JPH0548540U - 電流制限トランジスタ回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 電流検出抵抗を使用しないで負荷電流を検出
し、負荷電流が所定値以上になることを制限する。 【構成】 入力端子２と出力端子４との間に主トランジ
スタＱ1 を接続する。主トランジスタＱ1 のベースとグ
ランドとの間に駆動用トランジスタＱ2 を接続する。こ
の駆動用トランジスタＱ2 のベースにベース電流供給回
路を接続する。主トランジスタＱ1 のコレクタ・エミッ
タ間電圧が所定値以上になったことに基づいて出力電流
が所定値以上になったことを検出し、駆動用トランジス
タＱ2 のベース電流をグランドにバイパスさせ、主トラ
ンジスタＱ1 のベース電流を低減させ、出力電流も低減
させる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、直流電源ラインにおける過電流を防止するための電流制限トランジ スタ回路に関する。

【０００２】

【従来の技術及び考案が解決しようとする課題】

電源ラインに流れる電流が過大になることを制限するために、電流ラインに直 列にトランジスタと電流検出抵抗とを接続し、電流検出抵抗によって過電流が検 出されたらトランジスタをオフ又はオフに近い状態に制御する方式がある。しか し、この方式では電源ラインに直列に電流検出抵抗が接続されるので、電力損失 が大きくなる。 この欠点を解決するために、トランジスタのベース電流に基づいてトランジス タのコレクタ電流即ち電源ラインの電流を検出し、トランジスタのコレクタ電流 が所定値以上に増大することを制限する方式が提案されている。しかし、この方 式では過電流が制限された状態においても比較的に大きなコレクタ電流が流れ続 けるので、トランジスタが破壊に至る可能性がある。

【０００３】 そこで、本考案の目的は電力損失を小さくすることができ且つトランジスタの 、破壊を防ぐことが可能な電流制限トランジスタ回路を提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するための本考案は、直流電源ラインに直列に接続された主ト ランジスタと、コレクタが前記主トランジスタのベースに接続され、エミッタが 共通端子（グランド）に接続された駆動用トランジスタと、前記駆動用トランジ スタのベースに接続されたベース電流供給回路と、前記主トランジスタのコレク タとエミッタに接続され、前記主トランジスタのコレクタ・エミッタ間の電圧が が所定値以上になったか否かを示す信号を出力するコレクタ・エミッタ間電圧検 出回路と前記コレクタ・エミッタ間電圧検出回路と、前記駆動用トランジスタの ベースとに夫々接続され、前記コレクタ・エミッタ間電圧が所定値以上になった ことを示す信号に応答して前記駆動用トランジスタのベース電流を遮断又は制限 するベース電流制御回路とを備えた電流制限トランジスタ回路に係わるものであ る。

【０００５】

【作用】

主トランジスタのコレクタ・エミッタ間電圧はコレクタ電流即ちライン電流の 変化に対応して変化する。従って、コレクタ・エミッタ間電圧によってライン電 流を検出することができる。駆動用トランジスタは主トランジスタのベース電流 を制御する。ベース電流供給回路から駆動用トランジスタに供給されるベース電 流はコレクタ・ベース間電圧の検出値が所定値以上になった時に実質的に零又は 微小レベルに制限される。この結果、主トランジスタのコレクタ電流も制限され る。

【０００６】

【実施例】

次に、図１を参照して本考案の実施例に係わる電流制限トランジスタ回路につ いて述べる。直流電源１に接続された入力端子２と負荷３に接続された出力端子 ４との間の電流ライン５に直列に主トランジスタＱ1 が接続されている。この主 トランジスタＱ1 はＰＮＰ型であって、エミッタが入力端子２に接続され、コレ クタが出力端子４に接続されている。主トランジスタＱ1 のベースと共通ライン 即ちグランドライン６との間にはＮＰＮ型の駆動用トランジスタＱ2 と抵抗Ｒ1 とが順に接続されている。なお、駆動用トランジスタＱ2 のコレクタは主トラン ジスタＱ1 のベースに接続され、エミッタは抵抗Ｒ1 を介してグランドライン６ に接続されている。グランドライン６は直流電源１のグランド端子７（共通端子 ）及び負荷３のグランド端子８に接続されている。

【０００７】 駆動用トランジスタＱ2 のベース電流供給回路はベース電流供給用トランジス タＱ3 と定電流源９とから成る。ベース電流供給用トランジスタＱ3 はＮＰＮ型 であり、このコレクタは入力端子２に接続され、このエミッタが駆動用トランジ スタＱ2 のベースに接続されている。定電流源９は入力端子２とベース電流供給 用トランジスタＱ3 のベースとの間に接続されている。

【０００８】 本考案に従って主トランジスタＱ1 のコレクタ・エミッタ間電圧を検出し、こ れが所定値以上になったか否かを示す信号を出力するコレクタ・エミッタ間電圧 検出回路１０及び駆動用トランジスタＱ2 のベース電流をバイパス制御するため の制御回路１１が設けられている。コレクタ・エミッタ間電圧検出回路１０は、 ４つのトランジスタＱ4 、Ｑ5 、Ｑ6 、Ｑ7 と１つの抵抗Ｒ2 とから成る。ＰＮ Ｐ型トランジスタＱ4 のエミッタは主トランジスタＱ1 のエミッタに接続され、 コククタは抵抗Ｒ2 を介して主トランジスタＱ1 のコレクタに接続されている。 ＰＮＰ型トランジスタＱ5 のエミッタはトランジスタＱ4 及びＱ6 のベースに夫 々接続され、コレクタはグランドライン６に接続され、ベースはトランジスタＱ 4 のコレクタに接続されている。ＰＮＰ型トランジスタＱ6 のエミッタは入力端 子２に接続され、コレクタはＮＰＮ型トランジスタＱ7 を介してグランドライン ６に接続されている。トランジスタＱ7 のコレクタはトランジスタＱ6 のコレク タに接続され、エミッタはグランドライン６に接続され、ベースはコレクタに接 続されている。

【０００９】 ベース電流制御回路１１は２つのＮＰＮ型トランジスタＱ8 、Ｑ9 と、抵抗Ｒ 3 とから成る。トランジスタＱ8 のベースはトランジスタＱ7 のベースに接続さ れ、エミッタはグランドライン６に接続され、コレクタは抵抗Ｒ3 を介してトラ ンジスタＱ9 のエミッタに接続されている。トランジスタＱ9 のコレクタは定電 流源９に接続され、ベースは駆動用トランジスタＱ2 のベースに接続されている 。

【００１０】

【動作】

定常状態においては、主トランジスタＱ1 のベース電流ＩB が入力端子２と主 トランジスタＱ1 のエミッタ・ベース間と駆動用トランジスタＱ2 と抵抗Ｒ1 と グランドライン６とから成る回路で流れる。このため、直流電源１から負荷３に 主トランジスタＱ1 を介して電流Ｉout が供給される。なお、定常状態ではトラ ンジスタＱ8 、Ｑ9 が非導通状態にあるので、定電流源９の電流がトランジスタ Ｑ3 のベース電流となり、駆動用トランジスタＱ2 には入力端子２からトランジ スタＱ3 を介してベース電流が供給され、駆動用トランジスタＱ2 はオン状態に ある。

【００１１】 ところで、主トランジスタＱ1 のコレクタ・エミッタ間電圧ＶCEは、出力電流 Ｉout の大きさに応じて変化する。従って、このコレクタ・エミッタ間電圧ＶCE を検出することによって出力電流Ｉout が所定値以上になっか否かを判定するこ とができる。図１のコレクタ・エミッタ間電圧検出回路１０は、コレクタ・エミ ッタ間電圧ＶCEが出力電流Ｉout の所定値に対応する所定電圧Ｖx になったか否 かを検出する。この検出回路１０においては、所定電圧Ｖx 未満ではトランジス タＱ5 がオフに保たれ、所定電圧Ｖx 以上でトランジスタＱ5 がオンになる。所 定電圧Ｖx とトランジスタＱ4 、Ｑ5 及び抵抗Ｒ2 とは次の条件を満足するよう に設定されている。 Ｖx ＝ＶBE4 ＋ＶBE5 ＋Ｉ1 Ｒ2 但し、ここでＶBE4 はトランジスタＱ4 のベース・エミッタ間電圧、ＶBE5 は トランジスタＱ5 のベース・エミッタ間電圧、Ｉ1 は抵抗Ｒ1 を流れる電流であ る。主トランジスタＱ1 のコレクタ・エミッタ間電圧ＶCEがＶx 以上になると、 トランジスタＱ5 がオンになるため、入力端子２とトランジスタＱ6 のエミッタ ・ベース間とトランジスタＱ5 とグランドライン６とから成る回路でトランジス タＱ6 のベース電流が流れ、これがオンになる。この結果、トランジスタＱ6 を 介してトランジスタＱ7 、Ｑ8 のベースに電流が流れ込み、これ等がオンになる 。トランジスタＱ8 がオンになると、トランジスタＱ9 もオンになり、トランジ スタＱ3 から駆動用トランジスタＱ2 に供給していたベース電流のバイパスが形 成され、駆動用トランジスタＱ2 のコレクタ電流即ち主トランジスタＱ1 のベー ス電流ＩB が図２に示すように電圧Ｖx で減少し、主トランジスタＱ1 を通って 流れる電流Ｉout も例えば２．２Ａから０．３〜０．５Ａに減少する。出力電流 Ｉout の制限を開始する電圧Ｖx は抵抗Ｒ2 によって調整する。また、出力電流 Ｉout の制限後の値は抵抗Ｒ3 によって調整する。主トランジスタＱ1 のベース 電流ＩB が急激に低下すると、出力電圧Ｖout も図３に示すように低下する。

【００１２】 以上のように本実施例によれば、過電流時に主トランジスタＱ1 の電流を大幅 に低減させてこの破壊を防ぐことができる。 また、出力電流Ｉout の流れる経路に電流検出用抵抗が接続されていないので 、 電力損失が小さい。 また、抵抗Ｒ2 によって電流の制限開始点を容易に可変することができる。

【００１３】

【変形例】

本考案は上述の実施例に限定されるものでなく、例えば次の変形が可能なもの である。 （１） 図１におけるトランジスタＱ4 を省いて図４に示すように構成するこ とができる。なお、図４及び後述する図５、図６において、図１と共通する部分 には同一の符号を付してその説明を省略する。 （２） 図１のＰＮＰ型トランジスタＱ6 を図５に示すようにＮＰＮ型トラン ジスタＱ6 に置き換えることができる。この場合にはトランジスタＱ5 を省き、 ダイオードＤ1 をトランジスタＱ4 のコレクタに接続し、トランジスタＱ4 のコ レクタとベースとの間を接続する。 （３） 図１のトランジスタＱ7 の代りに図６に示すように抵抗Ｒ4 、Ｒ5 を 接続することができる。 （４） 図１の定電流源９の場所に抵抗を接続することができる。 （５） 主トランジスタＱ1 を電力供給のスイッチとして兼用すること、又は 定電圧制御素子として兼用することができる。

【００１４】

【考案の効果】

上述から明らかなように本考案によれば、電流制限を容易に達成し、かつ主ト ランジスタを破壊から防ぐことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の実施例に係わる電流制限トランジスタ
回路を示す回路図である。

【図２】図１の回路における主トランジスタのコレクタ
・エミッタ間電圧の変化とこのベース電流の関係を示す
図である。

【図３】図１の回路の主トランジスタのベース電流と出
力電圧の関係を示す図である。

【図４】変形例の電流制限トランジスタ回路の一部を示
す回路図である。

【図５】別の変形例の電流制限トランジスタ回路の一部
を示す回路図である。

【図６】更に別の変形例の電流制限トランジスタ回路の
一部を示す回路図である。

【符号の説明】

Ｑ1 主トランジスタ Ｑ2 駆動用トランジスタ １０ コレクタ・エミッタ間電圧検出回路 １１ ベース電流制御回路

フロントページの続き (72)考案者 松崎 繁樹 埼玉県新座市北野三丁目６番３号 サンケ ン電気株式会社内

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 直流電源ラインに直列に接続された主ト
   ランジスタと、 コレクタが前記主トランジスタのベースに接続され、エ
   ミッタが共通端子（グランド）に接続された駆動用トラ
   ンジスタと、 前記駆動用トランジスタのベースに接続されたベース電
   流供給回路と、 前記主トランジスタのコレクタとエミッタに接続され、
   前記主トランジスタのコレクタ・エミッタ間の電圧が所
   定値以上になったか否かを示す信号を出力するコレクタ
   ・エミッタ間電圧検出回路と、 前記コレクタ・エミッタ間電圧検出回路と前記駆動用ト
   ランジスタのベースとに夫々接続され、前記コレクタ・
   エミッタ間電圧が所定値以上になったことを示す信号に
   応答して前記駆動用トランジスタのベース電流を遮断又
   は制限するベース電流制御回路とを備えた電流制限トラ
   ンジスタ回路。