JPS6096917A - 電子スイツチの過電流検出回路 - Google Patents

電子スイツチの過電流検出回路

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JPS6096917A
JPS6096917A JP58205663A JP20566383A JPS6096917A JP S6096917 A JPS6096917 A JP S6096917A JP 58205663 A JP58205663 A JP 58205663A JP 20566383 A JP20566383 A JP 20566383A JP S6096917 A JPS6096917 A JP S6096917A
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JP58205663A
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Ikuo Nishimoto
育夫 西本
Shinichi Kuno
久野 真一
Shigeru Aoshima
滋 青島
Giichi Kawashima
川島 義一
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Azbil Corp
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Azbil Corp
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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
    • H03K17/0826Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage by feedback from the output to the control circuit in bipolar transistor switches

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  • Protection Of Static Devices (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】 この発明は電子スイッチたとえば近接スイッチの過電流
検出回路に関するものである。
従来この種の過電流検出回路は第1図および第2図に示
すように出力トランジスタTriのエミッタにエミッタ
抵抗R1を挿入し、この両端の電圧v1を過電流検出用
のトランジスタTr2によって検出し、これにより過電
流を検出するのがもつとも簡単な方法であり、かつひじ
ように多くの用途に使用されている。この方法は簡単に
実現しうる反面ON時の出力端子残り電圧がひじように
大きくなってしまう欠点を有していた。すなわちトラン
ジスタTriのON時残り電圧Yonは出力電流値とト
ランジスタTriの出力電流容量によるが、今仮にWo
nをVan = 0.2 (V ) 、出力電流It=
150(mA)とし、これに過電流検出回路を含め、2
00(mA)以上の電流が流れたとき、これを過電流と
する。そしてトランジスタTr2 (7)ベース−エミ
ッタ間電圧Vbeが0.7(V)以上検出されるとエミ
ッタ抵抗R1の値は となる。また出力電流I t=150 (’roA )
の時のエミッタ抵抗R1の両端の電圧VrlはVrl 
= 35 X O,15’= 0.525 (V )と
なり、したがってトランジスタTrlとエミッタ抵抗8
.1の直列回路の電圧Vxは Vx : Yon + Vrl:0.2 +0.525
 = 0.725 (V)となる。このように過電流検
出回路が挿入されたことにより、電子スイッチとしての
ON時残り電圧は3倍以上となり、「I算式から明らか
なように出力トランジスタTriの出力電力容量を大き
くして、そのON時出力残り電圧Vonをいくら小さく
しても過電流検出回路を含めたON時出力残り電圧はは
とんど低下しないという欠点があった。
また従来の過電流検出回路においてはトランジスタTr
iのベース−エミッタ間電圧が過電流検出電圧であった
ために大きな負の温度係数を有していた。
この発明はこのような従来の欠点を解消しようとするも
ので、この発明の第1の目的はトランジスタのベース−
エミッタ間電圧により過電流を検出するものに比し、検
出電圧を小さくし、これによって電圧スイッチの過電流
検出用抵抗を小さくし、いきおい電子スイッチとしての
ON時残り電圧を小さくしようとするものである。
またこの発明の第2の目的は同一の過電流検出回路によ
りカレントシンクおよびカレントソース両出力形式の過
電流を検出しつるようにするものである。
以下図によってこの発明の一実施例について説明する。
第3図はこの発明における過電流検出回路を近接スイッ
チに適用したばあいの回路図で、この近接スイッチ10
は近接センサ用IO回路1と、このl01il路の出力
電流容量を補うための電流スイッチング素子26たとえ
ば出力トランジスタ26とで構成される。そしてそのI
O回路1は内部に発振回路2、コンパレータ3、積分回
路4、コンパレータ5、出力回路6、定電圧回路7およ
び電源リセット回路8、出力コントローラ14および過
電流検出回路16を有1イおt)−出力回路6、電源リ
セット回路8および出力コントローラ14により電子ス
イッチコントローラ17が構成される。また検出コイル
LX、共振コンデンサc1、感度調整用可変抵抗R22
、側路コンデンッc23、積分コンデンサ024、電源
リセット用コンデンサ025および負荷9などが外付け
される。
したがって検出コイルL1に、対して金属体が接近また
は離間することにより発振回路2が発振を開始または停
止し、出力回路6より論理LtたはHの出力が得られる
そして過電流検出回路16は電流スイッチング素子26
と電源リセット回路8との間に設けられている。
第4図はこの発明の要部を示す回路図で、基本的に4個
のトランジスタすなわち第1のトランジスタ22、第2
のトランジスタ23、第3のトランジスタ24および第
4のトランジスタ25と、抵抗31〜34と、電流源2
oとからなるブロックにより過電流検出回路16が構成
される。そしてトランジスタ12.24のベース電流の
影響を減少させるためトランジスタ29が設ケラれてい
る。ダイオード27と抵抗35により過電圧保護回路1
8が構成され、ノード41に大きな電圧が加わったばあ
いに過電流検出回路16を保護する。この過電圧保護回
路はカレントシンク用のものであるが、ダイオード28
および抵抗36で構成される回路はカレントソース用の
過電圧保護回路である。19け電源である。なお電流ス
イッチング素子26は負荷9に流れる電流を制御するも
のでたとえばトランジスタにより構成される。各トラン
ジスタ22,23.24.25と各抵抗31.32.3
3.34との接続点には接a端子a。
b、c、dが引出され、トランジスタ24と25との接
続点に信号出力端子Gが設けられ、この出力端子はさら
にトランジスタ26を制御するコントローラ170入力
端に接続され、これによってコントローラ17の出力状
態を制御するようにされている。なお第4図において過
電流検出回路16および過電圧保護回路18がIO化さ
れる。
今、第4図において電流源20からの電流I0をI Q
=5 (μA〕、抵抗30〜34の抵抗値几30〜几3
4をR30〜R34=10(KΩ〕とすると、ノード4
1および42の電圧V41およびV42が過電流検出電
圧となりその値はV41=: V 42 = I OX
 R,30〜H,34= 5 X 10 = 50[:
mV)となる。なぜならばノード41.42ともにオー
プンのばあい、トランジスタ24と25がバランスして
おり、出力ノード46は臨界状態にある。
今、ノード41が出力電流検出用抵抗[11に接続され
たばあい、この抵抗の両端に発生ずる電圧が50 (m
 V )より小さいと、抵抗35を通じノード41から
抵抗R1の方へ電流が流れ出し、このため抵抗32に流
れる電流が減少し、トランジスタ25のエミッタ電圧が
下がり、トランジスタz4と25のバランスがくずれ、
ノード46の電位はLとなる。このとき電子スイッチコ
ントローラ17の出力はたと光ばHとなり、電流スイッ
チング素子26はオン状態にある。
また何らかの原因で電流スイッチング素子26に流れる
電流が所定の値を越えると抵抗R1の両端に生じる電圧
が50(mV)を越え、ノード46の電圧はHとなる。
このとき電子スイッチコントローラ17の出力はたとえ
ばしとなり、電流スイッチング素子26は実質的にオフ
状態となる。
このため抵抗1’L1に流れる電流は減少し、いきおい
ノード41の電位が下り、ノード46の電位も下る。や
がてノード46の電位がLに反転す・ると電子スイッチ
コントローラ17の出力はHとなり、電流スイッチング
素子26はオンとなる。
さらに抵抗比lの電圧が50(mV)のときは抵抗35
には電流が流れず、これがスレッシュホールド電圧とな
る。
このように抵抗R1の両端に生じる電圧が50(m V
 )を毬えたとき、過電流検出回路16がその点を検出
する。
以上の説明はカレントシンクの出力形式の例であるが、
カレントソースの出力形式のばあいにもノード46は過
電流検出時にHとなる。カレントおいて外部接続用端子
aid第4図に示したものに対して対角線との接続点か
ら引出されている。
また第6図に示すものは第4図と同様にカレントシンク
の出力形式の回路であるが、第4図と異なる点は外部接
続用端子aを利用していることである。
さらに第7図に示すものは第5図と同様にカレントソー
スの出力形式の回路であるが、第5図と異なる点は外部
接続用端子dを利用していることである。すなわち第7
図に示すものは外部接続用の端子を第6図に示したもの
に対して対角線上の接続点から引出したものである。
第4図におりて検出電圧を50 (m V )とし、過
電流を200(mA)とすると抵抗R1はとなり、した
がって出力電流I t:=−150(mA〕における出
力端子におけるON時残り電圧Vxは VX :、Vnn −1−VR,1== n 9 −1
− 0 9!’; X n 1g= 0.2 +0.0
375 = 0.2375 (V )となり、従来のも
のに比し大きな教養が見られるこの計算例から明らかな
ように従来例ではトランジスタTriのON時残り電圧
Wonに比し抵抗几1の両端電圧Vrlがかなり大きか
ったが、この発明によれば抵抗R1の両端電圧Vrlの
方が電流スイッチング素子26のON時残り電圧Von
に比しかなり小さくなり、したがってON時残り電圧V
onを小さくするように容量の大きなトランジスタを使
用すればさらに出力端子ON時残り電圧Vxを小さくす
ることも可能である。
【図面の簡単な説明】
第1図および第2図は従来の過電流検出回路を示す回路
図、第3図はこの発明における過電流検出回路を近接ス
イッチに適用したばあいのブロック図、第4図はこの発
明における過電流検出回路の一実施例を示す回路図、第
5図はこの発明の第2の実施例を示す回路図、第6図は
この発明の第3・の実施例を示す回路図、第7図はこの
発明の第4の実施例を示す回路図である。 1・・・IC回路、2・・・発振回路、3・・・コンパ
レータ、4・・・積分回路、5・・・コンパレータ、6
・・・出力回路、7・・・定電圧回路、8・・・電源リ
セット回路。 9・・・負荷、10・・・スイッチ、Ll・・・検出コ
イル、R,22・・・可変抵抗、C1・・・共振コンデ
ンサ、C24・・・積分コンデンサ、025・・・コン
デンサ、16・・・過電流検出回路、17・・・電子ス
イッチコントローラ、18・・・過電圧保護回路、19
・・・電源、20・・・電流源、22〜25・・・トラ
ンジスタ、26・・・電流スイッチング素子、27・・
・ダイオード、28・・・ダイオード、29・・・トラ
ンジスタ、31〜36・°。 抵抗、R1・・・抵抗、41.42・・・ノード、46
・・・出力ノード。 特許出願人 山武ハネウェル株式会社 第4図 第5図 第60 −−−−−−−」 第7面 Q −八一−−一一一

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (1) 電源に対して負荷と、この負荷に流れる電流を
    制御する電流スイッチング素子と、過電流検出抵抗を順
    次直列に接続し、また電源の一方の端子に対して第1の
    トランジスタのエミッタを抵抗を介して接続するととも
    に、電源の他方の端子に対して第2のトランジスタのエ
    ミッタを抵抗を介して接続し、かつ両トランジスタのコ
    レクタを電流源を介してたがいに接続し、また電源の一
    方の端子に対して第3のトランジスタのエミッタを抵抗
    を介して接続するとともに、′2に源の他方の端子に対
    して第4のトランジスタのエミッタを抵抗を介して接続
    し、かつ両トランジスタのコレクタをたがいに接続し、
    上記第1のトランジスタと上記第3のトランジスタとを
    、また上記第2のトランジスタと上記第4のトランジス
    タとをそれぞれカレントミラー回路を構成するように接
    剥し、上記第1、第2、第3および第4のトランジスタ
    と上記各抵抗との接続点から接続端子を引出し、この端
    子を上記電流スイッチング素子と上記過電流検出抵抗と
    の接続点に選択的に接続するとともに上記第3のトラン
    ジスタと上記第4のトランジスタとの接続点に信号出力
    端子を設け、この出力端子を上記電流スイッチング素子
    を制御するコントローラの入力端に接続し、このコント
    ローラの出力状態を制御することを特徴とする電子スイ
    ッチの過電流検出回路。 12) 上記各接続端子の中の1つと上記過電流検出抵
    抗と上記電流スイッチング素子との接続点間に過電圧医
    護回路を接続した特許請求の範囲第1項記載の電子スイ
    ッチの過電流検出回路。 (3) 上記各接続端子の中、たがいに対角線上の接続
    点から外部接続用の端子を引出した特許請求の範囲第1
    項記載の電子スイッチの過電流検出回路
JP58205663A 1983-10-31 1983-10-31 電子スイツチの過電流検出回路 Granted JPS6096917A (ja)

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