JPS6096918A - 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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JPS6096918A
JPS6096918A JP58205665A JP20566583A JPS6096918A JP S6096918 A JPS6096918 A JP S6096918A JP 58205665 A JP58205665 A JP 58205665A JP 20566583 A JP20566583 A JP 20566583A JP S6096918 A JPS6096918 A JP S6096918A
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transistor
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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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  • Electronic Switches (AREA)
  • 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T r 、のエミッタにエミ
ッタ抵抗R1を挿入し、この両端の電圧VrI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っ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
ょ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Tr1の08時残り電圧Vonは出力電流
値とトランジスタTr1の出力電流容量によるが、今仮
にVonをVon = 0.2 (V ) 、出力電流
l1=150(、、A)とし、これに過電流検出回路を
含め2゜O〔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のベース−エミ
ッタ間電圧Vbeが0.7(V〕以りを検出されるとエ
ミッタ抵抗R,の値は 0.7(V) ■・−エフ2(−口==351j’) となる。また出力電流Iz==150 (mA、:]の
時のエミッタ抵抗R,の両端の電圧Vr1はVr+ =
35 X 0.15 ’= 0.525 (V 〕とな
り、したがってトランジスタTr1 、!:エミッタ抵
抗R1の直列回路の電圧Vxは Vx二Van + Vr、 := 0.2 + 0.5
25 :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時出力残り電圧は3倍以上となり、計算式から明
らかなように出力トランジスタTrlの出力電力容置を
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
はほ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Tr1ノベースー
エミツ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、これによって電子スイッチの過電流
検出用抵抗を小さくし、いきおい電子スイッチとしての
08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
電流を検出しう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10回路lと、このIC回路の出力電流
容量を補うための電流スイッチング素子26たとえば出
力トランジスタとで構成される。そしてそのIC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、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を有しており、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LI、共振、コ
ンデンサC1、感度調整用可変抵抗島2、側路コンデン
サC33、積分コンデンサCxt、電源リセット用コン
デンサCtS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し、に対して金4体が接近捷たは
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より論理りまたは■1の出力が得られる
そして後述する過電流検出回路16は電流スイッチング
素子26と出力コントローラ14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Nf、 l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31〜33と、電流源20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。ダイオード27と
抵抗35により過電圧保護回路18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1
6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は電源である。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42.23と各抵
抗31.33との接続点には接続端子a、c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17の入力端に接続され、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
び過電圧保設回路18がIC化される今、第4図におい
て電流源20からの電流工。をI、=5(μA〕、抵抗
31.33の抵抗値Bit 、Rssを鳥、=a、= 
10 [: KΩ〕とするとノード41および42の電
圧V41およびV411が過電流検出電圧となりその値
はV4+=V4t” Io XRs+= Io X R
55= 5 ×10 :50 (m V )となる。な
ぜならばノード41.42ともにオーブンのばあい、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R1に接続された
ばあい、この抵抗の両端に発生する電圧が50(mV)
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24と25のバランスがくずれ、ノード4
6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の出力はたとえば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。このため抵抗式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。
さらに抵抗式の電圧が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R7の両端に生じる電圧が50〔mV)
を越えたとき、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。カレントソースの出力形式の例
を第5図に示す。この図においては外部接続用端子Cが
使用される。
また第6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図に示す回路と異なる
点は電流スイッチング素子26をPNP形トランジスタ
により構成したことであるなお第7図はカレントミラー
回路の変形例を示すもので同図(atに対して同図1b
lおよびtelに示す変形例がよく知られている。
第4図において検出電圧を50(mV)とし、避電流を
200 [m A )とすると抵抗R1はとなり、した
がって出力電流11=l 5 Q (m A )におけ
る出力端子におけるON時残り電圧VxはVx二Von
 +Vr、=−0.2 + 0.25 X O,15:
0.2 + 0.0375二0.2375 (V )と
なり、従来のものに比し大きな改善が見られるこの計算
例から明らかなように従来堡ではトランジスタTrlの
ON時残り電圧Vanに比し抵抗口。
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R4の両端電圧VrIの方がトランジスタ2
6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詩残り電圧Von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図はカレン
トミラー回路の変形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、14
・・・出力コントローラ、し、・・・検出フィル、R2
,・・・可変抵抗、C1・・・共振コンデンサs C1
4・・・積分コンデンサ、C2,・・・コンデンサ、1
6・・・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、31.33.35.36・
・・抵抗、也°°°抵抗、41.42・・・ノード、4
6・・・出力ノード。 特許出願人 山弐ノ1ネウエル株式会社第4図 第6図 第6図 第7図 (a) 手続補正書(方式) %式% 2、発明の名称 電子スイッチの過電流検出回路 3、補正をする者 名 称(666)山武ハネウェル株式会社5、補正命令
の日付 昭和59年1月31日

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 11)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し、また電源
    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、さらに両トランジスタのコレクタ
    を電流源を介して接続するとともに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接続し、また電
    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
    を接続し、さらに両トランジスタのコレクタをたがいに
    接続し、上記$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
    ように接続し、上記第1および第2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。 (2)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保護
    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。
JP58205665A 1983-10-31 1983-10-31 電子スイツチの過電流検出回路 Granted JPS6096918A (ja)

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