JPS5827567Y2 - トランジスタの保護回路 - Google Patents

トランジスタの保護回路

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JPS5827567Y2
JPS5827567Y2 JP1976157676U JP15767676U JPS5827567Y2 JP S5827567 Y2 JPS5827567 Y2 JP S5827567Y2 JP 1976157676 U JP1976157676 U JP 1976157676U JP 15767676 U JP15767676 U JP 15767676U JP S5827567 Y2 JPS5827567 Y2 JP S5827567Y2
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JP
Japan
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transistor
npn
pnp
base
power supply
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JP1976157676U
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JPS5374032U (ja
Inventor
鎮男 角田
Original Assignee
マツダ株式会社
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Publication date
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Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、PNP)ランジスタとNPN)ランジスメを
組み込んだ電気回路の電源電圧が規定以上の電圧となっ
た場合、上記PNP)ランジスタおよびNPN)ランジ
スメが破壊するのを防止することができるトランジスタ
の保護回路に関する。
一般に、電源電圧がサージ電圧の発生等によって異常に
高くなる恐れがある電気回路の場合、例えば第1図に示
すような、バッテリBに発電機1を並列に接続して構成
される電源2の電源ライン3および4(アースに接続)
から、点火コイル、断続器等からなる点火系5等ととも
に給電される自動車の電装品の電気回路6の場合、例え
ば、バッテリBの電源と電源ライン3との接触が悪く配
線が外れたようなとき、第2図に示すように、断線時点
から100m5ecないし260m5ecの間で、電源
ライン3とアース間の電圧は約27Vから最大75Vも
の高電圧に達し、このとき上記電気回路6に組み込まれ
ているPNP)ランジスタやNPN)ランジスメがオフ
しておれば、これらトランジスタのコレクタ、エミッタ
間電圧VCEがコレクタ、エミッタ間耐圧(所謂Vα0
・VCER等)を越え、上記PNP)ランジスメやNP
N)ランジスタが破哄する恐れがある。
従来、上記のような原因によってトランジスタが破壊す
るのを防止するため、上記電気回路6にはVc])Oの
大きなトランジスタを使用するか、あるいは個々のトラ
ンジスタに対して保護回路を設けるようにしていた。
しかしながら、上記VCEOの大きいトランジスタは価
格が高く、特にコスト面が重視される用途には不利であ
り、そのうえ上記問題は確実に解決されないという問題
を有している。
一方、各トランジスタに保護回路を設けるのでは回路構
成が複雑化し、信頼性が低下するとともにコストも高く
なる等の欠点がある。
本考案は、出力電圧が大巾に変動する条件の悪い電源を
使用しなければならない電気回路における上記した従来
の問題や欠点を解消すべくなされたものであって、上記
電気回路に使用しているPNP)ランジスタとNPN)
ランジスタの両ベース間にツェナーダイオードを接続す
ることにより、電源電圧が高くなったとき、上記ツェナ
ーダイオードをオンさせて上記両トランジスタにベース
電流を供給してオンせしめ、これらトランジスタの動作
点を飽和領域に移行させて保護するようにした回路構成
が簡単で、従って信頼性が高くコストの低いトランジス
タの保護回路を提供することを目的としている。
以下本考案の一実施例を示す図面を参照して詳細に説明
する。
第3図は、本考案を自動車の異常状態を表示する表示装
置の電気回路に適用した実施例を示すもので、Qlはテ
ストスイッチSWのオンにより導通し、自動車の異常を
検出して信号を出力する異常検出回路10が正常に動作
するか否かをテストするPNP)ランジスタ、Q2.Q
3は互にダーリントン接続されて1つのNPN)ランジ
スタとして動作するいずれもNPN)ランジスメであっ
て。
これらNPN)ランジスメQ2およびQ3は、上記異常
検出回路10の出力信号によって制御され、警報ランプ
11を異常の有無に対応して点灯あるいは消灯させる働
きをしている。
上記異常検出回路10は第一の負荷回路で、PNP)ラ
ンジスタQ1のコレクタに接続される上記PNP)ラン
ジスタQ1の負荷であり、警報ランプ11は第二の負荷
回路で、NPN)ランジスタQ2 、Q3のコレクタに
接続されるこれらNPNトランジスメQ2.Q3の負荷
である。
筐た、Z D 、 R1は、夫々上記PNP)ランジス
タQlのベースと、NPN)ランジスメQ2のベースと
を接続する回路を構成するツェナーダイオードとこのツ
ェナーダイオードZDの保護抵抗である。
上記PNP)ランジスタQ1のエミッタは、第1図に示
すバッテリB、発電機1で構成される電源2の電源ライ
ン3に対応する電源ライン12vc。
コレクタは、上記検出回路10のテスト信号入力端子(
図示せず)に夫々接続する一方、ベースを上記ツェナー
ダイオードZDのカンードに接続している。
上記ベースは!た、可動接点を上記第1図に示す電源ラ
イン4に対応する上記テストスイッチSWの固定接点と
上記電源ライン12との間に直列に接続した抵抗R2お
よびR3の接続点に接続している。
上記ツェナーダイオードZDのアノードは、上記抵抗R
1を介してNPN)ランジスJQ2のベースに接続する
とともに、該ベースと上記検出回路10の信号出力端子
(図示せず)との間には、該信号出力端子側をアノード
側としてダイオードD1を接続している。
なお、上記ツェナーダイオードZDば、上記電源ライン
12の規定の電源電圧、例えば12ボルトには!等しい
ツェナー電圧Vzを有するものを使用している。
上記NPN)ランジスメQ2のコレクタを、工くツタが
アースライン13に接続されたNPN)ランジスタQ3
のコレクタに接続する一方、エミッタを上記NPN)ラ
ンジスメQ3のベースに接続し、さらに上記NPN)ラ
ンジスタQ3のコレクタを、一端が上記電源ライン12
に接続された警報ランプ11の他端に接続している。
次に動作を説明する。
先ず電源ライン12の電源電圧VCCが規定の電圧、例
えばVOC=12ボルトのとき、上記PNPトランジス
タQ1 のベース電位B1とNPN)ランジスメQ2の
ベース電位B2との電位差は、上記電源電圧V作を越え
ることはないから、ツェナーダイオードZDのツェナー
電圧Vzよりも小さく、このツェナーダイオードZDは
常にオフしている。
従って、PNP)ランジスタQ1とNPN)ランジス’
Q2sQ3は独立に動作し、例えばテストスイッチSW
をオンすれば、上記PNP)ランジスメQ1のベースの
電位が低下してオンし、検出回路10のテスト信号入力
端子の電位が高くなる。
このため、上記検出回路10の信号出力端子の電位が高
くなり、NPN)ランジスメQ2.Q3がオンし、警報
ランプ11を点灯させることができる。
會た、自動車に何らかの異常が発生したときも上記と同
様にNPN)ランジスタQ2 、Q3がオンし警報ラン
プ11が点灯する。
次に、電源ライン12が自動車のエンジン(図示せず)
の回転中において、接触不良等によって一時的にバッテ
リBから外れたとき、第2図に示すように電源電圧VC
Cが上昇する。
このとき、上記PNP)ランジスメQlのベースは抵抗
R2を介して上記電源ライン12に接続されているため
、その電位は上記電源電圧VCCの上昇に伴って上昇す
るのに対し、NPN)ランジスタQ2のベースの電位は
、NPN)ランジスタQ3のエミッタが直接接地されて
いるため、NPNトランジスタQ2およびQ3の夫々の
ベース、工ミツメ間電圧VBE 卦よびViE(いずれ
もO05ボルトないし1.0ボルト程度の一定値)の和
VBE十ViE)となり、一定の値を越えることはない
従って、上記PNP)ランジスJQ□のベース電位とN
PN)ランジスメQ2のベース電位との電位差は、上記
電源電圧VCCの上昇につれて大きくなり、ツェナーダ
イオードZDのツェナー電圧Vzに達すると該ツェナー
ダイオードZDがオンし、電源ライン12から抵抗R2
を介してツェナーダイオードZDにツェナー電流Izが
流れる。
上記ツェナー電流Izのため、抵抗R2に電圧降下が生
じ、PNP)ランジスタQ□のベース電位はエミツメ電
位よりも低くなり、上記PNP)ランジスメQ1にはベ
ース電流Ibが流れオンする。
また、上記ツェナー電流Izとベース電流■5は、NP
N)ランジスタQ2のベースに流れ込み、NPN)ラン
ジスタQ2.Q3をオンさせる。
なお、このとき上記ツェナー電流Izおよびベース電流
IbはダイオードDで阻止されるため、検出回路10の
信号出力端子には流れ込むことはない。
上記のようにしてPNP)ランジスメQ1.NPNトラ
ンジスタQ2.Q3がオンすると、各トランジスタには
負荷(NPN)ランジスタQ2 、Q3の場合は警報ラ
ンプ11)が接続されているため、エミッタ、コレクタ
間の電圧VCEはほぼ零となり。
各トランジスタ(h 、Q2およびQ3の動作点は、第
4図に示すコレクタ出力特性と動作安全領域(SBで表
示)を示す図において、飽和領域20に移行し、1次降
伏21を起す領域の近傍で動作する恐れはなく、1次降
伏21から2次降伏に突入して破壊するのを防止するこ
とができる。
また、上記飽和領域20では上記各トランジスタQl、
Q2およびQ3を破壊させる要因として最大コレクメ電
流IcmaXがあるが、上記トランジスタQ□、Q2お
よびQ3の各コレクメ電流は、上記負荷によって制限さ
れるため、上記最大コレクメ電流I cmaxの超過に
よる破壊の恐れもない。
以上のようにして、PNP)ランジスタQ1 。
NPN)ランジスタQ2およびQ3を完全に保護するこ
とができる。
なお、本考案によれば、電源電圧VCCがサージ電圧等
により極く短い時間高電圧となったときは、NPN)ラ
ンジスメQ2.Q3がオンし警報ランプ11を点灯させ
ることになるが、この時間は通常の動作時間に比べて短
いから問題はない。
筐た、以上の説明においては、本考案を自動車の異常状
態を表示する表示装置の電気回路に適用した実施例につ
いて説明したが、以上の説明からも明らかなように、本
考案は電源電圧が大巾に変化する他の電気回路にも適用
できることは言う捷でもない。
さらに、上記説明においては電源ライン12にアースラ
イン13に対して正の電圧を印加して動作させているが
、電源ライン12を接地してアースライン13に負の電
圧を印加して動作させることもできる。
なお、上記実施例では、NPNトランジスタQ2.Q3
は警報ランプ11を点灯させるものであるため、異常検
出回路10の出力信号により駆動される構成になってい
るが、他の負荷回路からの信号により駆動されるもので
あってもよい。
以上詳細に説明したことからも明らかなように。
本考案は電気回路の電源電圧がサージ電圧の発生等によ
り異常に高くなったとき、該電気回路のPNP)ランジ
スメのベースとNPN)ランジスメのベースとの間に接
続したツェナーダイオードをオンさせ、このときのツェ
ナー電流によって上記トランジスタをオン状態として保
護するようにしたから、ツェナーダイオードだけでトラ
ンジスタを保護することができるため、電気回路の回路
構成は極めて簡単になり信頼性が向上する一方。
高価なトランジスタを使用する必要がないため、上記の
ように回路構成が簡単な事と相俟って電気回路のコスト
を大巾に引き下げることができる効果があり、筐た本実
施例では電源電圧の上昇により警報ランプが点灯するか
ら、バッテリの配線の接触不良も知ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は自動車の電源と該電源に接続された負荷の一部
を示す図、第2図はバッテリの配線が断線したときの電
源ラインの電圧の変化を示すデータを示す図、第3図は
本考案の一実施例を示す図、第4図はトランジスタのコ
レクタ出力特性と2次降伏曲線を示す図である。 Ql・・・・・・PNP )ランジスタ、Q2.Q3・
・・・・・NPN)ランジスタ、ZD・・・・・・ツエ
ナーダイオード。 12・・・・・・電源ライン、 13・・・・・・アースライン。

Claims (1)

    【実用新案登録請求の範囲】
  1. エミッタを電源ラインに、コレクタを第一の負荷回路に
    それぞれ接続したPNP)ランジスメと、エミッタをア
    ースラインに、コレクタを第二の負荷回路にそれぞれ接
    続したNPN)ランジスタとを組み込んだ電気回路にお
    いて、PNP)ランジスメのベースにツェナーダイオー
    ドのカソードを接続スる一方、NPN)ランジスメのペ
    ースニ上記ツェナーダイオードのアノードを接続し、上
    記電源ラインと上記アースラインとの電位差が大きくな
    ったとき上記ツェナーダイオードをオンせしめ、そのと
    きのツェナー電流により上記PNPトランジスタおよび
    NPN)ランジスタをオンさせて上記両トランジスメを
    保護するようにしたことを特徴とするトランジスタの保
    護回路。
JP1976157676U 1976-11-24 1976-11-24 トランジスタの保護回路 Expired JPS5827567Y2 (ja)

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JPS5374032U JPS5374032U (ja) 1978-06-21
JPS5827567Y2 true JPS5827567Y2 (ja) 1983-06-15

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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4830695A (ja) * 1971-08-26 1973-04-23

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS4830695A (ja) * 1971-08-26 1973-04-23

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