JPH07248342A - 過電流検出回路 - Google Patents
過電流検出回路Info
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- JPH07248342A JPH07248342A JP6067697A JP6769794A JPH07248342A JP H07248342 A JPH07248342 A JP H07248342A JP 6067697 A JP6067697 A JP 6067697A JP 6769794 A JP6769794 A JP 6769794A JP H07248342 A JPH07248342 A JP H07248342A
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- H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
- H02H3/00—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
- H02H3/08—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to excess current
- H02H3/087—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to excess current for dc applications
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R19/00—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
- G01R19/165—Indicating that current or voltage is either above or below a predetermined value or within or outside a predetermined range of values
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- G—PHYSICS
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- Measurement Of Current Or Voltage (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 小さな消費電力でしかも高い精度で過電流を
検出すること。 【構成】 １個のＮＰＮトランジスタ３１よりなる第１
のトランジスタ部３と、トランジスタ３１と同一特性の
４個のＮＰＮトランジスタ４１〜４４よりなる第１のト
ランジスタ部４とを、電流検出抵抗２の両端に、エミッ
タを抵抗２側にして夫々接続する。各トランジスタ３
１、４１〜４４はベースが共通に接続され、ベース、エ
ミッタ間に電圧印加部５より電圧が印加されると共に、
コレクタがカレントミラー回路を構成するトランジスタ
６１、６２に夫々接続される。トランジスタ部３、４の
ベース、エミッタ間の電圧差であるバンドギャップ電圧
ΔＶBEが決まれば両トランジスタ部３、４の電流密度比
が決まるので、これを利用して過電流を検出する。
検出すること。 【構成】 １個のＮＰＮトランジスタ３１よりなる第１
のトランジスタ部３と、トランジスタ３１と同一特性の
４個のＮＰＮトランジスタ４１〜４４よりなる第１のト
ランジスタ部４とを、電流検出抵抗２の両端に、エミッ
タを抵抗２側にして夫々接続する。各トランジスタ３
１、４１〜４４はベースが共通に接続され、ベース、エ
ミッタ間に電圧印加部５より電圧が印加されると共に、
コレクタがカレントミラー回路を構成するトランジスタ
６１、６２に夫々接続される。トランジスタ部３、４の
ベース、エミッタ間の電圧差であるバンドギャップ電圧
ΔＶBEが決まれば両トランジスタ部３、４の電流密度比
が決まるので、これを利用して過電流を検出する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば定電圧電源、定
電流電源、電源保護回路、電流測定回路などに組み込ま
れ、消費電力が小さく、しかも高精度に過電流を検出で
きる過電流検出回路に関するものである。
電流電源、電源保護回路、電流測定回路などに組み込ま
れ、消費電力が小さく、しかも高精度に過電流を検出で
きる過電流検出回路に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】一般にこの種の過電流検出回路は、過電
流が回路に流れたときに例えばバイパス側に電流の一部
を流し、これによりパワートランジスタなどの電流制御
素子を保護したりあるいは負荷への給電を停止してバッ
テリーを保護するために用いられる。
流が回路に流れたときに例えばバイパス側に電流の一部
を流し、これによりパワートランジスタなどの電流制御
素子を保護したりあるいは負荷への給電を停止してバッ
テリーを保護するために用いられる。
【０００３】図４は従来の過電流検出回路を組み込んだ
定電流電源を示し、この定電流電源では、オペアンプＯ
ＰＩによりＮＰＮパワートランジスタ１１を制御して負
荷への電流を一定にしている。そして過電流検出回路１
０は、負荷電流が流れる通電路に電流検出抵抗１２を介
挿すると共に、バイパス回路に設けられたＮＰＮパワー
トランジスタ１３のベース、エミッタ間に電流検出抵抗
１２を接続して構成される。なお図中１４〜１７は抵
抗、１８はツエナーダイオードである。このような過電
流検出回路によれば、例えば負荷の状態により電流検出
抵抗１２に過電流が流れると、パワートランジスタ１３
がオンになって、電源側からの電流の一部が当該パワー
トランジスタ１３を介してコレクタ電流として流れ、パ
ワートランジスタ１１が保護される。
定電流電源を示し、この定電流電源では、オペアンプＯ
ＰＩによりＮＰＮパワートランジスタ１１を制御して負
荷への電流を一定にしている。そして過電流検出回路１
０は、負荷電流が流れる通電路に電流検出抵抗１２を介
挿すると共に、バイパス回路に設けられたＮＰＮパワー
トランジスタ１３のベース、エミッタ間に電流検出抵抗
１２を接続して構成される。なお図中１４〜１７は抵
抗、１８はツエナーダイオードである。このような過電
流検出回路によれば、例えば負荷の状態により電流検出
抵抗１２に過電流が流れると、パワートランジスタ１３
がオンになって、電源側からの電流の一部が当該パワー
トランジスタ１３を介してコレクタ電流として流れ、パ
ワートランジスタ１１が保護される。
【０００４】また図５は、図４の例に代わる過電流検出
回路の他の例を示し、この例では、電流検出抵抗１２ａ
の両端に、電圧比較器をなすオペアンプＯＰ２の両入力
端を夫々接続すると共にオペアンプＯＰ２の負の入力端
側に基準電源部１９を介挿しており、過電流が電流検出
抵抗１２ａに流れたときにオペアンプＯＰ２が動作して
検出信号を出力するようになっている。
回路の他の例を示し、この例では、電流検出抵抗１２ａ
の両端に、電圧比較器をなすオペアンプＯＰ２の両入力
端を夫々接続すると共にオペアンプＯＰ２の負の入力端
側に基準電源部１９を介挿しており、過電流が電流検出
抵抗１２ａに流れたときにオペアンプＯＰ２が動作して
検出信号を出力するようになっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】図４に示す過電流検出
回路では、バイポーラトランジスタ１３をオンさせるの
に必要な電圧が０．７Ｖ程度であるから、電流検出抵抗
１２における消費電力が大きいという欠点がある。更に
バイポーラトランジスタのベース、エミッタ間の電圧は
負の温度特性を持つため、正確に過電流を検出するため
には電流検出抵抗１２も同様な負の温度特性を持つもの
であることが必要であり、電流検出抵抗として特別な抵
抗材料が必要となる。
回路では、バイポーラトランジスタ１３をオンさせるの
に必要な電圧が０．７Ｖ程度であるから、電流検出抵抗
１２における消費電力が大きいという欠点がある。更に
バイポーラトランジスタのベース、エミッタ間の電圧は
負の温度特性を持つため、正確に過電流を検出するため
には電流検出抵抗１２も同様な負の温度特性を持つもの
であることが必要であり、電流検出抵抗として特別な抵
抗材料が必要となる。
【０００６】また図５に示す構成では、低い電圧降下で
電流検出を行うにはオフセット電圧の非常に小さな電圧
比較器ＯＰ２と基準電源１９とが必要になる。例えば電
流検出抵抗１２ａの両端電圧が１００ｍＶで過電流検出
をするように設定し、電圧比較器ＯＰ２としてオフセッ
ト電圧が１０ｍＶのものを用いたとすると、このオフセ
ット電圧のみを考慮した場合でも実際に検出できる電流
が設定電流に対して１０％の誤差を含んでしまい、基準
電源のオフセット電圧を含めるとその誤差は更に大きく
なり、高い精度で過電流を検出できないという問題があ
る。そしてまた基準電源１９と抵抗１２ａとの温度係数
を揃えなければならずやはり抵抗１２ａの選択の自由度
が小さいという問題がある。
電流検出を行うにはオフセット電圧の非常に小さな電圧
比較器ＯＰ２と基準電源１９とが必要になる。例えば電
流検出抵抗１２ａの両端電圧が１００ｍＶで過電流検出
をするように設定し、電圧比較器ＯＰ２としてオフセッ
ト電圧が１０ｍＶのものを用いたとすると、このオフセ
ット電圧のみを考慮した場合でも実際に検出できる電流
が設定電流に対して１０％の誤差を含んでしまい、基準
電源のオフセット電圧を含めるとその誤差は更に大きく
なり、高い精度で過電流を検出できないという問題があ
る。そしてまた基準電源１９と抵抗１２ａとの温度係数
を揃えなければならずやはり抵抗１２ａの選択の自由度
が小さいという問題がある。
【０００７】本発明は、このような事情のもとになされ
たものであり、その目的は、消費電力が小さく、しかも
高い精度で過電流を検出することのできる過電流検出回
路を提供することにある。
たものであり、その目的は、消費電力が小さく、しかも
高い精度で過電流を検出することのできる過電流検出回
路を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、２つのトラン
ジスタのベース、エミッタ間の電圧を夫々ＶBE1 、Ｖ
BE2 とすると、これらの電圧差（バンドギャップ電圧）
ΔＶBEを各トランジスタのコレクタ電流に基づいて検出
できること、及びΔＶBEの中には、両トランジスタに電
圧を印加する電源の温度特性の影響は入ってこないこ
と、しかもΔＶBEは絶対温度に比例することに着目し、
ΔＶBEを利用して過電流を検出しようとするものであ
る。本発明の構成を図１を参照しながら述べると、本発
明は、負荷電流の通電路１に過電流が流れたことを検出
する過電流検出回路において、前記通電路１に設けられ
た電流検出抵抗２と、この電流検出抵抗２の負荷側にエ
ミッタが接続されたバイポーラトランジスタＴｒよりな
る第１のトランジスタ部３と、前記電流検出抵抗２の給
電部側にエミッタが接続され、ベースが第１のトランジ
スタ部３のベースに共通に接続されたバイポーラトラン
ジスタＴｒよりなる第２のトランジスタ部４と、これら
第１のトランジスタ部３及び第２のトランジスタ部４の
各々のベース、エミッタ間に電圧を印加する電圧印加部
５と、前記第１のトランジスタ部３のコレクタ電流と第
２のトランジスタ部４のコレクタ電流とに基づいて、過
電流を電流検出抵抗２の両端電圧として検出する検出部
６と、を備えてなることを特徴とする。
ジスタのベース、エミッタ間の電圧を夫々ＶBE1 、Ｖ
BE2 とすると、これらの電圧差（バンドギャップ電圧）
ΔＶBEを各トランジスタのコレクタ電流に基づいて検出
できること、及びΔＶBEの中には、両トランジスタに電
圧を印加する電源の温度特性の影響は入ってこないこ
と、しかもΔＶBEは絶対温度に比例することに着目し、
ΔＶBEを利用して過電流を検出しようとするものであ
る。本発明の構成を図１を参照しながら述べると、本発
明は、負荷電流の通電路１に過電流が流れたことを検出
する過電流検出回路において、前記通電路１に設けられ
た電流検出抵抗２と、この電流検出抵抗２の負荷側にエ
ミッタが接続されたバイポーラトランジスタＴｒよりな
る第１のトランジスタ部３と、前記電流検出抵抗２の給
電部側にエミッタが接続され、ベースが第１のトランジ
スタ部３のベースに共通に接続されたバイポーラトラン
ジスタＴｒよりなる第２のトランジスタ部４と、これら
第１のトランジスタ部３及び第２のトランジスタ部４の
各々のベース、エミッタ間に電圧を印加する電圧印加部
５と、前記第１のトランジスタ部３のコレクタ電流と第
２のトランジスタ部４のコレクタ電流とに基づいて、過
電流を電流検出抵抗２の両端電圧として検出する検出部
６と、を備えてなることを特徴とする。
【０００９】本発明では第１のトランジスタ部３と第２
のトランジスタ部４とを同一構成としてもよいが、両ト
ランジスタ部３、４のエミッタ実効面積を互に異なるよ
うに構成してもよく、例えば両トランジスタ部３、４の
トランジスタＴｒとして同一特性のものを用いかつ両者
のトランジスタの数を変えるようにしてもよい（図
１）。ただしエミッタの実効面積とは、ベースに接する
エミッタの接触面において、電流が流れる領域の面積で
ある。なお本発明は、トランジスタ部３、４に用いられ
るトランジスタとしてバイポーラトランジスタの代わり
に電界効果トランジスタを用いてもよい。
のトランジスタ部４とを同一構成としてもよいが、両ト
ランジスタ部３、４のエミッタ実効面積を互に異なるよ
うに構成してもよく、例えば両トランジスタ部３、４の
トランジスタＴｒとして同一特性のものを用いかつ両者
のトランジスタの数を変えるようにしてもよい（図
１）。ただしエミッタの実効面積とは、ベースに接する
エミッタの接触面において、電流が流れる領域の面積で
ある。なお本発明は、トランジスタ部３、４に用いられ
るトランジスタとしてバイポーラトランジスタの代わり
に電界効果トランジスタを用いてもよい。
【００１０】
【作用】図１に示すバンドキャップ電圧ΔＶBEは（１）
式で与えられる。
式で与えられる。
【００１１】ΔＶBE＝（ＫＴ／ｑ）ｌｎ（Ｎ）…（１） ただし説明を簡略化するために両トランジスタ部３、４
の電流利得は等しいものとしている。
の電流利得は等しいものとしている。
【００１２】Ｋはボルツマン係数、Ｔは動作絶対温度、
ｑは電子の電荷量、Ｎはトランジスタ部３のトランジス
タ部４に対するエミッタ電流密度比である。ここでＴ＝
３００°Ｋのときの代表的なＮにおけるΔＶBEの値を示
すと次のようになる。
ｑは電子の電荷量、Ｎはトランジスタ部３のトランジス
タ部４に対するエミッタ電流密度比である。ここでＴ＝
３００°Ｋのときの代表的なＮにおけるΔＶBEの値を示
すと次のようになる。
【００１３】 Ｎ ΔＶBE（ｍＶ） ２ １８．０２２ ３ ２５．５６４ ４ ３６．０４４ ５ ４１．８４５ ６ ４６．５８５ ７ ５０．５９４ ８ ５４．０６５ 従って図１に示す構成において、ΔＶBEはＮに対応した
大きさになる。電流検出抵抗２として、通常の負荷電流
が流れているときには略ＯＶとなるような大きさのもの
を選定しておくことにより、通常の負荷電流が流れてい
るときには、トランジスタ部３、４の電流密度は略１：
１になる。そして負荷電流が過大になっていくとΔＶBE
が上昇し、トランジスタ部３、４の電流密度比はそのと
きのΔＶBEに応じた大きさになる。例えばΔＶBEが３
６．０４４ｍＶになるとトランジスタ部３、４の電流密
度比は４：１になる。この場合トランジスタ部３、４の
エミッタ面積比を例えば１：４にしておくと、例えば第
１のトランジスタ部３を１個のトランジスタＴｒで構成
し、第２のトランジスタ部４を前記トランジスタＴｒと
同一特性の４個のＴｒで構成したとすると、両トランジ
スタＴｒには同じ大きさの電流が流れる。即ち通常の負
荷電流が電流検出抵抗２に流れているときには両トラン
ジスタ部３、４の各トランジスタＴｒのベース、エミッ
タ間電圧は、略同一であるから、各トランジスタＴｒに
は略同じ大きさの電流が流れ、結局Ｉ1：Ｉ2 ＝１：４
となるが、過電流が流れてΔＶBEが３６．０４ｍＶにな
ると、Ｉ1 ：Ｉ2 ＝１：１（トランジスタ部３、４の電
流密度比が４：１）になる。
大きさになる。電流検出抵抗２として、通常の負荷電流
が流れているときには略ＯＶとなるような大きさのもの
を選定しておくことにより、通常の負荷電流が流れてい
るときには、トランジスタ部３、４の電流密度は略１：
１になる。そして負荷電流が過大になっていくとΔＶBE
が上昇し、トランジスタ部３、４の電流密度比はそのと
きのΔＶBEに応じた大きさになる。例えばΔＶBEが３
６．０４４ｍＶになるとトランジスタ部３、４の電流密
度比は４：１になる。この場合トランジスタ部３、４の
エミッタ面積比を例えば１：４にしておくと、例えば第
１のトランジスタ部３を１個のトランジスタＴｒで構成
し、第２のトランジスタ部４を前記トランジスタＴｒと
同一特性の４個のＴｒで構成したとすると、両トランジ
スタＴｒには同じ大きさの電流が流れる。即ち通常の負
荷電流が電流検出抵抗２に流れているときには両トラン
ジスタ部３、４の各トランジスタＴｒのベース、エミッ
タ間電圧は、略同一であるから、各トランジスタＴｒに
は略同じ大きさの電流が流れ、結局Ｉ1：Ｉ2 ＝１：４
となるが、過電流が流れてΔＶBEが３６．０４ｍＶにな
ると、Ｉ1 ：Ｉ2 ＝１：１（トランジスタ部３、４の電
流密度比が４：１）になる。
【００１４】この様子を図２に示すと、図２のグラフの
縦軸、横軸は夫々トランジスタＴｒのコレクタ電流及び
ベース、エミッタ間電圧であり、通常の負荷電流の場合
には、各トランジスタＴｒのベース、エミッタ間電圧は
ＶBEa であって、コレクタ電流がｉａであるが、過電流
が電流検出抵抗２に流れると第２のトランジスタ部のト
ランジスタＴｒのベース、エミッタ間電圧がＶBEa から
ΔＶBEだけ少ないＶBEb となって、コレクタ電流がｉａ
からｉｂに減少する。例えば上述の場合にはｉｂがｉａ
の１／４となり、Ｉ1 ＝Ｉ2 となる。従って検出部６
を、Ｉ1 ＝Ｉ2 を検出するように構成すれば、過電流を
検出できる。ただし本発明はＩ1 ＝Ｉ2 のときに過電流
を検出する構成に限らず、例えばＩ1 とＩ2 との比が所
定の値になったときに検出部６が所定の動作例えば負荷
電流を遮断するように構成してもよい。
縦軸、横軸は夫々トランジスタＴｒのコレクタ電流及び
ベース、エミッタ間電圧であり、通常の負荷電流の場合
には、各トランジスタＴｒのベース、エミッタ間電圧は
ＶBEa であって、コレクタ電流がｉａであるが、過電流
が電流検出抵抗２に流れると第２のトランジスタ部のト
ランジスタＴｒのベース、エミッタ間電圧がＶBEa から
ΔＶBEだけ少ないＶBEb となって、コレクタ電流がｉａ
からｉｂに減少する。例えば上述の場合にはｉｂがｉａ
の１／４となり、Ｉ1 ＝Ｉ2 となる。従って検出部６
を、Ｉ1 ＝Ｉ2 を検出するように構成すれば、過電流を
検出できる。ただし本発明はＩ1 ＝Ｉ2 のときに過電流
を検出する構成に限らず、例えばＩ1 とＩ2 との比が所
定の値になったときに検出部６が所定の動作例えば負荷
電流を遮断するように構成してもよい。
【００１５】更にΔＶBEは、（１）式からわかるように
絶対温度に比例し正の温度係数を持つので電流検出抵抗
の材料の選択の自由度が大きく、後述のようにΔＶBEの
温度係数に近似した例えば銅などを抵抗として用いるこ
とにより温度にかかわらず正確な過電流検出ができる。
なお、トランジスタ部３、４に用いるトランジスタとし
ては、バイポーラトランジスタに限らず、電界効果型ト
ランジスタ例えばＭＯＳトランジスタを用い、第１のト
ランジスタ部３のゲート、ソース間の電圧と、第２のト
ランジスタ部４のゲート、ソース間の電圧との差ΔＶGS
を利用して上述と同様に過電流を検出してもよい。
絶対温度に比例し正の温度係数を持つので電流検出抵抗
の材料の選択の自由度が大きく、後述のようにΔＶBEの
温度係数に近似した例えば銅などを抵抗として用いるこ
とにより温度にかかわらず正確な過電流検出ができる。
なお、トランジスタ部３、４に用いるトランジスタとし
ては、バイポーラトランジスタに限らず、電界効果型ト
ランジスタ例えばＭＯＳトランジスタを用い、第１のト
ランジスタ部３のゲート、ソース間の電圧と、第２のト
ランジスタ部４のゲート、ソース間の電圧との差ΔＶGS
を利用して上述と同様に過電流を検出してもよい。
【００１６】
【実施例】図３は本発明の実施例を示す回路図である。
この実施例では、トランジスタ部３、４及び電圧印加部
５並びに検出部６は１個のＩＣの中に組み込まれてお
り、端子（パッド）２１、２２を介して、例えば後述の
ようにしてプリント基板に形成された銅箔よりなる電流
検出抵抗２に接続される。図３中７は負荷であり、主電
源８例えばリチウムイオン二次電池に電流制御用のパワ
ートランジスタ１１を介して電力が供給されるようにな
っている。
この実施例では、トランジスタ部３、４及び電圧印加部
５並びに検出部６は１個のＩＣの中に組み込まれてお
り、端子（パッド）２１、２２を介して、例えば後述の
ようにしてプリント基板に形成された銅箔よりなる電流
検出抵抗２に接続される。図３中７は負荷であり、主電
源８例えばリチウムイオン二次電池に電流制御用のパワ
ートランジスタ１１を介して電力が供給されるようにな
っている。
【００１７】第１のトランジスタ部３は１個のＮＰＮト
ランジスタ３１よりなり、このトランジスタ３１のコレ
クタはＰＮＰトランジスタ６１のコレクタに接続される
と共に、トランジスタ３１のエミッタは端子２１を介し
て電流検出抵抗２の負荷９側に接続される。第２のトラ
ンジスタ部４は、前記トランジスタ３１と同じ特性の４
個のＮＰＮトランジスタ４１〜４４よりなり、このトラ
ンジスタ４１〜４４のコレクタはＰＮＰトランジスタ６
２のコレクタに共通に接続されると共に、トランジスタ
４１〜４４のエミッタは端子２２を介して電流検出抵抗
２の電源側に接続されている。前記ＰＮＰトランジスタ
６１、６２は、互いにベースが接続されると共に、各エ
ミッタは制御用電源９の正側に接続され、一方のトラン
ジスタ６１のベースが当該トランジスタ６１のコレクタ
に接続されることによりカレントミラー回路を構成して
いる。
ランジスタ３１よりなり、このトランジスタ３１のコレ
クタはＰＮＰトランジスタ６１のコレクタに接続される
と共に、トランジスタ３１のエミッタは端子２１を介し
て電流検出抵抗２の負荷９側に接続される。第２のトラ
ンジスタ部４は、前記トランジスタ３１と同じ特性の４
個のＮＰＮトランジスタ４１〜４４よりなり、このトラ
ンジスタ４１〜４４のコレクタはＰＮＰトランジスタ６
２のコレクタに共通に接続されると共に、トランジスタ
４１〜４４のエミッタは端子２２を介して電流検出抵抗
２の電源側に接続されている。前記ＰＮＰトランジスタ
６１、６２は、互いにベースが接続されると共に、各エ
ミッタは制御用電源９の正側に接続され、一方のトラン
ジスタ６１のベースが当該トランジスタ６１のコレクタ
に接続されることによりカレントミラー回路を構成して
いる。
【００１８】前記トランジスタ６２のコレクタには、パ
ワートランジスタ１１を制御するためのＰＮＰトランジ
スタ６３のベースが接続されており、当該トランジスタ
６３のエミッタ及びコレクタは夫々前記制御用電源９の
正側及びパワートランジスタ１１のベースに接続されて
いる。この実施例ではトランジスタ６１、６２よりなる
カレントミラー回路、トランジスタ６３及び制御用電源
９により検出部６が構成されている。
ワートランジスタ１１を制御するためのＰＮＰトランジ
スタ６３のベースが接続されており、当該トランジスタ
６３のエミッタ及びコレクタは夫々前記制御用電源９の
正側及びパワートランジスタ１１のベースに接続されて
いる。この実施例ではトランジスタ６１、６２よりなる
カレントミラー回路、トランジスタ６３及び制御用電源
９により検出部６が構成されている。
【００１９】前記トランジスタ６１及びトランジスタ３
１の直列回路に対して、定電流源５１、及びＮＰＮトラ
ンジスタ５２の直列回路が並列に接続されている。この
トランジスタ５２のエミッタは第１のトランジスタ部３
のトランジスタ３１のエミッタに接続されると共にトラ
ンジスタ５２のコレクタはベースに接続されている。そ
してトランジスタ５２のベースは、第１のトランジスタ
部３のトランジスタ３１及び第２のトランジスタ部４の
トランジスタ４１〜４４の各ベースに接続されており、
従ってこのトランジスタ５２と他のトランジスタ３１、
４１〜４４とはカレントミラー回路を構成している。前
記定電流源５１及びトランジスタ５２は、トランジスタ
部３、４のベース、エミッタ間に例えば０．６Ｖ程度の
電圧を印加するための電圧印加部５をなすものである。
１の直列回路に対して、定電流源５１、及びＮＰＮトラ
ンジスタ５２の直列回路が並列に接続されている。この
トランジスタ５２のエミッタは第１のトランジスタ部３
のトランジスタ３１のエミッタに接続されると共にトラ
ンジスタ５２のコレクタはベースに接続されている。そ
してトランジスタ５２のベースは、第１のトランジスタ
部３のトランジスタ３１及び第２のトランジスタ部４の
トランジスタ４１〜４４の各ベースに接続されており、
従ってこのトランジスタ５２と他のトランジスタ３１、
４１〜４４とはカレントミラー回路を構成している。前
記定電流源５１及びトランジスタ５２は、トランジスタ
部３、４のベース、エミッタ間に例えば０．６Ｖ程度の
電圧を印加するための電圧印加部５をなすものである。
【００２０】次に上述実施例の作用について述べる。例
えば過電流の設定値が１０Ａとすると、通電路１に流れ
る負荷電流が１０Ａ以下の場合には、第１のトランジス
タ部３に流れる電流Ｉ1 と第２のトランジスタ部４に流
れる電流Ｉ2 との比は、そのときのΔＶBEに対応した値
となる。例えば負荷電流が１Ａ程度と小さい場合、電流
検出抵抗２の抵抗値が非常に小さいのでその両端電圧は
ほとんど零に近く、トランジスタ３１とトランジスタ４
１〜４４との各ベース、エミッタ電圧は略等しい。従っ
て各トランジスタ３１、４１〜４４に流れるコレクタ電
流は略等しいのでＩ2 はＩ1 の略４倍の大きさになる。
そしてトランジスタ６１、６２はカレントミラー回路を
構成していてこれらは互に同じ電流が流れようとするた
め、結局トランジスタ６３より第２のトランジスタ部４
に電流が流出する。このときパワートランジスタ１１は
オンになっている。
えば過電流の設定値が１０Ａとすると、通電路１に流れ
る負荷電流が１０Ａ以下の場合には、第１のトランジス
タ部３に流れる電流Ｉ1 と第２のトランジスタ部４に流
れる電流Ｉ2 との比は、そのときのΔＶBEに対応した値
となる。例えば負荷電流が１Ａ程度と小さい場合、電流
検出抵抗２の抵抗値が非常に小さいのでその両端電圧は
ほとんど零に近く、トランジスタ３１とトランジスタ４
１〜４４との各ベース、エミッタ電圧は略等しい。従っ
て各トランジスタ３１、４１〜４４に流れるコレクタ電
流は略等しいのでＩ2 はＩ1 の略４倍の大きさになる。
そしてトランジスタ６１、６２はカレントミラー回路を
構成していてこれらは互に同じ電流が流れようとするた
め、結局トランジスタ６３より第２のトランジスタ部４
に電流が流出する。このときパワートランジスタ１１は
オンになっている。
【００２１】一方負荷電流が大きくなると電流検出抵抗
２の給電部側の電位が上昇し、トランジスタ４１〜４４
のベース、エミッタ間の電圧が小さくなる（ΔＶBEが大
きくなる）。そして負荷電流が設定値である１０Ａ以上
になると、ΔＶBEは１０（Ａ）×３．６０４４（ｍΩ）
＝３６．０４４（ｍＶ）になり、「本発明の作用」の項
で述べたようにトランジスタ部３、４の電流密度比が
４：１になる。そしてこの実施例ではトランジスタ部
３、４のエミッタの実効面積比は１：４であるから、結
局Ｉ1 とＩ2 が同じ値になり、トランジスタ６３から第
２のトランジスタ部４に流れていた電流が零となり、パ
ワートランジスタ１１がオフになって負荷電流が遮断さ
れる。
２の給電部側の電位が上昇し、トランジスタ４１〜４４
のベース、エミッタ間の電圧が小さくなる（ΔＶBEが大
きくなる）。そして負荷電流が設定値である１０Ａ以上
になると、ΔＶBEは１０（Ａ）×３．６０４４（ｍΩ）
＝３６．０４４（ｍＶ）になり、「本発明の作用」の項
で述べたようにトランジスタ部３、４の電流密度比が
４：１になる。そしてこの実施例ではトランジスタ部
３、４のエミッタの実効面積比は１：４であるから、結
局Ｉ1 とＩ2 が同じ値になり、トランジスタ６３から第
２のトランジスタ部４に流れていた電流が零となり、パ
ワートランジスタ１１がオフになって負荷電流が遮断さ
れる。
【００２２】ここでＭＩＬ−Ｔ−５５５６１に準じた電
解銅箔では銅の純度が９５％以上の場合固有抵抗が０．
１５９４０Ω・ｇ／ｍ2 である。このことは、３５μｍ
の銅箔によるプリント基板では、３．６ｍΩを得るには
３ｍｍ×２０．８ｍｍのパターンを形成すればよいこと
になる。また純度９７％の銅の２０℃における温度係数
は０．００３８１であり、純度９５％の銅も９７％の銅
と同等と考えることができる。そしてΔＶBEの温度係数
の理論値は１／２９３であるから０．００３４１３であ
り、電流検出抵抗の抵抗をＲ、両端電圧をＶ、流れる電
流をＩとすると、 Ｉ＝Ｖ（１＋０．００３４１３ｔ）
／Ｒ（１＋０．００３８１ｔ）となり、ｄＩ／ｄｔ＝
０．０００３９７（−０．０３９７％／度）となる。
解銅箔では銅の純度が９５％以上の場合固有抵抗が０．
１５９４０Ω・ｇ／ｍ2 である。このことは、３５μｍ
の銅箔によるプリント基板では、３．６ｍΩを得るには
３ｍｍ×２０．８ｍｍのパターンを形成すればよいこと
になる。また純度９７％の銅の２０℃における温度係数
は０．００３８１であり、純度９５％の銅も９７％の銅
と同等と考えることができる。そしてΔＶBEの温度係数
の理論値は１／２９３であるから０．００３４１３であ
り、電流検出抵抗の抵抗をＲ、両端電圧をＶ、流れる電
流をＩとすると、 Ｉ＝Ｖ（１＋０．００３４１３ｔ）
／Ｒ（１＋０．００３８１ｔ）となり、ｄＩ／ｄｔ＝
０．０００３９７（−０．０３９７％／度）となる。
【００２３】このようにバンドギャップ電圧は正の温度
係数を持つので電流検出抵抗の材料の選択の自由度が大
きく、例えば銅箔を用いることができる。銅箔を用いた
場合には上述のようにバンドギャップ電圧に対して温度
係数が非常に近似しているので温度変化に対しても高精
度に過電流を検出することができるし、またプリント基
板に電流検出抵抗を形成でき、トランジスタ部３、４な
どを含むＩＣをプリント基板に差し込んで銅箔に接続す
ればよいので製作が容易である。
係数を持つので電流検出抵抗の材料の選択の自由度が大
きく、例えば銅箔を用いることができる。銅箔を用いた
場合には上述のようにバンドギャップ電圧に対して温度
係数が非常に近似しているので温度変化に対しても高精
度に過電流を検出することができるし、またプリント基
板に電流検出抵抗を形成でき、トランジスタ部３、４な
どを含むＩＣをプリント基板に差し込んで銅箔に接続す
ればよいので製作が容易である。
【００２４】以上のように上述実施例によれば、簡単な
回路でしかも低い電圧降下でも正確な過電流検出が可能
であり、またオフセット電圧の小さな電圧比較器や基準
電源が不要である。
回路でしかも低い電圧降下でも正確な過電流検出が可能
であり、またオフセット電圧の小さな電圧比較器や基準
電源が不要である。
【００２５】そして第１のトランジスタ部３と第２のト
ランジスタ部４とのエミッタの実効面積比は１：４に限
られるものではないが「本発明の作用」の項で述べたよ
うに両トランジスタ部３、４に同一電流を流したときの
ΔＶBEの値は、Ｎの値が４を越えたところからＮの増加
に対して緩和気味になってくるため、Ｎ＝４以上である
ことが望ましい。この場合Ｎの値の変化に対してΔＶBE
の変化が鈍いので、両トランジスタ部３、４のエミッタ
の実効面積比の設計誤差に対しても検出精度の低下が抑
えられるという利点がある。
ランジスタ部４とのエミッタの実効面積比は１：４に限
られるものではないが「本発明の作用」の項で述べたよ
うに両トランジスタ部３、４に同一電流を流したときの
ΔＶBEの値は、Ｎの値が４を越えたところからＮの増加
に対して緩和気味になってくるため、Ｎ＝４以上である
ことが望ましい。この場合Ｎの値の変化に対してΔＶBE
の変化が鈍いので、両トランジスタ部３、４のエミッタ
の実効面積比の設計誤差に対しても検出精度の低下が抑
えられるという利点がある。
【００２６】以上において、トランジスタ部３、４に用
いるトランジスタとしてはＮＰＮトランジスタに限らず
ＰＮＰトランジスタを用いてもよいし、あるいは電界効
果トランジスタを用い、ゲートと陰極との間の電圧につ
いてのトランジスタ部３、４間の電圧差を利用して過電
流を検出するようにしてもよい。
いるトランジスタとしてはＮＰＮトランジスタに限らず
ＰＮＰトランジスタを用いてもよいし、あるいは電界効
果トランジスタを用い、ゲートと陰極との間の電圧につ
いてのトランジスタ部３、４間の電圧差を利用して過電
流を検出するようにしてもよい。
【００２７】
【発明の効果】本発明によれば小さな消費電力でしかも
高精度に過電流を検出できるという効果がある。
高精度に過電流を検出できるという効果がある。
【図１】本発明の構成を示す回路図である。
【図２】本発明の作用を説明するためのトランジスタの
ベース、エミッタ間電圧とコレクタ電流との関係を示す
特性図である。
ベース、エミッタ間電圧とコレクタ電流との関係を示す
特性図である。
【図３】本発明の実施例を示す回路図である。
【図４】従来の過電流検出回路の一例を示す回路図であ
る。
る。
【図５】従来の過電流検出回路の他の例を示す回路図で
ある。
ある。
１ 通電路 ２ 電流検出抵抗 ３ 第１のトランジスタ部 ４ 第２のトランジスタ部 ５ 電圧印加部 ６ 検出部 Ｔｒ、３１、４１〜４４ トランジスタ
Claims (4)
- 【請求項１】 負荷電流の通電路に過電流が流れたこと
を検出する過電流検出回路において、 前記通電路に設けられた電流検出抵抗と、 この電流検出抵抗の負荷側にエミッタが接続されたバイ
ポーラトランジスタよりなる第１のトランジスタ部と、 前記電流検出抵抗の給電部側にエミッタが接続され、ベ
ースが第１のトランジスタ部のベースに共通に接続され
たバイポーラトランジスタよりなる第２のトランジスタ
部と、 これら第１のトランジスタ部及び第２のトランジスタ部
の各々のベース、エミッタ間に電圧を印加する電圧印加
部と、 前記第１のトランジスタ部のコレクタ電流と第２のトラ
ンジスタ部のコレクタ電流とに基づいて、過電流を電流
検出抵抗の両端電圧として検出する検出部と、 を備えてなることを特徴とする過電流検出回路。 - 【請求項２】 第１のトランジスタ部と第２のトランジ
スタ部とはエミッタの実効面積が互に異なることを特徴
とする請求項１記載の過電流検出回路。 - 【請求項３】 第１のトランジスタ部と第２のトランジ
スタ部とは、トランジスタの数が異なり、かつ各トラン
ジスタは同じ特性のものであることを特徴とする請求項
１記載の過電流検出回路。 - 【請求項４】 負荷電流の通電路に過電流が流れたこと
を検出する過電流検出回路において、 前記通電路に設けられた電流検出抵抗と、 この電流検出抵抗の負荷側に陰極が接続された電界効果
型トランジスタよりなる第１のトランジスタ部と、 前記電流検出抵抗の給電部側に陰極が接続され、ゲート
が第１のトランジスタ部のゲートに共通に接続された電
界効果型トランジスタよりなる第２のトランジスタ部
と、 これら第１のトランジスタ部及び第２のトランジスタ部
の各々のゲート、陰極間に電圧を印加する電圧印加部
と、 前記第１のトランジスタ部のコレクタ電流と第２のトラ
ンジスタ部のコレクタ電流とに基づいて過電流を電流検
出抵抗の両端電圧として検出する検出部と、 を備えてなることを特徴とする過電流検出回路。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6067697A JPH07248342A (ja) | 1994-03-11 | 1994-03-11 | 過電流検出回路 |
| US08/401,751 US5559500A (en) | 1994-03-11 | 1995-03-09 | Overcurrent sense circuit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6067697A JPH07248342A (ja) | 1994-03-11 | 1994-03-11 | 過電流検出回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07248342A true JPH07248342A (ja) | 1995-09-26 |
Family
ID=13352414
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6067697A Pending JPH07248342A (ja) | 1994-03-11 | 1994-03-11 | 過電流検出回路 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5559500A (ja) |
| JP (1) | JPH07248342A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007114966A (ja) * | 2005-10-19 | 2007-05-10 | Toshiba Microelectronics Corp | 電流制限回路 |
| WO2008146463A1 (ja) * | 2007-05-22 | 2008-12-04 | Panasonic Corporation | スイッチング電源装置 |
| JP2009011112A (ja) * | 2007-06-29 | 2009-01-15 | Rohm Co Ltd | 過電流保護回路及びこれを用いた電子機器 |
| CN103001203A (zh) * | 2012-10-23 | 2013-03-27 | 广州金升阳科技有限公司 | 一种限流电路 |
Families Citing this family (23)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2914231B2 (ja) * | 1995-07-26 | 1999-06-28 | 日本電気株式会社 | 電流検出回路 |
| DE19527487C1 (de) * | 1995-07-27 | 1997-02-27 | Texas Instruments Deutschland | Schaltungsanordnung zum Prüfen der Funktionsfähigkeit einer Stromüberwachungsschaltung für einen Leistungstransistor |
| JP3424489B2 (ja) * | 1997-03-24 | 2003-07-07 | 日産自動車株式会社 | 半導体過電流検知回路とその検査方法 |
| US5959537A (en) * | 1998-07-09 | 1999-09-28 | Mcgraw-Edison Company | Variable trip fault indicator |
| JP3417891B2 (ja) * | 1999-10-27 | 2003-06-16 | 株式会社オートネットワーク技術研究所 | 電流検出装置 |
| US7205746B2 (en) * | 2001-04-06 | 2007-04-17 | Microchip Technology Inc. | Battery cover assembly having integrated battery condition monitoring |
| JP2005241463A (ja) * | 2004-02-26 | 2005-09-08 | Mitsumi Electric Co Ltd | 電流検出回路及び保護回路 |
| JP4158754B2 (ja) * | 2004-09-30 | 2008-10-01 | 日産自動車株式会社 | 過電流検知方法および検知回路 |
| US7609158B2 (en) * | 2006-10-26 | 2009-10-27 | Cooper Technologies Company | Electrical power system control communications network |
| US7715002B2 (en) * | 2007-01-23 | 2010-05-11 | Bionorica Ag | Method for classifying scientific materials such as silicate materials, polymer materials and/or nanomaterials |
| US9383394B2 (en) * | 2007-11-02 | 2016-07-05 | Cooper Technologies Company | Overhead communicating device |
| US7930141B2 (en) | 2007-11-02 | 2011-04-19 | Cooper Technologies Company | Communicating faulted circuit indicator apparatus and method of use thereof |
| US8067946B2 (en) * | 2007-11-02 | 2011-11-29 | Cooper Technologies Company | Method for repairing a transmission line in an electrical power distribution system |
| US8594956B2 (en) * | 2007-11-02 | 2013-11-26 | Cooper Technologies Company | Power line energy harvesting power supply |
| US7988354B2 (en) * | 2007-12-26 | 2011-08-02 | Infineon Technologies Ag | Temperature detection for a semiconductor component |
| US20090231764A1 (en) * | 2008-03-14 | 2009-09-17 | Cooper Technologies Company | Capacitor Bank Monitor and Method of use Thereof |
| US8107209B2 (en) * | 2008-08-05 | 2012-01-31 | Sony Ericsson Mobile Communications Ab | Protection circuit |
| CA2807490C (en) | 2010-08-10 | 2018-09-04 | Cooper Technologies Company | Apparatus for mounting an overhead monitoring device |
| EP2745872A1 (en) * | 2012-12-21 | 2014-06-25 | Sapiens Steering Brain Stimulation B.V. | An electronic system for a system for neural applications |
| US9379556B2 (en) | 2013-03-14 | 2016-06-28 | Cooper Technologies Company | Systems and methods for energy harvesting and current and voltage measurements |
| US10589106B2 (en) | 2013-12-18 | 2020-03-17 | Medtronic Bakken Research Center B.V. | Electronic module for a system for neural applications |
| JP7191767B2 (ja) * | 2019-05-27 | 2022-12-19 | 株式会社東芝 | 電流検出回路 |
| EP3812873A1 (en) * | 2019-10-24 | 2021-04-28 | NXP USA, Inc. | Voltage reference generation with compensation for temperature variation |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NL7014287A (ja) * | 1969-10-08 | 1971-04-14 | ||
| DE2340123A1 (de) * | 1973-08-08 | 1975-02-20 | Schwarzer Gmbh Fritz | Ueberstrom-schutzschaltung |
| US3831160A (en) * | 1973-10-01 | 1974-08-20 | Gen Electric | Voltage and current monitoring system |
| US4223365A (en) * | 1979-03-29 | 1980-09-16 | Mcgraw-Edison Company | Auto resetting switchgear trip indicator circuits |
| US4951171A (en) * | 1989-05-11 | 1990-08-21 | Compaq Computer Inc. | Power supply monitoring circuitry for computer system |
| US5089926A (en) * | 1990-06-01 | 1992-02-18 | B. F. Goodrich Co. | Current monitor using a DC isolating amplifier circuit |
-
1994
- 1994-03-11 JP JP6067697A patent/JPH07248342A/ja active Pending
-
1995
- 1995-03-09 US US08/401,751 patent/US5559500A/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007114966A (ja) * | 2005-10-19 | 2007-05-10 | Toshiba Microelectronics Corp | 電流制限回路 |
| WO2008146463A1 (ja) * | 2007-05-22 | 2008-12-04 | Panasonic Corporation | スイッチング電源装置 |
| US8059431B2 (en) | 2007-05-22 | 2011-11-15 | Panasonic Corporation | Switching power supply |
| JP5448813B2 (ja) * | 2007-05-22 | 2014-03-19 | パナソニック株式会社 | スイッチング電源装置 |
| JP2009011112A (ja) * | 2007-06-29 | 2009-01-15 | Rohm Co Ltd | 過電流保護回路及びこれを用いた電子機器 |
| CN103001203A (zh) * | 2012-10-23 | 2013-03-27 | 广州金升阳科技有限公司 | 一种限流电路 |
| CN103001203B (zh) * | 2012-10-23 | 2015-06-17 | 广州金升阳科技有限公司 | 一种限流电路 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5559500A (en) | 1996-09-24 |
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