JPS6084009A - 電子スイツチの保護回路 - Google Patents

電子スイツチの保護回路

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Publication number
JPS6084009A
JPS6084009A JP58192922A JP19292283A JPS6084009A JP S6084009 A JPS6084009 A JP S6084009A JP 58192922 A JP58192922 A JP 58192922A JP 19292283 A JP19292283 A JP 19292283A JP S6084009 A JPS6084009 A JP S6084009A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
transistor
protection circuit
circuit
control
electronic switch
Prior art date
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Pending
Application number
JP58192922A
Other languages
English (en)
Inventor
Kiyoshi Miyamoto
宮本 潔
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Omron Corp
Original Assignee
Tateisi Electronics Co
Omron Tateisi Electronics Co
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Filing date
Publication date
Application filed by Tateisi Electronics Co, Omron Tateisi Electronics Co filed Critical Tateisi Electronics Co
Priority to JP58192922A priority Critical patent/JPS6084009A/ja
Publication of JPS6084009A publication Critical patent/JPS6084009A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/08Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/49Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of a plurality of wire connectors
    • H01L2224/491Disposition
    • H01L2224/4911Disposition the connectors being bonded to at least one common bonding area, e.g. daisy chain
    • H01L2224/49111Disposition the connectors being bonded to at least one common bonding area, e.g. daisy chain the connectors connecting two common bonding areas, e.g. Litz or braid wires

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  • Electronic Switches (AREA)

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】 発明の分野 本発明は検知出力に基づいて直接負荷を制御するように
構成されている光電スイッチや近接スイッチ等の電子ス
イッチの負荷短絡時、又は過電流時における開閉素子の
保護回路に関するものである。
従来技術とその問題点 負荷を直接制御するように構成されている光電スイッチ
や近接スイッチ等の電子スイッチは、検知部とサイリス
ク等のスイッチング素子とを有し、検知出力に基づいて
スイッチング素子が駆動され負荷への電力の供給が制御
されるよう構成されている。ところで事故によって負荷
が内部短絡状態となった場合や誤って負荷を接続するこ
となく電源を直接電子スイッチに接続することがある。
そのような場合にスイッチング素子が閉成されると、ス
イッチング素子に短絡した大電流が流れるため素子が破
壊されたり場合によっては爆発することがあり、人体や
周囲の物を損傷する恐れがあった。
このような問題点を解消するためにスイッチング素子に
直列に過電流検出用の低抵抗を設け、その抵抗の両端の
電圧が一定値以上となれば短絡保護回路を動作させてス
イッチング素子を開放するように制御する種々の保護回
路が提案されている。
しかしこのような保護回路はいずれも電流検出用端子や
検知部の出力に端子を接続しておく必要があり、スイッ
チの各回路部と一体に構成しておく必要があった。その
ため保護回路の構成が複雑になるというという問題点を
有していた。
発明の目的 本発明はこのような従来の保護回路の問題点を解消する
ものであって、電子スイッチに接続し易く容易に用いる
ことができる電子スイッチの短絡保護回路を提供するも
のである。
発明の構成と効果 本発明は電源に直列に接続されて負荷への電力供給を制
御する出力開閉用スイッチング素子をYTする電子スイ
ッチにおいて該スイッチング素子に直列に接続される電
子スイッチの保護回1−りであって、該保護回路の第1
.第2の〃1)早開に接続され、その間への電圧印加時
に導通ずる電流11i11限用I−ランリスクと、電流
制限用トランジスタの制御端子と保護回路の一方の端子
間に接続され、制御端子と一方の端子間を短絡して前記
電流制限用トランジスタを非導通とする制御トランジス
タと、電流制限用トランジスタの近傍に配置された感温
抵抗素子を含み、電流制限用トランジスタの温度上昇に
より前記制御トランジスタの動作感度を高めるべくノパ
イアス電圧を変動せしめる制御トランジスタ用バイアス
回路と、を具備することを特徴とするものである。
このような特徴を有する本発明によれば、電流制限用ト
ランジスタの発熱によって制御トランジスタのバイアス
電圧を変え動作感度を高めるようにしているので、短絡
が起こって電流制限用トランジスタが発熱した場合にそ
の動作を確実に停止させることができる。そして短絡状
態がなくなれば電流制限用トランジスタの発熱もなくな
るので元の状態に自動的に復帰するため使い易い保護回
路となっている。又保護回路自体が二端子回路として形
成されるため部品と同様に扱うことが可能であり、種々
の機種の電子スイッチに容易に適用することがモきる。
そして電子スイッチの他の回路構成がどのようなもので
あってもこの短絡保護回路を負荷開閉素子と直列に接続
することによって確実に短絡保護を行うことが可能であ
る。又多くの電子スイッチに適用できるため大量生産が
可能となり、この保護回路の価格を低減させることも可
能となる。
実施例の説明 第1図は本発明による短絡保護回路の一実施例を示す回
路図である。本図において端子Δ、B間に電流制限用ト
ランジスタ1と抵抗R2,npn型のバイポーラi−ラ
ンリスタ3との直列体と、抵抗R4,R5の直列接続体
とが夫々41う列に接続される。電流制限用トランジス
タ1は例えば電圧によって駆動できる電力用の電界効果
型1−ランリスク(MO3FE’r)を用いる。F E
 i’ l (7)ゲートニはトランジスタ3のコレク
タが接続され、ゲートと端子8間にはFETIのゲート
を保護するためのツェナダイオード6が接続される。抵
抗R4はl−ランリスク3にベースバイアス電圧を与え
るパイアス回路を構成しており、その一方の抵抗R4゜
R5は第2図に示すように所定温度で急激にその抵抗値
が減少するサーミスタ(負特性抵抗急変素子)を用いる
。このように保護回路7は二端子回路網として構成して
いる。そしてサーミスタR4はFETIの温度変化を受
け易い位置に配置しておくものとする。
第3図はこの保護回路7をセラミックハイブリッドIC
として構成した実施例を示す図である。
本図に示すように電流制限用トランジスタであるFET
Iと感熱抵抗素子であるサーミスタR4とを近接し、F
ETIの発熱によってサーミスタR4の抵抗値を変える
ことができるように配置しておくものとする。
第4図は本発明の他の実施例を示す保護回路7“の回路
図である。本図においても電流制限用トランジスタ1と
してFETを用い、そのゲート、ドレイン間にバイアス
用の抵抗R2、ゲート、ソース間にnpn型のバイポー
ラトランジスタ3と保護用のツェナダイオード6とを接
続する。本実施例ではトランジスタ3のバイアス回路に
抵抗R8とR9の直列接続体を用いるが、抵抗R8を通
学の抵抗とし抵抗R9を感熱抵抗とする。この場合抵抗
R9は第5図に温度特性を示すように所定61!L度で
その抵抗値が急激に増加する正特性サーミスタを用いる
ものとする。そして第1実施例と同様に正特性サーミス
タR9を電流制限用のF ETIの発熱を受け易い位置
に配置するようにしておくものとする。
第6図はこの保護回路7又は7“を交流二線式の近接ス
イツチに適用した場合の回路図を示すものである。本図
において端子11.12間にダイオードブリッジ13が
接続され、その正負α11.1間にザージ電圧吸収用の
ツェナダイオード14.スイッチング回路部及び定電圧
回路15が並列に接続される。定電圧回路15はICと
して形成されている検知部であるセンサ回路16にトリ
ガ回路17を介して定電圧を供給するものである。スイ
ッチング回路部は端子11.12間に接続される負荷り
を開閉するサイリスク18と第1図の保護回路6とを直
列に接続して構成される。トリガ回路17にはセンサ回
路16の出力を電流増幅してサイリスク18にゲー)・
信号を与えるトランジスタ19と、電源用コンテンツを
充電するためのトランジスタ20とが設けられる。トラ
ンジスタ20はそのベースがツェナダイオード21を介
して1−ランリスタ19のコレクタに接続され、そのコ
レクタはダイオード22を介してセンサ回路16の電源
入力端Vccに接続される。センサ回路16の電源端子
間にば事情及び電力供給用のコンデンサC23が接続さ
れる。又トランジスタ20のコレクク、エミソク間には
、トランジスタ20のオフ時にセンサ回路16に電源電
圧を与えるだめのバイパス用抵抗R24が接続されてい
る。更にセンサ回路16には検知用コイル25とコンデ
ンサC2らとの共振回路が接続されている。
さて端子If、12間に図示のように交流電源30と負
荷りとを直列に接続する。そうすれば負荷りに微少電流
が流れ交流電源30の交流電圧はダイオードブリッジ1
3によって整流され、定電圧回路15によって所定電圧
の直流電圧に変換され、抵抗R24及びダイオード22
を介してセンサ回路16に電源が供給されると共にコン
デン男C23が充電される。そしてセンサ回路16に接
続されている検知コイル25とコンデンサC2Gによる
共振回路によりセンサ回路16の発振器が発振し、物体
を検知する動作状態となる。この時サイリスク18はオ
フ状態であるが、短絡保護回路7は抵抗R3を介してF
 E T 1のゲーI・にハ・rアス電圧が与えられる
ためF E T lはオン状態となっている。そして物
体の近接により発振状態が変化するとセンサ回路16ば
出力を出し、トランジスタ19がオンとなってサイリス
ク18をトリガする。そうすればサイリスク18がター
ンオンし、ダイオードブリッジ13を介して負荷I、に
電流が供給され負荷りが駆動される。以後の各9・イク
ルにおいてはゼロクロス点を通過すると9′イリスタ1
8は一旦ターンオフするが、1−ランリスタ19及び2
0がオン状口となりコンデンサC23が急速充電され、
ダイオード21のツェナ電圧に達すればトランジスタ2
0がオフとなり、サイリスク1Bがターンオンする。こ
のようにしてセンサ回路16に電源を供給すると共にサ
イリスク18を位相制御している。
さて負荷りに過電流が流れたり、又は負荷を短絡した場
合には保護回路7とサイリスク18に大電流が流れる。
そうすれば保護回路7の端子A。
8間の電圧が上昇し、抵抗R4,R5で分圧されたトラ
ンジスタ3のベース電圧も上昇する。従って短絡電流が
所定値以上となればトランジスタ3がオンとなり、FE
TIのゲート電圧を下げる。
そうすればFETIはオフ状態となり、ダイオードブリ
ッジ13及びサイリスク18を通って流れる短絡電流が
遮断される。同時にFETIに流れ゛る大電流によっ”
ζFETIは発熱し、その熱がサーミスタR4に伝わる
。そしてサーミスタR4の温度が所定値に達すると、第
2図に示す温度特性によってサーミスタR4の抵抗値は
減少しトランジスタ3のベース電位が上昇する。そうす
ればA。
8間に加わる電圧は小さくなっても1−ランリスク3は
オンとなり易い状態となり、トランジスタ3がオンとな
ればFETIはオフとなる。従ってFETIに流れる電
流を飛躍的に少な(することができFETIの破壊や劣
化を防止することが可能となる。又第4図に示した保護
回路7°を用いた場合にも、端子A、B間の電位の上昇
によってトランジスタ3がオンとなりFETIをオフと
する。
そしてFETIに流れる短絡電流によって生じる熱が正
特性サーミスタR9に伝わり、正特性サーミスタR9の
抵抗値が第5図に示す温度特性に従って上昇する。従っ
てトランジスタ3のベース電位が上昇し第1実施例の保
護回路7と同様にトランジスタ3はオンし易い状態とな
る。そのためFETIに流れる電流を同様にして飛躍的
に少なくすることが可能となり、FETIの破壊や劣化
を防止することが可能となる。
尚本実施例は短絡保護回路を交流二線式の近接スイッチ
に通用したものを示したが、光電スイッチ等、他の電子
スイッチに応用することが可能であることはいうまでも
ない。又交流二線式無接点スイッチに限らず、スイッチ
ング素子によって負荷を開閉する種々の電子スイッチに
適用することが可能である。又本実施例は電源として交
流電源を用いているが、直流電源による電子スイッチに
本発明の保護回路を適用することも可能である。
尚本実施例は短絡保護回路のスイッチング素子としてF
ETを用いたものを示したが、例えばダーリントン接続
等によってhfeを大きくしたパワートランジスタを用
いることも可能である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による電子スイッチの保護回路の一実施
例を示す回路図、第2図はその保護回路に用いる負特性
サーミスタの温度特性を示すグラフ、第3図は第1図に
示した保護回路をハイブリッドIC化した場合の構成を
示す配置図、第4図は本発明の他の実施例を示す回路図
、第5図はその実施例に用いられる正特性サーミスタの
温度特性を示すグラフ、第6図ばこれらの保護回路を交
流二線式の近接スイッチに適用した場合の回路図である
。 ■−−−−電界効果型トランジスタFET R2゜R5
、R8−−−−−抵抗 7,7“−一一−−−保護回路
R4−−−−−サーミスタ R9−−−一正特性ザーミ
スク3−−−−−1−ラ7リスク11. 12 −+t
t:1子 13−−−−ダイオードブリッジ 15 =
定電圧回路 16−・−センサ回路 17−−−トリガ
回路 18−・−サイリスク 特許出願人 立石電機株式会社 代理人 弁理士 岡本宜喜((fh1名)第1図 第2図 第4図 第5図

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)電源に直列に接続されて負荷への電力供給を制御
    する出力開閉用スイッチング素子を有する電子スイッチ
    において該スイッチング素子に直列に接続される電子ス
    イッチの保護回路であって、該保護回路の第1.第2の
    端子間に接続され、その間への電圧印加時に導通ずる電
    流制限用トランジスタと、 前記電流制限用トランジスタの制御端子と前記保護回路
    の一方の端子間に接続され、制御端子と前記一方の端子
    間を短絡して前記電流制限用トランジスタを非導通とす
    る制御トランジスタと、前記電流制限用トランジスタの
    近傍に配置された感温抵抗素子を含み、前記電流制限用
    トランジスタの温度上昇により前記制御トランジスタの
    動作感度を高めるべくバイアス電圧を変動せしめる前記
    制御トランジスタ用バイアス回路と、を具備することを
    特徴とする電子スイッチの保護回路。
  2. (2)前記電流制限用トランジスタは電力用電界効果型
    トランジスタであることを特徴とする特許請求の範囲第
    1項記載の電子スイッチの保護回路。
  3. (3)前記制御トランジスタはnpn型バイポーラトラ
    ンジスタであり、前記感温抵抗素子は前記制御トランジ
    スタのコレクタ、ベース間に接続される負特性感温素子
    であることを特徴とする特許請求の範囲第1項又は第2
    項記載の電子スイッチの保護回路。
  4. (4)前記制御トランジスタはnpn型バイポーラトラ
    ンジスタであり、前記感温抵抗素子は前記制御トランジ
    スタのベース、エミッタ間に接続される正特性感温素子
    であることを特徴とする特許請求の範囲第1又は第2項
    項記載の電子スイッチの保護回路。
JP58192922A 1983-10-14 1983-10-14 電子スイツチの保護回路 Pending JPS6084009A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6486710A (en) * 1987-09-29 1989-03-31 Idec Izumi Corp Contactless circuit breaker
EP0454012A2 (de) * 1990-04-27 1991-10-30 Gossen- Metrawatt GmbH Prüfgerät mit einer Gleichstromquelle
US5177659A (en) * 1989-11-17 1993-01-05 Sgc-Thomson Microelectronics S.R.L. Device for protection against the short circuit of an MOS-type power device, with a preset dependance on the temperature at which the power device operates
WO2009117762A1 (en) * 2008-03-28 2009-10-01 Avalon Green Energy Pty Ltd Controlled switching

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