JPH0832361A - 保護装置付き増幅回路 - Google Patents
保護装置付き増幅回路Info
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- JPH0832361A JPH0832361A JP6161983A JP16198394A JPH0832361A JP H0832361 A JPH0832361 A JP H0832361A JP 6161983 A JP6161983 A JP 6161983A JP 16198394 A JP16198394 A JP 16198394A JP H0832361 A JPH0832361 A JP H0832361A
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- heat
- amplifier circuit
- power
- wiring pattern
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- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K1/00—Printed circuits
- H05K1/02—Details
- H05K1/0213—Electrical arrangements not otherwise provided for
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K1/00—Printed circuits
- H05K1/18—Printed circuits structurally associated with non-printed electric components
- H05K1/181—Printed circuits structurally associated with non-printed electric components associated with surface mounted components
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- Structures For Mounting Electric Components On Printed Circuit Boards (AREA)
- Electronic Switches (AREA)
- Amplifiers (AREA)
Abstract
(57)【要約】 (修正有)
【目的】大きなヒートシンク(放熱板)を用いることな
くパワートランジスタの過熱を防止し、且つ負荷や回路
を破壊するような大電流が流れることを予防する。 【構成】プリント基板21に搭載されたパワートランジ
スタ22、この一方の出力電極と負荷24間及び他方の
出力電極と接地間に夫々接続された幅広な銅箔のプリン
ト配線パターンから成る通電伝導路25及び接地伝導路
23、分圧抵抗29、パワートランジスタ22の制御電
極と制御用電源間の適宜な位置に接続され通電伝導路2
5に対し適宜の距離内に配設されたPTC型感熱素子2
6からなる。パワートランジスタ22と通電伝導路25
とからの両発熱量が一定の量を越えて感熱素子26の抵
抗値が一定値を越え、パワートランジスタ22の制御電
極の電圧が閾値以下になってパワートランジスタ22の
通電が遮断され、周囲の温度が下がると通電が再開され
る。
くパワートランジスタの過熱を防止し、且つ負荷や回路
を破壊するような大電流が流れることを予防する。 【構成】プリント基板21に搭載されたパワートランジ
スタ22、この一方の出力電極と負荷24間及び他方の
出力電極と接地間に夫々接続された幅広な銅箔のプリン
ト配線パターンから成る通電伝導路25及び接地伝導路
23、分圧抵抗29、パワートランジスタ22の制御電
極と制御用電源間の適宜な位置に接続され通電伝導路2
5に対し適宜の距離内に配設されたPTC型感熱素子2
6からなる。パワートランジスタ22と通電伝導路25
とからの両発熱量が一定の量を越えて感熱素子26の抵
抗値が一定値を越え、パワートランジスタ22の制御電
極の電圧が閾値以下になってパワートランジスタ22の
通電が遮断され、周囲の温度が下がると通電が再開され
る。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、電力用増幅回路の過熱
又は大電流による基板の破壊を防止する保護装置付き増
幅回路に関する。
又は大電流による基板の破壊を防止する保護装置付き増
幅回路に関する。
【0002】
【従来の技術】従来から、電力を用いる回路や装置は供
給される電力に応じて仕事をすると共に内部抵抗による
電力損失に対応して発熱する。このような発熱からくる
過熱によって回路基板が破壊されることを防止するため
に、基板上に感熱素子を配置し、この感熱素子に温度を
検知させ、所定温度以上で基板回路の動作を停止させる
ようにしたものがある。例えば図7(a) はプリント基板
の過熱防止装置(実開平1−180822)であり、上
に回路図、下に外観図を示している。この装置は、電界
コンデンサ1の発熱により基板2が過熱して回路が破壊
されることを防止するために、サーミスタ3を上記電界
コンデンサ1に密着させて温度検知を行い、このサーミ
スタ3の異状過熱検知信号によりトランジスタ4を通電
させてフォトダイオード5を動作させ、これによって発
熱体である電界コンデンサ1への通電を遮断するように
している。また、同図(b) は感温素子の実装構造(実開
平1−159544)である。この構造は、金属基板6
上に配設された絶縁層7上に導電パターン8が形成さ
れ、これら導電パターン8に発熱体9及び感温素子10
が、それぞれの電極9−1、9−2、10−1、及び1
0−2により、半田を介して接続されており、発熱体9
の発熱を金属基板6を介して感温素子10が検知できる
ようになっている。
給される電力に応じて仕事をすると共に内部抵抗による
電力損失に対応して発熱する。このような発熱からくる
過熱によって回路基板が破壊されることを防止するため
に、基板上に感熱素子を配置し、この感熱素子に温度を
検知させ、所定温度以上で基板回路の動作を停止させる
ようにしたものがある。例えば図7(a) はプリント基板
の過熱防止装置(実開平1−180822)であり、上
に回路図、下に外観図を示している。この装置は、電界
コンデンサ1の発熱により基板2が過熱して回路が破壊
されることを防止するために、サーミスタ3を上記電界
コンデンサ1に密着させて温度検知を行い、このサーミ
スタ3の異状過熱検知信号によりトランジスタ4を通電
させてフォトダイオード5を動作させ、これによって発
熱体である電界コンデンサ1への通電を遮断するように
している。また、同図(b) は感温素子の実装構造(実開
平1−159544)である。この構造は、金属基板6
上に配設された絶縁層7上に導電パターン8が形成さ
れ、これら導電パターン8に発熱体9及び感温素子10
が、それぞれの電極9−1、9−2、10−1、及び1
0−2により、半田を介して接続されており、発熱体9
の発熱を金属基板6を介して感温素子10が検知できる
ようになっている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記の装置
や構造は、いずれも発熱のみに対して回路基板の保護を
行っており、過電流に対しての保護機能はまったく有し
ていない。
や構造は、いずれも発熱のみに対して回路基板の保護を
行っており、過電流に対しての保護機能はまったく有し
ていない。
【0004】しかしながら、通常、電力用に用いられる
パワートランジスタ等では、過電流が流れるときはトラ
ンジスタのオン電圧が低く、このため発熱は少なく、し
たがって基板が過熱する恐れはないものの、上記の大電
流によってトラジスタ内の配線が断線したり、トラジス
タ周辺の回路が破壊される恐れが多分にあった。これを
防止するためには、シャント抵抗を用いる方法や、電流
センサで過電流を検出する方法等の技術が実用化されて
いるが、いずれも部品の増加及び回路の複雑化を招き、
製品コストが上昇する一因となっていた。
パワートランジスタ等では、過電流が流れるときはトラ
ンジスタのオン電圧が低く、このため発熱は少なく、し
たがって基板が過熱する恐れはないものの、上記の大電
流によってトラジスタ内の配線が断線したり、トラジス
タ周辺の回路が破壊される恐れが多分にあった。これを
防止するためには、シャント抵抗を用いる方法や、電流
センサで過電流を検出する方法等の技術が実用化されて
いるが、いずれも部品の増加及び回路の複雑化を招き、
製品コストが上昇する一因となっていた。
【0005】本発明は、上記従来の実情に鑑み、簡単な
構成を用いて過電流からの保護と過熱からの保護とを行
う保護装置付き増幅回路を提供することを目的とする。
構成を用いて過電流からの保護と過熱からの保護とを行
う保護装置付き増幅回路を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段及び作用】先ず、請求項1
記載の発明の保護装置付き増幅回路は、トランジスタを
有する増幅回路を前提とし、上記トランジスタの出力電
極と負荷間、接地間、又は電源間に接続され、所定の電
流値に対応して所定の熱量を発するよう適宜の幅を有す
るプリント配線パターンと、該プリント配線パターンに
対し適度の熱量を受け取れるよう適宜の距離内に配設さ
れ、一方の端子を上記トランジスタの制御電極に接続す
るプリント配線パターンの上記トランジスタからの発熱
を適度に受け得る適宜の距離に接続され、他方の端子を
上記トランジスタを制御する制御用電源に接続された感
熱素子とを備えて構成される。
記載の発明の保護装置付き増幅回路は、トランジスタを
有する増幅回路を前提とし、上記トランジスタの出力電
極と負荷間、接地間、又は電源間に接続され、所定の電
流値に対応して所定の熱量を発するよう適宜の幅を有す
るプリント配線パターンと、該プリント配線パターンに
対し適度の熱量を受け取れるよう適宜の距離内に配設さ
れ、一方の端子を上記トランジスタの制御電極に接続す
るプリント配線パターンの上記トランジスタからの発熱
を適度に受け得る適宜の距離に接続され、他方の端子を
上記トランジスタを制御する制御用電源に接続された感
熱素子とを備えて構成される。
【0007】上記トランジスタは、例えば請求項2記載
のようにnチャンネルのMOS型トランジスタであって
ドレインが負荷に接続しソースが接地し、ゲートとソー
ス間に分圧抵抗を備えて構成される。また、例えば請求
項3記載のように、pチャンネルのMOS型トランジス
タであってドレインが電源に接続しソースが負荷に接続
し、ゲートとソース間に分圧抵抗を備えて構成すること
もできる。また、例えば請求項4記載のように、npn
型バイポーラ・トランジスタであってコレクタが負荷に
接続しエミッタが接地する構成である。また更に、例え
ば請求項5記載にように、pnp型バイポーラ・トラン
ジスタであってコレクタが電源に接続しエミッタが負荷
に接続する構成でもよい。
のようにnチャンネルのMOS型トランジスタであって
ドレインが負荷に接続しソースが接地し、ゲートとソー
ス間に分圧抵抗を備えて構成される。また、例えば請求
項3記載のように、pチャンネルのMOS型トランジス
タであってドレインが電源に接続しソースが負荷に接続
し、ゲートとソース間に分圧抵抗を備えて構成すること
もできる。また、例えば請求項4記載のように、npn
型バイポーラ・トランジスタであってコレクタが負荷に
接続しエミッタが接地する構成である。また更に、例え
ば請求項5記載にように、pnp型バイポーラ・トラン
ジスタであってコレクタが電源に接続しエミッタが負荷
に接続する構成でもよい。
【0008】そして、上記感熱素子は、例えば請求項6
記載にように、PTC型感熱素子であって上記トランジ
スタの発熱と上記プリント配線パターンの発熱とに感熱
し、感熱量が所定の熱量を越えたとき抵抗が大きくなっ
て上記トランジスタへの制御電圧を遮断するように構成
される。
記載にように、PTC型感熱素子であって上記トランジ
スタの発熱と上記プリント配線パターンの発熱とに感熱
し、感熱量が所定の熱量を越えたとき抵抗が大きくなっ
て上記トランジスタへの制御電圧を遮断するように構成
される。
【0009】次に、請求項7記載の発明の保護装置付き
増幅回路は、第1のトランジスタと該第1のトランジス
タの制御電極に制御電圧を出力するオペアンプとを有す
る増幅回路を前提とし、コレクタを上記第1のトランジ
スタの制御電極に接続されエミッタを接地されてベース
に上記制御電圧を入力される第2のトランジスタと、上
記第1のトランジスタの出力電極と負荷間、接地間、又
は電源間に接続された適宜の幅を有するプリント配線パ
ターンと、該プリント配線パターンに対し適宜の距離内
に配設され、上記オペアンプの出力端子と上記第2のト
ランジスタのベース間、又は上記第2のトランジスタの
ベースと該第2のトランジスタのエミッタ間のいずれか
一方に両端を接続された感熱素子と、他方に両端を接続
された分圧抵抗とを備えて構成される。
増幅回路は、第1のトランジスタと該第1のトランジス
タの制御電極に制御電圧を出力するオペアンプとを有す
る増幅回路を前提とし、コレクタを上記第1のトランジ
スタの制御電極に接続されエミッタを接地されてベース
に上記制御電圧を入力される第2のトランジスタと、上
記第1のトランジスタの出力電極と負荷間、接地間、又
は電源間に接続された適宜の幅を有するプリント配線パ
ターンと、該プリント配線パターンに対し適宜の距離内
に配設され、上記オペアンプの出力端子と上記第2のト
ランジスタのベース間、又は上記第2のトランジスタの
ベースと該第2のトランジスタのエミッタ間のいずれか
一方に両端を接続された感熱素子と、他方に両端を接続
された分圧抵抗とを備えて構成される。
【0010】上記感熱素子は、例えば請求項8記載のよ
うに、NTC型感熱素子であって上記オペアンプの出力
端子と上記第2のトランジスタのベース間に接続され、
上記第1のトランジスタの発熱と上記プリント配線パタ
ーンの発熱とに感熱し、感熱量が所定の熱量をこえたと
き抵抗が小さくなって上記第2のトランジスタを導通さ
せることにより上記第1のトランジスタの通電を遮断す
るように構成される。また、例えば請求項9記載のよう
に、PTC型感熱素子であって上記第2のトランジスタ
のベースと該第2のトランジスタのエミッタ間に接続さ
れ、上記第1のトランジスタの発熱と上記プリント配線
パターンの発熱とに感熱し、感熱量が所定の熱量をこえ
たとき抵抗が大きくなって上記第2のトランジスタを導
通させることにより上記第1のトランジスタの通電を遮
断するようにも構成できる。
うに、NTC型感熱素子であって上記オペアンプの出力
端子と上記第2のトランジスタのベース間に接続され、
上記第1のトランジスタの発熱と上記プリント配線パタ
ーンの発熱とに感熱し、感熱量が所定の熱量をこえたと
き抵抗が小さくなって上記第2のトランジスタを導通さ
せることにより上記第1のトランジスタの通電を遮断す
るように構成される。また、例えば請求項9記載のよう
に、PTC型感熱素子であって上記第2のトランジスタ
のベースと該第2のトランジスタのエミッタ間に接続さ
れ、上記第1のトランジスタの発熱と上記プリント配線
パターンの発熱とに感熱し、感熱量が所定の熱量をこえ
たとき抵抗が大きくなって上記第2のトランジスタを導
通させることにより上記第1のトランジスタの通電を遮
断するようにも構成できる。
【0011】更に、請求項10記載の発明の保護装置付
き増幅回路は、トランジスタと該トランジスタの制御電
極に制御電圧を出力するオペアンプとを有する増幅回路
に適用され、少なくとも2つのpn接合から成り、ドレ
インを上記第1のトランジスタの制御電極に接続されソ
ースを接地されてゲートに上記制御電圧を入力されるサ
イリスタと、上記トランジスタの出力電極と負荷間、接
地間、又は電源間に接続された適宜の幅を有するプリン
ト配線パターンと、該プリント配線パターンに対し適宜
の距離内に配設され、上記オペアンプの出力端子と上記
サイリスタのゲート間、又は上記サイリスタのゲートと
該サイリスタのソース間のいずれか一方に両端を接続さ
れた感熱素子と、他方に両端を接続された分圧抵抗とを
備えて構成される。
き増幅回路は、トランジスタと該トランジスタの制御電
極に制御電圧を出力するオペアンプとを有する増幅回路
に適用され、少なくとも2つのpn接合から成り、ドレ
インを上記第1のトランジスタの制御電極に接続されソ
ースを接地されてゲートに上記制御電圧を入力されるサ
イリスタと、上記トランジスタの出力電極と負荷間、接
地間、又は電源間に接続された適宜の幅を有するプリン
ト配線パターンと、該プリント配線パターンに対し適宜
の距離内に配設され、上記オペアンプの出力端子と上記
サイリスタのゲート間、又は上記サイリスタのゲートと
該サイリスタのソース間のいずれか一方に両端を接続さ
れた感熱素子と、他方に両端を接続された分圧抵抗とを
備えて構成される。
【0012】上記感熱素子は、例えば請求項11記載の
ように、NTC型感熱素子であって上記オペアンプの出
力端子と上記サイリスタのゲート間に接続され、上記ト
ランジスタの発熱と上記プリント配線パターンの発熱と
に感熱し、感熱量が所定の熱量をこえたとき抵抗が小さ
くなって上記サイリスタを導通させることにより上記ト
ランジスタの通電を遮断するように構成される。また、
例えば請求項12記載のように、PTC型感熱素子であ
って上記サイリスタのゲートと該サイリスタのソース間
に接続され、上記トランジスタの発熱と上記プリント配
線パターンの発熱とに感熱し、感熱量が所定の熱量をこ
えたとき抵抗が大きくなって上記サイリスタを導通させ
るように構成してもよい。
ように、NTC型感熱素子であって上記オペアンプの出
力端子と上記サイリスタのゲート間に接続され、上記ト
ランジスタの発熱と上記プリント配線パターンの発熱と
に感熱し、感熱量が所定の熱量をこえたとき抵抗が小さ
くなって上記サイリスタを導通させることにより上記ト
ランジスタの通電を遮断するように構成される。また、
例えば請求項12記載のように、PTC型感熱素子であ
って上記サイリスタのゲートと該サイリスタのソース間
に接続され、上記トランジスタの発熱と上記プリント配
線パターンの発熱とに感熱し、感熱量が所定の熱量をこ
えたとき抵抗が大きくなって上記サイリスタを導通させ
るように構成してもよい。
【0013】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照しながら
説明する。図1(a) は第1の実施例に係わる保護装置付
き増幅回路の構成を示す模式的な斜視図であり、同図
(b) には、その回路図を示している。尚、同図(a),(b)
には同一構成部分には同一の番号を付与して示してあ
る。
説明する。図1(a) は第1の実施例に係わる保護装置付
き増幅回路の構成を示す模式的な斜視図であり、同図
(b) には、その回路図を示している。尚、同図(a),(b)
には同一構成部分には同一の番号を付与して示してあ
る。
【0014】同図(a) 又は(b) に示すように、保護装置
付き増幅回路20は、プリント基板21に搭載されたM
OS型のパワートランジスタ22と、このパワートラン
ジスタ22のソースに接続された幅広な銅箔のプリント
配線パターンから成る接地伝導路23と、一方で上記パ
ワートランジスタ22のドレインと接続し、他方で負荷
24に接続するこれも幅広な銅箔のプリント配線パター
ンから成る通電伝導路25と、該通電伝導路25に対し
適宜の距離内に配設され、一方の端子を上記パワートラ
ンジスタ22のゲートに接続され、他方の端子を図外の
制御用電源に接続されたPTC型の感熱素子26とを備
えている。そして、さらに、この感熱素子26とパワー
トランジスタ22のゲートとを接続する配線パターン2
7に、基板21裏面の配線パターン28を介して一端を
接続され、他端を上記接地伝導路23を介してパワート
ランジスタ22のソースに接続された分圧抵抗29を備
えている。そして、上記パワートランジスタ22には、
放熱板(シートシンク)30が取り付けられている。
付き増幅回路20は、プリント基板21に搭載されたM
OS型のパワートランジスタ22と、このパワートラン
ジスタ22のソースに接続された幅広な銅箔のプリント
配線パターンから成る接地伝導路23と、一方で上記パ
ワートランジスタ22のドレインと接続し、他方で負荷
24に接続するこれも幅広な銅箔のプリント配線パター
ンから成る通電伝導路25と、該通電伝導路25に対し
適宜の距離内に配設され、一方の端子を上記パワートラ
ンジスタ22のゲートに接続され、他方の端子を図外の
制御用電源に接続されたPTC型の感熱素子26とを備
えている。そして、さらに、この感熱素子26とパワー
トランジスタ22のゲートとを接続する配線パターン2
7に、基板21裏面の配線パターン28を介して一端を
接続され、他端を上記接地伝導路23を介してパワート
ランジスタ22のソースに接続された分圧抵抗29を備
えている。そして、上記パワートランジスタ22には、
放熱板(シートシンク)30が取り付けられている。
【0015】尚、同図(b) に破線で示す2つの丸印は通
電伝導路25の伝導抵抗25−1による損失(発熱)と
パワートランジスタ22の内部抵抗による損失(発熱)
とを夫々示しており、また、それらの丸印から感熱素子
26に向かう破線で示す矢印は、上記発熱による熱が感
熱素子26に伝達される状態を模式的に示している。す
なわち、感熱素子26には、パワートランジスタ22と
通電伝導路25とから、それらの発熱による熱が伝導し
てくるように構成されている。
電伝導路25の伝導抵抗25−1による損失(発熱)と
パワートランジスタ22の内部抵抗による損失(発熱)
とを夫々示しており、また、それらの丸印から感熱素子
26に向かう破線で示す矢印は、上記発熱による熱が感
熱素子26に伝達される状態を模式的に示している。す
なわち、感熱素子26には、パワートランジスタ22と
通電伝導路25とから、それらの発熱による熱が伝導し
てくるように構成されている。
【0016】図2に、上記のようにパワートランジスタ
22の発熱のみでなく、通電伝導路25の発熱をも感熱
素子26に伝導させている理由を説明する。同図の左縦
軸に示すように、パワートランジスタ22のドレイン電
流Id (単位A)は、ソース/ドレイン間電圧VDS(単
位V)が低いほど(図のVDS-1)大きく流れ、ソース/
ドレイン間電圧VDSが高いほど小さくなる。一方、同図
の右縦軸に示すように、パワートランジスタ22の損失
(MOS損失)は、ソース/ドレイン間電圧VDSの最大
と最少の中間(図のVDS-2)で最も大きくなる。ところ
で、自身の温度と周囲の温度との差であるパワートラン
ジスタ22の発熱(MOS発熱)と、上述のパワートラ
ンジスタ22の損失(MOS損失)及び熱抵抗(MOS
熱抵抗)との間には、「MOS発熱」=「MOS損失」
×「MOS熱抵抗」の関係がある。したがって、上述し
たソース/ドレイン間電圧VDSの中間値においてMOS
損失が最大になるとMOS発熱も最大になって、パワー
トランジスタ22を破壊する恐れがでてくる。一方、ソ
ース/ドレイン間電圧VDSが低いときは大電流が流れる
ときであり、このような大電流は回路や負荷を破損する
虞がある。
22の発熱のみでなく、通電伝導路25の発熱をも感熱
素子26に伝導させている理由を説明する。同図の左縦
軸に示すように、パワートランジスタ22のドレイン電
流Id (単位A)は、ソース/ドレイン間電圧VDS(単
位V)が低いほど(図のVDS-1)大きく流れ、ソース/
ドレイン間電圧VDSが高いほど小さくなる。一方、同図
の右縦軸に示すように、パワートランジスタ22の損失
(MOS損失)は、ソース/ドレイン間電圧VDSの最大
と最少の中間(図のVDS-2)で最も大きくなる。ところ
で、自身の温度と周囲の温度との差であるパワートラン
ジスタ22の発熱(MOS発熱)と、上述のパワートラ
ンジスタ22の損失(MOS損失)及び熱抵抗(MOS
熱抵抗)との間には、「MOS発熱」=「MOS損失」
×「MOS熱抵抗」の関係がある。したがって、上述し
たソース/ドレイン間電圧VDSの中間値においてMOS
損失が最大になるとMOS発熱も最大になって、パワー
トランジスタ22を破壊する恐れがでてくる。一方、ソ
ース/ドレイン間電圧VDSが低いときは大電流が流れる
ときであり、このような大電流は回路や負荷を破損する
虞がある。
【0017】本発明は、パワートランジスタ22の過熱
による破損を防止すると共に、過大電流による回路や負
荷の破損をも防止しようとするものである。即ち、パワ
ートランジスタ22の過熱の防止は、パワートランジス
タ22の発熱そのものを検出(感熱)してこの熱に対応
する通電制御を行い、これによってソース/ドレイン間
電圧VDSを下げて(又は上げて)MOS損失が低くなる
ようにしている。一方、過大電流の通電を防止するため
に、大電流の流れるプリント配線パターン(本例ではド
レイン電流の通電伝導路25)を適宜な発熱体となる構
成としてこの発熱を検出(感熱)するようにしている。
このように、パワートランジスタ22の発熱に対する通
電制御に加えてプリント配線パターンの発熱に対応する
通電制御をも行うことにより、パワートランジスタ22
の過熱を防止し、且つ回路の過大電流の通電を防止して
いるものである。
による破損を防止すると共に、過大電流による回路や負
荷の破損をも防止しようとするものである。即ち、パワ
ートランジスタ22の過熱の防止は、パワートランジス
タ22の発熱そのものを検出(感熱)してこの熱に対応
する通電制御を行い、これによってソース/ドレイン間
電圧VDSを下げて(又は上げて)MOS損失が低くなる
ようにしている。一方、過大電流の通電を防止するため
に、大電流の流れるプリント配線パターン(本例ではド
レイン電流の通電伝導路25)を適宜な発熱体となる構
成としてこの発熱を検出(感熱)するようにしている。
このように、パワートランジスタ22の発熱に対する通
電制御に加えてプリント配線パターンの発熱に対応する
通電制御をも行うことにより、パワートランジスタ22
の過熱を防止し、且つ回路の過大電流の通電を防止して
いるものである。
【0018】上記プリント配線パターンの通電伝導路2
5の発熱(銅箔発熱)には、「銅箔発熱」=「銅箔損
失」×「銅箔熱抵抗」の関係がある。また、この銅箔損
失は銅箔の配線パターンが電流によって加熱されること
によるものであり、「銅箔損失」=「ドレイン電流ID
」×「銅箔抵抗」の関係がある。そして、この銅箔抵
抗には、「銅箔抵抗」=「銅箔電気抵抗率」×「長さ」
÷「厚さ×幅」の関係がある。これらの関係から、通電
伝導路25の構成及びこの通電伝導路25からの感熱素
子26の配設距離等を適宜に設定する。すなわち、予め
予測し得る危険な大電流に対応する発熱量が、感熱素子
26が感熱して閾抵抗値を超えるような適宜な発熱量に
なるよう通電伝導路25を構成し、且つこれに対応でき
るよう感熱素子26を適宜な距離に配設する。また、感
熱素子26は、上記にように通電伝導路25から適宜な
距離に配設するとともにパワートランジスタ22からも
適宜な距離に配置するようにする。
5の発熱(銅箔発熱)には、「銅箔発熱」=「銅箔損
失」×「銅箔熱抵抗」の関係がある。また、この銅箔損
失は銅箔の配線パターンが電流によって加熱されること
によるものであり、「銅箔損失」=「ドレイン電流ID
」×「銅箔抵抗」の関係がある。そして、この銅箔抵
抗には、「銅箔抵抗」=「銅箔電気抵抗率」×「長さ」
÷「厚さ×幅」の関係がある。これらの関係から、通電
伝導路25の構成及びこの通電伝導路25からの感熱素
子26の配設距離等を適宜に設定する。すなわち、予め
予測し得る危険な大電流に対応する発熱量が、感熱素子
26が感熱して閾抵抗値を超えるような適宜な発熱量に
なるよう通電伝導路25を構成し、且つこれに対応でき
るよう感熱素子26を適宜な距離に配設する。また、感
熱素子26は、上記にように通電伝導路25から適宜な
距離に配設するとともにパワートランジスタ22からも
適宜な距離に配置するようにする。
【0019】この構成において、上記感熱素子26は、
パワートランジスタ22の発熱と通電伝導路25の発熱
とに感熱して抵抗値が変動する。一方、分圧抵抗29の
抵抗値は一定である。したがって、感熱素子26の抵抗
値変動に対応して、パワートランジスタ22のゲートに
接続している配線パターン27に加わる制御電圧の感熱
素子26と分圧抵抗29との分圧が変動し、この分圧の
変動に応じてパワートランジスタ22の通電量が制御さ
れる。そして、パワートランジスタ22と通電伝導路2
5とからの両発熱量が一定の量をこえたとき、感熱素子
26の抵抗値が閾値を超え、パワートランジスタ22の
ゲートへ入力する制御電圧が閾値以下に低下してパワー
トランジスタ22の通電を遮断する。
パワートランジスタ22の発熱と通電伝導路25の発熱
とに感熱して抵抗値が変動する。一方、分圧抵抗29の
抵抗値は一定である。したがって、感熱素子26の抵抗
値変動に対応して、パワートランジスタ22のゲートに
接続している配線パターン27に加わる制御電圧の感熱
素子26と分圧抵抗29との分圧が変動し、この分圧の
変動に応じてパワートランジスタ22の通電量が制御さ
れる。そして、パワートランジスタ22と通電伝導路2
5とからの両発熱量が一定の量をこえたとき、感熱素子
26の抵抗値が閾値を超え、パワートランジスタ22の
ゲートへ入力する制御電圧が閾値以下に低下してパワー
トランジスタ22の通電を遮断する。
【0020】図3(a) は、上記感熱素子26の温度特性
の一例を示している。また、同図(b) は、その温度特性
に基づいて変化する上記感熱素子26の抵抗値に応じて
制御されるパワートランジスタ22のゲート/ソース間
電圧の様子を示している。尚、同図(a) の温度特性図
は、縦軸に抵抗値「Ω」を示し横軸に温度「℃」を示し
ており、その縦軸の抵抗値は対数尺度で示している。同
図(a) に示すように、この例における感熱素子26は、
温度約50℃までは抵抗値の変化は殆どなく、温度が5
0℃を超えたあたりから急激に上昇する様子を示してい
る。そして、これに対応して、つまりパワートランジス
タ22と通電伝導路25とからの両発熱量に対応して、
図(b) に示すように、その発熱による温度が或る一定の
値を超えたとき、パワートランジスタ22のゲート/ソ
ース間電圧がほぼゼロになる様子を示している。これに
より、ゲート印加電圧がゼロになってパワートランジス
タ22の通電が遮断される。
の一例を示している。また、同図(b) は、その温度特性
に基づいて変化する上記感熱素子26の抵抗値に応じて
制御されるパワートランジスタ22のゲート/ソース間
電圧の様子を示している。尚、同図(a) の温度特性図
は、縦軸に抵抗値「Ω」を示し横軸に温度「℃」を示し
ており、その縦軸の抵抗値は対数尺度で示している。同
図(a) に示すように、この例における感熱素子26は、
温度約50℃までは抵抗値の変化は殆どなく、温度が5
0℃を超えたあたりから急激に上昇する様子を示してい
る。そして、これに対応して、つまりパワートランジス
タ22と通電伝導路25とからの両発熱量に対応して、
図(b) に示すように、その発熱による温度が或る一定の
値を超えたとき、パワートランジスタ22のゲート/ソ
ース間電圧がほぼゼロになる様子を示している。これに
より、ゲート印加電圧がゼロになってパワートランジス
タ22の通電が遮断される。
【0021】尚、上述した例では、パワートランジスタ
にnチャンネルのMOS型トランジスタを用いている
が、他のタイプのトラジスタを用いてもよい。図4(a)
は、パワートランジスタにnpn型バイポーラ・トラン
ジスタを用いた場合の例を示している。同図に示すよう
に、npn型バイポーラ・トランジスタ30のコレクタ
が負荷24に接続し、エミッタが接地している。他の部
分の構成は上記実施例と同様である。この場合も、上述
したと全く同様に過熱、及び過電流の発生を防止する。
にnチャンネルのMOS型トランジスタを用いている
が、他のタイプのトラジスタを用いてもよい。図4(a)
は、パワートランジスタにnpn型バイポーラ・トラン
ジスタを用いた場合の例を示している。同図に示すよう
に、npn型バイポーラ・トランジスタ30のコレクタ
が負荷24に接続し、エミッタが接地している。他の部
分の構成は上記実施例と同様である。この場合も、上述
したと全く同様に過熱、及び過電流の発生を防止する。
【0022】また、上記実施例及び変形例ともに、負荷
を電源側に接続しているが、これに限ることなく、同図
(b),(c) の変形例に示すように、負荷を接地側に接続し
てよい。同図(b) はパワートランジスタにpチャンネル
のMOS型トランジスタを用いた場合を示している。同
図に示すように、pチャンネルのMOS型トランジスタ
31のドレインが電源に接続し、そのトランジスタ31
のソースと接地間に負荷24が接続している。また、ト
ランジスタ31のゲートとソース間に分圧抵抗29が設
けられている。また、同図(c) はパワートランジスタに
pnp型バイポーラ・トランジスタを用いて負荷を接地
側に接続した例である。同図に示すように、pnp型バ
イポーラ・トランジスタ32のコレクタが電源に接続
し、エミッタと接地間に負荷に接続している。上記図4
(b),(c) のいずれも他の部分の構成は上述した実施例と
同様であり、上述したと同様に過熱、及び過電流の発生
を防止する。
を電源側に接続しているが、これに限ることなく、同図
(b),(c) の変形例に示すように、負荷を接地側に接続し
てよい。同図(b) はパワートランジスタにpチャンネル
のMOS型トランジスタを用いた場合を示している。同
図に示すように、pチャンネルのMOS型トランジスタ
31のドレインが電源に接続し、そのトランジスタ31
のソースと接地間に負荷24が接続している。また、ト
ランジスタ31のゲートとソース間に分圧抵抗29が設
けられている。また、同図(c) はパワートランジスタに
pnp型バイポーラ・トランジスタを用いて負荷を接地
側に接続した例である。同図に示すように、pnp型バ
イポーラ・トランジスタ32のコレクタが電源に接続
し、エミッタと接地間に負荷に接続している。上記図4
(b),(c) のいずれも他の部分の構成は上述した実施例と
同様であり、上述したと同様に過熱、及び過電流の発生
を防止する。
【0023】上記第1の実施例(変形例も)では、感熱
素子としてPTC型感熱素子を用いているが、これに限
ることなく、NTC型感熱素子を用いても同様に保護装
置付き増幅回路を作ることができる。これを第2の実施
例として下記に説明する。
素子としてPTC型感熱素子を用いているが、これに限
ることなく、NTC型感熱素子を用いても同様に保護装
置付き増幅回路を作ることができる。これを第2の実施
例として下記に説明する。
【0024】図5(a) は、第2の実施例に係わる保護装
置付き増幅回路の構成図である。同図に示す構成部分に
は、図1(b) に示した構成と同一の構成部分には図1
(b) の番号と同一の番号を付与して示している。
置付き増幅回路の構成図である。同図に示す構成部分に
は、図1(b) に示した構成と同一の構成部分には図1
(b) の番号と同一の番号を付与して示している。
【0025】同図に示すように、MOS型パワートラン
ジスタ22は、図1(b) の場合と同様に、ソースを接地
伝導路23によって接地され、ドレインを通電伝導路2
5によって負荷24に接続されて、ゲートには制御電圧
を入力される。
ジスタ22は、図1(b) の場合と同様に、ソースを接地
伝導路23によって接地され、ドレインを通電伝導路2
5によって負荷24に接続されて、ゲートには制御電圧
を入力される。
【0026】このゲートへの制御電圧VG は、オペアン
プ35から出力され、抵抗36を介して入力される。オ
ペアンプ35の非反転入力端子はパワートランジスタ2
2のドレインに接続され、反転入力端子は基準電圧電源
37のプラス側に接続されている。そしてパワートラン
ジスタ22のゲートには、スイッチング用のトランジス
タ38のコレクタが接続されており、そのトランジスタ
38のエミッタは接地されている。これにより、パワー
トランジスタ22のゲートには、上記オペアンプ35の
出力が、抵抗36とトランジスタ38により分圧されて
入力する。
プ35から出力され、抵抗36を介して入力される。オ
ペアンプ35の非反転入力端子はパワートランジスタ2
2のドレインに接続され、反転入力端子は基準電圧電源
37のプラス側に接続されている。そしてパワートラン
ジスタ22のゲートには、スイッチング用のトランジス
タ38のコレクタが接続されており、そのトランジスタ
38のエミッタは接地されている。これにより、パワー
トランジスタ22のゲートには、上記オペアンプ35の
出力が、抵抗36とトランジスタ38により分圧されて
入力する。
【0027】また、上記トランジスタ38のベースと上
記オペアンプ35の出力端子間には、NTC型感熱素子
39が接続されている。このNTC型感熱素子39とト
ランジスタ38のベースとの接点とトランジスタ38の
エミッタ間には分圧抵抗29が接続されている。これに
より、上記トランジスタ38のベースには、オペアンプ
35の出力の、NTC型感熱素子39と分圧抵抗29に
よる分圧VB が入力する。この場合も、NTC型感熱素
子39は、パワートランジスタ22及び接地伝導路23
又は通電伝導路25から、適宜な距離に配設される。こ
のNTC型感熱素子39は、パワートランジスタ22の
発熱と通電伝導路25の発熱とに感熱して抵抗値が変動
する。この場合は、感熱量が多くなるに従って(NTC
型感熱素子39の温度が上がるに伴って)抵抗値が低下
する。
記オペアンプ35の出力端子間には、NTC型感熱素子
39が接続されている。このNTC型感熱素子39とト
ランジスタ38のベースとの接点とトランジスタ38の
エミッタ間には分圧抵抗29が接続されている。これに
より、上記トランジスタ38のベースには、オペアンプ
35の出力の、NTC型感熱素子39と分圧抵抗29に
よる分圧VB が入力する。この場合も、NTC型感熱素
子39は、パワートランジスタ22及び接地伝導路23
又は通電伝導路25から、適宜な距離に配設される。こ
のNTC型感熱素子39は、パワートランジスタ22の
発熱と通電伝導路25の発熱とに感熱して抵抗値が変動
する。この場合は、感熱量が多くなるに従って(NTC
型感熱素子39の温度が上がるに伴って)抵抗値が低下
する。
【0028】図5(b) は、上記構成における保護装置付
き増幅回路の動作状態を示す図である。同図に示す上か
ら4つの状態グラフは、同図(a) のVD 、VO 、VB 、
及びVG で示す各配線接点位置の電圧の変化の状態を示
している。同図(b) (同図(a) も参照)に示すように、
周囲の発熱に感熱してNTC型感熱素子39の温度が上
がると同感熱素子の抵抗値が低下し、この抵抗の低下に
対応して、トランジスタ38のベースに加わる分圧VB
(印加電圧)が増大する。
き増幅回路の動作状態を示す図である。同図に示す上か
ら4つの状態グラフは、同図(a) のVD 、VO 、VB 、
及びVG で示す各配線接点位置の電圧の変化の状態を示
している。同図(b) (同図(a) も参照)に示すように、
周囲の発熱に感熱してNTC型感熱素子39の温度が上
がると同感熱素子の抵抗値が低下し、この抵抗の低下に
対応して、トランジスタ38のベースに加わる分圧VB
(印加電圧)が増大する。
【0029】この増大する印加電圧VB がトランジスタ
38のベース電圧の閾値を越えるとトランジスタ38が
オンして同図の矢印Bで示すコレクタからエミッタ方向
に通電が開始され、パワートランジスタ22へ印加され
るゲート電圧VG が急激に低下して、パワートランジス
タ22はオフとなり、ドレイン、ソース間の通電、すな
わち通電伝導路25及び接地伝導路23の通電が遮断さ
れる。
38のベース電圧の閾値を越えるとトランジスタ38が
オンして同図の矢印Bで示すコレクタからエミッタ方向
に通電が開始され、パワートランジスタ22へ印加され
るゲート電圧VG が急激に低下して、パワートランジス
タ22はオフとなり、ドレイン、ソース間の通電、すな
わち通電伝導路25及び接地伝導路23の通電が遮断さ
れる。
【0030】上記パワートランジスタ22がオフするこ
とにより、負荷24とオペアンプ35との配線接点の電
圧VD が負荷駆動電圧Vccまで上昇する。このためオ
ペアンプ35の出力が更に上昇、すなわちトランジスタ
38のベース印加電圧VB が更に増大する。
とにより、負荷24とオペアンプ35との配線接点の電
圧VD が負荷駆動電圧Vccまで上昇する。このためオ
ペアンプ35の出力が更に上昇、すなわちトランジスタ
38のベース印加電圧VB が更に増大する。
【0031】このように、NTC型感熱素子39に加わ
るオペアンプ35からの出力VO には、シャットダウン
(保護装置付き増幅回路によるパワートランジスタ22
の通電遮断)が働いた(行われた)ときの出力よりも高
い電圧の状態が維持される。したがって、この回路にお
いて、再びパワートランジスタ22をオンさせて負荷に
電流を流すために、トランジスタ38をオフさせるに
は、つまり、NTC型感熱素子39と抵抗29による分
圧VB が、上記シャットダウン時よりも高くなったオペ
アンプ35の出力電圧VO に抗してトランジスタ38の
ベース電圧の閾値以下まで下がるためには、NTC型感
熱素子39の抵抗値がシャットダウンが働いたときより
も大幅に上がる必要がある。そして、このためには、上
記シャットダウンにより発熱を停止して放熱のみを開始
した周囲の温度(パワートランジスタ22及び通電伝導
路25の温度)が、シャットダウンが働いたときの温度
よりも充分に低くなり、NTC型感熱素子39への熱伝
達量が充分に低下しなければならない。そうして周囲の
温度がシャットダウン時よりも大きく低下したとき遮断
された通電が再開される状態に復帰する。
るオペアンプ35からの出力VO には、シャットダウン
(保護装置付き増幅回路によるパワートランジスタ22
の通電遮断)が働いた(行われた)ときの出力よりも高
い電圧の状態が維持される。したがって、この回路にお
いて、再びパワートランジスタ22をオンさせて負荷に
電流を流すために、トランジスタ38をオフさせるに
は、つまり、NTC型感熱素子39と抵抗29による分
圧VB が、上記シャットダウン時よりも高くなったオペ
アンプ35の出力電圧VO に抗してトランジスタ38の
ベース電圧の閾値以下まで下がるためには、NTC型感
熱素子39の抵抗値がシャットダウンが働いたときより
も大幅に上がる必要がある。そして、このためには、上
記シャットダウンにより発熱を停止して放熱のみを開始
した周囲の温度(パワートランジスタ22及び通電伝導
路25の温度)が、シャットダウンが働いたときの温度
よりも充分に低くなり、NTC型感熱素子39への熱伝
達量が充分に低下しなければならない。そうして周囲の
温度がシャットダウン時よりも大きく低下したとき遮断
された通電が再開される状態に復帰する。
【0032】このように、この保護装置付き増幅回路に
おける再通電は、シャットダウンが働いて周囲の温度が
低下しても直ちに回復するわけではなく、周囲の温度
が、シャットダウンが働いたときの温度よりも大幅に低
下するまでは回復しない。すなわち、この保護装置付き
増幅回路は通電遮断から再通電開始までにヒステリシス
を有している。したがって、シャットダウン時の温度を
中心にして、その上下で遮断と通電が頻繁に繰り返され
るような不都合なことは生じない。
おける再通電は、シャットダウンが働いて周囲の温度が
低下しても直ちに回復するわけではなく、周囲の温度
が、シャットダウンが働いたときの温度よりも大幅に低
下するまでは回復しない。すなわち、この保護装置付き
増幅回路は通電遮断から再通電開始までにヒステリシス
を有している。したがって、シャットダウン時の温度を
中心にして、その上下で遮断と通電が頻繁に繰り返され
るような不都合なことは生じない。
【0033】上記第2の実施例では、感熱素子にNTC
型感熱素子を用いているが、第1の実施例と同様なPT
C型感熱素子を用いていも上記と同様なヒステリシスを
有する保護装置付き増幅回路を構成することができる。
型感熱素子を用いているが、第1の実施例と同様なPT
C型感熱素子を用いていも上記と同様なヒステリシスを
有する保護装置付き増幅回路を構成することができる。
【0034】図6(a) は、PTC型感熱素子を用いて温
度ヒステリシスを有するような保護装置付き増幅回路の
第3の実施例に構成を示す図である。同図(a) に示す構
成部分には、図5(a) に示した構成と同一の構成部分に
は図5(a) の番号と同一の番号を付与して示している。
図6(a) では、図5(a) におけるNTC型感熱素子39
及び分圧抵抗29の位置に、それらと入れ代わって、分
圧抵抗29−1及びPTC型感熱素子40が夫々配設さ
れる。前述の図5(a) のNTC型感熱素子39が、温度
上昇に伴って抵抗値が下がり、トランジスタ38のベー
スとの配線接点上流に配設されていることによりベース
電圧を上昇させたと同様に、この図6(a) のPTC感熱
素子40は、感熱による温度上昇により抵抗が上がり、
トランジスタ38のベースとの配線接点下流に配設され
ていることによりベース電圧を上昇させる。そして、こ
の場合も各配線接点における電圧VD 、VO 、VB 及び
VG の値の変化は、図5(a) の構成の場合と同様に、図
5(b) で説明した通りに変化する。
度ヒステリシスを有するような保護装置付き増幅回路の
第3の実施例に構成を示す図である。同図(a) に示す構
成部分には、図5(a) に示した構成と同一の構成部分に
は図5(a) の番号と同一の番号を付与して示している。
図6(a) では、図5(a) におけるNTC型感熱素子39
及び分圧抵抗29の位置に、それらと入れ代わって、分
圧抵抗29−1及びPTC型感熱素子40が夫々配設さ
れる。前述の図5(a) のNTC型感熱素子39が、温度
上昇に伴って抵抗値が下がり、トランジスタ38のベー
スとの配線接点上流に配設されていることによりベース
電圧を上昇させたと同様に、この図6(a) のPTC感熱
素子40は、感熱による温度上昇により抵抗が上がり、
トランジスタ38のベースとの配線接点下流に配設され
ていることによりベース電圧を上昇させる。そして、こ
の場合も各配線接点における電圧VD 、VO 、VB 及び
VG の値の変化は、図5(a) の構成の場合と同様に、図
5(b) で説明した通りに変化する。
【0035】上記の第1〜第3の実施例は、いずれも温
度低下により再通電状態に復帰可能な構成、さらに加え
て温度ヒステリシスを有する例について説明したが、通
電遮断後は例え温度が如何に低下しても、駆動電源スイ
ッチを一旦切断してから再投入しない限り通電が再開さ
れない保護装置付き増幅回路とすることもできる。これ
を第4の実施例として説明する。
度低下により再通電状態に復帰可能な構成、さらに加え
て温度ヒステリシスを有する例について説明したが、通
電遮断後は例え温度が如何に低下しても、駆動電源スイ
ッチを一旦切断してから再投入しない限り通電が再開さ
れない保護装置付き増幅回路とすることもできる。これ
を第4の実施例として説明する。
【0036】図6(b) は、第4の実施例に係わる保護装
置付き増幅回路の構成図である。同図(b) に示す構成部
分には、同図(a) に示した構成と同一の構成部分には同
図(a) の番号と同一の番号を付与して示している。同図
(b) では、同図(a) におけるトランジスタ38の位置
に、それと代わって、サイリスタ41の構成が配設され
る。サイリスタ41のゲートへの印加電圧VG の上昇と
通電開始及びその通電開始によるパワートランジスタ2
2の通電遮断までの経過は、上記第3の実施例の通電遮
断までの経過と同様である。サイリスタ41は、一旦通
電すると、オペアンプ35からの出力、つまり駆動電源
Vccが切断されるまでは状態が変化しない。すなわ
ち、この保護装置付き増幅回路は、一旦過熱すると、駆
動電源Vccを切るまでは、シャットダウン状態を維持
するようになっている。
置付き増幅回路の構成図である。同図(b) に示す構成部
分には、同図(a) に示した構成と同一の構成部分には同
図(a) の番号と同一の番号を付与して示している。同図
(b) では、同図(a) におけるトランジスタ38の位置
に、それと代わって、サイリスタ41の構成が配設され
る。サイリスタ41のゲートへの印加電圧VG の上昇と
通電開始及びその通電開始によるパワートランジスタ2
2の通電遮断までの経過は、上記第3の実施例の通電遮
断までの経過と同様である。サイリスタ41は、一旦通
電すると、オペアンプ35からの出力、つまり駆動電源
Vccが切断されるまでは状態が変化しない。すなわ
ち、この保護装置付き増幅回路は、一旦過熱すると、駆
動電源Vccを切るまでは、シャットダウン状態を維持
するようになっている。
【0037】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
温度に対し可逆的特性を持った感熱素子を用い、増幅素
子の発熱とプリント配線パターンの発熱とに対応できる
ように回路を形成しているので、過熱による増幅素子の
破損ばかりでなく過大電流による基板回路の破損をも防
止することができる。また、プリント配線パターンによ
る発熱体の形成と感熱素子の配設位置とを適宜に設定す
ることで保護回路を実現しているので、増幅素子が小型
化し且つ回路全体が簡略化し、したがって、装置全体の
小型化が可能となる。
温度に対し可逆的特性を持った感熱素子を用い、増幅素
子の発熱とプリント配線パターンの発熱とに対応できる
ように回路を形成しているので、過熱による増幅素子の
破損ばかりでなく過大電流による基板回路の破損をも防
止することができる。また、プリント配線パターンによ
る発熱体の形成と感熱素子の配設位置とを適宜に設定す
ることで保護回路を実現しているので、増幅素子が小型
化し且つ回路全体が簡略化し、したがって、装置全体の
小型化が可能となる。
【図1】(a) は第1の実施例に係わる保護装置付き増幅
回路の構成を示す模式的な斜視図、(b) はその回路構成
図である。
回路の構成を示す模式的な斜視図、(b) はその回路構成
図である。
【図2】パワートランジスタの発熱のみでなく通電伝導
路の発熱をも感熱素子に伝導させている理由を説明する
図である。
路の発熱をも感熱素子に伝導させている理由を説明する
図である。
【図3】(a) は感熱素子の温度特性図、(b) は感熱素子
の温度に応じて制御されるパワートランジスタのゲート
/ソース間電圧の様子を示す図である
の温度に応じて制御されるパワートランジスタのゲート
/ソース間電圧の様子を示す図である
【図4】(a),(b),(c) は第1実施例の変形例を示す図で
ある。
ある。
【図5】(a) は第2の実施例に係わる保護装置付き増幅
回路の構成図、(b) はその動作状態を示す図である。
回路の構成図、(b) はその動作状態を示す図である。
【図6】(a) は第3の実施例のPTC型感熱素子を用い
て温度ヒステリシスを有する保護装置付き増幅回路の構
成を示す図、(b) は第4の実施例に係わる保護装置付き
増幅回路の構成図である。
て温度ヒステリシスを有する保護装置付き増幅回路の構
成を示す図、(b) は第4の実施例に係わる保護装置付き
増幅回路の構成図である。
【図7】(a) は従来のプリント基板の過熱防止装置を説
明する図、(b) は従来の感温素子の実装構造を示す図で
ある。
明する図、(b) は従来の感温素子の実装構造を示す図で
ある。
1 電界コンデンサ 2 基板 3 サーミスタ 4 トランジスタ 5 フォトダイオード 6 金属基板 7 絶縁層 8 導電パターン 9 発熱体 9−1、9−2、10−1、10−2 電極 10 感温素子 20 保護装置付き増幅回路 21 プリント基板 22 パワートランジスタ 22−1 放熱板(シートシンク) 23 接地伝導路 24 負荷 25 通電伝導路 25−1 伝導抵抗 26 感熱素子 27、28 配線パターン 29、29−1 分圧抵抗 30 npn型バイポーラ・トランジスタ 31 pチャンネルMOS型トランジスタ 32 pnp型バイポーラ・トランジスタ 35 オペアンプ 36 抵抗 37 基準電圧電源 38 スイッチング用トランジスタ 39 NTC型感熱素子 40 PTC型感熱素子 41 サイリスタ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H03K 17/08 C 9184−5K 17/567 H05K 1/18 J 8718−4E
Claims (12)
- 【請求項1】 トランジスタを有する増幅回路におい
て、 前記トランジスタの出力電極と負荷間、接地間、又は電
源間に接続され、所定の電流値に対応して所定の熱量を
発するよう適宜の幅を有するプリント配線パターンと、 該プリント配線パターンに対し適度の熱量を受け取れる
よう適宜の距離内に配設され、一方の端子を前記トラン
ジスタの制御電極に接続するプリント配線パターンの前
記トランジスタからの発熱を適度に受け得る適宜の距離
に接続され、他方の端子を前記トランジスタを制御する
制御用電源に接続された感熱素子と、 を備えたことを特徴とする保護装置付き増幅回路。 - 【請求項2】 前記トランジスタは、nチャンネルのM
OS型トランジスタであり、ドレインが負荷に接続し、
ソースが接地し、ゲートとソース間に分圧抵抗を備える
ことを特徴とする請求項1記載の保護装置付き増幅回
路。 - 【請求項3】 前記トランジスタは、pチャンネルのM
OS型トランジスタであり、ドレインが電源に接続し、
ソースが負荷に接続し、ゲートとソース間に分圧抵抗を
備えることを特徴とする請求項1記載の保護装置付き増
幅回路。 - 【請求項4】 前記トランジスタは、npn型バイポー
ラ・トランジスタであり、コレクタが負荷に接続し、エ
ミッタが接地することを特徴とする請求項1記載の保護
装置付き増幅回路。 - 【請求項5】 前記トランジスタは、pnp型バイポー
ラ・トランジスタであり、コレクタが電源に接続し、エ
ミッタが負荷に接続することを特徴とする請求項1記載
の保護装置付き増幅回路。 - 【請求項6】 前記感熱素子は、PTC(positive tem
perature coefficient) 型感熱素子であり、前記トラン
ジスタの発熱と前記プリント配線パターンの発熱とに感
熱し、感熱量が所定の熱量を越えたとき抵抗が大きくな
って前記トランジスタへの制御電圧を遮断することを特
徴とする請求項1、2、3又は4記載の保護装置付き増
幅回路。 - 【請求項7】 第1のトランジスタと該第1のトランジ
スタの制御電極に制御電圧を出力するオペアンプとを有
する増幅回路において、 コレクタを前記第1のトランジスタの制御電極に接続さ
れエミッタを接地されてベースに前記制御電圧を入力さ
れる第2のトランジスタと、 前記第1のトランジスタの出力電極と負荷間、接地間、
又は電源間に接続された適宜の幅を有するプリント配線
パターンと、 該プリント配線パターンに対し適宜の距離内に配設さ
れ、前記オペアンプの出力端子と前記第2のトランジス
タのベース間、又は前記第2のトランジスタのベースと
該第2のトランジスタのエミッタ間のいずれか一方に両
端を接続された感熱素子と、 他方に両端を接続された分圧抵抗と、 を備えたことを特徴とする保護装置付き増幅回路。 - 【請求項8】 前記感熱素子は、NTC(negative tem
perature coefficient) 型感熱素子であり、前記オペア
ンプの出力端子と前記第2のトランジスタのベース間に
接続され、前記第1のトランジスタの発熱と前記プリン
ト配線パターンの発熱とに感熱し、感熱量が所定の熱量
をこえたとき抵抗が小さくなって前記第2のトランジス
タを導通させることにより前記第1のトランジスタの通
電を遮断することを特徴とする請求項7記載の保護装置
付き増幅回路。 - 【請求項9】 前記感熱素子は、PTC型感熱素子であ
り、前記第2のトランジスタのベースと該第2のトラン
ジスタのエミッタ間に接続され、前記第1のトランジス
タの発熱と前記プリント配線パターンの発熱とに感熱
し、感熱量が所定の熱量をこえたとき抵抗が大きくなっ
て前記第2のトランジスタを導通させることにより前記
第1のトランジスタの通電を遮断することを特徴とする
請求項7記載の保護装置付き増幅回路。 - 【請求項10】 トランジスタと該トランジスタの制御
電極に制御電圧を出力するオペアンプとを有する増幅回
路において、 少なくとも2つのpn接合から成り、ドレインを前記第
1のトランジスタの制御電極に接続されソースを接地さ
れてゲートに前記制御電圧を入力されるサイリスタと、 前記トランジスタの出力電極と負荷間、接地間、又は電
源間に接続された適宜の幅を有するプリント配線パター
ンと、 該プリント配線パターンに対し適宜の距離内に配設さ
れ、前記オペアンプの出力端子と前記サイリスタのゲー
ト間、又は前記サイリスタのゲートと該サイリスタのソ
ース間のいずれか一方に両端を接続された感熱素子と、 他方に両端を接続された分圧抵抗と、 を備えたことを特徴とする保護装置付き増幅回路。 - 【請求項11】 前記感熱素子は、NTC型感熱素子で
あって前記オペアンプの出力端子と前記サイリスタのゲ
ート間に接続され、前記トランジスタの発熱と前記プリ
ント配線パターンの発熱とに感熱し、感熱量が所定の熱
量をこえたとき抵抗が小さくなって前記サイリスタを導
通させることにより前記トランジスタの通電を遮断する
ことを特徴とする請求項10記載の保護装置付き増幅回
路。 - 【請求項12】 前記感熱素子は、PTC型感熱素子で
あって前記サイリスタのゲートと該サイリスタのソース
間に接続され、前記トランジスタの発熱と前記プリント
配線パターンの発熱とに感熱し、感熱量が所定の熱量を
こえたとき抵抗が大きくなって前記サイリスタを導通さ
せることにより前記トランジスタの通電を遮断すること
を特徴とする請求項10記載の保護装置付き増幅回路。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6161983A JPH0832361A (ja) | 1994-07-14 | 1994-07-14 | 保護装置付き増幅回路 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6161983A JPH0832361A (ja) | 1994-07-14 | 1994-07-14 | 保護装置付き増幅回路 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0832361A true JPH0832361A (ja) | 1996-02-02 |
Family
ID=15745804
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP6161983A Withdrawn JPH0832361A (ja) | 1994-07-14 | 1994-07-14 | 保護装置付き増幅回路 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0832361A (ja) |
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-
1994
- 1994-07-14 JP JP6161983A patent/JPH0832361A/ja not_active Withdrawn
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