JPS6040219B2 - 集積回路 - Google Patents
集積回路Info
- Publication number
- JPS6040219B2 JPS6040219B2 JP55092467A JP9246780A JPS6040219B2 JP S6040219 B2 JPS6040219 B2 JP S6040219B2 JP 55092467 A JP55092467 A JP 55092467A JP 9246780 A JP9246780 A JP 9246780A JP S6040219 B2 JPS6040219 B2 JP S6040219B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- transistor
- circuit
- load
- overvoltage
- base current
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
- H03K17/08—Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage
Landscapes
- Electronic Switches (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、過電流（過負荷）保護機能と過電圧保護機能
とを備えた集積回路に関する。
とを備えた集積回路に関する。
自動車の電源は一般的に１２Ｖのバッテリで、その電圧
変動範囲は通常１０．６Ｖ〜１６Ｖである。
変動範囲は通常１０．６Ｖ〜１６Ｖである。
しかし、ィグニッション系から発生するノイズは数ＫＶ
であり、また各種モータやりレーからもノイズは発生す
る。この他にも正の大ェネルギノイズとして所謂バッテ
リ外れ時のロードダンプ（１００〜２００Ｖ程度）があ
る。これらはアクチュェータドラィブー用の集積回路の
電源にサージ電圧として現われるので、該集積回路のト
ランジスタを過電圧から保護することが必要となる。こ
れには集積回路全体を雷電圧のものにしてもよいが、サ
ージが加わるのは出力段のみであるから、出力トランジ
スタに過電圧保護回路を設ける方が得策である。また、
一般に出力トランジスタには過負荷保護回路を設けるこ
とが多い。これは、上記のアクチュェータドラィブ用集
積回路では該集積回路が装着されたユニットから各種ア
クチュェー夕までがワイヤハーネスで接続されるために
、配線短絡などにより出力段が過負荷となり、出力トラ
ンジスタを破壊することが予想されるからである。第１
図はこの種の集積回路の出力段の一例であり、ＲＬは負
荷、Ｑ３はこれと直列に接続された負荷Ｒし本例ではァ
クチュェータ駆動用の第１のトランジスタ、Ｑ２はＱ３
にダーリントン接続され入力信号を受ける第２のトラン
ジスタである。トランジスタＱ３のベース電流はトラン
ジスタＱ２により制御されるので、トランジスタＱ２の
べ−ス電流（入力信号）１，が増大すればトランジスタ
Ｑ３はオンとなる。トランジスタＱ３がオンになれば電
源Ｖｃｃ−Ｒし−Ｑ３の経路で負荷電流ＩＬが流れるが
、この電流１しの最大値ＩＬ ｍａｘを制限するために
過電流検知回路１０を設ける。過電流検知回路１川まト
ランジスタＱ，のべ−ス・ェミッ夕間電圧ＶＢＥ，Ｌを
基準電圧として、トランジスタＱ３のェミッタに直列に
接続した電流検知抵抗Ｒ，に発生する電圧（ＩＬ・Ｒ，
）を監視し、それがＶＢＥ，に達した時にトランジスタ
Ｑ，をオンにし、該Ｑ，に通してベース電流１，をアー
スに流し、ＩＬｍａＸ＝雫 ．・・．・・‘１’
となる様に制御している。従って、第１図の回路では負
荷ＲＬの両端が短絡される事故であってもトランジスタ
Ｑは過電流破壊から保護されるが、この回路に単に過電
流検知（過電流制限）回路２０を接続してもその機能は
過電流保護機能により妨害される難点がある。
であり、また各種モータやりレーからもノイズは発生す
る。この他にも正の大ェネルギノイズとして所謂バッテ
リ外れ時のロードダンプ（１００〜２００Ｖ程度）があ
る。これらはアクチュェータドラィブー用の集積回路の
電源にサージ電圧として現われるので、該集積回路のト
ランジスタを過電圧から保護することが必要となる。こ
れには集積回路全体を雷電圧のものにしてもよいが、サ
ージが加わるのは出力段のみであるから、出力トランジ
スタに過電圧保護回路を設ける方が得策である。また、
一般に出力トランジスタには過負荷保護回路を設けるこ
とが多い。これは、上記のアクチュェータドラィブ用集
積回路では該集積回路が装着されたユニットから各種ア
クチュェー夕までがワイヤハーネスで接続されるために
、配線短絡などにより出力段が過負荷となり、出力トラ
ンジスタを破壊することが予想されるからである。第１
図はこの種の集積回路の出力段の一例であり、ＲＬは負
荷、Ｑ３はこれと直列に接続された負荷Ｒし本例ではァ
クチュェータ駆動用の第１のトランジスタ、Ｑ２はＱ３
にダーリントン接続され入力信号を受ける第２のトラン
ジスタである。トランジスタＱ３のベース電流はトラン
ジスタＱ２により制御されるので、トランジスタＱ２の
べ−ス電流（入力信号）１，が増大すればトランジスタ
Ｑ３はオンとなる。トランジスタＱ３がオンになれば電
源Ｖｃｃ−Ｒし−Ｑ３の経路で負荷電流ＩＬが流れるが
、この電流１しの最大値ＩＬ ｍａｘを制限するために
過電流検知回路１０を設ける。過電流検知回路１川まト
ランジスタＱ，のべ−ス・ェミッ夕間電圧ＶＢＥ，Ｌを
基準電圧として、トランジスタＱ３のェミッタに直列に
接続した電流検知抵抗Ｒ，に発生する電圧（ＩＬ・Ｒ，
）を監視し、それがＶＢＥ，に達した時にトランジスタ
Ｑ，をオンにし、該Ｑ，に通してベース電流１，をアー
スに流し、ＩＬｍａＸ＝雫 ．・・．・・‘１’
となる様に制御している。従って、第１図の回路では負
荷ＲＬの両端が短絡される事故であってもトランジスタ
Ｑは過電流破壊から保護されるが、この回路に単に過電
流検知（過電流制限）回路２０を接続してもその機能は
過電流保護機能により妨害される難点がある。
つまり、過電圧検知回路２０は、通常１０．６〜１６Ｖ
の電源Ｖｃｃがサージでこれを大幅に上廻った時に動作
してトランジスタＱ２，Ｑ３をオンにし、電源電圧の大
部分を負荷ＲＬに消費させてトランジスタＱを過電圧破
壊から保護するものであるが、第１図のようにＶｃｃと
トランジスタＱ２のベースとの間に抵抗Ｒ２とッェナー
ダィオードＺＤを直列に接続した回路構成では、Ｖｃｃ
過大でダイオードＺＤがオンとなってトランジスタＱ２
，Ｑ３のベース電流が増加すると、同時に負荷電流ＩＬ
も増加するので過電流検知回路１０の作用で【１｝式の
電流制限がなされる。このため負荷Ｒしのインピーダン
スが低いという事情も加味され、トランジスタＱ３のコ
レクタ電位を充分に低下させ得ない欠点がある。本発明
は、上述した過負荷保護機能に妨害されることなく過電
圧保護を確実に行なおうとするものであり、その特徴と
するところは電源とアースとの間に負荷と直列に接続さ
れた駆動用の第１のトランジスタと、該トランジスタに
ダーリートン接続されそして入力信号を受ける第２のト
ランジスタと、該負荷を流れる電流が一定値を越えた時
は該第２のトランジスタのベース電流を急激に減少させ
る過電流検知回路と、該第２のトランジスタと並列に接
続された過電圧保護用の第３のトランジスタと、前記電
源の電圧が一定値を越えた時は該第３のトランジスタに
ベース電流を供給して該第１のトランジスタを強制的に
オンにする過電圧検知回路とを備えた点にあるが、以下
図示の実施例を参照しながらこれを詳細に説明する。
の電源Ｖｃｃがサージでこれを大幅に上廻った時に動作
してトランジスタＱ２，Ｑ３をオンにし、電源電圧の大
部分を負荷ＲＬに消費させてトランジスタＱを過電圧破
壊から保護するものであるが、第１図のようにＶｃｃと
トランジスタＱ２のベースとの間に抵抗Ｒ２とッェナー
ダィオードＺＤを直列に接続した回路構成では、Ｖｃｃ
過大でダイオードＺＤがオンとなってトランジスタＱ２
，Ｑ３のベース電流が増加すると、同時に負荷電流ＩＬ
も増加するので過電流検知回路１０の作用で【１｝式の
電流制限がなされる。このため負荷Ｒしのインピーダン
スが低いという事情も加味され、トランジスタＱ３のコ
レクタ電位を充分に低下させ得ない欠点がある。本発明
は、上述した過負荷保護機能に妨害されることなく過電
圧保護を確実に行なおうとするものであり、その特徴と
するところは電源とアースとの間に負荷と直列に接続さ
れた駆動用の第１のトランジスタと、該トランジスタに
ダーリートン接続されそして入力信号を受ける第２のト
ランジスタと、該負荷を流れる電流が一定値を越えた時
は該第２のトランジスタのベース電流を急激に減少させ
る過電流検知回路と、該第２のトランジスタと並列に接
続された過電圧保護用の第３のトランジスタと、前記電
源の電圧が一定値を越えた時は該第３のトランジスタに
ベース電流を供給して該第１のトランジスタを強制的に
オンにする過電圧検知回路とを備えた点にあるが、以下
図示の実施例を参照しながらこれを詳細に説明する。
第２図は本発明の基本的な構成図である。この回路は駆
動回路および過電流検知の形式を第１図と同様にしたも
のであるが、勿論これには限定されない。第２図の回路
が第１図と異なる主な点は、入力信号を受ける第２のト
ランジスタＱ２と並列に過電圧保護用の第３のトランジ
スタＱを設け、このトランジスタＱのベース電流を過電
圧検知回路２０で制御する様にした点である。過電流検
知回路１０が第２のトランジスタＱ２のベース電流を制
御する点は第１図と同様である。この様に駆動用トラン
ジスタＱ３のベース電流の制御系統を、信号入力および
過電流制限系と過電圧制限系との分離しておけば、過電
圧検知回路２０が作動した時にトランジスタＱ３を完全
にオンにすることができ、しかも過電流検知回路１０に
よる通常の過負荷保護にも支障がない。これを第３図の
実施例で具体的に説明する。第３図は過電圧検知回路２
０を抵抗Ｒ２としたツェナーダィオードＺＤの直列回路
で構成したものであるが、該回路は電源Ｖｃｃとトラン
ジスタＱのベースとの間に接続される。
動回路および過電流検知の形式を第１図と同様にしたも
のであるが、勿論これには限定されない。第２図の回路
が第１図と異なる主な点は、入力信号を受ける第２のト
ランジスタＱ２と並列に過電圧保護用の第３のトランジ
スタＱを設け、このトランジスタＱのベース電流を過電
圧検知回路２０で制御する様にした点である。過電流検
知回路１０が第２のトランジスタＱ２のベース電流を制
御する点は第１図と同様である。この様に駆動用トラン
ジスタＱ３のベース電流の制御系統を、信号入力および
過電流制限系と過電圧制限系との分離しておけば、過電
圧検知回路２０が作動した時にトランジスタＱ３を完全
にオンにすることができ、しかも過電流検知回路１０に
よる通常の過負荷保護にも支障がない。これを第３図の
実施例で具体的に説明する。第３図は過電圧検知回路２
０を抵抗Ｒ２としたツェナーダィオードＺＤの直列回路
で構成したものであるが、該回路は電源Ｖｃｃとトラン
ジスタＱのベースとの間に接続される。
従って、サージにより例えばＶｃｃ過大になるとダイオ
ードＺＤがオンしてトランジスタＱにベース電流１２が
流れる。従ってトランジスタＱはオンになってトランジ
スタＱ３にベース電流を流し、これをオンにする。従っ
てＱのコレクタ電位は下り、過電圧は負荷ＲＬに吸収さ
れ、トランジスタＱ３は加わる電圧が低いので破壊され
るようなことはない。なおこのとき大きな負荷電流ＩＬ
が流れ、Ｒ，ＩＬ＞ＶＢＥ，となってトランジスタＱ，
がオンになり、トランジスタＱ２がベース電流を断れて
オフになり、Ｑへのベース電流供給を停止するが、トラ
ンジスタＱ３へはトランジスタＱ４からベース電流が供
給されるから支障はない。つまり過電圧制限作用が過電
流制限作用により阻害されることはない。一方、電源Ｖ
ｃｃが正常で夕１１ィオード血がオフしている場合には
トランジスタＱ４はオフであり、トランジスタＱ３のベ
ース電流はトランジスタＱ２により制御される。従って
過電流検知回路１０が負荷電流ＩＬを【１｝式のＩＬ
ｍａｘに制限する過負荷保護は支障なく行なわれる。第
４図ａ，ｂは過電流検知回路１０の他の例である。
ードＺＤがオンしてトランジスタＱにベース電流１２が
流れる。従ってトランジスタＱはオンになってトランジ
スタＱ３にベース電流を流し、これをオンにする。従っ
てＱのコレクタ電位は下り、過電圧は負荷ＲＬに吸収さ
れ、トランジスタＱ３は加わる電圧が低いので破壊され
るようなことはない。なおこのとき大きな負荷電流ＩＬ
が流れ、Ｒ，ＩＬ＞ＶＢＥ，となってトランジスタＱ，
がオンになり、トランジスタＱ２がベース電流を断れて
オフになり、Ｑへのベース電流供給を停止するが、トラ
ンジスタＱ３へはトランジスタＱ４からベース電流が供
給されるから支障はない。つまり過電圧制限作用が過電
流制限作用により阻害されることはない。一方、電源Ｖ
ｃｃが正常で夕１１ィオード血がオフしている場合には
トランジスタＱ４はオフであり、トランジスタＱ３のベ
ース電流はトランジスタＱ２により制御される。従って
過電流検知回路１０が負荷電流ＩＬを【１｝式のＩＬ
ｍａｘに制限する過負荷保護は支障なく行なわれる。第
４図ａ，ｂは過電流検知回路１０の他の例である。
同図ａの回路はトランジスタＱ３のＶＢＥの変化を利用
するもので、Ｑのベース電圧を直接、本例では抵抗駅３
，Ｒ４で分割してトランジスタＱ，のベースに印加する
。トランジスタＱ３のェミッタ側には前記の抵抗Ｒ，ほ
どに大きくない抵抗（例えばェミッタ抵抗）ｒを接続し
、抵抗Ｒ３，Ｒ４の比を例えば２：７に設定しておいて
、電流ＩＬが流れてトランジスタＱ３のベース電圧が例
えば９０仇ｈＶとなった時にトランジスタＱ，をオンに
する。第２図ｂの回路はＱ，おＶＢＥをダイオードＤ，
でキャンセルしてやはりＲ，を小にしようとするもので
ある。この回路ではトランジスタＱ，のＶＢｏ，とダィ
オ−ドＤ，の順方向電圧ＶＦ，および抵抗ＲＩの電圧Ｖ
Ｒ，との間にＶＢｏ，ミＶＦ，十ＶＲ，
……（２）が成立したとき、電流制限動作がなされる。
するもので、Ｑのベース電圧を直接、本例では抵抗駅３
，Ｒ４で分割してトランジスタＱ，のベースに印加する
。トランジスタＱ３のェミッタ側には前記の抵抗Ｒ，ほ
どに大きくない抵抗（例えばェミッタ抵抗）ｒを接続し
、抵抗Ｒ３，Ｒ４の比を例えば２：７に設定しておいて
、電流ＩＬが流れてトランジスタＱ３のベース電圧が例
えば９０仇ｈＶとなった時にトランジスタＱ，をオンに
する。第２図ｂの回路はＱ，おＶＢＥをダイオードＤ，
でキャンセルしてやはりＲ，を小にしようとするもので
ある。この回路ではトランジスタＱ，のＶＢｏ，とダィ
オ−ドＤ，の順方向電圧ＶＦ，および抵抗ＲＩの電圧Ｖ
Ｒ，との間にＶＢｏ，ミＶＦ，十ＶＲ，
……（２）が成立したとき、電流制限動作がなされる。
トランジスタＱ，のヱミッタ面積をダイオードＤ，の５
倍に設定すれば、トランジスタＱ，にベース電流が供給
されて該Ｑ，にがオンした状態では〉皿＝〉Ｔｉｎ半 〉［＝…ｎ号 が成立し、｛２｝式より ＶＲ，＝Ｖ。
倍に設定すれば、トランジスタＱ，にベース電流が供給
されて該Ｑ，にがオンした状態では〉皿＝〉Ｔｉｎ半 〉［＝…ｎ号 が成立し、｛２｝式より ＶＲ，＝Ｖ。
ＥＩ一ＶＦ，＝ＶＴ１ｎ５となる。
ＶＢＥ，は通常７０仇ｈＶであり、第１図〜第３図の回
路はいずれも抵抗Ｒ，に７０印ｈＶの電圧を発生させる
電流を流す必要があったが、第４図ｂの回路ではＶＴ＝
２６ｍＶ，ｌｎ５±２であるから約５仇ｈＶの電圧を発
生させれば済む。つまり抵抗Ｒ，は低抵抗でよい。過電
圧保護については、電源サージ時にトランジスタＱ２，
Ｑ３をオフにする方式も考えられ、この方式は保護動作
時の電力損失が小さい利点があるが、該トランジスタに
過電圧が加わる恐れがある。
路はいずれも抵抗Ｒ，に７０印ｈＶの電圧を発生させる
電流を流す必要があったが、第４図ｂの回路ではＶＴ＝
２６ｍＶ，ｌｎ５±２であるから約５仇ｈＶの電圧を発
生させれば済む。つまり抵抗Ｒ，は低抵抗でよい。過電
圧保護については、電源サージ時にトランジスタＱ２，
Ｑ３をオフにする方式も考えられ、この方式は保護動作
時の電力損失が小さい利点があるが、該トランジスタに
過電圧が加わる恐れがある。
この点、過電圧時にトランジスタＱ２，Ｑ３を強制的に
オンにし、過電圧は負荷に加わってトランジスタには印
加されないようにする本方式は有効である。但し単純に
第１図回路に本方式を適用すると、前述のように過電流
保護機能により過電圧保護機能が抑制されてしまう。本
発明によればか）る問題が解決される。以上述べたよう
に本発明によれば、駆動用トランジスタのベース電流を
減少させる過負荷保護機能を備えた駆動回路に、該トラ
ンジスタのベース電流を増大させる出力短絡型の過電圧
保護方式を支障なく適用できる利点がある。
オンにし、過電圧は負荷に加わってトランジスタには印
加されないようにする本方式は有効である。但し単純に
第１図回路に本方式を適用すると、前述のように過電流
保護機能により過電圧保護機能が抑制されてしまう。本
発明によればか）る問題が解決される。以上述べたよう
に本発明によれば、駆動用トランジスタのベース電流を
減少させる過負荷保護機能を備えた駆動回路に、該トラ
ンジスタのベース電流を増大させる出力短絡型の過電圧
保護方式を支障なく適用できる利点がある。
第１図は従来の駆動回路の一例を示す回路図、第２図は
本発明の基本構成を示す説明図、第３図は本発明の一実
施例を示す回路図、第４図ａ，ｂは過電流検知回路の他
の例を示す回路図である。 図中、ＲＬは負荷、Ｑ，Ｑ２，Ｑ４は第１〜第３のトラ
ンジスタ、１０は過電流検知回路、２０は過電圧検知回
路である。第１図 第２図 第３図 第４図
本発明の基本構成を示す説明図、第３図は本発明の一実
施例を示す回路図、第４図ａ，ｂは過電流検知回路の他
の例を示す回路図である。 図中、ＲＬは負荷、Ｑ，Ｑ２，Ｑ４は第１〜第３のトラ
ンジスタ、１０は過電流検知回路、２０は過電圧検知回
路である。第１図 第２図 第３図 第４図
Claims (1)
- １ 電源とアースとの間に負荷と直列に接続された駆動
用の第１のトランジスタと、該トランジスタにダーリン
トン接続されそして入力信号を受ける第２のトランジス
タと、該負荷を流れる電流が一定値を越えた時は該第２
のトランジスタのベース電流を急激に減少させる過電流
検知回路と、該第２のトランジスタと並列に接続された
過電圧保護用の第３のトランジスタと、前記電源の電圧
が一定値を越えた時は該第３のトランジスタにベース電
流を供給して該第１のトランジスタを強制的にオンにす
る過電圧検知回路とを備えたことを特徴とする集積回路
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55092467A JPS6040219B2 (ja) | 1980-07-07 | 1980-07-07 | 集積回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55092467A JPS6040219B2 (ja) | 1980-07-07 | 1980-07-07 | 集積回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5717226A JPS5717226A (en) | 1982-01-28 |
| JPS6040219B2 true JPS6040219B2 (ja) | 1985-09-10 |
Family
ID=14055140
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP55092467A Expired JPS6040219B2 (ja) | 1980-07-07 | 1980-07-07 | 集積回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6040219B2 (ja) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4564771A (en) * | 1982-07-17 | 1986-01-14 | Robert Bosch Gmbh | Integrated Darlington transistor combination including auxiliary transistor and Zener diode |
| JPS59216324A (ja) * | 1983-05-24 | 1984-12-06 | Fuji Electric Co Ltd | トランジスタの過電流保護方式 |
| JPS6093962A (ja) * | 1983-10-28 | 1985-05-25 | Yamatake Honeywell Co Ltd | 電子スイツチの過電流検出回路 |
| JPS6093961A (ja) * | 1983-10-28 | 1985-05-25 | Yamatake Honeywell Co Ltd | 電子スイツチの過電流検出回路 |
| JPS6093963A (ja) * | 1983-10-28 | 1985-05-25 | Yamatake Honeywell Co Ltd | 電子スイツチの過電流検出回路 |
| JPH0718892B2 (ja) * | 1983-10-28 | 1995-03-06 | 山武ハネウエル株式会社 | 電子スイツチの過電流検出回路 |
| JPH063467B2 (ja) * | 1983-10-31 | 1994-01-12 | 山武ハネウエル株式会社 | 電子スイツチの過電流検出回路 |
| JPH05240433A (ja) * | 1992-02-27 | 1993-09-17 | Hanshin Electric Co Ltd | 給湯機用負荷制御回路 |
| JP3193827B2 (ja) * | 1994-04-28 | 2001-07-30 | 三菱電機株式会社 | 半導体パワーモジュールおよび電力変換装置 |
-
1980
- 1980-07-07 JP JP55092467A patent/JPS6040219B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5717226A (en) | 1982-01-28 |
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