JPS6152024A - 無接点スイツチ出力回路 - Google Patents

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〕 本発明は光電スイッチや近接スイッチ等の無接点スイッ
チの出力回路に関するものである。

〔従来技術とその問題点〕

第４図は従来の充電スイッチや近接スイッチ等の無接点
スイッチの出力回路部を示す回路図である。本図におい
て無接点スイッチの検知回路部１はＩＣ化されており物
体検知時にはその出力回路の定電流源２が駆動される。

定電流源２の一端にはトランジスタ３及び４から成る定
電流回路が接続されている。トランジスタ３のコレクタ
と正電源端には抵抗５が接続されエミッタと負電源端間
には抵抗６及び７が直列に接続されている。そしてトラ
ンジスタ４のベース・エミッタが抵抗６に並列接続され
そのコレクタがトランジスタ３のベースに接続される。

トランジスタ３は定電流源２が駆動されたときにその電
流を増幅するものであって、トランジスタ４はその増幅
電流を一定に保ち定電流型として電流増幅させるように
するものである。そして抵抗５及び抵抗６の一端の外部
には出力トランジスタ８及び９が接続され、夫々電流流
出用又電流吸込み用として電源１０の負又は正極端間に
負荷１１ｂ又はｌｌａを接続している。

ここで出力回路部の定電流増幅部はトランジスタ４のベ
ース・エミッタ間電圧Ｖｂｅがほぼ一定値であるため、
トランジスタ３を流れるエミッタ電流は抵抗６の抵抗値
をＲ６とするとＶｂｅ／Ｒ６となりほぼ一定に保たれ、
定電流駆動が成されている。しかしながら検知回路部１
のＩＣの内部に形成される抵抗は例゛えば数１１０００
ｐｐ　／　’Ｃ程度の正の温度係数を有しており、トラ
ンジスタ４のベース・エミッタ間電圧は例えば−６ｍＶ
程度の負の温度係数を有している。従ってトランジスタ
３を流れる出力電流は温度変化に相乗して変化するため
、安定した動作が期待できないという問題点があった。

又定電流駆動させるためのトランジスタ４のコレクタと
アース間の寄生容量によってスイッチング時に定電流回
路が働かず、寄生容量が充電された後定電流となるため
定電流回路が働くまでに一定の遅れ時間が生じるという
問題点があった。

〔発明の目的〕

本発明はこのような従来の無接点スイッチの出力回路の
問題点に鑑みてなされたものであって、抵抗の温度変化
を補償し温度変化があっても安定して出力部を定電流駆
動すると共に、寄生容量の影響がな（スイッチング時に
直ちに定電流駆動することができる出力回路を提供する
ことを目的とする。

〔発明の構成と効果〕

本発明は検知スイッチ部の出力によって負荷を制御する
無接点スイッチの出力回路であって、ベースが共通接続
された第１の極性の第１．第２のトランジスタ及びその
エミッタに夫々接続され一端が共通接続される二本の抵
抗を有する電圧比較回路と、電圧比較回路の第１．第２
のトランジスタを夫々等しい電流で駆動する第１．第２
の定電流源と、電圧比較回路の抵抗の一方が直列接続さ
れた制御素子を含んで構成され、スイッチ出力によって
駆動されて電圧比較回路の抵抗比によって定まる定電流
が流れる定電流回路と、電圧比較回路の一方のトランジ
スタのコレクタ出力がベースに接続されコレクタが定電
流回路の制御素子の制御入力端に与えられる第２の極性
のトランジスタから成る駆動回路と、定電流回路に制御
入力端が接続され、負荷を駆動する出力スイッチング素
子と、番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、温度変化があ
っても定電流回路の出力電流はトランジスタのベース・
エミッタ間電圧には無関係となる。

従って電圧比較回路の抵抗値をバランスさせておくこと
によって温度の変動に伴う抵抗値の変化の影響も直接受
けることはなくスイッチ出力によって定電流回路が定電
流駆動される。又ドライブ用トランジスタとして電圧比
較回路のトランジスタと極性の異なるトランジスタを用
いて構成しているため、寄生容量の影響をなくしスイッ
チング後直ちに定電流で定電流回路を駆動することがで
きる。従って温度変化による変動がなく、スイッチング
後大電流が流れることなく安定した出力回路を構成する
ことが可能となる。

〔実施例の説明〕 第２図は本発明の前提となった無接点スイッチの出力回
路部を示す回路図である。本図において無接点スイッチ
の検知回路部は従来例と同様にＩＣ化して構成されてお
り、その出力部にはスイッチ出力に応じて駆動され定電
流１ｓｌを流す定電流源２０及び常に定電流１　ｓ２．
　　Ｉ　ｓ３を夫々流す定電流源２１．２２が設けられ
る。定電流源２２の一端はダイオード接続されたトラン
ジスタ２３と抵抗２４を介して定電流源２５に接続され
る。又定電流源２１の一端はトランジスタ２６のコレク
タとトランジスタ２７のベースに接続されており、トラ
ンジスタ２６はベースがトランジスタ２３と共通接続さ
れエミッタが抵抗２８．２９を介して接地されている。

そして図中一点鎖線で示すようにトランジスタ２３と抵
抗２４．トランジスタ２６と抵抗２８とが対称な電圧比
較回路を構成している。又トランジスタ２７はコレクタ
が定電流源２０に接続されエミッタが定電流源２５に共
通接続されて接地される。定電流源２５は定電流源２０
及び２２の定電流１ｓｌとＩｓ２の電流を吸込むための
電流源である。定電流源２０の一端は又トランジスタ３
０のベースに接続される。トランジスタ３０は検知出力
が与えられたときに定電流駆動されるトランジスタであ
って、そのコレクタはコレクタ抵抗３１を介して電源に
接続されておりエミッタは抵抗２８．２９の共通接続体
を介して接地される。この定電流回路が出力トランジス
タ８゜９に夫々接続されて負荷が駆動される。この無接
点スイッチの出力回路部において検知回路部から検知信
号が与えられ、定電流源２０が駆動されたときにトラン
ジスタ２７及び３０がオンとなりトランジスタ３０の定
電流回路に電流が流れる。このとき抵抗２８の両端の電
圧が上昇しトランジスタ２６がオフとなるためトランジ
スタ２７のベース電圧が上昇してトランジスタ２７がオ
ンとなり、トランジスタ３０のベース電圧を下げてトラ
ンジスタ３０のコレクタ・エミッタ電流を一定に制限す
るため定電流駆動となる。

ここで抵抗２日に流れる電流をＩｃとし、トランジスタ
２３．２６のベース・エミッタ電圧を夫々Ｖ　ｂｅ２３
．　　Ｖ　ｂｅ２６とする。又抵抗２４．２８の抵抗値
を夫々Ｒ２４，Ｒ２８とすると、図中鎖線で示した電圧
比較回路においては次式が成り立つ。

Ｉ　ｃ　　＝Ｒ２８＋　Ｖｂｅ２６＝　Ｉ　ｓ３　・Ｒ
２４＋　Ｖｂｅ２３ここであらかじめ定電流源２１．２
２の定電流Ｉｓ２とＩｓ３を等しくしておけばトランジ
スタ２３゜２６のベース・エミッタ電圧Ｖ　ｂｅ２３と
Ｖ　ｂｅ２６が等しくなり、前述の式より次式が成り立
つ。

となる。従って抵抗２８を流れる電圧１ｃはその変化分
が相殺されトランジスタのベース・エミッタ間電圧や抵
抗の温度変化を直接受けず、温度変化に対して安定な電
流とすることが可能である。

しかしながらトランジスタ２６のコレクタ及びトランジ
スタ２７のベースとアース間に図示のように寄生容量Ｃ
ｄが存在する場合には、トランジスタ２７をオンとする
ためにこの寄生容量Ｃｄを充電する必要がある。従って
トランジスタ２７がオンになるまで一定の遅延時間があ
り、その間は定電流源２０の定電流Ｉｓｌが直接トラン
ジスタ３０のベースに流れ込む。そのため検知信号が与
えられた直後は第３図（ａｌに示すように定電流１ｓｌ
のｈｆｅ倍の電流が瞬時に流れることとなって定電流動
作ができないという問題がある。

第１図はこのような欠点を解消した本発明による無接点
スイッチの出力回路部の一実施例を示す回路図である。

本図において第２図と同一部分は。

同一符号を用いて示している。本実施例ではトランジス
タ３０を駆動するためにトランジスタ２７の代わりにｐ
ｎｐ型のトランジスタを用いて構成したものである。即
ち定電流源２０の一端にはｐｎｐ型の駆動トランジスタ
３２のエミッタ及びベースバイアスを与える抵抗３３と
ダイオード３４の直列接続体を接続し、トランジスタ３
２のコレクタを定電流トランジスタ３０のベースに接続
する。

そしてトランジスタ３０のベース・エミソク間にダイオ
ード３５．３６の直列接続体を並列に接続する。更にト
ランジスタ３２のベースを電圧比較回路のトランジスタ
２６のコレクタに接続しておく。尚本実施例では定電流
源２５を省略することができる。

次に本実施例の動作について説明する。物体検知時に定
電流源２０が駆動されると定電流源よりトランジスタ３
２に電流が流れトランジスタ３２及びトランジスタ３０
がオン状態となる。そうすれば抵抗２８の両端の電圧が
上昇しトランジスタ２６をオフとする。そのためトラン
ジスタ３２のベース電圧が上昇し、トランジスタ３２を
オフ方向に移動させる。従ってトランジスタ３０のペー
ス電圧が低下するため；・ランジスタ３０も同様にして
オフ方向に動作しトランジスタ３０の定電流回路を一定
の電流に保つ。このときトランジスタ２６のコレクタ及
びトランジスタ３２のベースとアース間に寄生容量が存
在する場合にも寄生容量は電流を制限する方向に働くた
め、第３図（ｂｌに示すようにトランジスタ３０のコレ
クタ・エミッタにはスイッチング時に突発的な大電流が
流れることはなくなる。従ってトランジスタ３０を流れ
る電流はスイッチング直後からほぼ一定となり出力トラ
ンジスタ８及び９を安定して駆動することが可能である
。

尚本実施例は定電流トランジスタ３０を駆動するドライ
ブ用トランジスタとしてｐｎρ型トランジスタ３２を用
いているが、全てのトランジスタの極性を逆転したもの
を用いて溝底することも可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による無接点スイッチ出力回路の一実施
例を示す回路図、第２図は本発明の前提となった無接点
スイッチ出力回路の一例を示す回路図、第３図（ａ）及
び第３図（ｂｌは夫々第２図及び第１図の無接点スイッ
チ出力回路の定電流回路の電流特性を示す図であり、第
４図は従来の無接点スイッチの一例を示す回路図である
。 １−・−・−・検知回路部　　２．　２０．　２１．　
２２．　２５−・−・一定電流源　　３，４，２３，２
６，２７゜３０．３２−・・−・トランジスタ　　５〜
？、２４゜２５．２８，２９．３１−・−・抵抗　　８
．　　！Ｌ−・−出力トランジスタ　　１　（Ｌ−−−
−−−一電源　　ｉｔａ、。 １　ｌ　ｂ−−−−−−・負荷 特許出願人　　　立石電機株式会社 代理人　弁理士　岡本宜喜（化１名） 第２図 −−ｍ 第３図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）検知スイッチ部の出力によって負荷を制御する無
   接点スイッチの出力回路であって、ベースが共通接続さ
   れた第１の極性の第１、第２のトランジスタ及びそのエ
   ミッタに夫々接続され一端が共通接続される二本の抵抗
   を有する電圧比較回路と、 前記電圧比較回路の第１、第２のトランジスタを夫々等
   しい電流で駆動する第１、第２の定電流源と、 前記電圧比較回路の抵抗の一方が直列接続された制御素
   子を含んで構成され、スイッチ出力によって駆動されて
   前記電圧比較回路の抵抗比によって定まる定電流が流れ
   る定電流回路と、 前記電圧比較回路の一方のトランジスタのコレクタ出力
   がベースに接続されコレクタが前記定電流回路の制御素
   子の制御入力端に与えられる第２の極性のトランジスタ
   から成る駆動回路と、前記定電流回路に制御入力端が接
   続され、負荷を駆動する出力スイッチング素子と、を具
   備することを特徴とする無接点スイッチ出力回路。
2. （２）前記第１の極性のトランジスタはｎｐｎ型トラン
   ジスタであり、前記第２の極性のトランジスタはｐｎｐ
   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項記載の無接点スイッチ出力回路。
3. （３）前記電圧比較回路の一方のトランジスタは、ダイ
   オード接続された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項記載の無接点スイッチ出力回路。