JPS6129008B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は状態検出の可能な定電流回路に関す
る。

従来の一般的な定電流回路として、トランジス
タとツエナー・ダイオードとの組合わせによるも
のが多く用いられている。その代表的な定電流回
路は、普通、第１図の回路図に見られるように構
成されている。図において、１は電池、２は負
荷、３はトランジスタ、４はツエナー・ダイオー
ドを示している。この回路が正常に動作するため
には、ツエナー・ダイオード４によつて決まるツ
エナー電圧Ｖ_Zと、トランジスタ３のコレクタ−
エミツタ間の飽和電圧Ｖ_CE（sat）と、負荷２の
動作電圧Ｖ_Lによつて定まる最低限の動作電圧が
電源から与えられねばならない。このような定電
流回路が電池を電源とする移動用機器等に使用さ
れる場合には、常時、電池の電圧をメータ等によ
り監視し、予め設定した電圧迄低下すると電池を
新品に交換、または充電するという方法がとられ
てきた。しかし乍ら、この方法では、電池の電圧
低下のみによつて電池の交換時期を決めるため
に、回路のバラツキや最小動作電圧時における温
度変化等に対処することが困難であり、従つて、
従来は予めバラツキ等の最悪値を考慮した最小電
圧値を設定しておき、電池電圧がその値に達した
とき早めに電池を交換、または充電するという処
置をとつてきた。結果として、なお使用に相当の
余裕を残しながら電池を交換、または充電せねば
ならないという欠点があつた。

本発明の目的は、定電流回路が正常な定電流動
作をしなくなる直前の状態を検出することによつ
て、電池の能力を最大限に生かし、電池の交換や
充電の頻度を減らすようにした経済的な定電流回
路を提供するにある。

本発明によれば、抵抗、または定電流源と、ツ
エナー・ダイオードとを定電圧源として、トラン
ジスタのベースに接続し、該トランジスタのエミ
ツタに接続された抵抗の両端電圧と前記ツエナー
電圧とを比較して前記トランジスタのコレクタ電
流を制御する定電流回路において、前記ツエナ
ー・ダイオードのカソードに検出用トランジスタ
のベース−エミツタを直列に接続し、該検出用ト
ランジスタのコレクタ電流の変化により前記定電
流回路の動作状態を検出するようにしたことを特
徴とする動作状態の検出可能な定電流回路が得ら
れる。

以下に実施例を挙げ、図面を参照して、本発明
を詳細に説明する。まず、第２図は、赤外線警戒
装置の送光器として、赤外線発光ダイオードを定
電流状態で駆動する回路である。図において、１
１は電源の電池、１２は定電流回路の負荷となる
赤外線発光ダイオード、１３は定電流動作をする
トランジスタ、１４および１５は定電圧源を構成
するツエナーダイオードと抵抗、１６は電流制限
抵抗、１７は検出用トランジスタ、１８は電池交
換の表示点を決定する抵抗、１９は検出表示用発
光ダイオードである。このような構成において、
赤外線発光ダイオード１２が定電流駆動される印
加電圧Ｖの条件は、 Ｖ_D＋Ｖ_CE（sat）＋Ｖ_Z−Ｖ_BE＝Ｖ＜Ｖ_B となる。ここで、Ｖ_Dは発光ダイオード１２の順
方向電圧、Ｖ_Zはツエナー電圧、Ｖ_CE（sat）およ
びＶ_BEはトランジスタ１３のコレクタ−エミツタ
間飽和電圧およびベース エミツタ間電圧、Ｖ_B
は電池電圧である。これはトランジスタ１３が電
流増巾機能を持つ領域と一致しており、従つてＶ
≧Ｖ_Bの条件下ではトランジスタ１３は飽和して
しまい発光ダイオード１２の電流はＶ_Bにほぼ比
例して低下する。

次に各部の動作について説明すると、平常時、
即ちＶ＜Ｖ_Bのとき、抵抗１５に流れる電流はツ
エナーダイオード１４から検出用トランジスタ１
７および抵抗１８へと流れて定電圧源を構成する
と共に、その一部はトランジスタ１３のベース電
流となつてトランジスタ１３を動作させる。しか
し、このときトランジスタ１３のＶ_CEは充分高
く、電流利得ｈ_FEも大きな値となつているから、
トランジスタ１３のベース電流は抵抗１５からツ
エナー・ダイオード１４に流れる電流に比べて無
視できる値にすることができる。一方、トランジ
スタ１７は充分なバイアスが与えられてオンとな
り、表示用発光ダイオード１９は点灯する。とこ
ろが、一般にトランジスタのｈ_FEは、第３図に見
られるように、Ｖ_CEが下るに従つて低下し、Ｖ_CE
（sat）に近づくと急激に小さな値となる。そのた
めに、電池電圧Ｖ_Bが低下するにつれてトランジ
スタ１３のベース電流Ｉ_Bは増加し、抵抗１５か
らツエナー・ダイオード１４へと流れる電流は減
少するが、抵抗１８の両端電圧はトランジスタ１
７のベース・エミツタ電圧Ｖ_BEによつて規制され
るためにあまり変化せずに抵抗１５からツエナ
ー・ダイオード１４を介してトランジスタ１７へ
と流れる電流が減少することになる。そして、更
にＶ_Bが低下してトランジスタ１３のＶ_CEがＶ_CE
（sat）に近づくと、Ｉ_Bは急激に増加して、トラ
ンジスタ１７はオフとなり、レーザ・ダイオード
１９は消灯して電池の交換、または充電の時期が
来たことを表示する。この状態においても、ツエ
ナー・ダイオード１４には、抵抗１５から抵抗１
８へ向けてとおる電流が流れており、そのため
に、未だトランジスタ１３の定電流特性は失なわ
れていない。この場合、抵抗１８の値を変えるこ
とにより、レーザ・ダイオード１９の表示点を変
えることができる。

更に、トランジスタのＶ_BEは負の温度特性を持
つ為、従来の定電流回路においては、一般にツエ
ナー・ダイオードに直列にダイオード等を接続し
て定電流トランジスタの温度補償を行つている
が、本発明では、定電流トランジスタ１３のＶ_BE
と検出トランジスタ１７のＶ_BEとの温度変化が相
殺されるから、別に補償用ダイオードを用いるこ
となく温度特性を向上させることができる。

なお、上記の実施例では表示用に発光ダイオー
ドを用いているが、その代りに電球やブザー等を
使用できることは言うまでもない。

以上の説明によつて明らかなように、本発明に
よれば、回路のバラツキや温度の影響も含み、定
電流回路のそれぞれの動作状態に応じて、使用し
うる電圧低下のぎりぎりに電池の交換、または充
電時期を検出表示させることにより、電池の交
換、充電の頻度を減らすことができるから、保守
の経済性を向上させる点において、その得られる
効果は大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の定電流回路を示す回路図、第２
図は本発明による定電流回路の実施例を示す回路
図、第３図は一般のトランジスタのＶ_CEに対する
ｈ_FEの関係を示す特性図である。図において、
１，１１は電池、２は負荷、３，１３は定電流用
トランジスタ、４，１４はツエナー・ダイオー
ド、１２は赤外線発光ダイオード、１５，１６，
１８は抵抗、１７は検出用トランジスタ、１９は
検出表示用発光ダイオードである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 抵抗、または定電流源と、ツエナー・ダイオ
   ードとを定電圧源として、トランジスタのベース
   に接続し、該トランジスタのエミツタに接続され
   た抵抗の両端電圧と前記ツエナー電圧とを比較し
   て前記トランジスタのコレクタ電流を制御する定
   電流回路において、前記ツエナー・ダイオードの
   カソードに検出用トランジスタのベース−エミツ
   タを直列に接続し、該検出用トランジスタのコレ
   クタ電流の変化により前記定電流回路の動作状態
   を検出するようにしたことを特徴とする動作状態
   の検出可能な定電流回路。