JPS6096921A - 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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JPS6096921A
JPS6096921A JP58205668A JP20566883A JPS6096921A JP S6096921 A JPS6096921 A JP S6096921A JP 58205668 A JP58205668 A JP 58205668A JP 20566883 A JP20566883 A JP 20566883A JP S6096921 A JPS6096921 A JP S6096921A
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JP58205668A
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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Trlのエミッタにエミッタ
抵抗几、を挿入し、この両端の電圧V「、を過電流検出
用のトランジスタTry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
じように多くの用達に使用されている。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TrlのONM残り電圧Wonは出力電流値
とトランジスタTrlの出力電流容量によるが、今仮に
VonをVon = 0.2 (V )、出力電流It
=1501:mA)とし、これに過電流検出回路を含め
200(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)以上を検出されるとエミッ
タ抵抗島の値は 0.7(V)− R,=−一〇]■−35〔Ω〕 となる。また出力電流11=150 CmA )の時の
エミッタ抵抗R,の両端の電圧Vr1はVrs =35
 xo、15 ’q O,525(V )となり、した
がってトランジスタTrQ 、!:エミッタ抵抗R1の
直列回路の電圧Vxは Vx:Von + Vr、 :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の出力電力容量を大
きくして、そのON時出力残し電圧Van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TrI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く比し、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lO
は近接センサ用IC回路lと、このIC回路の出方電流
容量を補うための電流スイッチング素子26たとえば出
方トランジスタとで構成される。そしてそのIO回路1
は内部に発振口M2、コンパレータ3、積分回路4.コ
ンパレータ5、出力回路6、定電源回路7、電源リセッ
ト回路8、出力コン)o−ラ14および過電流検出回路
16を有しており、出方回路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。また検出コイルし1、共振コン
デンサC1、感度調整用可変抵抗RtR,側路コンデン
サC13、積分コンデンサC24、電源リセット用コン
デンサCta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L、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より論理りまたはH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17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32.34と、電流源2
oと、トランジスタ21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3
5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
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24.25と各抵抗3
2.34との接続点には接続端子す、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電流スイッチング素子2
6を制御するコントローラ17の入力端に接続され、こ
れによってフン)o−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IC化される。
今、第4図において電流源20からの電流I。をl0=
=5[μA〕、抵抗32.34の抵抗値も、、 R84
をR,5t=Rs<= 10 (KΩ〕とするとノード
41および42の電圧V41およびv4.が過電流検出
電圧となりその値は■41 ”V4t” Io xR3
t” I6 xR,== 5 X 10 =50(mV
)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ル、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a1
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Lとなり、電流ライ4チング素子26は実質的にオフ
状態となる。このため抵抗R,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の電位がし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R8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R,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d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talに対して同図+b
lおよびtc)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、過電流を
200〔mk〕とすると抵抗R3はn、、=−’見二人
=0.25〔Ω〕 0mA となり、したがって出力電流It:150 (mA)に
おける出力端子におけるON時残り電圧VxはVX =
Von + Vrl :0.2 + 0,25 X O
,15= 0.2 + 0.0375 = 0.237
5 (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例ではトラン
ジスタTr1のON時残り電圧Wonに比し抵抗R3の
両端電圧Vrlがかなり大きかったが、この発明によれ
ば抵抗島の両端電圧vrlの方が電流スイッチング素子
26のON時残り電圧Vanに比しかなり小さくなり、
したがってON時残り電圧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O
N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、・・・検出コイル、鳥、
・・・可変抵抗、Ol・・・共振コンデンサ、C!4・
・・積分コンデンサ、On・・・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、21〜25・・・トランジスタ、26・
・・電流スイッチング素子、27・・・ダイオード、2
8・・・ダイオード、32.34,35・・・抵抗、B
、・・・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41図 第50 第6図 第7図 (+3) 手−統補正書(方式) %式% 1、事件の表示 特願昭58−205668号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 5、補正命令の日付 7、補正の内容 図面の浄書(内容に変更なし)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (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し、かつその
    コレクタを電流源を介して電源の他方の端子に接続し、
    また電源の一方の端子に対して第2のトランジスタのエ
    ミッタを接続し、かつ電源の他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、さらに両トランジス
    タのコレクタをたがいに接続し、また電源の一方の端子
    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、かつ電源の他方の端子に対して第5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たがいに接続し、上記第1のトラン
    ジスタ、第2のトランジスタおよび第4のトランジスタ
    を、tた上記第3のトランジスタと第5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4および第5のトランジスタと上記各抵抗
    との接続点から接a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4のトランジスタと上記
    第5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tJ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. (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。
JP58205668A 1983-10-31 1983-10-31 電子スイツチの過電流検出回路 Granted JPS6096921A (ja)

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