JPS6243210A - Overcurrent detecting circuit for transistor - Google Patents
Overcurrent detecting circuit for transistorInfo
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- JPS6243210A JPS6243210A JP60182564A JP18256485A JPS6243210A JP S6243210 A JPS6243210 A JP S6243210A JP 60182564 A JP60182564 A JP 60182564A JP 18256485 A JP18256485 A JP 18256485A JP S6243210 A JPS6243210 A JP S6243210A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の属する技術分野〕
この発明は、スイッチング素子として使用されるトラン
ジスタの過電流検出回路に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of the Invention] The present invention relates to an overcurrent detection circuit for a transistor used as a switching element.
電流容量が等しいトランジスタとサイリスタとを比較す
ると、トランジスタの過電流耐量はサイリスタのそれに
くらべて小であるため、トランジスタをヒユーズにより
過電流から保護するのは困難である。またトランジスタ
をブリッジ接続してオンφオフ動作させることにより、
直流電力を交流電力に変換するインバータなどでは、同
一相の上下アームを構成しているトランジスタが何らか
の故障で同時にオンとなる期間、いわゆるアーム短絡と
なる期間があると、このときの短絡電流はきわめて大き
な時間的変化(di/dt)で立上がるため、通常の過
電流保護方法たとえば変流器などでトランジスタの過電
流を検出し、この検出信号で当該トランジスタのベース
信号回路を遮断するなどの方法では保護できないので、
他の健全なトランジスタまでも破損させてしまうことに
なる。Comparing a transistor and a thyristor, which have the same current capacity, the overcurrent withstand capacity of the transistor is smaller than that of the thyristor, so it is difficult to protect the transistor from overcurrent with a fuse. In addition, by connecting transistors in a bridge to operate on/off,
In an inverter that converts DC power to AC power, if there is a period when the transistors that make up the upper and lower arms of the same phase are turned on at the same time due to some kind of failure, a so-called arm short circuit, the short-circuit current at this time can be extremely high. Since the rise occurs with a large temporal change (di/dt), the usual overcurrent protection method is to detect the overcurrent of the transistor using a current transformer, etc., and use this detection signal to shut off the base signal circuit of the transistor. Since it cannot be protected by
This can even damage other healthy transistors.
そこで、トランジスタに過電流が流れるとこのトランジ
スタのコレクタ会エミッタ間電圧が上昇する特性を利用
し、当該トランジスタのベース会エミッタ間に並列接続
された制御スイッチング素子としての制御トランジスタ
によりトランジスタの過電流を遮断するようにしたトラ
ンジスタの過[流保護回路が特開昭59−103567
号公報に紹介されている。Therefore, by utilizing the characteristic that when an overcurrent flows through a transistor, the voltage between the collector and emitter of this transistor increases, the overcurrent of the transistor is suppressed by using a control transistor as a control switching element connected in parallel between the base and emitter of the transistor. A transistor overcurrent protection circuit designed to cut off the current is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 59-103567.
It is introduced in the issue.
第3図はこの公開公報に記載されたトランジスタの過電
流保護回路を示す回路図であり、その動作の概要は下記
のとおりである。すなわちaga図において、オン・オ
フ信号回路1の出力端Aからオン信号が出力されると、
主トランジスタ4のベースからエミッタへは抵抗2を介
して順バイアス電流が流れてこの主トランジスタ4をオ
ン状態にするので・このとき主トランジスタ4のコレク
タ・エミッタ間電圧は十分に小さい値となる0また抵抗
10とコンデンサ11とで構成されている遅延回路によ
り、コンデンサ11の両端電圧はごく短い遅延時間(た
とえば数マイクロ秒)の後にオン・オフ信号回路1の出
力端Aにあられれる電圧1こ近い値すで充電される。こ
のときダイオード6の順方向電圧、定電圧ダイオード8
のツェナ電圧、制御トランジスタ5のベース・エミッタ
間電圧と上述の主トランジスタ4がオン状態のときのコ
レクタ・エミッタ間電圧との関係を適正に選定するなら
ば、抵抗9を流れる電流はすべてダイオード6を経て主
トランジスタ4のコレクタに流れ込み、制御トランジス
タ5のベースには電流が流れないので、この制御トラン
ジスタ5はオフ状態となっている。FIG. 3 is a circuit diagram showing the transistor overcurrent protection circuit described in this publication, and the outline of its operation is as follows. That is, in the aga diagram, when an on signal is output from the output terminal A of the on/off signal circuit 1,
A forward bias current flows from the base to the emitter of the main transistor 4 via the resistor 2, turning the main transistor 4 on. At this time, the voltage between the collector and emitter of the main transistor 4 becomes a sufficiently small value of 0. In addition, due to the delay circuit composed of the resistor 10 and the capacitor 11, the voltage across the capacitor 11 becomes the voltage 1 that appears at the output terminal A of the on/off signal circuit 1 after a very short delay time (for example, several microseconds). Near value already charged. At this time, the forward voltage of the diode 6, the constant voltage diode 8
If the relationship between the Zener voltage of the control transistor 5, the base-emitter voltage of the control transistor 5, and the collector-emitter voltage when the main transistor 4 is on is properly selected, all of the current flowing through the resistor 9 flows through the diode 6. The current flows into the collector of the main transistor 4 through the current, and since no current flows into the base of the control transistor 5, the control transistor 5 is in an off state.
ここで主トランジスタ4のコレクタ電流が規定値以上の
過電流になって、コレクタ・エミッタ間電圧が大となる
と、制御トランジスタ5が導通し、主トランジスタ4の
ベースからエミッタへ流れていた順バイアス電流はこの
制御トランジスタ5に転流するので、はとんど時間遅れ
を生じることなく主トランジスタ4をオフ状態にするこ
とができる。なお保護ダイオード3は主トランジスタ4
の保護用であり、抵抗7は定電圧ダイオード8のツェナ
電圧補償用である0またオン−オフ信号回路1の出力端
Bからは主トランジスタ4をターンオフさせるための逆
バイアス電流が出力される。When the collector current of the main transistor 4 becomes an overcurrent exceeding the specified value and the collector-emitter voltage becomes large, the control transistor 5 becomes conductive, and the forward bias current flowing from the base of the main transistor 4 to the emitter Since the current is commutated to the control transistor 5, the main transistor 4 can be turned off with almost no time delay. Note that the protection diode 3 is connected to the main transistor 4.
The resistor 7 is used to compensate for the Zener voltage of the constant voltage diode 8. Also, the output terminal B of the on-off signal circuit 1 outputs a reverse bias current for turning off the main transistor 4.
上述のように第3図に示す従来例回路は、簡単な回路構
成であるにも拘らず主トランジスタ4の過電流に対して
高速かつ確実な保護をすることができるのであるが、過
電流発生時に自動的に保護動作がなされる反面、過電流
が解消されれば保護動作も自動的に解放されてしまう。As mentioned above, the conventional circuit shown in FIG. 3 can provide fast and reliable protection against overcurrent in the main transistor 4 despite its simple circuit configuration. At times, the protective operation is automatically performed, but on the other hand, the protective operation is automatically released when the overcurrent is eliminated.
それ故このような過電流保護回路を備えたトランジスタ
を組合わせてインバー゛夕装置やチョッパ装置を構成す
る場合には、装置全体の保護システムとして、別の過電
流判定回路を用意し、装置全体の停止や警報をさせる必
要があり、過電流保護回路の2重装備となって、回路を
複雑化させ、かつコストを上昇させるという欠点を有す
る。Therefore, when composing an inverter device or chopper device by combining transistors equipped with such an overcurrent protection circuit, a separate overcurrent determination circuit is prepared as a protection system for the entire device. It is necessary to stop the overcurrent protection circuit and issue an alarm, and the overcurrent protection circuit is required to be equipped with double overcurrent protection circuits, which has the disadvantage of complicating the circuit and increasing cost.
この発明は、主トランジスタの過電流保護回路にの主ト
ランジスタを使用する装置の過電流保護回路にも利用す
るようにしたトランジスタの過電流像11回路を提供す
ることを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a transistor overcurrent image 11 circuit which can also be used in an overcurrent protection circuit of a device using a main transistor.
この発明は、主トランジスタのベース・エミッタ間に橋
絡用の制御トランジスタを設け、主トランジスタが順バ
イアス状態にあるとき、これに過電流が流れれば当該主
トランジスタのコレクタ・エミッタ間電圧が上昇するの
で、この電圧上昇を検出して制御トランジスタを作動さ
せること1こより、ごく短時間で主トランジスタの過電
流を遮断するとともにこの制御トランジスタの作動状態
を検出し、この検出信号を生トランジスタの過電流検出
信号とみなしてこれを各種の制御信号に利用しようとす
るものである。This invention provides a bridging control transistor between the base and emitter of the main transistor, and when the main transistor is in a forward bias state, if an overcurrent flows through it, the voltage between the collector and emitter of the main transistor increases. Therefore, by detecting this voltage rise and activating the control transistor, the overcurrent of the main transistor is cut off in a very short time, the operating state of this control transistor is detected, and this detection signal is sent to the overcurrent of the raw transistor. The idea is to treat this as a current detection signal and use it for various control signals.
第1図は本発明の第1の実施例を示す回路図である。こ
の第1図において、符号1はオン・オフ信号回路であっ
て、出力端Aからは主トランジスタ4をオン状態にする
順バイアス電流が、また出力端Bからは主トランジスタ
4をオフ状態にする逆バイアス電流が出力されるように
なっている0オン・オフ信号回路1の出力端Aにあられ
れる電圧は、抵抗10とコンデンサ11とで構成される
遅延回路により、抵抗9と定電圧ダイオード8を介して
ごく僅かの時間遅れで制御トランジスタ5のベースにも
与えられるのであるが、前述の従来例と同じく、ダイオ
ード6の順方向電圧v6、定電圧ダイオード8のツェナ
電圧v1、制御トランジスタ5のベース・エミッタ間電
圧V、ならびiこ主トランジスタ4のコレクタ・エミッ
タ間電圧v4の関係を適正に、すなわち下記の(1)式
の関係を満足するように選定するならば、抵抗9を流れ
る電流はすべてダイオード6を経て生トランジスタ4の
コレクタに流れるので、制御トランジスタ5はオフ状態
を維持するO
V4+ Va < Vs + VW ・・・−・・・
・・・・・・・・・・曲・・叩・・・ (1)ここで王
トランジスタ4のコレクタ電流が規定値以上の過電流に
なると、この主トランジスタ4のコレクタ・エミッタ間
電圧v4の値がv41に増大するので(1)式に示す各
電圧の関係が(2)式に示す関係に変化する。FIG. 1 is a circuit diagram showing a first embodiment of the present invention. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes an on/off signal circuit, in which forward bias current flows from the output terminal A to turn on the main transistor 4, and from output terminal B turns the main transistor 4 to the OFF state. The voltage that appears at the output terminal A of the zero on/off signal circuit 1, which outputs a reverse bias current, is controlled by the resistor 9 and the constant voltage diode 8 by a delay circuit composed of a resistor 10 and a capacitor 11. The forward voltage v6 of the diode 6, the zener voltage v1 of the voltage regulator diode 8, and the zener voltage v1 of the control transistor 5 are also applied to the base of the control transistor 5 with a very small time delay. If the relationship between the base-emitter voltage V and the collector-emitter voltage v4 of the main transistor 4 is selected appropriately, that is, so as to satisfy the relationship in equation (1) below, the current flowing through the resistor 9 All of flows through the diode 6 to the collector of the raw transistor 4, so the control transistor 5 maintains the off state.OV4+ Va < Vs + VW ...-...
・・・・・・・・・ Song... Beat... (1) Here, when the collector current of the main transistor 4 becomes an overcurrent exceeding the specified value, the collector-emitter voltage v4 of the main transistor 4 increases. Since the value increases to v41, the relationship between each voltage shown in equation (1) changes to the relationship shown in equation (2).
Va1 +V・>V、 +Vs・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・(2)よって制御トランジスタ5はオフからオン状態
に変化するのであるが、本発明にあっては、この制御ト
ランジスタ5には直列にホトカブラ12の発光ダイオー
ド部が接続されているので、主トランジスタ4のベース
・エミッタ関電流にの制御トランジスタ5に転流させて
主トランジスタ4をオフ状態にするとともに、ホトカプ
ラ12のホトトランジスタ側からは絶縁された過電流検
出信号を外部基こ取り出すことができる。それ故、主ト
ランジスタ4を複数組み合わせてインバータ装置を構成
した場合に、それぞれのトランジスタは過電流で自動遮
断されるとともに、インバータ装置もネトカブラ12か
らの過電流検出信号により、装置の過電流処理を行うこ
とができる。Va1 +V・>V, +Vs・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・(2) Therefore, the control transistor 5 changes from OFF to ON state. In the present invention, since the light emitting diode part of the photocoupler 12 is connected in series to this control transistor 5, the main transistor 4 is commutated to the control transistor 5 to turn off the main transistor 4, and an isolated overcurrent detection signal can be extracted from the phototransistor side of the photocoupler 12 to an external base. . Therefore, when an inverter device is configured by combining a plurality of main transistors 4, each transistor is automatically cut off due to overcurrent, and the inverter device also handles the overcurrent of the device based on the overcurrent detection signal from the net coupler 12. It can be carried out.
なお第1図における抵抗2は主トランジスタ4のベース
電流を制限するためのもの、保護ダイオード3は主トラ
ンジスタ4の保護用であり、抵抗7は定電圧ダイオード
8のツェナ電圧補償用であることは、第3図の従来例回
路の場合と同じである。Note that the resistor 2 in FIG. 1 is for limiting the base current of the main transistor 4, the protection diode 3 is for protecting the main transistor 4, and the resistor 7 is for compensating the Zener voltage of the constant voltage diode 8. , is the same as the case of the conventional circuit shown in FIG.
第2図は本発明の第2の実施例を示す回路図である。こ
の第2図においては、WJ1図に示した部分と同一機能
を有する部分には同一番号が付されているので、それら
の説明は省略する。FIG. 2 is a circuit diagram showing a second embodiment of the present invention. In FIG. 2, parts having the same functions as the parts shown in FIG. WJ1 are given the same numbers, so their explanation will be omitted.
第2図に示す第2の実施例においては、過電流時に主ト
ランジスタ4の電流を遮断する制御トランジスタ5とま
ったく同じ動作をする第2制御スイツチング素子として
の過電流検出トランジスタ14が設けられており、主ト
ランジスタ4が過電流になると制御トランジスタ5なら
びに過電流検出トランジスタ14がオン状態となり、直
流電源16から保護抵抗15とホトカプラ12とを介し
てこの過電流検出トランジスタ14に電流が流れるため
、ホトカプラ12の出力側に絶縁された過電流検出信号
があられれるので、この信号を使用して過電流保護装置
を作動させることができる。In the second embodiment shown in FIG. 2, an overcurrent detection transistor 14 is provided as a second control switching element that operates exactly the same as the control transistor 5 that cuts off the current of the main transistor 4 in the event of an overcurrent. When the main transistor 4 becomes overcurrent, the control transistor 5 and the overcurrent detection transistor 14 are turned on, and current flows from the DC power supply 16 to the overcurrent detection transistor 14 via the protective resistor 15 and the photocoupler 12. Since an isolated overcurrent detection signal is provided on the output side of 12, this signal can be used to activate the overcurrent protection device.
この発明によれば、主トランジスタが過電流になったと
き、この主トランジスタのベース電流を素早く転流させ
て主回路電流を遮断させる制御トランジスタがオン状態
になるとき、あるいはこの制御トランジスタとまったく
同じオン・オフ動作をする過電流検出トランジスタがオ
ン状態になるとき、その状態を絶縁して検出するように
過電流検出回路を構成しているので、この主トランジス
タの組み合わせで構成される電力変換装置(たとえばイ
ンバータなど)も上述の過電流検出信号を利用して当該
電力変換装置の過電流保護システムを作動させることが
できる。よって別途に過電流検出回路を設ける必要がな
く、簡素でかつ吐価格な過電流保護装置を実現できる効
果を有する0According to this invention, when the main transistor becomes overcurrent, when the control transistor which quickly commutates the base current of this main transistor to cut off the main circuit current is turned on, or when the control transistor is exactly the same as this control transistor, When the overcurrent detection transistor, which operates on and off, turns on, the overcurrent detection circuit is configured to insulate and detect that state, so a power conversion device consisting of a combination of these main transistors (For example, an inverter, etc.) can also use the above-mentioned overcurrent detection signal to activate the overcurrent protection system of the power converter. Therefore, there is no need to provide a separate overcurrent detection circuit, which has the effect of realizing a simple and inexpensive overcurrent protection device.
第1図は本発明の第1の実施例を示す回路図であり、第
2図は本発明の第2の実施例を示す回路図、第3図はト
ランジスタの過電流保護回路の従来例を示す回路図であ
る0
1 オン・オフ信号回路、2・・・抵抗、3・・・保護
ダイオード、4・・主トランジスタ、5・・・制御スイ
ッチング素子としての制御トランジスタ、6・・・ダイ
オード、7,9.10・・・抵抗、8・・・定電圧ダイ
オード、11・ コンデンサ、12 ホトカプラ、14
・第2制御スイツチング素子としての過電流検出トラン
ジスタ、15・・・保護抵抗、16・・・直流電源。
lh++1Fig. 1 is a circuit diagram showing a first embodiment of the present invention, Fig. 2 is a circuit diagram showing a second embodiment of the invention, and Fig. 3 is a conventional example of a transistor overcurrent protection circuit. 0 1 ON/OFF signal circuit, 2... Resistor, 3... Protection diode, 4... Main transistor, 5... Control transistor as a control switching element, 6... Diode, 7,9.10... Resistor, 8... Constant voltage diode, 11. Capacitor, 12 Photocoupler, 14
- Overcurrent detection transistor as a second control switching element, 15... protection resistor, 16... DC power supply. lh++1
Claims (1)
ミッタ間と、この主トランジスタを制御するオン・オフ
信号回路との間に介在し、主トランジスタの順バイアス
電流の遮断を可能にすべく、主トランジスタのベース・
エミッタ間を直接的に橋絡するか、もしくは主トランジ
スタにベース順バイアス電流を導く補助トランジスタの
ベース・エミッタ間を橋絡する制御スイッチング素子を
有し、前記主トランジスタのベース電流が順バイアス方
向にあるときに主トランジスタのコレクタ・エミッタ間
電圧が所定の限界値以上になれば前記制御スイッチング
素子を導通させるように構成されたトランジスタの駆動
回路において、前記制御スイッチング素子の動作を検出
する手段が備えられていることを特徴とするトランジス
タの過電流検出回路。 2)特許請求の範囲第1項記載の過電流検出回路におい
て、前記制御スイッチング素子の動作検出手段は、この
制御スイッチング素子と同時に同じ動作をする第2の制
御スイッチング素子と、当該第2制御スイッチング素子
の動作を検出する手段とで構成されていることを特徴と
するトランジスタの過電流検出回路。[Claims] 1) Interposed between the base and emitter of a main transistor, which is a switching element, and an on/off signal circuit that controls this main transistor, and capable of cutting off the forward bias current of the main transistor. The base of the main transistor
It has a control switching element that directly bridges the emitters or bridges between the base and emitter of the auxiliary transistor that leads the base forward bias current to the main transistor, and the base current of the main transistor is forward biased. In a transistor drive circuit configured to cause the control switching element to conduct when the collector-emitter voltage of the main transistor exceeds a predetermined limit value at a certain time, the transistor drive circuit includes means for detecting an operation of the control switching element. A transistor overcurrent detection circuit characterized in that: 2) In the overcurrent detection circuit according to claim 1, the operation detection means for the control switching element includes a second control switching element that operates in the same manner as the control switching element, and a second control switching element that operates in the same manner as the control switching element. 1. A transistor overcurrent detection circuit comprising means for detecting operation of an element.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60182564A JPS6243210A (en) | 1985-08-20 | 1985-08-20 | Overcurrent detecting circuit for transistor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60182564A JPS6243210A (en) | 1985-08-20 | 1985-08-20 | Overcurrent detecting circuit for transistor |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6243210A true JPS6243210A (en) | 1987-02-25 |
Family
ID=16120478
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP60182564A Pending JPS6243210A (en) | 1985-08-20 | 1985-08-20 | Overcurrent detecting circuit for transistor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6243210A (en) |
-
1985
- 1985-08-20 JP JP60182564A patent/JPS6243210A/en active Pending
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