JPH0624347U - 過電流監視回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 誤動作なく過電流を検出できる過電流監視回
路を提供すること。 【構成】 電流供給路の途中にトランジスタ２１、ダイ
オード１３、トランジスタ１１及び毛電流検出用の抵抗
器１５を直列に接続する。さらに、抵抗器１５に流れる
電流が許容最大値以上となったときに抵抗器１５の電圧
降下によってオンになるトランジスタ１２を設け、トラ
ンジスタ１２によってトランジスタ１１のベース・エミ
ッタ間を短絡してトランジスタ１１をオフにし、トラン
ジスタ１１のベース電圧の変化によってトランジスタ２
１をオフにして過電流を遮断する。 【効果】 過電流が流れたことを容易に検知することが
できると共に、ノイズによる誤動作も低減することがで
きる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、過電流監視回路の改良に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

従来、負荷に許容値以上の過電流が流れたときに、負荷の損傷或は破壊を防止 するために、図２に示すように電源１と負荷２との間に保護回路３及び過電流監 視回路４を介在させている。過電流監視回路４によって許容値以上の電流が検出 されると保護回路３によって負荷２への電流供給が遮断される。

【０００３】 このような過電流監視回路４においては、負荷にかかる電圧、或は負荷に対し て直列となるように電源ラインの途中に挿入した抵抗器の電圧降下を監視するこ とにより、負荷に流れる電流を監視していた。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、負荷２にかかる電圧を監視している場合には、瞬間的（例えば 数μｓ程度）に負荷２に異常な過電流が流れても、負荷によってはその端子電圧 が変化しないものもあり、過電流を検出できないことがあった。

【０００５】 また、負荷２に対して直列に挿入した抵抗器の電圧降下を監視する場合には、 その電圧降下を大きく取ることができないため、ノイズが多いような環境では誤 動作が発生し易いという問題点があった。

【０００６】 本考案の目的は上記の問題点に鑑み、誤動作なく過電流を検出できる過電流監 視回路を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

本考案は上記の目的を達成するために、入力端子と出力端子との間の電流供給 線路を流れる電流値が所定のしきい値以上となったときに、所定の検知信号を出 力する過電流監視回路において、前記電流供給線路の途中に介在され、制御端子 と前記出力端子との間の電圧が所定値以上のときにオン状態となる第１のスイッ チング素子と、前記第１のスイッチング素子の制御端子と前記出力端子との間に 接続され、前記第１の抵抗器の両端の電圧が所定値以上となったときにオン状態 となる第２のスイッチング素子と、前記入力端子と前記第１のスイッチング素子 の制御端子との間に接続された第２の抵抗器とを備え、前記第１の抵抗器の抵抗 値を前記第２の抵抗器の抵抗値よりも小さい所定値に設定した過電流監視回路を 提案する。

【０００８】

【作用】

本考案によれば、電流供給線路にしきい値よりも低い通常の電流が流れている ときは、第１の抵抗器の両端の電圧が低いので第２のスイッチング素子はオフ状 態となる。これにより、第１のスイッチング素子の制御端子の電圧は入力端子の 電圧と等しくなり、第１のスイッチング素子はオン状態となると共に、該第１の スイッチング素子及び前記第１の抵抗器を介して入力端子から出力端子に電流が 流される。また、前記電流供給線路に流れる電流が前記しきい値以上となったと きは、前記第１の抵抗器における電圧降下が増大し、前記第２のスイッチング素 子がオン状態となる。これにより、前記第１のスイッチング素子の制御端子と前 記出力端子との間が短絡され、前記第１のスイッチング素子はオフ状態となる。 さらに、前記入力端子から前記出力端子へは、第２の抵抗器及び前記第２のスイ ッチング素子を介して電流が流されるので、前記第２の抵抗器によって通電電流 値が低減される。また、前記第２の抵抗器において電圧降下が発生するので、前 記第１のスイッチング素子の制御端子の電圧は、通常よりも低下する。これによ り、前記第１のスイッチング素子の制御端子の電圧変化により過電流が流れたこ とを検知することができる。

【０００９】

【実施例】

以下、図面に基づいて本考案の一実施例を説明する。 図１は、本考案の一実施例を示す回路図である。図において、１０は過電流監 視回路、２０は保護回路である。過電流監視回路１０は、ＮＰＮ型のトランジス タ１１，１２、ダイオード１３、抵抗器１４，１５及び演算増幅器からなる比較 器１６によって構成されている。トランジスタ１１のコレクタはダイオード１３ のカソードに接続され、ベースはトランジスタ１２のコレクタ、比較器１６の非 反転入力端子に接続されると共に、抵抗器１４を介してダイオード１３のアノー ドに接続されている。また、比較器１６の反転入力端子には所定の基準電圧Ｖth が印加されている。トランジスタ１２のベースは、トランジスタ１１のエミッタ に接続されると共に、抵抗器１５を介して出力端子ＯＵＴ及びそのエミッタに接 続されている。

【００１０】 保護回路２０は、ＮＰＮ型のトランジスタ２１，２２、Ｄ型のフリップフロッ プ２３、抵抗器２４〜２６及びスイッチ２７から構成されている。トランジスタ ２１のコレクタは入力端子ＩＮに接続されると共に、抵抗器２４を介してそのベ ースに接続されている。また、トランジスタ２１のベースはトランジスタ２２の コレクタに接続され、エミッタは過電流検監視路１０のダイオード１３のアノー ドに接続されている。

【００１１】 トランジスタ２２のエミッタは接地され、ベースは抵抗器２５を介してフリッ プフロップ２３の出力端子Ｑに接続されている。また、フリップフロップ２３の 入力端子Ｄはハイレベルにプルアップされ、クロック信号入力端子ＣＬＫは比較 器１６の出力端子に接続されている。さらに、フリップフロップ２３のリセット 端子Ｒには抵抗器２６を介して所定の電圧＋Ｖが印加されると共に、リセット端 子Ｒはスイッチ２７を介して接地されている。

【００１２】 また、過電流監視回路１０において、抵抗器１５の抵抗値は、抵抗器１４の抵 抗値に比べて非常に小さい値で、且つ通電電流の許容最大値以上の電流が流れた ときにトランジスタ１２をオン状態にできる値、即ち供給電流の許容最大値をＩ max、トランジスタ１２のベース・エミッタ間の順方向電圧降下をＶbeとすると 、抵抗器１５の抵抗値Ｒは式(1)に示すように順方向電圧降下Ｖbeを許容最大値 Ｉmaxで除した値に設定されている。

【００１３】 Ｒ＝Ｖbe／Ｉmax …(1) 次に、前述の構成よりなる本実施例の動作を図３に示す波形図に基づいて説明 する。 使用の際には、電流供給対象となる負荷が出力端子ＯＵＴに接続され、電源部 が入力端子ＩＮに接続される。また、初期状態においては、フリップフロップ２ ３はリセットされた状態にあり、その出力信号Ｃはローレベルとなっている。こ れにより、トランジスタ２２はオフ状態となり、これに伴いトランジスタ２１の ベース電圧Ｂがハイレベルになってトランジスタ２１はオン状態となる。さらに 、供給電流Ｉがその許容最大値Ｉmaxよりも小さい通常状態においては、抵抗器 １５における電圧降下は小さく、その両端間の電圧はトランジスタ１２をオン状 態にするまでには至らずトランジスタ１２はオフ状態となっている。これにより 、トランジスタ１１のベース電圧はハイレベルになりトランジスタ１１はオン状 態となる。このとき、トランジスタ１１のベース電圧Ｖ１は、入力端子ＩＮへの 印加電圧Ｖinとほぼ等しくなると共に、比較器１６の基準電圧Ｖthよりも高い値 となり、比較器１６の出力信号Ａはローレベルになっている。

【００１４】 また、供給電流Ｉが瞬間的にも許容最大値Ｉmax以上になると、抵抗器１５に おける電圧降下が増加してトランジスタ１２がオン状態になり、トランジスタ１ １のベース・エミッタ間電圧が低下してトランジスタ１１はオフ状態になる。こ れにより、電流は抵抗器１４及びトランジスタ１２を介して出力端子ＯＵＴに流 れ、抵抗器１４において電圧降下が発生し、トランジスタ１１のベース電圧Ｖ１ はローレベルになる。さらに、トランジスタ１１のベース電圧Ｖ１は比較器１６ の基準電圧Ｖthよりも低い値となるので、比較器１６の出力信号Ａはハイレベル になる。これにより、フリップフロップ２３が作動して、その出力信号Ｃはハイ レベルとなり、トランジスタ２２がオン状態となると共に、これに伴いトランジ スタ２１がオフ状態となり、入力端子ＩＮから出力端子ＯＵＴへの通電電流Ｉが 完全に遮断される。

【００１５】 通電電流が遮断された状態において、スイッチ２７をオンにしてフリップフロ ップ２３のリセット端子Ｒをローレベルにすると、フリップフロップ２３はリセ ットされて、その出力信号Ｃがローレベルとなりトランジスタ２２がオフ状態に なると共に、トランジスタ２１がオン状態になり、トランジスタ２１を介して電 流が供給される。

【００１６】 前述したように本実施例によれば、抵抗器１５の電圧降下の変化によって過電 流が流れた際にトランジスタ１２をオン状態にし、さらにトランジスタ１１をオ フ状態にして、抵抗器１４による電圧降下の変化によって過電流が流れたことを 検出しているため、従来に比べてノイズによる誤動作を低減できると共に、瞬時 の過電流も検出することができ、過電流による電子回路等の負荷の損傷及び破壊 を防止することができる。さらに微小電流用から大電流用まで同じ回路で構成す ることができる。

【００１７】 尚、本実施例は一例でありこれに限定されることはない。例えば、本実施例で は正電源に対応した回路構成としたが、各トランジスタ１１，１２，２１，２２ をＰＮＰ型とし、ダイオード１３の極性を反転させることにより、負電源にも対 応できることはいうまでもないことである。また本実施例ではスイッチング素子 としてＮＰＮ型のバイポーラトランジスタを用いたが、ＦＥＴを用いても同様に 構成することができる。

【００１８】

【考案の効果】

以上説明したように本考案によれば、電流供給線路に流れる電流が前記しきい 値以上となったときは、第１の抵抗器における電圧降下が増大し、前記第２のス イッチング素子がオン状態となって、第２の抵抗器において大きな電圧降下が発 生するので、この電圧変化により過電流が流れたことを容易に検知することがで きる。また、ノイズによる誤動作も低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例を示す回路図

【図２】従来例を説明する図

【図３】本考案の一実施例の動作を説明する波形図

【符号の説明】

１０…過電流監視回路、１１，１２…トランジスタ、１
３…ダイオード、１４，１５…抵抗器、１６…比較器、
２０…保護回路、２１，２２…トランジスタ、２３…フ
リップフロップ、２４〜２６…抵抗器、２７…スイッ
チ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力端子と出力端子との間の電流供給線
   路を流れる電流値が所定のしきい値以上となったとき
   に、所定の検知信号を出力する過電流監視回路におい
   て、 前記電流供給線路の途中に介在され、制御端子と前記出
   力端子との間の電圧が所定値以上のときにオン状態とな
   る第１のスイッチング素子と、 前記第１のスイッチング素子と前記出力端子との間に介
   在された第１の抵抗器と、 前記第１のスイッチング素子の制御端子と前記出力端子
   との間に接続され、前記第１の抵抗器の両端の電圧が所
   定値以上となったときにオン状態となる第２のスイッチ
   ング素子と、 前記入力端子と前記第１のスイッチング素子の制御端子
   との間に接続された第２の抵抗器とを備え、 前記第１の抵抗器の抵抗値を前記第２の抵抗器の抵抗値
   よりも小さい所定値に設定した、 ことを特徴とする過電流監視回路。