JPH0533569B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の分野〕 本発明は光電スイツチや近接スイツチ等の無接
点スイツチの出力回路に関するものである。

〔従来技術とその問題点〕

第４図は従来の光電スイツチや近傍スイツチ等
の無接点スイツチの出力回路部を示す回路図であ
る。本図において無接点スイツチの検知回路部１
はIC化されており物体検知時にはその出力回路
の定電流源２が駆動される。定電流源２の一端に
はトランジスタ３及び４から成る定電流回路が接
続されている。トランジスタ３のコレクタと正電
源端には抵抗５が接続されエミツタと負電源端間
には抵抗６及び７が直列に接続されている。そし
てトランジスタ４のベース・エミツタが抵抗６に
並列接続されそのコレクタがトランジスタ３のベ
ースに接続される。トランジスタ３は定電流源２
が駆動されたときにその電流を増幅するものであ
つて、トランジスタ４はその増幅電流を一定に保
ち定電流型として電流増幅させるようにするもの
である。そして抵抗５及び抵抗６の一端の外部に
は出力トランジスタ８及び９が接続され、夫々電
流流出用又電流吸込み用として電源１０の負又は
正極端間に負荷１１ｂ又は１１ａを接続してい
る。

ここで出力回路部の定電流増幅部はトランジス
タ４のベース・エミツタ間電圧Vbeがほぼ一定値
であるため、トランジスタ３を流れるエミツタ電
流は抵抗６の抵抗値をR6とするとVbeR6となり
ほぼ一定に保たれ、定電流駆動が成されている。
しかしながら検知回路部１のICの内部に形成さ
れる抵抗は例えば数1000ppm／℃程度の正の温度
係数を有しており、トランジスタ４のベース・エ
ミツタ間電圧は例えば−６ｍＶ程度の負の温度係
数を有している。従つてトランジスタ３を流れる
出力電流は温度変化に相乗して変化するため、安
定した動作が期待できないという問題点があつ
た。又定電流駆動させるためのトランジスタ４の
コレクタとアース間の寄生容量によつてスイツチ
ング時に定電流回路が働かず、寄生容量が充電さ
れた後定電流となるため定電流回路が働くまでに
一定の遅れ時間が生じるという問題点があつた。

〔発明の目的〕

本発明はこのような従来の無接点スイツチの出
力回路の問題点に鑑みてなされたものであつて、
抵抗の温度変化を補償し温度変化があつても安定
して出力部を定電流駆動すると共に、寄生容量の
影響がなくスイツチング時に直ちに定電流駆動す
ることができる出力回路を提供することを目的と
する。

〔発明の構成と効果〕

本発明は検知スイツチ部の出力によつて負荷を
制御する無接点スイツチの出力回路であつて、ベ
ースが共通接続された第１の極性の第１、第２の
トランジスタ及びそのエミツタに夫々接続され一
端が共通接続される二本の抵抗を有する電圧比較
回路と、電圧比較回路の第１、第２のトランジス
タを夫々等しい電流で駆動する第１、第２の定電
流源と、電圧比較回路の抵抗の一方が直列接続さ
れた制御素子を含んで構成され、スイツチ出力に
よつて駆動されて電圧比較回路の抵抗比によつて
定まる定電流が流れる定電流回路と、電圧比較回
路の一方のトランジスタのコレクタ出力がベース
に接続されコレクタが定電流回路の制御素子の制
御入力端に与えられる第２の極性のトランジスタ
から成る駆動回路と、定電流回路に制御入力端が
接続され、負荷を駆動する出力スイツチング素子
と、を具備することを特徴とするものである。

このような特徴を有する本発明によれば、温度
変化があつても定電流回路の出力電流はトランジ
スタのベース・エミツタ間電圧には無関係とな
る。従つて電圧比較回路の抵抗値をバランスさせ
ておくことによつて温度の変動に伴う抵抗値の変
化の影響も直接受けることはなくスイツチ出力に
よつて定電流回路が定電流駆動される。又ドライ
ブ用トランジスタとして電圧比較回路のトランジ
スタと極性の異なるトランジスタを用いて構成し
ているため、寄生容量の影響をなくしスイツチン
グ後直ちに定電流で定電流回路を駆動することが
できる。従つて温度変化による変動がなく、スイ
ツチング後大電流が流れることなく安定した出力
回路を構成することが可能となる。

〔実施例の説明〕

第２図は本発明の前提となつた無接点スイツチ
の出力回路部を示す回路図である。本図において
無接点スイツチの検知回路部は従来例と同様に
IC化して構成されており、その出力部にはスイ
ツチ出力に応じて駆動され定電流Is１を流す定電
流源２０及び常に定電流Is２，Is３を夫々流す定
電流源２１，２２が設けられる。定電流源２２の
一端はダイオード接続されたトランジスタ２３と
抵抗２４を介して定電流源２５に接続される。又
定電流源２１の一端はトランジスタ２６のコネク
タとトランジスタ２７のベースに接続されてお
り、トランジスタ２６はベースがトランジスタ２
３と共通接続されエミツタが抵抗２８，２９を介
して接地されている。そして図中一点鎖線で示す
ようにトランジスタ２３と抵抗２４、トランジス
タ２６と抵抗２８とが対称な電圧比較回路を構成
している。又トランジスタ２７はコレクタが定電
流源２０に接続されエミツタが定電流源２５に共
通接続されて接地される。定電流源２５は定電流
源２０及び２２の定電流Is１とIs２の電流を吸込
むための電流源である。定電流源２０の一端は又
トランジスタ３０のベースに接続される。トラン
ジスタ３０は検知出力が与えられたときに定電流
駆動されるトランジスタであつて、そのコレクタ
はコレクタ抵抗３１を介して電源に接続されてお
りエミツタは抵抗２８，２９の共通接続体を介し
て接地される。この定電流回路が出力トランジス
タ８，９に夫々接続されて負荷が駆動される。こ
の無接点スイツチの出力回路部において検知回路
部から検知信号が与えられ、定電流源２０が駆動
されたときにトランジスタ２７及び３０がオンと
なりトランジスタ３０の定電流回路に電流が流れ
る。このとき抵抗２８の両端の電圧が上昇しトラ
ンジスタ２６がオフとなるためトランジスタ２７
のベース電圧が上昇してトランジスタ２７がオン
となり、トランジスタ３０のベース電圧を下げて
トランジスタ３０のコレクタ・エミツタ電流を一
定に制限するため定電流駆動となる。

ここで抵抗２８に流れる電流をIcとし、トラン
ジスタ２３，２６のベース・エミツタ電圧を夫々
Vbe２３，Vbe２６とする。又抵抗２４，２８の
抵抗値を夫々Ｒ２４，Ｒ２８すると、図中鎖線で
示した電圧比較回路においては次式が成り立つ。

Ic・R28＋Vbe26＝Is3・R24＋Vbe23 ここであらかじめ定電流源２１，２２の定電流Is
２とIs３を等しくしておけばトランジスタ２３，
２６のベース・エミツタ電圧Vbe２３とVbe２６
が等しくなり、前述の式より次式が成り立つ。

Ic＝R24／R28・Is3 となる。従つて抵抗２８を流れる電圧Icはその変
化分が相殺されトランジスタのベース・エミツタ
間電圧や抵抗の温度変化を直接受けず、温度変化
に対して安定な電流とすることが可能である。

しかしながらトランジスタ２６のコレクタ及び
トランジスタ２７のベースとアース間に図示のよ
うに寄生容量Cdが存在する場合には、トランジ
スタ２７をオンとするためにこの寄生容量Cdを
充電する必要がある。従つてトランジスタ２７が
オンになるまで一定の遅延時間があり、その間は
定電流源２０の定電流Is１が直接トランジスタ３
０のベースに流れ込む。そのため検知信号が与え
られた直後は第３図(a)に示すように定電流Is１の
hfe倍の電流が瞬時に流れることとなつて定電流
動作ができないという問題がある。

第１図はこのような欠点を解消した本発明によ
る無接点スイツチの出力回路部の一実施例を示す
回路図である。本図において第２図と同一部分は
同一符号を用いて示している。本実施例ではトラ
ンジスタ３０を駆動するためにトランジスタ２７
の代わりにpnp型のトランジスタを用いて構成し
たものである。即ち定電流源２０の一端にはpnp
型の駆動トランジスタ３２のエミツタ及びベース
バイアスを与える抵抗３３とダイオード３４の直
列接続体を接続し、トランジスタ３２のコレクタ
を定電流トランジスタ３０のベースに接続する。
そしてトランジスタ３０のベース・エミツタ間に
ダイオード３５，３６の直列接続体を並列に接続
する。更にトランジスタ３２のベースを電圧比較
回路のトランジスタ２６のコレクタに接続してお
く。尚本実施例では定電流源２５を省略すること
ができる。

次に本実施例の動作について説明する。物体検
知時に定電流源２０が駆動されると定電流源より
トランジスタ３２に電流が流れトランジスタ３２
及びトランジスタ３０がオン状態となる。そうす
れば抵抗２８の両端の電圧が上昇しトランジスタ
２６をオフとする。そのためトランジスタ３２の
ベース電圧が上昇し、トランジスタ３２をオフ方
向に移動させる。従つてトランジスタ３０のベー
ス電圧が低下するためトランジスタ３０も同様に
してオフ方向に動作しトランジスタ３０の定電流
回路を一定の電流に保つ。このときトランジスタ
２６のコレクタ及びトランジスタ３２のベースと
アース間に寄生容量が存在する場合にも寄生容量
は電流を制限する方向に働くため、第３図(b)に示
すようにトランジスタ３０のコレクタ・エミツタ
にはスイツチング時に突発的な大電流が流れるこ
とはなくなる。従つてトランジスタ３０を流れる
電流はスイツチング直後からほぼ一定となり出力
トランジスタ８及び９を安定して駆動することが
可能である。

尚本実施例は定電流トランジスタ３０を駆動す
るドライブ用トランジスタとしてpnp型トランジ
スタ３２を用いているが、全てのトランジスタの
極性を逆転したものを用いて構成することも可能
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による無接点スイツチ出力回路
の一実施例を示す回路図、第２図は本発明の前提
となつた無接点スイツチ出力回路の一例を示す回
路図、第３図ａ及び第３図ｂは夫々第２図及び第
１図の無接点スイツチ出力回路の定電流回路の電
流特性を示す図であり、第４図は従来の無接点ス
イツチの一例を示す回路図である。 １……検知回路部、２，２０，２１，２２，２
５……定電流源、３，４，２３，２６，２７，３
０，３２……トランジスタ、５〜７，２４，２
５，２８，２９，３１……抵抗、８，９……出力
トランジスタ、１０……電源、１１ａ，１１ｂ…
…負荷。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 検知スイツチ部の出力によつて負荷を制御す
   る無接点スイツチの出力回路であつて、 ベースが共通接続された第１の極性の第１、第
   ２のトランジスタ及びそのエミツタに夫々接続さ
   れ一端が共通接続される二本の抵抗を有する電圧
   比較回路と、 前記電圧比較回路の第１、第２のトランジスタ
   を夫々等しい電流で駆動する第１、第２の定電流
   源と、 前記電圧比較回路の抵抗の一方が直列接続され
   た制御素子を含んで構成され、スイツチ出力によ
   つて駆動されて前記電圧比較回路の抵抗比によつ
   て定まる定電流が流れる定電流回路と、 前記電圧比較回路の一方のトランジスタのコレ
   クタ出力がベースに接続されコネクタが前記定電
   流回路の制御素子の制御入力端に与えられる第２
   の極性トランジスタから成る駆動回路と、 前記定電流回路に制御入力端が接続され、負荷
   を駆動する出力スイツチング素子と、を具備する
   ことを特徴とする無接点スイツチ出力回路。 ２ 前記第１の極性のトランジスタはnpn型トラ
   ンジスタであり、前記第２の極性のトランジスタ
   はpnp型トランジスタであることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載の無接点スイツチ出力回
   路。 ３ 前記電圧比較回路の一方のトランジスタは、
   ダイオード接続されたトランジスタであることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載の無接点ス
   イツチ出力回路。