JPS6084010A - 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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JPS6084010A
JPS6084010A JP58192924A JP19292483A JPS6084010A JP S6084010 A JPS6084010 A JP S6084010A JP 58192924 A JP58192924 A JP 58192924A JP 19292483 A JP19292483 A JP 19292483A JP S6084010 A JPS6084010 A JP S6084010A
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JP
Japan
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circuit
voltage
turned
transistor
current
Prior art date
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Pending
Application number
JP58192924A
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English (en)
Inventor
Kiyoshi Miyamoto
宮本 潔
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Omron Corp
Original Assignee
Tateisi Electronics Co
Omron Tateisi Electronics Co
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Publication date
Application filed by Tateisi Electronics Co, Omron Tateisi Electronics Co filed Critical Tateisi Electronics Co
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Priority to EP84112423A priority patent/EP0147551B1/en
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Priority to DE8484112423T priority patent/DE3481107D1/de
Priority to AT84112423T priority patent/ATE49683T1/de
Publication of JPS6084010A publication Critical patent/JPS6084010A/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
    • H03K17/082Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage by feedback from the output to the control circuit
    • H03K17/0824Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage by feedback from the output to the control circuit in thyristor switches
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/18Modifications for indicating state of switch
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/94Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the way in which the control signals are generated
    • H03K17/941Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the way in which the control signals are generated using an optical detector
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/94Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the way in which the control signals are generated
    • H03K17/945Proximity switches

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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 本発明は負荷と電源間に直列に接続され検知出力に基づ
いて直接負荷を制御するように構成されている二線式の
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、又は過電流時におり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ζいる光電スイッチ
や近接スイッチ等の二線式電子スイッチは、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 本発明は負荷及び電源に直列に接続され′ζ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負荷及び電源に直列に接続され
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
通する電流制限用トランジスタと、第1.第2の端子間
に接続される抵抗分割回路をバイアス回路として有し、
電流制限用トランジスタの制御端子と第2の端子間に接
続され制御端子と第2の端子間を短絡する制御トランジ
スタと、第1の端子と制御トランジスタの制御端子間に
接続され抵抗分圧回路に流れる電流に基づいて動作し、
制御トランジスタを導通状態に保つサイリスクと、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
ランジスタに流れる電圧が所定値となれば内部の制御ト
ランジスタがオンして直ちに電流制限用トランジスタを
オフすることができ、以後その制御トランジスタはオン
し易い状態となるので電流制限用トランジスタを確実に
オフ動作させることができ短絡電流を制限することが可
能である。又本発明による保護回路自体は二端子回路と
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組み込んで容易に使用す
ることができる。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及び
電源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
るため大量化度が可能となり、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A、 8間に電流制限
用トランジスタ1と、抵抗R2,1−ランジスク3の直
列接続体と、抵抗R4,R5゜R6の直列接続体とが夫
々並列に接続される。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トランジ
スタ(MOSFET)を用いる。FETIのゲートには
トランジスタ3のコレクタが接続され、ゲートと01i
l −j’B間にはFETIのゲートを保護するための
ツェナダイオード7が接続される。トランジスタ3は短
絡時にFETIをオフさせるものであっζ、)、b容性
を高めるためにスイッチング用の1−ランリスクが用い
られる。抵抗R4,R5とRGから成る分圧回路はトラ
ンジスタ3にペースバイアス電月:を与えるものであり
、抵抗R4,R5の両端間にはその間をバイパスするた
めの抵抗R8とサイリスク9との直列接続体がダイオー
ド−10を介し゛(接続されている。サイリスク9のゲ
ー1−は抵抗1ン4、R5の共通接続点に接続されてお
り、抵抗【ン5を流れる電流が所定値以上となった時に
サイリスク9がターンオンする。抵抗R8とサイリスク
9には更に並列に抵抗R11とコンデンサC12とが接
続される。抵抗R11はコンデンサCI2を早く充電す
るため比較的小さい抵抗値のものが選ばれる。コンデン
サCI2は端子A、B間のゼロクロス点においてサイリ
スタ9を保持する保持電流を供給するためのコンデンサ
であり、このコンデンサCI2に並列にツェナダイオー
ド13が接続されている。このように保護回路14は二
端子回路網として構成されている。
第2図はこの保護回路14を交流二線式の近接スイッチ
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21.22間にはダイオードブリッジ23が接続
され、その正負端間にザージ電圧吸収用のツェナダイオ
ード24が接続され、そのカソード端に前述した保護回
路14の端子Aが接続され、端子Bとアース間に負荷り
を開閉するサイリスタ25と定電圧回路26とが並列に
接続される。定電圧回路26はICとして形成されてい
る検知部であるセンサ回路27にトリガ回路28を介し
て定電圧を供給するものである。トリガ回路28にはセ
ンサ回路27の出力を電流増幅してサイリスタ25にゲ
ート信号を与えるトランジスタ29と、電源用のコンデ
ンサを充電するためのトランジスタ30とが設けられる
。l・ランリスタ30はそのベースがツェナダイオード
31を介してトランジスタ29のコレクタに接続され、
そのコレクタはダイオード32を介してセンサ回路26
の電源入力端Vccに接続される。センサ回路26の電
源端子間には平滑及び電力供給用のコンデンサC33が
接続される。又トランジスタ30のコレクタ、エミソク
間には、トランジスタ30のオフ時にコンデンサC33
を充電してセンサ回路36に電源電圧を与えるためのバ
イパス用抵抗R34が接続されている。更にセンサ回路
27には検知用コイル35とコンデンサC36との共振
回路が接続されている。
さて端子2.1.22間に図示のように交流電源40と
負荷りとを直列に接続する。そうすれば負荷l、に微少
電流が流れ交流電源40の交流電圧はダイオードブリッ
ジ23によって整流され、定電圧回路26によって所定
電圧の直流電圧に変換され抵抗R34及びダイオード3
2を介してセンサ回路27に電源が供給されると共にコ
ンデンサC33が充電される。そしてセンサ回路27に
接続されている検知コイル35とコンデンサC36によ
る共振回路によりセンサ回路27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25は
オフ状態であるが、短絡保護回路14は抵抗R2を介し
てFETIのゲートにバイアス電圧が与えられ□るため
FETI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27は出力を出し
、トランジスタ29がオンとなってサイリスタ25をト
リガする。そうすればサイリスタ25がターンオンし、
ダイオードブリッジ23を介して負荷りに電流が供給さ
れ負荷りが駆動される。以後の各サイクルにおいてはゼ
ロクロス点を通過するとサイリスタ25は一旦ターンオ
フするが、トランジスタ29及び30がオン状態となり
コンデンサC33が急速充電され、ツェナダイオード3
1のツェナ電圧に達すればトランジスタ30がオフとな
り、サイリスク25がターンオンする。このようにして
センサ回路27に電源を供給すると共にサイリスク25
を位相制御している。
さて負荷りに過電流が流れたり、又は負荷りを短絡した
場合には保護回路14とサイリスク25に大電流が流れ
る。そうすれば第1図の保護回路においてFETIのド
レイン・ソース間の電圧が上昇し、抵抗R4,R5,R
6で分圧されているトランジスタ3のベース電圧も上昇
する。そしてその短絡電流が所定値以上となれば直ちに
トランジスタ3がオンし、FETIのゲート電圧が下が
ってFETIはオフ状態となり、ダイオードブリッジ2
3及びサイリスタ25を通って流れる短絡電流が遮断さ
れる。ここでサイリスク9の回路がなければ端子A、B
間に得られる電圧の変動のためにゼロクロス点となれば
トランジスタ3がオフとなり、ゼロクロス点を越えて再
び短絡電流が流れ始めて1−ランリスタ3がオンしF 
E T lをオフさせるまでの間FETIはオンするこ
ととなる。
従ってFETIには交流の半サイクル毎に断続的に相当
大きな大電流が流れてFETIが発熱し破壊や劣化を起
こすこともあり得る。そこでトランジスタ3をオフした
後抵抗R4,R5,R6で分圧された電圧によって抵抗
R5の両端電圧が一定以」二となると、サイリスタ9を
オンさせるようにしている。そうすればl・ランリスク
3のベース電圧は抵抗R4,R5と抵抗R8との並列抵
抗によって定まる値となり、ベース電圧が上昇しi・ラ
ンリスク3のオフ時間が端子A、B間の端子電圧のゼロ
クロスf1近に限られて短くなる。更に交流電圧のゼロ
クロス点で端子A、B間の電圧が0となってもサイリス
タ9には抵抗R11,R8を介してコンデンサC12の
放電電流が流れサイリスク9をオン状態に保つ。尚抵抗
R8は一定時間、保持電流が流せるように比較的抵抗値
が大きい抵抗を用いるものとする。従って短絡した次の
半サイクルからトランジスタ3のベースハイアス抵抗は
最初の状態よりも小さくなり、端子A、B間の電圧がわ
ずかに上昇した時点でトランジスタ3がオンとなりFE
TIをオフとする。従ってFETIに流れる電流を飛躍
的に少なくすることができFETIの発熱を押さえるこ
とが可能となる。更に負荷りやダイオードブリッジ23
.サイリスク25に短絡電流が殆ど流れないため各回路
を保護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
に適用したものを示したが、光電スイ。
千等、他の二線式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。この場
合にはこの保護回l?δが動作すると端子A、B間には
電圧がかかるために1〜ランジスタ3はオン状態を続け
るごととなる。
従ってFETIは電源を遮断しない限りオンになること
はないのでコンデンサC12による保持電流供給回路を
接続する必要はない。
尚本実施例は短絡保護回路の電流制限用素子としてFE
T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1ife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図はその保護回路を交流二線式の
近接スイッチに適用した状態を示す回路図である。 1−一−−電界効果型トランジスタFET 3−−−−
−−トランジスタ 9−−−−−−−サイリスタ R2
,R4、R5,R6,R8,R11,R34−−−−−
抵抗C] 2 、C36−−−−−コンデンサ 1 、
l−−一−−・・短絡保護回路 21 、 22−−−
−−一端子 23−−−−−ダイオードブリッジ 25
−−−−−−−サイリスタ 26−−−−−一定電圧回
路 27−−−−−−−センサ回路 28−−−− )
リガ回路 特許出願人 立石電機株式会社 代理人 弁理士 岡本宜喜(他1名) 第1図 4

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)負荷及び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負荷及び電源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、 前記第1.第2の端子間に接続される抵抗分割回路をバ
    イアス回路として有し、前記電流制限用トランジスタの
    制御端子と前記第2の端子間に接続され制御端子と前記
    第2の端子間を短絡する制御トランジスタと、 前記第1の端子と前記制御トランジスタの制御端子間に
    接続され前記抵抗分圧回路に流れる電流に基づいて動作
    し、前記制御トランジスタを導通状態に保つサイリスタ
    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。
JP58192924A 1983-10-14 1983-10-14 電子スイツチの保護回路 Pending JPS6084010A (ja)

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JP58192924A JPS6084010A (ja) 1983-10-14 1983-10-14 電子スイツチの保護回路
EP84112423A EP0147551B1 (en) 1983-10-14 1984-10-15 Electronic switching device
US06/660,675 US4710699A (en) 1983-10-14 1984-10-15 Electronic switching device
DE8484112423T DE3481107D1 (de) 1983-10-14 1984-10-15 Elektronische schaltungsanordnung.
AT84112423T ATE49683T1 (de) 1983-10-14 1984-10-15 Elektronische schaltungsanordnung.

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JP58192924A JPS6084010A (ja) 1983-10-14 1983-10-14 電子スイツチの保護回路

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JPS6084010A true JPS6084010A (ja) 1985-05-13

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JP58192924A Pending JPS6084010A (ja) 1983-10-14 1983-10-14 電子スイツチの保護回路

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