JPH03147223A - Semiconductor device - Google Patents
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- JPH03147223A JPH03147223A JP28449089A JP28449089A JPH03147223A JP H03147223 A JPH03147223 A JP H03147223A JP 28449089 A JP28449089 A JP 28449089A JP 28449089 A JP28449089 A JP 28449089A JP H03147223 A JPH03147223 A JP H03147223A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は半導体装置に関し、更に詳述すればリレーを駆
動する半導体装置を提案するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a semiconductor device, and more specifically, it proposes a semiconductor device for driving a relay.
直流電源を接続する従来のこの種の半導体装置は例えば
第３図に示すような回路となっている。A conventional semiconductor device of this type connected to a DC power supply has a circuit as shown in FIG. 3, for example.
半導体装置１０はリレーコイル２．３．４と、ＮＰＮの
スイッチングトランジスタ５．６．７と、リレー制御回
路８とを備えている。負電極を接地しているバッテリ等
からなる直流電源１の正電極は、リレーコイル２，３．
４を各別に介して、エミッタ接地のＮＰＮのスイッチン
グトランジスタ５．６７のコレクタと接続される。スイ
ッチングトランジスタ５．６．７の夫々のベースはリレ
ー制御回路８と接続される。The semiconductor device 10 includes a relay coil 2.3.4, an NPN switching transistor 5.6.7, and a relay control circuit 8. The positive electrode of a DC power source 1 consisting of a battery or the like whose negative electrode is grounded is connected to relay coils 2, 3 .
4, respectively, to the collector of an NPN switching transistor 5.67 whose emitter is grounded. The base of each switching transistor 5.6.7 is connected to a relay control circuit 8.
この半導体装置ＩＯは、リレー制御回路８から例えばス
イッチングトランジスタ５のベースに飽和電流を流すと
、スイッチングトランジスタ５はオン動作して、直流電
源１からリレーコイル２に電流が流れて、そのリレーコ
イル２に対応する図示しないリレーを駆動する。同様に
してスイッチングトランジスタ６．７をオン動作させる
ことによりリレーコイル３，４に電流が流れて、リレー
コイル３．４に対応する図示しない夫々のリレーを駆動
する。In this semiconductor device IO, when a saturation current flows from a relay control circuit 8 to the base of a switching transistor 5, for example, the switching transistor 5 is turned on, and a current flows from a DC power supply 1 to a relay coil 2. A relay (not shown) corresponding to this is driven. Similarly, by turning on switching transistor 6.7, current flows through relay coils 3 and 4, driving respective relays (not shown) corresponding to relay coil 3.4.
従来の半導体装置は、直流電源の電圧に外部からのサー
ジにより過渡電圧が重畳すると、リレーコイル２，３．
４及びスイッチングトランジスタ５．６．７にその過渡
電圧が直接に印加される。In conventional semiconductor devices, when a transient voltage is superimposed on the DC power supply voltage due to an external surge, the relay coils 2, 3, .
4 and the switching transistor 5.6.7 are directly applied with the transient voltage.
そのため過渡電圧がスイッチングトランジスタ５゜６．
７のコレクタ、エミッタ間降伏電圧以上の場合には、ス
イッチングトランジスタ５．６．７が破壊するという問
題がある。Therefore, the transient voltage of the switching transistor 5°6.
If the voltage exceeds the collector-emitter breakdown voltage of No. 7, there is a problem that the switching transistor 5.6.7 will be destroyed.
それ故、スイッチングトランジスタ５，６．７には、コ
レクタ、エミッタ間降伏電圧が高いスイッチングトラン
ジスタを用いればよいが、そうすると半導体装置が大幅
にコストアンプするという問題がある。Therefore, switching transistors having a high breakdown voltage between the collector and emitter may be used as the switching transistors 5, 6, and 7, but this poses a problem in that the cost of the semiconductor device is greatly increased.
またスイッチングトランジスタ５，６．７のいずれかが
オン動作している場合に、過渡電圧が直流電源の電圧に
重畳すると、そのオン動作により電流が流れているリレ
ーコイルには過渡電圧に関連した過電流が流れて、その
リレーコイルが焼用する虞れがあるという問題がある。Furthermore, if either of the switching transistors 5, 6.7 is turned on and a transient voltage is superimposed on the voltage of the DC power supply, the relay coil through which current is flowing due to the turned-on operation will be overloaded by the transient voltage. There is a problem in that there is a risk that current will flow and burn out the relay coil.
本発明は斯かる問題に鑑み、直流電源の電圧に過渡電圧
が重畳してもスイッチングトランジスタの破壊及びリレ
ーコイルの焼損を防止できる半導体装置を提供すること
を目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION In view of such problems, it is an object of the present invention to provide a semiconductor device that can prevent destruction of switching transistors and burnout of relay coils even if a transient voltage is superimposed on the voltage of a DC power supply.
本発明に係る半導体装置は、直流電源とリレーコイルと
の間に過渡電圧遮断用］・ランジスタを介装して、直流
電源の電圧に過渡電圧が重畳したことを検出する過渡電
圧検出回路を設け、この過渡電圧検出回路が過渡電圧を
検出すると、過渡電圧遮断用トランジスタをオフ動作さ
せる構成にする。The semiconductor device according to the present invention includes a transient voltage detection circuit that detects when a transient voltage is superimposed on the voltage of the DC power supply by interposing a transistor for cutting off transient voltage between the DC power supply and the relay coil. When the transient voltage detection circuit detects a transient voltage, the transient voltage cutoff transistor is turned off.
直流電源から過渡電圧遮断用トランジスタを介してリレ
ーコイル及びスイッチングトランジスタに電流が流れる
。過渡電圧検出回路は直流電源の電圧に重畳した過渡電
圧を検出する。過渡電圧遮断用トランジスタは過渡電圧
検出回路が過渡電圧を検出するとオフ動作する。Current flows from the DC power source to the relay coil and the switching transistor via the transient voltage cutoff transistor. The transient voltage detection circuit detects a transient voltage superimposed on the voltage of the DC power supply. The transient voltage cutoff transistor turns off when the transient voltage detection circuit detects a transient voltage.
これにより、直流電源の電圧に過渡電圧が重畳してもリ
レーコイル及びスイッチングトランジスタには印加され
ない。Thereby, even if a transient voltage is superimposed on the voltage of the DC power supply, it is not applied to the relay coil and the switching transistor.
以下本発明をその実施例を示す図面により詳述する。第
１図は直流電源を接続する本発明に係る半導体装置の回
路図である。半導体スイッチ１０は高耐圧でＰＮＰの過
渡電圧遮断用トランジスタ９と、リレーコイル２，３．
４とＮＰＮのスイッチングトランジスタ５，６．７と、
。リレー制御回路８と、電流源１１と、ＮＰＮのトラン
ジスタ１２と、過渡電圧検出用のアバランシェダイオー
ド１３と、ＮＰ（Ｊのトランジスタ１４と、電流制限抵
抗１５．１６とを備えている。負電極を接地しているハ
ソテリ等からなる直流電源１の正電極は、過渡電圧遮断
用トランジスタ９のエミッタと接続され、電流制限抵抗
１６を介して電流源１１の一方の端子及びアバランシェ
ダイオード１３のカソードと接続される。過渡電圧遮断
用トランジスタ９のコレクタは、リレーコイル２とスイ
ッチングトランジスタ５との直列回路、リレーコイル３
とスイッチングトランジスタ６との直列回路、リレーコ
イル４とスイッチングトランジスタ７との直列回路を各
別に介してリレー制御回路８と接続される。前記電流源
１１の他方の端子はエミッタ接地のトランジスタ１４の
ベース及びエミッタ接地のトランジスタ１２のコレクタ
と接続される。トランジスタ１２のベースはアバランシ
ェダイオード１３のアノードと接続される。トランジス
タ１４のコレクタは電流制限抵抗１５を介して、前記過
渡電圧遮断用トランジスタ９のベースと接続される。The present invention will be described in detail below with reference to drawings showing embodiments thereof. FIG. 1 is a circuit diagram of a semiconductor device according to the present invention connected to a DC power source. The semiconductor switch 10 includes a high voltage PNP transient voltage cutoff transistor 9 and relay coils 2, 3 .
4 and NPN switching transistors 5, 6.7,
. It includes a relay control circuit 8, a current source 11, an NPN transistor 12, an avalanche diode 13 for transient voltage detection, an NP (J transistor 14), and a current limiting resistor 15.16. The positive electrode of a DC power supply 1 made of a grounded wire is connected to the emitter of a transient voltage cutoff transistor 9, and connected to one terminal of a current source 11 and the cathode of an avalanche diode 13 via a current limiting resistor 16. The collector of the transient voltage cutoff transistor 9 is connected to a series circuit of the relay coil 2 and the switching transistor 5, and the relay coil 3.
It is connected to the relay control circuit 8 through a series circuit of the relay coil 4 and the switching transistor 7, and a series circuit of the relay coil 4 and the switching transistor 7, respectively. The other terminal of the current source 11 is connected to the base of a transistor 14 with a common emitter and the collector of a transistor 12 with a common emitter. The base of transistor 12 is connected to the anode of avalanche diode 13. The collector of the transistor 14 is connected to the base of the transient voltage cutoff transistor 9 via a current limiting resistor 15.
なお、前記アバランシェダイオード１３と１−ランジス
タ１２とにより過渡電圧検出回路を構成している。Note that the avalanche diode 13 and the 1-transistor 12 constitute a transient voltage detection circuit.
次にこのように構成した半導体装置の動作を説明する。Next, the operation of the semiconductor device configured as described above will be explained.
直流電源１の電圧に過渡電圧が重畳していない場合は、
トランジスタ１２がオフ動作していて、電流源１１によ
りトランジスタ１４にベース電流が流れてトランジスタ
１４がオン動作し、それにより過渡電圧遮断用トランジ
スタ９のベース電流が流れて過渡電圧遮断用トランジス
タ９がオン動作する。ここで、リレー制御回路８から例
えばスイッチングトランジスタ５にベース電流が供給さ
れると、スイッチングトランジスタ５がオン動作する。If no transient voltage is superimposed on the voltage of DC power supply 1,
The transistor 12 is in an OFF operation, and the current source 11 causes a base current to flow into the transistor 14, turning the transistor 14 on.Therefore, the base current of the transient voltage cutoff transistor 9 flows, and the transient voltage cutoff transistor 9 is turned on. Operate. Here, when a base current is supplied from the relay control circuit 8 to, for example, the switching transistor 5, the switching transistor 5 is turned on.
そして直流電源１から過渡電圧遮断用トランジスタ９を
介してリレーコイル２に電流が流れて、リレーコイル２
に対応する図示しないリレーを駆動する。また他のリレ
ーコイル３．４についてもスイ・ノチングトランジスタ
６，７をオン動作させることにより同様に電流が流れて
、リレーコイル３．４に対応する図示しない各リレーを
駆動する。Then, current flows from the DC power supply 1 to the relay coil 2 via the transient voltage cutoff transistor 9, and the relay coil 2
A relay (not shown) corresponding to this is driven. Similarly, current flows in the other relay coil 3.4 by turning on the switch notching transistors 6 and 7, thereby driving each relay (not shown) corresponding to the relay coil 3.4.
ここで過渡電圧の検出動作を説明すると、直流電源１の
電圧に過渡電圧が重畳した場合の過渡電圧を■、。１９
ｍとし、前記アバランシェダイオード１３のアバランシ
ェ電圧をＶ ａｖとし、またトランジスタ１２のベース
、エミッタ間電圧をＶＩＩＥとすると、過渡電圧Ｖ １
ＬＩｒ９Ｇが
■、ｕｒ９．〈Ｖ、ｖ十ＶＩｌ！・・・（１）である場
合は、トランジスタ１２にベース電流が流れず、トラン
ジスタ１２はオン動作しない。それにより電流源１１の
電流はトランジスタ１４のベースに流れて過渡電圧遮断
用トランジスタ９はオン動作する。To explain the transient voltage detection operation here, the transient voltage when the transient voltage is superimposed on the voltage of the DC power supply 1 is as follows. 19
m, the avalanche voltage of the avalanche diode 13 is V av, and the voltage between the base and emitter of the transistor 12 is VIIE, then the transient voltage V 1
LIr9G is ■, ur9. <V, v 1 VII! In the case of (1), no base current flows through the transistor 12, and the transistor 12 does not turn on. As a result, the current from the current source 11 flows to the base of the transistor 14, turning on the transient voltage cutoff transistor 9.
ところで、
Ｖ ！ｕｒ９１１ ≧Ｖａｖ＋ ＶＩＩＥ −
ｆ２）である場合は、トランジスタ１２にベース電流が
流れて、トランジスタ１２がオン動作する。そうすると
トランジスタ１２に電流源１１の電流が流れ込んで、ト
ランジスタ１４はオフ動作する。このトランジスタ１４
のオフ動作により過渡電圧遮断用トランジスタ９のベー
ス電流が遮断されて、過渡電圧遮断用トランジスタ９が
オフ動作して、リレーコイル２゜３．４及びスイッチン
グトランジスタ５，６．７は直流電源１から遮断されて
、それらに過渡電圧が印加されない。By the way, V! ur911 ≧Vav+ VIIE −
f2), the base current flows through the transistor 12, and the transistor 12 turns on. Then, the current from the current source 11 flows into the transistor 12, and the transistor 14 is turned off. This transistor 14
The base current of the transient voltage cutoff transistor 9 is cut off by the off operation, and the transient voltage cutoff transistor 9 is turned off, and the relay coil 2°3.4 and the switching transistors 5, 6.7 are connected to the DC power supply 1. are shut off so that no transient voltage is applied to them.
それによって、スイッチングトランジスタ５゜６．７が
過渡電圧による破壊から保護でき、またリレーコイル２
，３．４を焼損から保護できる。This protects the switching transistor 5°6.7 from being destroyed by transient voltages and also protects the relay coil 2.
, 3.4 can be protected from burnout.
ところでトランジスタ１４及び過渡電圧遮断用トランジ
スタ９のコレクタ、エミソク間降伏電圧は、直流電源１
の電圧に重畳する過渡電圧より高い値に選定しておく必
要があるが、個数が多いスイッチングトランジスタ５，
６．７のコレクタ、エミッタ間降伏電圧は前述したＶ
Ｂｙ ＋ Ｖ Ｂｙより高ければ良く不必要に高いもの
を使用する必要がなく、安価なトランジスタを使用し得
て半導体装置のコストを低減できる。By the way, the breakdown voltage between the collector and emitter of the transistor 14 and the transient voltage cutoff transistor 9 is
It is necessary to select a value higher than the transient voltage superimposed on the voltage of switching transistor 5, which is large in number.
The breakdown voltage between collector and emitter of 6.7 is V as mentioned above.
It is sufficient that the voltage is higher than By + V By, and there is no need to use an unnecessarily high transistor, and an inexpensive transistor can be used, thereby reducing the cost of the semiconductor device.
第２図は本発明の他の実施例を示した半導体装置の回路
図である。この半導体装置１０は電流ａｉｔｔの他方の
端部を電流制限抵抗１５を介して第１図の場合と異なる
ＮＰＮの過渡電圧遮断用トランジスタ９′のベースと接
続しており、それ以外の構成は第１図に示した半導体装
置の回路と同様となっている。そしてこの半導体装置も
第１図に示した半導体装置と同様に動作して、スイッチ
ングトランジスタ５，６．７の破壊及びリレーコイル２
，３゜４の焼損を未然に防止する。そして、この場合は
トランジスタ１４（第１図参照）を省略するので、それ
により更にコストダウンを図ることができる。FIG. 2 is a circuit diagram of a semiconductor device showing another embodiment of the present invention. In this semiconductor device 10, the other end of the current aitt is connected via a current limiting resistor 15 to the base of an NPN transient voltage cutoff transistor 9', which is different from the case in FIG. The circuit is similar to the circuit of the semiconductor device shown in FIG. This semiconductor device also operates in the same manner as the semiconductor device shown in FIG.
, 3°4 to prevent burnout. In this case, since the transistor 14 (see FIG. 1) is omitted, it is possible to further reduce costs.
なお、本実施例では、３個のリレーコイル２゜３．４お
よび３個のスイッチングトランジスタ５６．７を用いた
が、その数に何ら限定されるものではなく、過渡電圧遮
断用トランジスタ９の電流容量の範囲内でそれらの数を
適宜増加させてもよい。In this embodiment, three relay coils 2°3.4 and three switching transistors 56.7 are used, but the number is not limited in any way, and the current of the transient voltage cutoff transistor 9 is Their number may be increased as appropriate within the capacity.
以上詳述したように、本発明によれば、直流電源の電圧
に過渡電圧が重畳した場合は、その過渡電圧を検出する
過渡電圧検出回路により、過渡電圧遮断用トランジスタ
をオフ動作させるから、直流電源の電圧に過渡電圧が重
畳してもリレーコイル及びスイッチングトランジスタに
は印加されることがない。それによりスイッチングトラ
ンジスタの破壊及びリレーコイルの焼損を未然に防止し
て、それらを保護することができる。また個数が多いス
イッチングトランジスタに高耐圧の効果なものを使用す
る必要がないから、半導体装置のコストダウンが図れる
等の優れた効果を奏する。As described in detail above, according to the present invention, when a transient voltage is superimposed on the voltage of the DC power source, the transient voltage detection circuit that detects the transient voltage turns off the transient voltage cutoff transistor. Even if a transient voltage is superimposed on the voltage of the power supply, it will not be applied to the relay coil and the switching transistor. Thereby, destruction of the switching transistor and burnout of the relay coil can be prevented and protected. Furthermore, since there is no need to use switching transistors with high breakdown voltage properties, which are large in number, excellent effects such as cost reduction of semiconductor devices can be achieved.
第１図は直流電源を接続する本発明に係る半導体装置の
回路図、第２図は本発明の他の実施例を示す半導体装置
の回路図、第３図は直流電源を接続する従来の半導体装
置の回路図である。
１・・・直流電源 ２，３．４・・・リレーコイル５．
６．７・・・スイッチングトランジスタ ８・・・リレ
ー制御回路 ９，９′・・・過渡電圧遮断用トランジス
タ １０・・・半導体装置 １１・・・電流源 １２・
・・トランジスタ １３・・・アバランシェダイオード
なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。FIG. 1 is a circuit diagram of a semiconductor device according to the present invention connected to a DC power source, FIG. 2 is a circuit diagram of a semiconductor device showing another embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a circuit diagram of a conventional semiconductor device connected to a DC power source. FIG. 3 is a circuit diagram of the device. 1...DC power supply 2,3.4...Relay coil5.
6.7...Switching transistor 8...Relay control circuit 9,9'...Transient voltage cutoff transistor 10...Semiconductor device 11...Current source 12.
...Transistor 13...Avalanche diode In the drawings, the same reference numerals indicate the same or corresponding parts.
Claims (1)
リレーコイルに電流を供給してリレーを駆動する半導体
装置において、 前記直流電源及び前記リレーコイルの間に 介装している過渡電圧遮断用トランジスタと、前記直流
電源の過渡電圧を検出して、前記過渡電圧遮断用トラン
ジスタをオフ動作させる過渡電圧検出回路とを備えてい
ることを特徴とする半導体装置。(1) In a semiconductor device that drives a relay by supplying current from the DC power source to a relay coil by connecting a DC power source, a transient voltage interrupting device interposed between the DC power source and the relay coil. A semiconductor device comprising: a transistor; and a transient voltage detection circuit that detects a transient voltage of the DC power supply and turns off the transient voltage cutoff transistor.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28449089A JPH03147223A (en) | 1989-10-31 | 1989-10-31 | Semiconductor device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28449089A JPH03147223A (en) | 1989-10-31 | 1989-10-31 | Semiconductor device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03147223A true JPH03147223A (en) | 1991-06-24 |
Family
ID=17679192
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28449089A Pending JPH03147223A (en) | 1989-10-31 | 1989-10-31 | Semiconductor device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03147223A (en) |
-
1989
- 1989-10-31 JP JP28449089A patent/JPH03147223A/en active Pending
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