JPH04296999A - ２線式電圧調整形検出回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【技術分野】本発明は２状態の出力信号を発するセンサ
と、電圧を前記センサに供給する電圧源に直列接続され
た負荷を該出力信号の状態に応じてスイッチングするス
イッチング回路とを含む検出回路に関する。

【０００２】

【背景技術】「２線式」と呼ばれる検出回路は、その負
荷と電圧源に２本の線を介して接続され、負荷に直列に
電圧供給される。かかる検出回路は、例えば近接スイッ
チであり、検知さるべき値によって、発振特性が変化す
る。かかる検出回路の効率を改善するために、特に、負
荷の動作の停止（オフ状態）のときその残留電流を低減
し、負荷を作動せしめる（オン状態）ときその余剰電圧
を最小にする種々の試みがなされて来た。更に、検出回
路がオン状態からオフ状態及びその反対に変化する際の
遷移状態における電源から検出回路への電圧変化を抑制
することも望まれている。

【０００３】

【発明の目的】本発明の目的は、オフ及びオン状態にお
いてセンサへ供給される電圧の理想的調整をなす２線式
検出回路を提供することである。本発明の目的は、かか
る検出器を少ない部品数によりかつ小型の部品を用いて
形成することである。

【０００４】本発明による検出回路のスイッチング回路
は： −直列電圧調整回路、及び −センサからの出力信号を受信してその信号が第１状態
にあるときに前記直列電圧調整回路を活性化し、該出力
信号が第２状態にあるときに前記並列電圧調整回路を活
性化するスイッチング回路からなっている。

【０００５】特に、直列電圧調整回路及び並列電圧調整
回路は基準電圧及び帰還調整回路を共通に有しこの回路
は一体化して設けることが可能である。スイッチング回
路はセンサの出力信号によって交互に制御される第１及
び第２スイッチからなり、直列電圧調整回路に属するバ
ラストトランジスタ及び並列電圧調整回路に属する出力
トランジスタを短絡する。

【０００６】このようにして得られた電圧調整回路は少
ない部品点数及び小さい部品を用いているにも拘らずオ
フ状態及びオン状態において安定且つ正確に動作する。 又、遷移状態において電圧の安定化を図るためにセンサ
の端子間にコンデンサを用いることも出来る。

【０００７】

【実施例】第１図に示す検出回路は変化を検出するセン
サ１０と変化の関数としてのセンサ１０によって生成さ
れる信号Ｓに応じて状態を変化して負荷の動作をなした
り停止したりするスイッチング装置２０とを含んでいる
。スイッチング装置２０はその２つの端子Ａ及びＢを介
してユーザー回路３０に接続されるようになっている。 ユーザー回路３０は負荷３１及びこれに直列な電圧源３
２を含んでいる。スイッチング装置２０は負荷及び電源
に２つの導体を介して接続されており、電圧源は負荷及
びセンサの双方に電力を供給する。電圧源３２は直流電
源又は交流電源であり、後者の場合センサの入力に整流
器を設ける。スイッチング装置の目的は負荷３１のスイ
ッチとして作用する他、センサ１０及びユーザー回路３
０のインターフェースとして作用し、電圧源から供給さ
れる電圧を調整して調整した電圧をセンサの端子１１及
び１２に供給する。

【０００８】ユーザー回路３０をセンサ１０がオフ状態
とした時は回路によって消費される残留電流は出来るだ
け小さくなければならず、センサ１０がユーザー回路３
０をオンとした時は余剰電圧が出来るだけ低くなければ
ならない。このことの為に、スイッチング装置２０は直
列電圧調整回路２１は及びこれに結合した並列電圧調整
回路２２を含む。各電圧調整回路２１及び２２はそのイ
ンピーダンスがＺ１及びＺ２の能動素子を含み所望の電
圧調整を行なう。スイッチング装置２０は更にスイッチ
２３を含み、スイッチ２３はセンサ１０の出力端子１３
に生成される信号Ｓを受信し、信号Ｓの第１状態におい
て直列電圧調整回路２１を用い信号Ｓの第２状態におい
て並列電圧調整回路２２を用いるのである。

【０００９】スイッチング装置２０のかかる構成によっ
でセンサ１０の端子１１及び１２に供給される電圧がセ
ンサの停止状態すなわち負荷の非作動に時においては直
列電圧調整回路２１によって調整され、センサが活性状
態のときすなわち負荷が作動中の時は並列電圧調整回路
２２によって調整される。図示しないコンデンサがセン
サ１０の端子に接続され遷移状態における電圧の安定性
を確保することが可能である。

【００１０】第２図は本発明による近接検知回路の詳細
を示す。検出回路のセンサ１０は検出さるべき対象物の
距離に応じて減衰せしめられる発振を生成しその減衰は
信号Ｓによって適当に表現される。直列電圧調整回路２
１及び並列電圧調整回路２２は共通の電圧基準及び期間
調整回路２４を含んでいる。直列電圧調整回路２１はｎ
ｐｎ型バラスト（Ｂａｌｌａｓｔ）トランジスタＴ１を
含み、このトランジスタＴ１のコレクタは端子Ａに接続
し、エミッタはセンサ１０の端子１１に接続している。 トランジスタＴ１のベースは抵抗Ｒ１を介して端子Ａに
接続され更にトランジスタＴ３のコレクタに接続される
ことによってバイアスされる。トランジスタＴ３のベー
スは期間回路２４の出力端２５に接続されている。トラ
ンジスタＴ３ベースは抵抗Ｒ３を介してエミッタに接続
している。

【００１１】並列電圧調整回路２２はパワートランジス
タＴ１と有し、パワートランジスタＴ２のコレクタ−エ
ミッタ通路は端子Ａ及びＢの間に接続され、またベース
は抵抗Ｒ２を介してそのエミッタに接続され抵抗Ｒ３を
介して期間回路２４の出力端子２５にも接続されている
。スイッチ回路２３はセンサ１０からの信号Ｓによって
制御されるスイッチＩ１を含んでいる。このスイッチＩ
１はトランジスタＴ１の主通路を短絡させ得る。スでい
る。このスイッチＩ２はトランジスタＴ２のベースエミ
ッタ間を短絡する。信 スイッチ回路２０によって信号Ｓから生成することも可
能である。スイッチＩ１及びＩ２はバイポーラ又はＭＯ
Ｓトランジスタである。スイッチ回路２３は信号Ｓによ
って制御されて抵抗Ｒ３を短絡するスイッチＩ３を含む
ことも考えられる。このスイッチＩ３は出力端子２５と
トランジスタＴ２のベース間の電圧ドロップを減少させ
るものである。このようにすれば調整さるべき電圧が非
常に低い場合でも電圧調整を行うことができる。スイッ
チＩ３は第２図及び第４図において破線にて図示されて
いる。

【００１２】帰還回路２４はセンサ１０に電圧供給をな
す２つの導体２６及び２７の間に接続された抵抗ブリッ
ジＲ４及びＲ５を含んでおり、導体２６及び２７の間に
は電流源２９に直列接続された電圧基準素子２８が接続
されている。導体２６はトランジスタＴ１を介して電圧
端子Ａに接続され導体２７は例えば０Ｖの低電圧端子Ｂ
に接続されている。電圧基準素子２８は例えばツェナー
ダイオード、一対のダイオード又は好ましくは“バンド
ギャップ”トランジスタ回路からなる。抵抗Ｒ４及びＲ
５及び電圧基準素子２８及び電流源２９の各中点は差動
帰還アンプ２４ａの入力端子に接続され、差動帰還アン
プ２４ａの出力は参照符２５によって示される。

【００１３】スイッチＩ１及びＩ２によって制御される
検出回路の動作は第３図及び第４を参照して詳細に説明
される。この場合非活性部分は破線によつて示されてい
る。第３図において、検出回路はオフ状態でありこの状
態おいては負荷３１を作動させるには小さすぎるが待期
状態にするには十分な電流が流れている。センサ１０か
らの信号ＳはスイッチＩ１をオープンとし信号＝はスイ
ッチＩ２をクローズ状態としてトランジスタＴ２を非導
通とする。アンプ２４ａの出力端子２５に生成される信
号はトランジスタＴ３のベースをバイアスしてその結果
トランジスタＴ３が導通して抵抗Ｒ１の端子に生じた電
位がバラストトランジスタＴ１を形成する直列調整回路
のインピーダンスを変化させる。これによって、残留電
流が最小となり、トランジスタＴ１の直列インピーダン
スはセンサの作動に要求される最小電流だけを通過させ
る。

【００１４】第４図において、検出回路はオン状態にあ
るとして示されており、即ち、パワートランジスタＴ２
を経て負荷３１を作動させるに十分な電流が流れており
、トランジスタＴ２のエミッタコレクタ間の電圧が調整
されて電力が供給され続ける。この場合信号Ｓはスイッ
チＩ１を閉成し信号＝はスイッチＩ２を開放せしめる。 スイッチＩ１の閉成はトランジスタＴ１を非導通とする
。アンプ２４ａの出力信号は抵抗Ｒ３を介してトランジ
スタＴ２のベースに供給される。この結果、トランジス
タＴ２のベースエミッタ間は抵抗Ｒ２によってバイアス
されて導通し、負荷３１の作動を制御する。よって、セ
ンサの動作に必要な電圧及び並列調整トランジスタＴ２
の消費電圧に等しい電圧が調整される。スイッチＩ３が
設けられている場合、スイッチＩ３が信号Ｓによって平
成せしめられアンプ２４ａの出力信号が直接トランジス
タＴ２のベースに供給されるようにする。

【００１５】電圧基準及び帰還回路２４は安定して正確
な調整電圧を生成し、この電圧は検出回路がオフ状態又
はオン状態にある場合においても変化せずセンサ１０の
動作を安定にする。又こうして得られた正確な電圧調整
は素子のバラツキ及び温度ドリフトを考慮して必要とさ
れるはずのトランジスタＴ２への余剰電圧が過度に設定
されることを防ぐことができる。更に、素子の大きさが
削減されている。特に注目すべきはオン状態においてス
イッチング装置２０によって供給さるべき電流がトラン
ジスタＴ２の単一出力となっており２つのスイッチＩ１
及びＩ２は低電流をスイッチングするだけであり、すな
わち、スイッチＩ１はセンサによって消費される電流を
スイッチングしスイッチＩ２はトランジスタＴ３を介し
てトランジスタＴ１を制御する電流をスイッチングする
のである。

【００１６】電圧基準素子、分圧ブリッジＲ４、Ｒ５及
び差動アンプ２４ａはサブアセンブリとして集積化され
るのが好ましい。このサブアセンブリは更にセンサ１０
を含む集積回路を含むように形成することもできる。本
発明による検出回路は上記した誘導型の２線式検知器の
外に例えば容量的、超音波的、光電的検知器であっても
よい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による検出回路の全体を示すブロック図
。

【図２】本発明による近接検知器を示す回路図である。

【図３】図２の回路のオン状態及びオフ状態における活
性部分を示す回路図。

【図４】図２の回路のオン状態及びオフ状態における活
性部分を示す回路図。

【符号の説明】

１０……センサ ２０……スイッチング装置 ３０……ユーザ回路 ３１……負荷 ３２……電圧源

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】２つの状態の出力電気信号を生成するセン
   サと、前記センサに接続して前記出力電気信号を受信し
   、ＤＣ又はＡＣ電源に直列接続した負荷を含むユーザ回
   路によって２つの端子を介してＤＣ電圧を受けて前記セ
   ンサの出力信号の状態に応じて前記ユーザ回路を開放又
   は閉成するスイッチング装置とからなり、前記スイッチ
   ング装置は、直列電圧調整回路と、並列電圧調整回路と
   、前記センサからの出力信号を受信して前記出力信号が
   第１状態にあるとき前記直列電圧調整回路を活性化し前
   記出力信号が第２状態にあるときに前記並列電圧調整回
   路を活性化するスイッチ回路とを有することを特徴とす
   る検出器。
2. 【請求項２】前記スイッチング装置は前記センサの出力
   信号の状態に拘らず一定の安定した電圧を前記センサに
   供給することを特徴とする請求項１記載の検出回路。
3. 【請求項３】前記直列電圧調整回路及び前記並列電圧調
   整回路は共通の電圧基準及び帰還調整回路を有すること
   を特徴とする請求項１記載の検出回路。
4. 【請求項４】前記電圧基準期間制御回路は作動アンプの
   入力端子に各々接続された基準電圧素子及び電圧分圧ブ
   リッジを含み集積化されていることを特徴とする請求項
   ３記載の検出回路。
5. 【請求項５】前記直列電圧調整回路はバラストトランジ
   スタを含み、前記スイッチング装置は前記センサの出力
   信号によって制御されて前記バラストトランジスタを短
   絡する第１スイッチを含むことを特徴とする請求項１記
   載の検出回路。
6. 【請求項６】前記並列電圧調整回路は出力トランジスタ
   を有し、前記スイッチング回路は前記センサの出力信号
   によって制御されて前記出力トランジスタを短絡する第
   ２制御スイッチを有することを特徴とする請求項１記載
   の検出回路。
7. 【請求項７】前記第１及び第２制御スイッチは前記セン
   サの出力信号によって互いに逆に制御されることを特徴
   とする請求項６記載の検出装置。
8. 【請求項８】前記電圧基準及び帰還制御回路の出力端子
   は前記センサの出力信号によって制御される第３のスイ
   ッチによって短絡される抵抗を介して前記出力トランジ
   スタのベースに接続されていることを特徴とする請求項
   ６記載の検出回路。