JPH066200A - 二線式電子スイッチ - Google Patents
二線式電子スイッチInfo
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- JPH066200A JPH066200A JP18457292A JP18457292A JPH066200A JP H066200 A JPH066200 A JP H066200A JP 18457292 A JP18457292 A JP 18457292A JP 18457292 A JP18457292 A JP 18457292A JP H066200 A JPH066200 A JP H066200A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 二線式電子スイッチにおいてスイッチのオン
時に表示灯に流す電流を負荷電流に対応させて増加し、
負荷電流が小さいときにも一定値を保てるようにするこ
と。 【構成】 二線式電子スイッチの端子１，２間を短絡す
る出力回路２２とその出力電流を検出する表示電流増幅
回路２３を設ける。表示電流増幅回路２３は出力回路２
２を流れる出力電流に基づいて表示回路２１の発光ダイ
オードＤ１の電流を制御する。そして所定値以下の負荷
電流が流れる場合には、発光ダイオードＤ１への電流値
を一定に保つと共に、負荷電流が増加すれば発光ダイオ
ードＤ１への表示電流を連続的に大きくして明瞭な表示
を行えるようにしている。
時に表示灯に流す電流を負荷電流に対応させて増加し、
負荷電流が小さいときにも一定値を保てるようにするこ
と。 【構成】 二線式電子スイッチの端子１，２間を短絡す
る出力回路２２とその出力電流を検出する表示電流増幅
回路２３を設ける。表示電流増幅回路２３は出力回路２
２を流れる出力電流に基づいて表示回路２１の発光ダイ
オードＤ１の電流を制御する。そして所定値以下の負荷
電流が流れる場合には、発光ダイオードＤ１への電流値
を一定に保つと共に、負荷電流が増加すれば発光ダイオ
ードＤ１への表示電流を連続的に大きくして明瞭な表示
を行えるようにしている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は二線式の光電スイッチ，
近接スイッチ等の電子スイッチに関し、特にその動作表
示に特徴を有する二線式電子スイッチに関するものであ
る。
近接スイッチ等の電子スイッチに関し、特にその動作表
示に特徴を有する二線式電子スイッチに関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】従来二線式の電子スイッチ、例えば直流
二線式の近接スイッチは、負荷及び電源と直列接続され
る一対の端子を有しており、物体の有無によって一対の
端子間の両端の出力開閉素子を開閉することによってス
イッチ動作を行っている。このような直流２線式近接ス
イッチにおいて出力開閉素子が開放している状態では、
負荷電流を流さないために微少な漏れ電流、例えば１mA
程度の電流によって内部回路を動作させる必要がある。
又電子スイッチがオン状態では負荷に例えば３mA〜 100
mAの範囲の負荷電流を流すようにしている。
二線式の近接スイッチは、負荷及び電源と直列接続され
る一対の端子を有しており、物体の有無によって一対の
端子間の両端の出力開閉素子を開閉することによってス
イッチ動作を行っている。このような直流２線式近接ス
イッチにおいて出力開閉素子が開放している状態では、
負荷電流を流さないために微少な漏れ電流、例えば１mA
程度の電流によって内部回路を動作させる必要がある。
又電子スイッチがオン状態では負荷に例えば３mA〜 100
mAの範囲の負荷電流を流すようにしている。
【０００３】図６は従来の直流二線式電子スイッチの一
例を示す図であり、出力回路，表示回路部分を詳細に示
す回路図である。本図において端子１，２には直流の電
源３と負荷４とが直列に接続される。そして端子１，２
間には図示のようにセンサ回路５が接続される。センサ
回路５は例えば高周波発振型近接スイッチであれば、発
振回路とその振幅を所定値と比較する比較回路，信号処
理回路等を含むものである。そして物体検知信号は端子
５ａより表示回路６に与えられる。表示回路６は端子
１，２間に抵抗Ｒ１，発光ダイオードＤ１，トランジス
タＱ１，抵抗Ｒ２が直列接続されており、抵抗Ｒ１の両
端にはトランジスタＱ２のエミッタ・ベース間が接続さ
れる。又トランジスタＱ２のコレクタ端は図示のように
出力回路７のトランジスタＱ３のベースに接続され、又
抵抗Ｒ３を介して接地される。トランジスタＱ３は端子
１，２間を短絡する出力開閉用のスイッチング素子であ
る。
例を示す図であり、出力回路，表示回路部分を詳細に示
す回路図である。本図において端子１，２には直流の電
源３と負荷４とが直列に接続される。そして端子１，２
間には図示のようにセンサ回路５が接続される。センサ
回路５は例えば高周波発振型近接スイッチであれば、発
振回路とその振幅を所定値と比較する比較回路，信号処
理回路等を含むものである。そして物体検知信号は端子
５ａより表示回路６に与えられる。表示回路６は端子
１，２間に抵抗Ｒ１，発光ダイオードＤ１，トランジス
タＱ１，抵抗Ｒ２が直列接続されており、抵抗Ｒ１の両
端にはトランジスタＱ２のエミッタ・ベース間が接続さ
れる。又トランジスタＱ２のコレクタ端は図示のように
出力回路７のトランジスタＱ３のベースに接続され、又
抵抗Ｒ３を介して接地される。トランジスタＱ３は端子
１，２間を短絡する出力開閉用のスイッチング素子であ
る。
【０００４】センサ回路５が物体を検知しなければその
出力端子５ａはＬレベルであり、トランジスタＱ１〜Ｑ
３はオフ状態である。このとき端子１，２間に加わる電
圧によってセンサ回路５が動作し、負荷電流ＩL はセン
サ回路５の消費電流Ｉ1 と一致している。
出力端子５ａはＬレベルであり、トランジスタＱ１〜Ｑ
３はオフ状態である。このとき端子１，２間に加わる電
圧によってセンサ回路５が動作し、負荷電流ＩL はセン
サ回路５の消費電流Ｉ1 と一致している。
【０００５】センサ回路５がオンとなればトランジスタ
Ｑ１がオンとなって表示電流Ｉ2 が流れる。そして抵抗
Ｒ１の電圧降下がトランジスタＱ２を駆動する電圧ＶBE
（≒0.6Ｖ）に達すると、トランジスタＱ２のコレクタ
電流が流れてトランジスタＱ３がオンし、電流Ｉ3 が流
れる。このときの出力残留電圧ＶO は次式で示される。 ＶO ＝ＶBE（Ｑ２）＋ＶF （Ｄ１）＋ＶCE（Ｑ１）＋Ｉ2 Ｒ２ 表示電流Ｉ2 は Ｉ2 ＝ＶBE（Ｑ２）／Ｒ１＋ＩB （Ｑ２） ≒ＶBE（Ｑ２）／Ｒ１ 従って残留電圧ＶO は ＶO ＝ＶBE（Ｑ２）・（Ｒ１＋Ｒ２）／Ｒ１ ＋ＶF （Ｄ１）＋ＶCE（Ｑ１） となる。ここで表示電流Ｉ2 が発光ダイオードＤ１の点
灯が暗いながらも十分認識できる電流値、例えば２mAと
なるように抵抗Ｒ１を設定する必要がある。例えばＲ１
の抵抗値は、 0.6Ｖ／２mA＝ 300Ωとする。
Ｑ１がオンとなって表示電流Ｉ2 が流れる。そして抵抗
Ｒ１の電圧降下がトランジスタＱ２を駆動する電圧ＶBE
（≒0.6Ｖ）に達すると、トランジスタＱ２のコレクタ
電流が流れてトランジスタＱ３がオンし、電流Ｉ3 が流
れる。このときの出力残留電圧ＶO は次式で示される。 ＶO ＝ＶBE（Ｑ２）＋ＶF （Ｄ１）＋ＶCE（Ｑ１）＋Ｉ2 Ｒ２ 表示電流Ｉ2 は Ｉ2 ＝ＶBE（Ｑ２）／Ｒ１＋ＩB （Ｑ２） ≒ＶBE（Ｑ２）／Ｒ１ 従って残留電圧ＶO は ＶO ＝ＶBE（Ｑ２）・（Ｒ１＋Ｒ２）／Ｒ１ ＋ＶF （Ｄ１）＋ＶCE（Ｑ１） となる。ここで表示電流Ｉ2 が発光ダイオードＤ１の点
灯が暗いながらも十分認識できる電流値、例えば２mAと
なるように抵抗Ｒ１を設定する必要がある。例えばＲ１
の抵抗値は、 0.6Ｖ／２mA＝ 300Ωとする。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】このとき直流二線式の
負荷電流を３mA〜 100mAとすると、負荷電流ＩL はセン
サ回路５の消費電流Ｉ1 ，表示電流Ｉ2 ，出力回路駆動
電流Ｉ3 の和となる。センサ回路５の消費電流は一般的
に最大１mA必要とするので、負荷電流ＩL が３mAの場合
残された２mAの枠内で十分な明るさを確保できる表示電
流Ｉ2 を流さなければならない。言いかえれば表示電流
に２mAを越えて流れると、センサ回路への電流供給が不
足し検出動作に異常をきたし、又逆に２mAより十分少な
い表示電流とすると明るさが不足してしまう。しかし負
荷電流ＩL が例えば10mAで使用される場合には、表示電
流を２mA以下に制約する必要はない。特に動作表示灯に
加えて安定動作表示用の表示素子を使用する場合には、
安定表示用として緑色の発光ダイオードが使用される場
合が多い。しかるに負荷電流の最小値が３mAとすれば、
動作表示や安定動作表示のための表示灯には２mA程度し
か電流を流せないため、表示灯の光が暗くなるという欠
点があった。特に緑色の発光ダイオードの場合は電流値
が小さければ暗く、十分な表示を行うことができなかっ
た。
負荷電流を３mA〜 100mAとすると、負荷電流ＩL はセン
サ回路５の消費電流Ｉ1 ，表示電流Ｉ2 ，出力回路駆動
電流Ｉ3 の和となる。センサ回路５の消費電流は一般的
に最大１mA必要とするので、負荷電流ＩL が３mAの場合
残された２mAの枠内で十分な明るさを確保できる表示電
流Ｉ2 を流さなければならない。言いかえれば表示電流
に２mAを越えて流れると、センサ回路への電流供給が不
足し検出動作に異常をきたし、又逆に２mAより十分少な
い表示電流とすると明るさが不足してしまう。しかし負
荷電流ＩL が例えば10mAで使用される場合には、表示電
流を２mA以下に制約する必要はない。特に動作表示灯に
加えて安定動作表示用の表示素子を使用する場合には、
安定表示用として緑色の発光ダイオードが使用される場
合が多い。しかるに負荷電流の最小値が３mAとすれば、
動作表示や安定動作表示のための表示灯には２mA程度し
か電流を流せないため、表示灯の光が暗くなるという欠
点があった。特に緑色の発光ダイオードの場合は電流値
が小さければ暗く、十分な表示を行うことができなかっ
た。
【０００７】このように従来の二線式電子スイッチで
は、表示灯への供給電流と出力電流，センサ回路の電流
の和が負荷電流の最小値である３mAの範囲となるように
設定されているため、負荷電流が３mAを大幅に越えた状
態でも常に表示が暗く確認し難いという欠点があった。
特に二線式電子スイッチはプログラマブルコントローラ
と併用して使用することが多く、負荷電流は８〜10mAの
ことが多い。しかしこの負荷電流レベルでも常に表示が
暗くなっているという欠点があった。
は、表示灯への供給電流と出力電流，センサ回路の電流
の和が負荷電流の最小値である３mAの範囲となるように
設定されているため、負荷電流が３mAを大幅に越えた状
態でも常に表示が暗く確認し難いという欠点があった。
特に二線式電子スイッチはプログラマブルコントローラ
と併用して使用することが多く、負荷電流は８〜10mAの
ことが多い。しかしこの負荷電流レベルでも常に表示が
暗くなっているという欠点があった。
【０００８】本発明はこのような従来の問題点に鑑みて
なされたものであって、負荷電流の最小値でも表示灯を
点灯できるようにすると共に、負荷電流が大きくなれば
表示灯に流す電流値を大きくできるようにすることを技
術的課題とする。
なされたものであって、負荷電流の最小値でも表示灯を
点灯できるようにすると共に、負荷電流が大きくなれば
表示灯に流す電流値を大きくできるようにすることを技
術的課題とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本願の請求項１の発明
は、外部の負荷及び電源に直列に接続される一対の端子
と、一対の端子に接続されるセンサ回路と、センサ回路
の出力によって一対の端子間を開閉する出力回路と、を
具備する二線式電子スイッチであって、センサ回路の出
力状態に基づいて駆動され、駆動時に一定の最低電流以
上で表示素子を点灯させる表示回路と、負荷電流が第１
の所定値を越えれば表示回路に流れる表示電流を最低電
流から連続的に増加させ、負荷電流が第２の所定値を越
えればその表示電流を一定とする表示電流増幅回路と、
を具備することを特徴とするものである。
は、外部の負荷及び電源に直列に接続される一対の端子
と、一対の端子に接続されるセンサ回路と、センサ回路
の出力によって一対の端子間を開閉する出力回路と、を
具備する二線式電子スイッチであって、センサ回路の出
力状態に基づいて駆動され、駆動時に一定の最低電流以
上で表示素子を点灯させる表示回路と、負荷電流が第１
の所定値を越えれば表示回路に流れる表示電流を最低電
流から連続的に増加させ、負荷電流が第２の所定値を越
えればその表示電流を一定とする表示電流増幅回路と、
を具備することを特徴とするものである。
【００１０】本願の請求項３の発明は、外部の負荷及び
電源に直列に接続される一対の端子と、一対の端子に接
続されるセンサ回路と、センサ回路の出力によって動作
し、バンドギャップ回路によって残留電圧を一定に保つ
と共に、一対の端子を開閉するスイッチング素子を有す
る出力回路と、センサ回路の出力によって付勢されるス
イッチング素子、及び該スイッチング素子に直列に一対
の端子間に接続される表示素子と抵抗を有し、残留電圧
と該抵抗の抵抗値により定まる最低電流以上で表示電流
を点灯させる表示回路と、出力回路の出力開閉用スイッ
チング素子に並列接続され出力回路に流れる電流を検出
すると共に、表示回路の表示素子に直列接続された抵抗
と並列に接続され、出力電流に応じて抵抗に流れる電流
を分流することにより表示電流を制御する表示電流増幅
回路と、を具備することを特徴とするものである。
電源に直列に接続される一対の端子と、一対の端子に接
続されるセンサ回路と、センサ回路の出力によって動作
し、バンドギャップ回路によって残留電圧を一定に保つ
と共に、一対の端子を開閉するスイッチング素子を有す
る出力回路と、センサ回路の出力によって付勢されるス
イッチング素子、及び該スイッチング素子に直列に一対
の端子間に接続される表示素子と抵抗を有し、残留電圧
と該抵抗の抵抗値により定まる最低電流以上で表示電流
を点灯させる表示回路と、出力回路の出力開閉用スイッ
チング素子に並列接続され出力回路に流れる電流を検出
すると共に、表示回路の表示素子に直列接続された抵抗
と並列に接続され、出力電流に応じて抵抗に流れる電流
を分流することにより表示電流を制御する表示電流増幅
回路と、を具備することを特徴とするものである。
【００１１】
【作用】このような特徴を有する請求項１の発明では、
負荷電流が小さいときには表示回路に流れる表示電流は
一定の最低電流に保ち、負荷電流が第１の所定値を越え
れば表示回路に流れる表示電流をこの最低電流から連続
的に増加させている。又負荷電流が第２の所定値を越え
れば、その表示電流を一定電流となるように表示電流を
増幅している。
負荷電流が小さいときには表示回路に流れる表示電流は
一定の最低電流に保ち、負荷電流が第１の所定値を越え
れば表示回路に流れる表示電流をこの最低電流から連続
的に増加させている。又負荷電流が第２の所定値を越え
れば、その表示電流を一定電流となるように表示電流を
増幅している。
【００１２】又請求項３の発明によれば、出力回路に流
れる駆動電流が表示電流増幅回路によって検出される。
そして負荷電流が所定値以下のときには、表示素子に直
列に接続されている抵抗には表示電流増幅回路によって
電流が制限されないため、一定の最低電流が保たれる。
そして負荷電流が増加しスイッチング素子に流れる電流
も増加すれば、表示電流増幅回路が動作し連続的に表示
素子に接続されている抵抗の電圧降下分を小さくし、表
示電流を増大させる。こうして負荷電流に対応して表示
電流を変化させるようにしている。
れる駆動電流が表示電流増幅回路によって検出される。
そして負荷電流が所定値以下のときには、表示素子に直
列に接続されている抵抗には表示電流増幅回路によって
電流が制限されないため、一定の最低電流が保たれる。
そして負荷電流が増加しスイッチング素子に流れる電流
も増加すれば、表示電流増幅回路が動作し連続的に表示
素子に接続されている抵抗の電圧降下分を小さくし、表
示電流を増大させる。こうして負荷電流に対応して表示
電流を変化させるようにしている。
【００１３】
【実施例】図１は本発明の一実施例による直流二線式の
近接スイッチの全体構成を示すブロック図である。本図
において前述した従来例と同一部分は同一符号を付して
詳細な説明を省略する。本実施例においても端子１，２
には直流の電源３と負荷４とが直列に接続される。そし
てセンサ回路５には図示のように定電圧回路８が設けら
れ、その定電圧が各部に供給される。この近接スイッチ
を高周波発振型近接スイッチとすると、発振回路９を有
している。発振回路９は共振回路９ａの共振周波数で発
振するものであって、その出力は積分回路１０を介して
比較回路１１に与えられる。比較回路１１は所定の閾値
レベルで積分出力を比較するものであり、その出力は信
号処理回路１２に与えられる。信号処理回路１２は比較
回路１１の出力に応じて不安定検出領域、安定検出領域
に達したかどうかを判別するものであって、その出力は
表示回路２１、及び表示回路２１を介して出力回路２２
に与えられる。出力回路２２は信号処理回路１０の制御
出力に基づいて端子１，２間を短絡することによって、
負荷４に負荷電流を与えるものである。尚端子１，２間
にはセンサ回路を動作させるのに足りる出力残留電圧が
生じる。
近接スイッチの全体構成を示すブロック図である。本図
において前述した従来例と同一部分は同一符号を付して
詳細な説明を省略する。本実施例においても端子１，２
には直流の電源３と負荷４とが直列に接続される。そし
てセンサ回路５には図示のように定電圧回路８が設けら
れ、その定電圧が各部に供給される。この近接スイッチ
を高周波発振型近接スイッチとすると、発振回路９を有
している。発振回路９は共振回路９ａの共振周波数で発
振するものであって、その出力は積分回路１０を介して
比較回路１１に与えられる。比較回路１１は所定の閾値
レベルで積分出力を比較するものであり、その出力は信
号処理回路１２に与えられる。信号処理回路１２は比較
回路１１の出力に応じて不安定検出領域、安定検出領域
に達したかどうかを判別するものであって、その出力は
表示回路２１、及び表示回路２１を介して出力回路２２
に与えられる。出力回路２２は信号処理回路１０の制御
出力に基づいて端子１，２間を短絡することによって、
負荷４に負荷電流を与えるものである。尚端子１，２間
にはセンサ回路を動作させるのに足りる出力残留電圧が
生じる。
【００１４】さて本実施例では、出力回路２２に表示電
流増幅回路２３が接続される。表示電流増幅回路２３は
出力回路２２に流れる駆動電流を検出し、表示回路２１
による表示灯の表示電流を制御するものである。この実
施例では表示回路２１には動作表示灯のみを有するもの
とする。
流増幅回路２３が接続される。表示電流増幅回路２３は
出力回路２２に流れる駆動電流を検出し、表示回路２１
による表示灯の表示電流を制御するものである。この実
施例では表示回路２１には動作表示灯のみを有するもの
とする。
【００１５】次に本実施例の表示回路２１，出力回路２
２及び表示電流増幅回路２３の詳細な構成例について図
２を参照しつつ説明する。本実施例においてはセンサ回
路５の出力端子５ａ，５ｂはトランジスタＱ１，Ｑ２の
ベースに夫々接続される。トランジスタＱ１はトランジ
スタＱ３と共にダーリントン接続され、そのエミッタ端
はトランジスタＱ３のベースに接続される。トランジス
タＱ３のコレクタ端には端子１より表示用の発光ダイオ
ードＤ１，抵抗Ｒ１を介して接続され、又エミッタ端は
抵抗Ｒ２を介して接地されている。一方出力回路２２は
トランジスタＱ２のエミッタが接地され、コレクタ端が
バンドギャップ回路２４に接続される。バンドギャップ
回路２４は図示のように端子１に抵抗Ｒ３，トランジス
タＱ４，抵抗Ｒ４の直列接続体、及び抵抗Ｒ５，トラン
ジスタＱ５，抵抗Ｒ６の直列接続体が接続され、更に抵
抗Ｒ７とトランジスタＱ６が並列に接続されている。ト
ランジスタＱ５のコレクタはトランジスタＱ４のベース
に接続され、又トランジスタＱ５のベースはトランジス
タＱ６のベース・コレクタ端に共通接続されている。
２及び表示電流増幅回路２３の詳細な構成例について図
２を参照しつつ説明する。本実施例においてはセンサ回
路５の出力端子５ａ，５ｂはトランジスタＱ１，Ｑ２の
ベースに夫々接続される。トランジスタＱ１はトランジ
スタＱ３と共にダーリントン接続され、そのエミッタ端
はトランジスタＱ３のベースに接続される。トランジス
タＱ３のコレクタ端には端子１より表示用の発光ダイオ
ードＤ１，抵抗Ｒ１を介して接続され、又エミッタ端は
抵抗Ｒ２を介して接地されている。一方出力回路２２は
トランジスタＱ２のエミッタが接地され、コレクタ端が
バンドギャップ回路２４に接続される。バンドギャップ
回路２４は図示のように端子１に抵抗Ｒ３，トランジス
タＱ４，抵抗Ｒ４の直列接続体、及び抵抗Ｒ５，トラン
ジスタＱ５，抵抗Ｒ６の直列接続体が接続され、更に抵
抗Ｒ７とトランジスタＱ６が並列に接続されている。ト
ランジスタＱ５のコレクタはトランジスタＱ４のベース
に接続され、又トランジスタＱ５のベースはトランジス
タＱ６のベース・コレクタ端に共通接続されている。
【００１６】さてトランジスタＱ４のコレクタ端はＰＮ
Ｐ型トランジスタＱ７のベースに接続される。トランジ
スタＱ７のエミッタは端子１に、コレクタ端は抵抗Ｒ８
を介して端子２に接続され、又トランジスタＱ８のベー
スに接続される。トランジスタＱ８のコレクタは端子１
に、エミッタは抵抗Ｒ９を介して端子２に接続され、更
にトランジスタＱ８のベースに接続される。トランジス
タＱ９のコレクタは端子１に、エミッタは抵抗Ｒ１０を
介して端子２に接続される。トランジスタＱ９は端子
１，２間を短絡するスイッチング用のトランジスタであ
って、そのベース端及びエミッタ端は夫々トランジスタ
Ｑ１０のベース端及びエミッタ端に接続される。トラン
ジスタＱ１０はトランジスタＱ９とのエミッタ面積比が
所定値、例えば50：１に設定されており、そのコレクタ
端は抵抗Ｒ１１を介して端子１に接続される。抵抗Ｒ１
１の両端には、ＰＮＰ型のトランジスタＱ１１のエミッ
タ端及びベース端が接続されており、一定以上の電流が
流れればコレクタ電流を抵抗Ｒ１２を介してトランジス
タＱ１２に与える。トランジスタＱ１２及びＱ１３はカ
レントミラー接続されており、トランジスタＱ１３のエ
ミッタが接地され、コレクタは抵抗Ｒ２とトランジスタ
Ｑ３のエミッタの共通接続端に接続されている。
Ｐ型トランジスタＱ７のベースに接続される。トランジ
スタＱ７のエミッタは端子１に、コレクタ端は抵抗Ｒ８
を介して端子２に接続され、又トランジスタＱ８のベー
スに接続される。トランジスタＱ８のコレクタは端子１
に、エミッタは抵抗Ｒ９を介して端子２に接続され、更
にトランジスタＱ８のベースに接続される。トランジス
タＱ９のコレクタは端子１に、エミッタは抵抗Ｒ１０を
介して端子２に接続される。トランジスタＱ９は端子
１，２間を短絡するスイッチング用のトランジスタであ
って、そのベース端及びエミッタ端は夫々トランジスタ
Ｑ１０のベース端及びエミッタ端に接続される。トラン
ジスタＱ１０はトランジスタＱ９とのエミッタ面積比が
所定値、例えば50：１に設定されており、そのコレクタ
端は抵抗Ｒ１１を介して端子１に接続される。抵抗Ｒ１
１の両端には、ＰＮＰ型のトランジスタＱ１１のエミッ
タ端及びベース端が接続されており、一定以上の電流が
流れればコレクタ電流を抵抗Ｒ１２を介してトランジス
タＱ１２に与える。トランジスタＱ１２及びＱ１３はカ
レントミラー接続されており、トランジスタＱ１３のエ
ミッタが接地され、コレクタは抵抗Ｒ２とトランジスタ
Ｑ３のエミッタの共通接続端に接続されている。
【００１７】次に本実施例の動作について説明する。ま
ずセンサ回路５が物体を検知しない状態では、出力端子
５ａ，５ｂはＬレベルであり、表示回路２１，出力回路
２２，表示電流増幅回路２３の各トランジスタはオフ状
態である。このとき負荷４に流れる電流ＩL （ＯＦＦ）
はセンサ回路５のセンサ電流Ｉ1 に等しい。
ずセンサ回路５が物体を検知しない状態では、出力端子
５ａ，５ｂはＬレベルであり、表示回路２１，出力回路
２２，表示電流増幅回路２３の各トランジスタはオフ状
態である。このとき負荷４に流れる電流ＩL （ＯＦＦ）
はセンサ回路５のセンサ電流Ｉ1 に等しい。
【００１８】さてセンサ回路５が物体を検知すれば、出
力端子５ａ，５ｂがＨレベルとなる。そうすればトラン
ジスタＱ２がオンとなってバンドキャップ回路２４もオ
ン状態となる。このバンドギャップ回路２４によりセン
サ回路５を駆動するための出力残留電圧ＶO （一般に３
Ｖ以下）を発生させている。出力残留電圧ＶO は次式で
示される。 ＶO ＝ＶR5＋ＶBE（Ｑ４）＋ＶR4＋ＶCE（Ｑ２） ＝ＶR5＋ＶBE（Ｑ４）＋ＶBE（Ｑ７）・Ｒ４／Ｒ３＋ＶCE（Ｑ２） ＝ＶR5＋ＶBE・（Ｒ３＋Ｒ４）／Ｒ３＋ＶCE（Ｑ２） そしてトランジスタＱ７，Ｑ８，Ｑ９がオンし、駆動電
流Ｉ2 がトランジスタＱ９を流れる。このとき同時にト
ランジスタＱ１０もオンとなるが、そのコレクタ電流Ｉ
3 はトランジスタＱ９，Ｑ１０のエミッタ面積比によっ
て定まり、例えば50：１であればＩ2 の１／50の電流が
Ｉ3 となる。
力端子５ａ，５ｂがＨレベルとなる。そうすればトラン
ジスタＱ２がオンとなってバンドキャップ回路２４もオ
ン状態となる。このバンドギャップ回路２４によりセン
サ回路５を駆動するための出力残留電圧ＶO （一般に３
Ｖ以下）を発生させている。出力残留電圧ＶO は次式で
示される。 ＶO ＝ＶR5＋ＶBE（Ｑ４）＋ＶR4＋ＶCE（Ｑ２） ＝ＶR5＋ＶBE（Ｑ４）＋ＶBE（Ｑ７）・Ｒ４／Ｒ３＋ＶCE（Ｑ２） ＝ＶR5＋ＶBE・（Ｒ３＋Ｒ４）／Ｒ３＋ＶCE（Ｑ２） そしてトランジスタＱ７，Ｑ８，Ｑ９がオンし、駆動電
流Ｉ2 がトランジスタＱ９を流れる。このとき同時にト
ランジスタＱ１０もオンとなるが、そのコレクタ電流Ｉ
3 はトランジスタＱ９，Ｑ１０のエミッタ面積比によっ
て定まり、例えば50：１であればＩ2 の１／50の電流が
Ｉ3 となる。
【００１９】さて負荷電流ＩL が大きく、抵抗Ｒ１１の
両端の電圧ＶR11 （＝Ｉ3 ×Ｒ１１）がトランジスタＱ
１１を駆動できる電圧ＶBE（≒ 0.6Ｖ）に達すると、電
流Ｉ4 が流れる。一方負荷電流ＩL が小さく駆動電流Ｉ
2 も小さい場合には、トランジスタＱ１１が駆動できる
だけの電流Ｉ3 が得られないので、表示電流増幅回路２
３は動作しない。さてトランジスタＱ１０がオフ状態で
電流Ｉ4 ＝０のとき、発光ダイオードＤ１に流れる表示
電流Ｉ5 は次式で示される。 Ｉ5 ＝（ＶR1＋ＶR2）／（Ｒ１＋Ｒ２） ＝｛ＶO −ＶF （Ｄ１）−ＶCE（Ｑ１）｝／（Ｒ１＋Ｒ２） ここでＶO は前述した式によって一定値となっている。
従って表示電流Ｉ5 は負荷電流ＩL には依存しない一定
の電流値となる。
両端の電圧ＶR11 （＝Ｉ3 ×Ｒ１１）がトランジスタＱ
１１を駆動できる電圧ＶBE（≒ 0.6Ｖ）に達すると、電
流Ｉ4 が流れる。一方負荷電流ＩL が小さく駆動電流Ｉ
2 も小さい場合には、トランジスタＱ１１が駆動できる
だけの電流Ｉ3 が得られないので、表示電流増幅回路２
３は動作しない。さてトランジスタＱ１０がオフ状態で
電流Ｉ4 ＝０のとき、発光ダイオードＤ１に流れる表示
電流Ｉ5 は次式で示される。 Ｉ5 ＝（ＶR1＋ＶR2）／（Ｒ１＋Ｒ２） ＝｛ＶO −ＶF （Ｄ１）−ＶCE（Ｑ１）｝／（Ｒ１＋Ｒ２） ここでＶO は前述した式によって一定値となっている。
従って表示電流Ｉ5 は負荷電流ＩL には依存しない一定
の電流値となる。
【００２０】一方トランジスタＱ１１が完全にオンとな
る電流がトランジスタＱ９に流れている状態では、抵抗
Ｒ２の両端がトランジスタＱ１３によってほぼ短絡され
ることとなるため、表示電流Ｉ5 は次式で示される。こ
の場合も負荷電流ＩL に依存しない一定の電流値とな
る。 Ｉ5 ＝ＶR1／Ｒ１ ＝｛ＶO −ＶF （Ｄ１）−ＶCE（Ｑ３）−ＶCE（Ｑ１３）｝／Ｒ１ となる。
る電流がトランジスタＱ９に流れている状態では、抵抗
Ｒ２の両端がトランジスタＱ１３によってほぼ短絡され
ることとなるため、表示電流Ｉ5 は次式で示される。こ
の場合も負荷電流ＩL に依存しない一定の電流値とな
る。 Ｉ5 ＝ＶR1／Ｒ１ ＝｛ＶO −ＶF （Ｄ１）−ＶCE（Ｑ３）−ＶCE（Ｑ１３）｝／Ｒ１ となる。
【００２１】又この間の過渡的な領域（ＶR11 が 0.6Ｖ
付近となるような駆動電流Ｉ2 の領域）では残留電圧Ｖ
O は一定であるが、表示回路２１内の電流値により以下
のように表される。 ＶO ＝ＶF （Ｄ１）＋ＶCE（Ｑ３）＋Ｉ5 Ｒ１＋（Ｉ5 −Ｉ6 ）Ｒ２ 従って電流値Ｉ5 は次式で示される。 Ｉ5 ＝｛ＶO −ＶF （Ｄ１）−ＶCE（Ｑ３）｝／（Ｒ１＋Ｒ２）＋Ｒ２Ｉ6 よってこの領域では駆動電流Ｉ2 （即ちＩ6 ）に応じて
表示電流Ｉ5 が変わることになる。そしてトランジスタ
のコレクタ電流とベース・エミッタ間電圧特性により、
出力回路駆動電流Ｉ2 （及びＩ3 ）の増加に対する電流
Ｉ4 （≒Ｉ6 ）は比較的急峻に変化する。従ってＩ2 に
対するＩ5 の増加も図３に示すように急峻なものとな
る。ここで負荷電流ＩL 、出力回路駆動電流Ｉ2 、表示
電流Ｉ5 、その他の回路電流をＩX とすると、以下の式
が成り立つ。 ＩL ＝Ｉ2 ＋Ｉ5 ＋ＩX 一方Ｉ2 ，Ｉ5 ，ＩL の増加分を夫々ΔＩ2 ，ΔＩ5 ，
ΔＩL とすると、ΔＩ2に対するΔＩ5 と、ΔＩL に対
するΔＩ5 との間には以下の関係が成り立つ。
付近となるような駆動電流Ｉ2 の領域）では残留電圧Ｖ
O は一定であるが、表示回路２１内の電流値により以下
のように表される。 ＶO ＝ＶF （Ｄ１）＋ＶCE（Ｑ３）＋Ｉ5 Ｒ１＋（Ｉ5 −Ｉ6 ）Ｒ２ 従って電流値Ｉ5 は次式で示される。 Ｉ5 ＝｛ＶO −ＶF （Ｄ１）−ＶCE（Ｑ３）｝／（Ｒ１＋Ｒ２）＋Ｒ２Ｉ6 よってこの領域では駆動電流Ｉ2 （即ちＩ6 ）に応じて
表示電流Ｉ5 が変わることになる。そしてトランジスタ
のコレクタ電流とベース・エミッタ間電圧特性により、
出力回路駆動電流Ｉ2 （及びＩ3 ）の増加に対する電流
Ｉ4 （≒Ｉ6 ）は比較的急峻に変化する。従ってＩ2 に
対するＩ5 の増加も図３に示すように急峻なものとな
る。ここで負荷電流ＩL 、出力回路駆動電流Ｉ2 、表示
電流Ｉ5 、その他の回路電流をＩX とすると、以下の式
が成り立つ。 ＩL ＝Ｉ2 ＋Ｉ5 ＋ＩX 一方Ｉ2 ，Ｉ5 ，ＩL の増加分を夫々ΔＩ2 ，ΔＩ5 ，
ΔＩL とすると、ΔＩ2に対するΔＩ5 と、ΔＩL に対
するΔＩ5 との間には以下の関係が成り立つ。
【数１】 従って負荷電流の増加分ΔＩL に対するＩ5 の変化は、
図３に示すようにΔＩ2に対するＩ5 の変化よりも緩や
かなものとなる。
図３に示すようにΔＩ2に対するＩ5 の変化よりも緩や
かなものとなる。
【００２２】このように本実施例では負荷電流ＩL が第
１の所定値ＩL1、例えば４mA以下では表示電流Ｉ5 を一
定電流に保つことができ、又負荷電流ＩL が増加すれば
表示電流は表示に必要な電流値を確保し、第２の所定値
ＩL2を越えれば表示電流を飽和させることができる。又
その間は図３に示すように連続して変化させることがで
きる。そして負荷電流に対する表示電流の増加量を緩や
かにすることにより、負荷電流の少ない領域でもセンサ
回路への電流を不足させることなく回路を動作させるこ
とができる。
１の所定値ＩL1、例えば４mA以下では表示電流Ｉ5 を一
定電流に保つことができ、又負荷電流ＩL が増加すれば
表示電流は表示に必要な電流値を確保し、第２の所定値
ＩL2を越えれば表示電流を飽和させることができる。又
その間は図３に示すように連続して変化させることがで
きる。そして負荷電流に対する表示電流の増加量を緩や
かにすることにより、負荷電流の少ない領域でもセンサ
回路への電流を不足させることなく回路を動作させるこ
とができる。
【００２３】尚前述した実施例では動作表示灯のみを図
２に示すように表示電流を制御して点灯させるようにし
ているが、安定動作及び動作表示を同時に点灯させるよ
うにすることもできる。図５はこの第２実施例の主要部
の構成を示す回路図であり、前述した第１実施例と同一
部分は同一符号を付している。本図において出力回路２
２は第１実施例と同様であり、図中では省略して示して
いる。本実施例では表示回路を２１Ａ，表示電流増幅回
路を２３Ａとして示しており、これらの構成のみが異な
っている。本実施例は図５に示すように、センサ回路５
の安定動作検知用の出力端子５ｃにトランジスタＱ２１
のベースを接続する。トランジスタＱ２１はコレクタと
端子１間に安定動作表示用の発光ダイオードＤ２と抵抗
Ｒ２１を接続し、エミッタと端子２間に抵抗Ｒ２２を接
続している。そしてそのエミッタ端にはトランジスタＱ
２２のコレクタを接続する。トランジスタＱ２２，２３
はカレントミラー回路を構成しており、トランジスタＱ
２３のコレクタ端はトランジスタＱ２２，２３のベース
に接続され、又抵抗Ｒ２３に接続される。又出力トラン
ジスタＱ９の電流を検出するため、トランジスタＱ１０
に加えてトランジスタＱ２４を同様に接続する。トラン
ジスタＱ２４のコレクタと端子１間には抵抗Ｒ２４を接
続し、その両端にトランジスタＱ２５のエミッタ・ベー
ス端を接続してコレクタ端を抵抗Ｒ２３に接続してお
く。この場合には例えばトランジスタＱ９のエミッタ面
積５０に対しトランジスタＱ１０，Ｑ２４を夫々１，２
の割合に設定しておくものとする。こうすれば安定動作
表示用の発光ダイオードＤ２に流れる電流も、第１実施
例の発光ダイオードＤ１に流れる電流と同じく、負荷電
流の最小値でも一定の表示電流が確保され、負荷電流の
増加に応じて表示電流を連続的に増加させることができ
る。
２に示すように表示電流を制御して点灯させるようにし
ているが、安定動作及び動作表示を同時に点灯させるよ
うにすることもできる。図５はこの第２実施例の主要部
の構成を示す回路図であり、前述した第１実施例と同一
部分は同一符号を付している。本図において出力回路２
２は第１実施例と同様であり、図中では省略して示して
いる。本実施例では表示回路を２１Ａ，表示電流増幅回
路を２３Ａとして示しており、これらの構成のみが異な
っている。本実施例は図５に示すように、センサ回路５
の安定動作検知用の出力端子５ｃにトランジスタＱ２１
のベースを接続する。トランジスタＱ２１はコレクタと
端子１間に安定動作表示用の発光ダイオードＤ２と抵抗
Ｒ２１を接続し、エミッタと端子２間に抵抗Ｒ２２を接
続している。そしてそのエミッタ端にはトランジスタＱ
２２のコレクタを接続する。トランジスタＱ２２，２３
はカレントミラー回路を構成しており、トランジスタＱ
２３のコレクタ端はトランジスタＱ２２，２３のベース
に接続され、又抵抗Ｒ２３に接続される。又出力トラン
ジスタＱ９の電流を検出するため、トランジスタＱ１０
に加えてトランジスタＱ２４を同様に接続する。トラン
ジスタＱ２４のコレクタと端子１間には抵抗Ｒ２４を接
続し、その両端にトランジスタＱ２５のエミッタ・ベー
ス端を接続してコレクタ端を抵抗Ｒ２３に接続してお
く。この場合には例えばトランジスタＱ９のエミッタ面
積５０に対しトランジスタＱ１０，Ｑ２４を夫々１，２
の割合に設定しておくものとする。こうすれば安定動作
表示用の発光ダイオードＤ２に流れる電流も、第１実施
例の発光ダイオードＤ１に流れる電流と同じく、負荷電
流の最小値でも一定の表示電流が確保され、負荷電流の
増加に応じて表示電流を連続的に増加させることができ
る。
【００２４】
【発明の効果】以上詳細に説明したように本発明によれ
ば、二線式電子スイッチとして使用される場合に負荷電
流の最小値でも一定の表示電流を確保することができ
る。従って表示を安定させることができる。従って暗い
ながらも安定な表示電流を確保することができ、明るい
ときの表示と暗いときの表示との相対的な明るさの差を
少なくすることができる。負荷電流の増加に伴って連続
的に表示電流を大きくすることができる。この場合負荷
電流が小さければ表示電流は急激に増加しないため、セ
ンサ回路への電流が不足することはない。そして負荷電
流が一定以上では表示電流を飽和させるため、表示を明
確にすることができるという効果が得られる。
ば、二線式電子スイッチとして使用される場合に負荷電
流の最小値でも一定の表示電流を確保することができ
る。従って表示を安定させることができる。従って暗い
ながらも安定な表示電流を確保することができ、明るい
ときの表示と暗いときの表示との相対的な明るさの差を
少なくすることができる。負荷電流の増加に伴って連続
的に表示電流を大きくすることができる。この場合負荷
電流が小さければ表示電流は急激に増加しないため、セ
ンサ回路への電流が不足することはない。そして負荷電
流が一定以上では表示電流を飽和させるため、表示を明
確にすることができるという効果が得られる。
【図１】本発明の第１実施例による二線式電子スイッチ
の全体構成を示すブロック図である。
の全体構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の第１実施例の主要部を詳細に示す回路
図である。
図である。
【図３】本実施例の負荷電流ＩL ，出力電流Ｉ2 に対す
る表示電流Ｉ5 の変化を示すグラフである。
る表示電流Ｉ5 の変化を示すグラフである。
【図４】本実施例の負荷電流ＩL に対する出力電流Ｉ2
の変化を示すグラフである。
の変化を示すグラフである。
【図５】本発明の他の実施例の主要部の構成を示す回路
図である。
図である。
【図６】従来の二線式電子スイッチの出力回路及び表示
回路部分を示す回路図である。
回路部分を示す回路図である。
１，２ 端子 ３ 電源 ４ 負荷 ５ センサ回路 ２１，２１Ａ 表示回路 ２２ 出力回路 ２３，２３Ａ 表示電流増幅回路 ２４ バンドギャップ回路
Claims (5)
- 【請求項１】 外部の負荷及び電源に直列に接続される
一対の端子と、 前記一対の端子に接続されるセンサ回路と、 前記センサ回路の出力によって前記一対の端子間を開閉
する出力回路と、を具備する二線式電子スイッチにおい
て、 前記センサ回路の出力状態に基づいて駆動され、駆動時
に一定の最低電流以上で表示素子を点灯させる表示回路
と、 負荷電流が第１の所定値を越えれば前記表示回路に流れ
る表示電流を前記最低電流から連続的に増加させ、負荷
電流が第２の所定値を越えればその表示電流を一定とす
る表示電流増幅回路と、を具備することを特徴とする二
線式電子スイッチ。 - 【請求項２】 前記表示電流増幅回路は、出力回路に流
れる電流値に基づいて制御するものであることを特徴と
する請求項１記載の二線式電子スイッチ。 - 【請求項３】 外部の負荷及び電源に直列に接続される
一対の端子と、 前記一対の端子に接続されるセンサ回路と、 前記センサ回路の出力によって動作し、バンドギャップ
回路によって残留電圧を一定に保つと共に、前記一対の
端子を開閉するスイッチング素子を有する出力回路と、 前記センサ回路の出力によって付勢されるスイッチング
素子、及び該スイッチング素子に直列に前記一対の端子
間に接続される表示素子と抵抗を有し、残留電圧と該抵
抗の抵抗値により定まる最低電流以上で表示電流を点灯
させる表示回路と、 前記出力回路の出力開閉用スイッチング素子に並列接続
され出力回路に流れる電流を検出すると共に、前記表示
回路の表示素子に直列接続された抵抗と並列に接続さ
れ、出力電流に応じて抵抗に流れる電流を分流すること
により表示電流を制御する表示電流増幅回路と、を具備
することを特徴とする二線式電子スイッチ。 - 【請求項４】 前記表示回路は、センサ回路からの異な
る出力によって付勢される一対のスイッチング素子及び
表示素子を有することを特徴とする請求項３記載の二線
式電子スイッチ。 - 【請求項５】 前記一対の表示素子は、動作表示用表示
素子及び安定動作表示用の表示素子であることを特徴と
する請求項４記載の二線式電子スイッチ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18457292A JPH066200A (ja) | 1992-06-17 | 1992-06-17 | 二線式電子スイッチ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18457292A JPH066200A (ja) | 1992-06-17 | 1992-06-17 | 二線式電子スイッチ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH066200A true JPH066200A (ja) | 1994-01-14 |
Family
ID=16155558
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18457292A Pending JPH066200A (ja) | 1992-06-17 | 1992-06-17 | 二線式電子スイッチ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH066200A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011232252A (ja) * | 2010-04-28 | 2011-11-17 | Koyo Electronics Ind Co Ltd | 動作表示灯付き直流２線式の近接センサ |
-
1992
- 1992-06-17 JP JP18457292A patent/JPH066200A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011232252A (ja) * | 2010-04-28 | 2011-11-17 | Koyo Electronics Ind Co Ltd | 動作表示灯付き直流２線式の近接センサ |
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