103 is opened, and the control signal from the control signal output circuit 101 is directly input to the control electrode 110 of the switching element 106.

一方、過熱異常時には正の温度係数を持つ温度可変抵抗器１０４の抵抗値が大きくなり、ツェナー電圧値を維持するための電流をツェナーダイオード１０９に流すことができなくなるためにトランジスタ１０３のベース電極は制御信号と同電位となる。すなわち、ツェナー電流が十分流れている場合にトランジスタ１０３のベース−ＧＮＤ間の電位差が０Ｖとなるように、ツェナーダイオード１０９を選定する。たとえば、ツェナーダイオード１０９のカソード側に接続する電源電圧（制御信号出力回路１０１のハイレベルに相当）を５Ｖとすると、ツェナー電圧がほぼ５Ｖ程度である素子を選んでおき、ベースバイアスがほぼ接地電位になるようにする。そして、温度可変抵抗器１０４の抵抗が増大しツェナーダイオード１０９に電流がほとんど流れない場合には、ツェナーダイオードの特性からツェナーダイオード１０９に発生する電位差は小さくなり、トランジスタ１０３のベース電圧は上昇して電源電圧５Ｖとほぼ同電位となる。ただし、このときの電流値はトランジスタ１０３をオンさせるベース電流程度は流れている。すなわち、抵抗素子１０５の抵抗値およびベース電流を無視し、抵抗増加時の温度可変抵抗器１０４の抵抗値をＲ０、電流値をＩ、小さくなったツェナー電圧をＶｚ０とすると、ＶＨ−Ｖｚ０＞ＶｂｅかつＩ×Ｒ０＞Ｖｂｅを満たすように、Ｉ，Ｖｚ０、Ｒ０を選定するとよい。このようにツェナーダイオード１０９および温度可変抵抗器１０４を選定すると、少なくともスイッチング素子１０６を導通させる制御信号が出力されているタイミング、つまり制御電極１１０を駆動する信号線が高電圧のタイミングにおいては、トランジスタ１０３が導通する。この結果、スイッチング素子１０６は非導通となる。 On the other hand, when the overheating is abnormal, the resistance value of the temperature variable resistor 104 having a positive temperature coefficient becomes large, and the current for maintaining the Zener voltage value cannot be passed through the Zener diode 109. Therefore, the base electrode of the transistor 103 is used. It has the same potential as the control signal. That is, the Zener diode 109 is selected so that the potential difference between the base and GND of the transistor 103 becomes 0V when the Zener current is sufficiently flowing. For example, assuming that the power supply voltage (corresponding to the high level of the control signal output circuit 101) connected to the cathode side of the Zener diode 109 is 5V, an element having a Zener voltage of about 5V is selected, and the base bias is approximately the ground potential. To be. When the resistance of the temperature variable resistor 104 increases and almost no current flows through the Zener diode 109, the potential difference generated in the Zener diode 109 becomes smaller due to the characteristics of the Zener diode, and the base voltage of the transistor 103 rises. The potential is almost the same as the power supply voltage of 5V. However, the current value at this time is about the base current that turns on the transistor 103. That is, assuming that the resistance value and the base current of the resistance element 105 are ignored, the resistance value of the temperature variable resistor 104 when the resistance is increased is R0, the current value is I, and the reduced Zener voltage is Vz0, VH-Vz0> Vbe. And I, Vz0, R0 may be selected so as to satisfy I × R0> Vbe. When the Zener diode 109 and the temperature variable resistor 104 are selected in this way, at least at the timing when the control signal for conducting the switching element 106 is output, that is, at the timing when the signal line for driving the control electrode 110 is high voltage, the transistor 103 conducts. As a result, the switching element 106 becomes non-conducting.

温度検知精度の向上のために、温度可変抵抗器１０４はスイッチング素子１０６に近接配置することが好ましい。 In order to improve the temperature detection accuracy, it is preferable that the temperature variable resistor 104 is arranged close to the switching element 106.

また、ツェナーダイオード１０９の温度変化による特性変化を小さくするため、ツェナーダイオード１０９の電極にはベタパターンなどで熱容量を大きくするなどの放熱機構を設けることが望ましい。 Further, in order to reduce the characteristic change due to the temperature change of the Zener diode 109, it is desirable that the electrode of the Zener diode 109 is provided with a heat dissipation mechanism such as increasing the heat capacity by a solid pattern or the like.

本実施の形態によれば、スイッチング素子１０６に対する「トランジスタスイッチ機能」、「過電流保護機能」、「過熱保護機能」を安価かつ小型にトランジスタ１石で実現できる。 According to this embodiment, the "transistor switch function", "overcurrent protection function", and "overheat protection function" for the switching element 106 can be realized inexpensively and compactly with one transistor.

実施の形態２．
実施の形態２のスイッチング回路は、図１に示した実施の形態１のスイッチング回路１００に対してツェナーダイオード１０９のアノード側電極を新たに設けた電源ノードに接続したものに相当する。 Embodiment 2.
The switching circuit of the second embodiment corresponds to the switching circuit 100 of the first embodiment shown in FIG. 1 in which the anode side electrode of the Zener diode 109 is connected to a newly provided power supply node.

図２は、実施の形態２に係るスイッチング回路の構成を示す回路図である。図２を参照して、スイッチング回路２００は、電源ノード２０８とノード２１２との間に接続された負荷素子２０７と、制御電極２１０を有し、ノード２１２とノード２１１との間の導通状態を制御するスイッチング素子２０６と、ノード２１１と接地ノードＧＮＤとの間に接続された抵抗素子２０５と、制御電極２１０に制御信号を出力するための制御信号出力回路２０１と、コレクタが制御電極２１０に電流制限抵抗２０２によって接続され、エミッタが接地されたトランジスタ２０３と、アノードがトランジスタ２０３のベースに接続されたツェナーダイオード２０９と、ノード２１１とトランジスタ２０３のベースとの間に接続された温度可変抵抗器２０４とを備える。 FIG. 2 is a circuit diagram showing a configuration of a switching circuit according to a second embodiment. With reference to FIG. 2, the switching circuit 200 has a load element 207 connected between the power supply node 208 and the node 212 and a control electrode 210 to control the conduction state between the node 212 and the node 211. Switching element 206, resistance element 205 connected between node 211 and grounding node GND, control signal output circuit 201 for outputting control signal to control electrode 210, and collector current limiting to control electrode 210. A transistor 203 connected by a resistor 202 and grounded to an emitter, a Zener diode 209 whose anode is connected to the base of the transistor 203, and a temperature variable resistor 204 connected between the node 211 and the base of the transistor 203. To be equipped.

ツェナーダイオード２０９のカソードには電源電圧が供給される。実施の形態２では、ツェナーダイオード２０９のカソードは、電源ノード２１４に接続される。電源ノード２１４は、電源ノード２０８と共通でも良く、また電源ノード２０８と別の電源電位を受けるものであっても良い。 A power supply voltage is supplied to the cathode of the Zener diode 209. In the second embodiment, the cathode of the Zener diode 209 is connected to the power supply node 214. The power supply node 214 may be common to the power supply node 208, or may receive a power supply potential different from that of the power supply node 208.

スイッチング回路２００の動作原理は、実施の形態１のスイッチング回路１００と同様であるので説明は繰り返さない。 Since the operating principle of the switching circuit 200 is the same as that of the switching circuit 100 of the first embodiment, the description will not be repeated.

このとき、ツェナーダイオード２０９のツェナー電圧値は、電源ノード２１４の電圧値からトランジスタ２０３をオン動作させるベースバイアス値を減じた値以上かつ電源ノード２１４の電圧値を超えない値とする。電源ノード２１４を制御信号出力回路２０１の電源と分離することによって、使用するツェナーダイオード２０９に合った電源電圧を使用するツェナーダイオード２０９のカソード側に与えることが可能となる。 At this time, the Zener voltage value of the Zener diode 209 is set to a value obtained by subtracting the base bias value for operating the transistor 203 from the voltage value of the power supply node 214 and not exceeding the voltage value of the power supply node 214. By separating the power supply node 214 from the power supply of the control signal output circuit 201, it is possible to apply a power supply voltage suitable for the Zener diode 209 to be used to the cathode side of the Zener diode 209 to be used.

実施の形態２によれば、制御信号出力回路２０１が出力する制御信号の波高値よりも小さいツェナー電圧値を選定する必要が無くなり、ツェナー電圧が大きいツェナーダイオード２０９が選定できるようになる。 According to the second embodiment, it is not necessary to select a Zener voltage value smaller than the peak value of the control signal output by the control signal output circuit 201, and a Zener diode 209 having a large Zener voltage can be selected.

実施の形態３．
実施の形態３のスイッチング回路は、図１に示した実施の形態１のスイッチング回路１００に対して、制御信号出力回路１０１とツェナーダイオード１０９の間に、アノード側を制御信号出力回路１０１と接続したダイオードを配置したものに相当する。 Embodiment 3.
In the switching circuit of the third embodiment, the anode side is connected to the control signal output circuit 101 between the control signal output circuit 101 and the Zener diode 109 with respect to the switching circuit 100 of the first embodiment shown in FIG. It corresponds to the one in which the diode is arranged.

図３は、実施の形態３に係るスイッチング回路の構成を示す回路図である。図３を参照して、スイッチング回路３００は、電源ノード３０８とノード３１２との間に接続された負荷素子３０７と、制御電極３１０を有し、ノード３１２とノード３１１との間の導通状態を制御するスイッチング素子３０６と、ノード３１１と接地ノードＧＮＤとの間に接続された抵抗素子３０５と、制御電極３１０に制御信号を出力するための制御信号出力回路３０１と、コレクタが制御電極３１０に電流制限抵抗３０２によって接続され、エミッタが接地されたトランジスタ３０３と、アノードがトランジスタ３０３のベースに接続されたツェナーダイオード３０９と、ノード３１１とトランジスタ３０３のベースとの間に接続された温度可変抵抗器３０４とを備える。 FIG. 3 is a circuit diagram showing the configuration of the switching circuit according to the third embodiment. With reference to FIG. 3, the switching circuit 300 has a load element 307 connected between the power supply node 308 and the node 312 and a control electrode 310 to control the conduction state between the node 312 and the node 311. Switching element 306, resistance element 305 connected between node 311 and grounding node GND, control signal output circuit 301 for outputting control signals to control electrode 310, and collector current limiting to control electrode 310. A transistor 303 connected by a resistor 302 with a grounded emitter, a Zener diode 309 whose anode is connected to the base of the transistor 303, and a temperature variable resistor 304 connected between the node 311 and the base of the transistor 303. To be equipped.

ツェナーダイオード３０９のカソードには電源電圧が供給される。具体的には、実施の形態３では、スイッチング回路３００は、アノードが制御信号出力回路３０１の出力に接続されたダイオード３１４をさらに備える。ツェナーダイオード３０９のカソードは、ダイオード３１４のカソードに接続される。これにより、ツェナーダイオード３０９のカソードには、制御電極３１０が活性化されたときに電源電圧が供給される。 A power supply voltage is supplied to the cathode of the Zener diode 309. Specifically, in the third embodiment, the switching circuit 300 further includes a diode 314 whose anode is connected to the output of the control signal output circuit 301. The cathode of the Zener diode 309 is connected to the cathode of the diode 314. As a result, a power supply voltage is supplied to the cathode of the Zener diode 309 when the control electrode 310 is activated.

なお、動作原理は基本的には、実施の形態１と同様であるが、実施の形態３ではさらに、ノード３１１の電位が制御信号出力回路３０１の出力信号電圧値よりも大きくなった場合に、ノード３１１から制御信号出力回路３０１に逆流する電流をダイオード３１４により阻止する点が特徴である。すなわち、実施の形態３では、制御信号出力回路３０１への電流の逆流防止効果が得られる。 The operating principle is basically the same as that of the first embodiment, but in the third embodiment, when the potential of the node 311 becomes larger than the output signal voltage value of the control signal output circuit 301, The feature is that the current flowing back from the node 311 to the control signal output circuit 301 is blocked by the diode 314. That is, in the third embodiment, the effect of preventing the backflow of the current to the control signal output circuit 301 can be obtained.

実施の形態４．
実施の形態４のスイッチング回路は、図２に示した実施の形態２のスイッチング回路２００に対して電源ノード２１４とツェナーダイオード２０９のとの間にアノード側を電源ノードと接続したダイオードを配置したものに相当する。 Embodiment 4.
In the switching circuit of the fourth embodiment, a diode having an anode side connected to the power supply node is arranged between the power supply node 214 and the Zener diode 209 with respect to the switching circuit 200 of the second embodiment shown in FIG. Corresponds to.

図４は、実施の形態４に係るスイッチング回路の構成を示す回路図である。図４を参照して、スイッチング回路４００は、電源ノード４０８とノード４１２との間に接続された負荷素子４０７と、制御電極４１０を有し、ノード４１２とノード４１１との間の導通状態を制御するスイッチング素子４０６と、ノード４１１と接地ノードＧＮＤとの間に接続された抵抗素子４０５と、制御電極４１０に制御信号を出力するための制御信号出力回路４０１と、コレクタが制御電極４１０に電流制限抵抗４０２によって接続され、エミッタが接地されたトランジスタ４０３と、アノードがトランジスタ４０３のベースに接続されたツェナーダイオード４０９と、ノード４１１とトランジスタ４０３のベースとの間に接続された温度可変抵抗器４０４とを備える。 FIG. 4 is a circuit diagram showing the configuration of the switching circuit according to the fourth embodiment. With reference to FIG. 4, the switching circuit 400 has a load element 407 connected between the power supply node 408 and the node 412 and a control electrode 410 to control the conduction state between the node 412 and the node 411. Switching element 406, resistance element 405 connected between node 411 and grounding node GND, control signal output circuit 401 for outputting control signal to control electrode 410, and collector current limiting to control electrode 410. A transistor 403 connected by a resistor 402 with a grounded emitter, a Zener diode 409 with an anode connected to the base of the transistor 403, and a temperature variable resistor 404 connected between the node 411 and the base of the transistor 403. To be equipped.

ツェナーダイオード４０９のカソードには電源電圧が供給される。実施の形態４では、スイッチング回路４００は、アノードが電源ノード４１４に接続されたダイオード４１５をさらに備える。ツェナーダイオード４０９のカソードは、ダイオード４１５のカソードに接続され、ダイオード４１５を介して電源ノード４１４から電源電圧が供給される。 A power supply voltage is supplied to the cathode of the Zener diode 409. In the fourth embodiment, the switching circuit 400 further comprises a diode 415 whose anode is connected to the power supply node 414. The cathode of the Zener diode 409 is connected to the cathode of the diode 415, and the power supply voltage is supplied from the power supply node 414 via the diode 415.

実施の形態４の構成によれば、ノード４１１の電位が電源ノード４１４の電位よりも高い場合に電源ノード４１４への電流の逆流がダイオード４１５により阻止される。すなわち、実施の形態４では、電源ノード４１４への電流逆流防止効果が得られる。 According to the configuration of the fourth embodiment, when the potential of the node 411 is higher than the potential of the power supply node 414, the backflow of the current to the power supply node 414 is blocked by the diode 415. That is, in the fourth embodiment, the effect of preventing the current backflow to the power supply node 414 can be obtained.

実施の形態５．
実施の形態５のスイッチング回路は、図１に示した実施の形態１のスイッチング回路１００に対して、トランジスタ１０３のベース電極とＧＮＤ間にコンデンサを設けたものに相当する。 Embodiment 5.
The switching circuit of the fifth embodiment corresponds to the switching circuit 100 of the first embodiment shown in FIG. 1 in which a capacitor is provided between the base electrode of the transistor 103 and the GND.

図５は、実施の形態５に係るスイッチング回路の構成を示す回路図である。図５を参照して、スイッチング回路５００は、電源ノード５０８とノード５１２との間に接続された負荷素子５０７と、制御電極５１０を有し、ノード５１２とノード５１１との間の導通状態を制御するスイッチング素子５０６と、ノード５１１と接地ノードＧＮＤとの間に接続された抵抗素子５０５と、制御電極５１０に制御信号を出力するための制御信号出力回路５０１と、コレクタが制御電極５１０に電流制限抵抗５０２によって接続され、エミッタが接地されたトランジスタ５０３と、アノードがトランジスタ５０３のベースに接続されたツェナーダイオード５０９と、ノード５１１とトランジスタ５０３のベースとの間に接続された温度可変抵抗器５０４とを備える。 FIG. 5 is a circuit diagram showing the configuration of the switching circuit according to the fifth embodiment. With reference to FIG. 5, the switching circuit 500 has a load element 507 connected between the power supply node 508 and the node 512 and a control electrode 510 to control the conduction state between the node 512 and the node 511. Switching element 506, a resistance element 505 connected between the node 511 and the grounding node GND, a control signal output circuit 501 for outputting a control signal to the control electrode 510, and a collector current limiting to the control electrode 510. A transistor 503 connected by a resistor 502 with a grounded emitter, a Zener diode 509 with an anode connected to the base of the transistor 503, and a temperature variable resistor 504 connected between the node 511 and the base of the transistor 503. To be equipped.

実施の形態５では、ツェナーダイオード５０９のカソードには、制御電極５１０が活性化されたときに電源電圧が供給される。具体的には、ツェナーダイオード５０９のカソードは、制御信号出力回路５０１の出力に接続される。 In the fifth embodiment, a power supply voltage is supplied to the cathode of the Zener diode 509 when the control electrode 510 is activated. Specifically, the cathode of the Zener diode 509 is connected to the output of the control signal output circuit 501.

実施の形態５のスイッチング回路５００は、トランジスタ５０３のベース電極と接地ノードとの間に接続されたコンデンサ５１４をさらに備える。コンデンサ５１４は、トランジスタ５０３のベース電極にノイズが重畳した際に、ノイズをＧＮＤに逃がすために設けられる。 The switching circuit 500 of the fifth embodiment further includes a capacitor 514 connected between the base electrode of the transistor 503 and the ground node. The capacitor 514 is provided to release the noise to the GND when the noise is superimposed on the base electrode of the transistor 503.

実施の形態５によれば、トランジスタ５０３のベース電極のノイズが抑圧され、誤動作を抑止できる効果が得られる。 According to the fifth embodiment, the noise of the base electrode of the transistor 503 is suppressed, and the effect of suppressing malfunction can be obtained.

なお、図５にはコンデンサ５１４を図１の構成に追加した例を示したが、図２〜図４のいずれの構成にもコンデンサ５１４を追加しても同様な効果が得られる。 Although FIG. 5 shows an example in which the capacitor 514 is added to the configuration of FIG. 1, the same effect can be obtained by adding the capacitor 514 to any of the configurations of FIGS. 2 to 4.

今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiments disclosed this time should be considered as exemplary in all respects and not restrictive. The scope of the present invention is shown by the claims rather than the description of the embodiments described above, and is intended to include all modifications within the meaning and scope equivalent to the claims.

１００，２００，３００，４００，５００スイッチング回路、１０１，２０１，３０１，４０１，５０１制御信号出力回路、１０２，２０２，３０２，４０２，５０２電流制限抵抗、１０３，２０３，３０３，４０３，５０３トランジスタ、１０４，２０４，３０４，４０４，５０４温度可変抵抗器、１０５，２０５，３０５，４０５，５０５抵抗素子、１０６，２０６，３０６，４０６，５０６スイッチング素子、１０７，２０７，３０７，４０７，５０７負荷素子、１０８，２０８，２１４，３０８，４０８，４１４，５０８電源ノード、１０９，２０９，３０９，４０９，５０９ツェナーダイオード、１１０，２１０，３１０，４１０，５１０制御電極、１１１，１１２，２１１，２１２，３１１，３１２，４１１，４１２，５１１，５１２ノード、１１３ゲート抵抗、３１４，４１５ダイオード、５１４コンデンサ、ＧＮＤ接地ノード。 100,200,300,400,500 switching circuit, 101,201,301,401,501 control signal output circuit, 102,202,302,402,502 current limiting resistor, 103,203,303,403,503 transistors, 104,204,304,404,504 Temperature variable resistor, 105,205,305,405,505 Resistor element, 106,206,306,406,506 Switching element, 107,207,307,407,507 Load element, 108, 208, 214, 308, 408, 414,508 Power node, 109, 209, 309, 409, 509 Zener diode, 110, 210, 310, 410, 510 Control electrode, 111, 112, 211,212, 311, 312, 411, 421, 511, 512 nodes, 113 gate resistors, 314,415 diodes, 514 capacitors, GND grounded nodes.

Claims

The load element connected between the first power supply node and the first node,
A switching element having a control electrode and controlling the conduction state between the first node and the second node,
A resistance element connected between the second node and the ground node,
A control signal output circuit that outputs a control signal to the control electrode,
A transistor with a collector connected to the control electrode and a grounded emitter,
A Zener diode whose anode is connected to the base of the transistor and whose cathode is supplied with a power supply voltage.
A switching circuit comprising a temperature variable resistor connected between the second node and the base of the transistor.

The switching circuit according to claim 1, wherein a power supply voltage is supplied to the cathode of the Zener diode in response to the activation of the control signal.

The switching circuit according to claim 2, wherein the cathode of the Zener diode is connected to the output of the control signal output circuit.

The switching circuit according to claim 2, further comprising a diode in which the anode is connected to the output of the control signal output circuit and the cathode is connected to the cathode of the Zener diode.

The switching circuit according to claim 1, wherein the cathode of the Zener diode is connected to a second power supply node.

The switching circuit according to claim 5, further comprising a diode in which the anode is connected to the second power supply node and the cathode is connected to the cathode of the Zener diode.

The switching circuit according to claim 1, further comprising a capacitor connected between the base of the transistor and the grounded node.