JPS60521A - 電流制限保護回路 - Google Patents

電流制限保護回路

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JPS60521A
JPS60521A JP58108636A JP10863683A JPS60521A JP S60521 A JPS60521 A JP S60521A JP 58108636 A JP58108636 A JP 58108636A JP 10863683 A JP10863683 A JP 10863683A JP S60521 A JPS60521 A JP S60521A
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竹田 浩二
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    • G05FSYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
    • G05F1/00Automatic systems in which deviations of an electric quantity from one or more predetermined values are detected at the output of the system and fed back to a device within the system to restore the detected quantity to its predetermined value or values, i.e. retroactive systems
    • G05F1/10Regulating voltage or current
    • G05F1/46Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is dc
    • G05F1/56Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is dc using semiconductor devices in series with the load as final control devices
    • G05F1/565Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is dc using semiconductor devices in series with the load as final control devices sensing a condition of the system or its load in addition to means responsive to deviations in the output of the system, e.g. current, voltage, power factor
    • G05F1/569Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is dc using semiconductor devices in series with the load as final control devices sensing a condition of the system or its load in addition to means responsive to deviations in the output of the system, e.g. current, voltage, power factor for protection
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は定電圧電源回路における電流制限保護回路に係
り、特に過大電流の制限および負荷端の短絡を検出して
通常の制限電流より前程度小さく押え、制御トランジス
タを保護することができる電流制限保護回路に関するも
のである。
〔従来技術〕
従来のこの種の保護回路の一例を第1図に示し説明する
と、図において、(1)は電源が印加される入力端子、
(3)は制御用上Φトランジスタで、そのエミッタは入
力端子(1)に接続され、コレクタは出力端子(19)
に接続され、ベースは抵抗(2)を介してエミッタに接
続されると共に、定電流回路(4)と基準電圧源(5)
を直列に介して接地されている。(6)、(7)はベー
スおよびエミッタをそれぞれ共通接続したPNP )ラ
ンジスタで、そのエミッタはPNP )ランジスタ(3
)のベースと抵抗(2)および定電流回路(4)の接続
点に接続され、PNPトランジスタ(6)のベースとコ
レクタは共通接続されている。(8)、(9)はエミッ
タを共通接続し、その接続点をエミッタ抵抗(10)を
介して接地したNPN )ランジスタで、これらは誤差
増幅回路(11)を構成している。そして、とのNPN
 )ランジスタ(8)のコレクタはPNP )ランジス
タ(6)のコレクタに接輯され、NPN)ランジスタ(
8)のベースは定電流回路(4)と基準電圧源(5)の
接続点に接続され、また、NPN)ランジスタ(9)の
コレクタはPNP )ランジスタ(7)のコレクタに接
続され、NPN )ランジスタ(9)のベースは出力端
子(19)と接地(18)間に直列接続された抵抗(1
6)と抵抗(17)の接続点である出力電圧調整端子(
20)に接続されている。そして、この誤差増幅回路(
11)を形成するNPN)ランジスタ(9)とPNP 
トランジスタ(7)によって負荷(21)に印加される
電圧を検出し制御用PNP )ランジスタ(3)のベー
スバイアスを変化して負荷(21)に印加される電圧を
安定化する手段を構成している。
(12)、 (i3)はダーリントン接続された制御用
NPN)ランジスタで、その共通接続されたコレクタは
制御用PNP l−ランジスタ(3)のベースと抵抗(
2)および定電流回路(4)の接続点に接続され、NP
N )ランジスタ(12)のベースはPNP )ランジ
スタ(7)のコレクタに接続され、NPN )ランジス
タ(13)のエミッタは電流検出用の抵抗(14)を介
して接地されている。(15)は電流制限検出用NPN
 )ランジスタで、そのコレクタはPNP )ランジス
タ(7)のコレクタに接続され、NPN )ランジスタ
(15)のベースおよびエミッタは抵抗(14)の両端
に接続されている。(21)は負荷端である出力端子(
19)と接地間に挿入された負荷である。
このように構成された回路の動作は一般によく知られて
いるので、その詳細な説明は省略するが、電流制限検出
用のNPN )ランジスタ(15)のベース・エミッタ
間に電流検出用の抵抗(14)を接続することにより、
この抵抗(14)に流れる電流によって発生した電圧で
、NPN )ランジスタ(15)を1ンさせ、制御用の
NPN )ランジスタ(12)、 (13)へ流れる電
流を押え、ある設定値以上の電流が流れないように電流
制限保護をかけている。
しかしながら、このような電流制限保護回路においては
、電流制限は可能であるが、負荷短絡のような異常な状
態でも、同じ電流制限レベルとなシ、制御用PNP )
ランジスタ(3)のコレクタには、その制限の設定値の
電流のhF1倍の電流が流れることになシ、非常に大き
な電力が印加され、破壊することがあるという欠点があ
った。
〔発明の概要〕
本発明は以上の点に鑑み、このような問題を解決すると
共にかかる欠点を除去すべくなされたもので、その目的
は負荷端短絡時の電流制限を通常とかで〆、また、7温
度変化に対しても安定に動作することができる電流制限
保護回路を提供することにある。
このような目的を達成するため、本発明は電流制限検出
トランジスタのベースを出力電圧調整端子に接続し、コ
レクタを誤差増幅回路のトランジスタのエミッタ抵抗に
接続し、電流制限検出トランジスタのエミッタを抵抗と
、この抵抗に直列接続されたダイオードと抵抗との並列
接続された電流検出回路に接続するゝようにしたもので
ある。
〔発明の実施例〕
以下、図面に基づき本発明の実施例を詳細に説明する。
第2図は本発明による電流制限保護回路の一実施例を示
す回路図である。
この第2図において第1図と同一符号のものは相当部分
を示し、(22)は電流制限検出用のPNP )ランジ
スタ、(23)は制御用のNPN )ランジスタ(13
)のエミッタに接続された電流検出抵抗、(24)はこ
の電流検出抵抗(23)と接地間に順方向に接続された
ダイオード、(25)はこのダイオード(24)に並列
接続された抵抗で、この抵抗(25)と上記電流検出抵
抗(23)およびダイオード(24)によって電流検出
回路(26)を構成している。そして、電流制限検出用
のPNP )ランジスタ(22)のベースは出力電圧調
整端子(19)に接続され、コレクタは誤差増幅回路(
11)を形成するNPN )ランジスタ(8,9)のエ
ミッタ抵抗(10)に接続され、上記電流制限検出用の
PNP )ランジスタ(22)のエミッタは電流検出抵
抗(23)とダイオード(24)を直列に介して接地さ
れている。すなわち、この電流制限検出用のPNP )
ランジスタ(22)のエミッタは電流検出抵抗(23)
と、この電流検出抵抗(23)に直列接続されたダイオ
ード(24)と抵抗(25)の並列接続された電流検出
回路(26)に接続されている。ここで、この抵抗(2
5)は温度変化対策用に設けたものである。
つぎにこの第2図に示す実施例の動作を説明する。
い1、基準電圧源(5)の電圧vrを1.2V 、制御
用NPN )ランジスタ(13)の電流制限値I bm
aXを100mA 、電流検出回路(26)のダイオー
ド(24)の順方向電圧VFを0.8vとすると、電流
検出抵抗(23)の値は電流制限検出用PNP )ラン
ジスタ(22)がオンするだけの電流がエミッタに発生
すればよいので、誤差増幅回路(11)を形成するNP
N )ランジスタ(8)、 (9)のベース・エミッタ
電圧が等しいとし、電流制限検出用PNP )ランジス
タ(22)のオンすべきベース・エミッタ電圧VBEを
o、5vとすると、電流検出抵抗(23)の値は、 ”LmaX 100mA となる。
この電流検出抵抗(23)の90により、過大電流が防
止され、ioomAで電流制限検出用PNP )ランジ
スタ(22)がオンし、そのコレクタ電流が誤差増幅回
路(11)を形成するNPN トランジスタ(8)、(
9)のエミッタ抵抗(lO)に流れ、PNP )ランジ
スタ(6)。
(7)のエミッタ電位を持ち上げ、このPNP )ラン
ジスタ(6)、(7)のコレクタ電流を絞り、制御用N
PN トランジスタ(12)へ流れる電流を押え制御用
NPN )ランジスタ(13)に流れる電流を100m
Aに保持する。
また、負荷端(出力端子(19)と接地(18)間)が
短絡された場合には、出力電圧調整端子(20)がほぼ
接地電位(アース電位)に下がるので、電流制限検出用
PNP )ランジスタ(22)のペース電位も下がるこ
とになり、そのPN’P トランジスタ(22)はオン
状態に移行し、そのコレクタ電流が誤差増幅回路(11
)を形成するNPN )ランジスタ(8)、(9)のエ
ミッタ抵抗(10)に流れ、誤差増幅回路(11)を形
成するNPN l−ランジスタ(8)のエミッタ電位を
上げ、電流を絞っていく。このとき、電流制限検出用時
トランジスタ(22)のコレクタ・エミッタ間電圧VC
,,が動作に必要な電圧として、Vcg=0.15Vと
し、NPN ) 、Fンジスタ(8)のペース・エミッ
タ間電圧VBE (8)を電流が絞られたときVBg(
8)=0.6vとし、ダイオード(24)のそのときの
順方向電圧VFを0.7vとすると、負荷端短絡時の制
限電流は、 と通常の制限レベルの1/20程度と非常に小さく押え
ることができる。
このように、電流検出回路に抵抗だけでなく、ダイオー
ド(24)も用いることにより、電流変化に対して、ダ
イオード(24)の順方向電圧Vyはあまシ変化しない
ことが利用できるため、通常の制限レベル100mAに
対して、負荷端短絡時には5.6mAと約1/2o近く
の小さいレベルに下げられる利点がある。
なお、電流検出用ダイオード(24)に接続している抵
抗(25)は温度変化対策用で、例えば、低温になって
ダイオード(24)の順方向電圧VFが大きく、例えば
、Ta−−50℃に下がると、この順方向電圧VFは1
℃当り約2mV大きくなるので、常温(+5℃)に比し
て約150mVも大きく順方向電圧V、はなる。
そのため、基準電圧源(5)の電圧vrが変化なく12
vとすると、このときの負荷端短絡時の電流制限レベル
は、 Vr−Vaz(81”Vam −vF 9Ω で、平衡するレベルの非常に小さい電流値100μA以
下となってし1い、負荷端短絡がはずれた後、元の状態
に復帰しないおそれがあるが、ダイオード(24)に並
列に抵抗(25)を接続することにより、温度変化など
に関係なく、Vy/抵抗(25)によるプリーダ電流、
例えば、700mV/200Ωなら3.5mA。
500mV/200Ωなら2.5mA 、 850mV
/200Ωなら425mAと必ず流れることになり、ダ
イオード(24)に流れる電流は大きく変化しても抵抗
(25)に流れるプリーダ電流はあまシ変化しないので
、負荷端短絡がはずれた後、元の状態に必ず復帰するこ
とになる。
そして、電流制限検出用のPNP )ランジスタ(22
)のエミッタを制御用NPN )ランジスタ(13)の
ベースへ、または、抵抗を分割した点へ接続することに
より、さらに、電流制限レベルを下げることもできる。
また、上記実施例においては、電流制限検出PNP )
ランジスタ(22)のコレクタを誤差増幅回路(11)
を形成するNPN )シンジスタ(8)、(9)のエミ
ッタに接続したが、これをエミッタ抵抗(10)を分割
して、その分割点へ接続しても同様の利点が得られる。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明によれば、電流制限検出ト
ランジスタのベースを出力電圧調整端子に、コレクタを
誤差増幅のトランジスタのエミッタに、また、電流制限
検出トランジスタのエミッタを抵抗に直列接続されたダ
イオードと抵抗の並列接続された電流検出回路にそれぞ
れ接続することで、負荷端短絡時の電流制限を通常の電
流制限値の10分の1以下の小さいレベルに下げられ、
また、温度変化に対しても安定に動作することができる
ので、実用上の効果は極めて犬である。また、負荷端短
絡時も検出することができ、通常の電流制限機能と負荷
端短絡対策機能を兼ね備えているという点において極め
て有効である。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の電流制限保護回路の一例を示す回路図、
第2図は本発明による電流制限保護回路の一実施例を示
す回路図でるる。 (8)、(9)・・・・誤差増幅トランジスタ、(10
)・・・・エミッタ抵抗、(11)・・・・誤差増幅回
路、(22)・・・・電流制限検出トランジスタ、(2
3)・・・・抵抗、(24)・・・・ダイオード、(2
5)・・・ ・抵抗、(26)・・・・電流検出回路。 代理人大岩増雄 第1図 第2図 手続補正書(自発) 昭和4年3 月28日 特許庁長官殿 1、事件の表示 特願昭58−108636号2、発明
の名称 電流制限保護回路 3、補正をする者 代表者片山仁へ部 4、代理人 明細書の発明の詳細な説明の欄 6、補正の内容 (1)明細書第2頁第15行のrPNP)ランジスタ」
(2)同書第6頁第15行の「端子Hjを「端子−」と
補正する。 (3) 同書同頁第18行〜第7頁第1行の「電流検出
抵抗(ハ)と・・1肋のエミッタは」を削除する。 (4) 同書第11頁第6行の「ベースへ、」を「ペー
スへ」と補正し、かつ「または、・・・点へ」を削除す
る。 以上 特許庁長官殿 1、事件の表示 特願昭58−108636号2、発明
の名称 電流制限保護回路 3、補正をする者 事件との関係 t1゛許出願人 代表者片山仁へ部 4、代理人 と補正する。 以 □

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 電源と負荷との間にエミッタ・コレクタを直列に接続し
    た制御トランジスタと、前記負荷に印加される電圧を検
    出し前記制御トランジスタのベースバイアスを変化して
    前記負荷に印加される電圧を安定化する手段とを備えて
    なる定電圧電源回路において、前記負荷に抵抗を介して
    並列接続された出力電圧調整端子に電流制限検出トラン
    ジスタのベースを接続し、コレクタを誤差増幅回路のト
    ランジスタのエミッタ抵抗に接続し、前記電流制限検出
    トランジスタのエミッタを第1抵抗に直列接続されたダ
    イオードと第2抵抗の並列接続された電流検出回路に接
    続したことを特徴とする電流制限保護回路。
JP58108636A 1983-06-15 1983-06-15 電流制限保護回路 Granted JPS60521A (ja)

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