JPS63187814A

JPS63187814A - 無接点スイツチの過電流防止回路

Info

Publication number: JPS63187814A
Application number: JP62018674A
Authority: JP
Inventors: Shinichiro Suzuki; 慎一郎鈴木
Original assignee: Azbil Corp
Current assignee: Azbil Corp
Priority date: 1987-01-30
Filing date: 1987-01-30
Publication date: 1988-08-03
Also published as: JPH0452009B2; AU2007788A

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】〔対象技術分野〕この発明は、無接点スイッチの過電流防止回路に関する
。

〔従来技術〕

従来技術を、近接スイッチを例にとり説明する。一般に
近接スイッチは第３図に示すような構成を有するーこの
図において近接スイッチは、ＩＣ回路１とこのＩＣ回路
に接続された検出コイル１５、この検出コイルと共振回
路をなすコンデンサ１６、動作距離調整用の抵抗１７、
タイマ用コンデンサ１８．出力トランジスタ２０、過電
流検出用の抵抗１９および端子２１，２２間において電
源２４と直列に接続された負荷２３とから構成されろ。

ＩＣ回路１は、検出、信号処理系統として検出コイル１
５と接続された発振回路３と、この発振振幅の変化に応
じて出力信号をだす信号処理回路４と、出力信号に応じ
て外付の出力トランジスタ２０を駆動する出力回路１１
と、安定化回路２、また出力保護として過電流検出回路
１０、過電流防止回路５とから構成される。そし″′Ｃ
過電流防止回路５は充電回路６、放電回路７、信号出力
回路８および電圧比較回路９とから構成される。

過電流防止回路５０機能は２つあり、１つは電源投入時
の不安定状態の出力誤動作を防ぐ働きでアリ、１′）は
出力トランジスタ２０に過電流が流れたとき、このトラ
ンジスタの破損を防ぐ働きである。前者は、電源投入後
安定化電源２が能動状態になってから、タイマ用コンデ
ンサ１８に充電回路６より充電が開始され、充電電圧が
所定値になるまで出力トランジスタ２０を強制的にオフ
させろものである。後者は、出力トランジスタ２０に過
電流が流れることにより過電流検出用の抵抗１９に電圧
を発生させ、この電圧を過電流検出回路１０で検出し、
この信号によって放電回路７を作動させてタイマ用コン
デンサ１８の放電をうながし、かつ電圧比較回路９の下
限しきい値より下がったなら、出力トランジスタ２０を
オフさせる。この出力トランジスタがオフすると、抵抗
１９の電圧降下はＯＶとなり、タイマ用コンデンサ１８
の放電は中止する。この時点より充電が開始され、上限
しきい値までオフ状態が継続する。上限しきい値を越え
たなら、ふたたび過電流が流れ、それを検出し上記の動
作を繰り返す。このとき、タイマ用コンデンサ１８の充
電時間と放電時間との間にはかなりの差があるため、出
力トランジスタ２０のオン時間がオフ時間に比較して十
分小さいパルス状となる。これによって出力トランジス
タ２０のコレクタ電流を抑え、発熱を小さくし、破損を
防止する。

これらの機能をはだす回路として、従来第２図に示す回
路が使われ工いた。

なお第３図と共通の部分についてはその説明を省略する
。

この回路において抵抗１２，１３，３２，３８、トラン
ジスタ３１は抵抗１９に過電流が加わったかどうかを検
出する過電流検出回路を構成する。トランジスタ３３は
過電流時の放電回路を、また定電流源４０、トランジス
タ３５．３６は電源投入時に働く放電回路をそれぞれ構
成する。定電流源４７、トランジスタ４８はバッファ回
路を。

またトランジスタ４９はレベルシフト回路を、さらに定
電流源３７，４１、トランジスタ４２，４３．４４はシ
ュミットトリガ回路すなわち電圧比較回路９を構成して
いる。トランジスタ４５，４６はカレントミラー回路で
、出力禁止の信号を出力回路１１に送る。

第３図および第２図における近接スイッテに電源が入る
と、安定化電源が働きこれが能動領域になるまでトラン
ジスタ３５によって放電が行なわれろ。次に、能動領域
に達すると信号がトランジスタ３６に伝えられ、トラン
ジスタ３５をオフさせ、定電流源３９によってコンデン
サ１８に充電が開始される。このとさ、トランジスタ４
８はオン、トランジスタ４３はオフ、トランジスタ４４
．４５．４６はオンとなり、出力禁止の信号が出される
。シュミットトリガ回路のしきい値は上限しきい値とな
っており、能動負荷として働く定電流源３７のコレクタ
ーエミッタ間電圧ＶＣＥと、トランジスタ４３のベース
−エミッタ間電圧ｖＢＥできまる。安定化電源２の電圧
Ｖｒｅｇを２．４　Ｖ　Ｋ　したばあい、トランジスタ
４４のエミッタ電圧はトランジスタ４３がオンのときほ
ぼＯｖ、オフのとき０．９ｖ程度となり、トランジスタ
４３０ベースにおけろ上限しきい値は約１．６ｖ、下限
しきい値は約０．７Ｖとなる。コンデンサの電位もまた
約１゜６ｖと約０．７Ｖがしきい値となり、充ａｔ位が
約１．６ＶＫなるとトランジスタ４３はオンし、トラン
ジスタ４４．４５．４６．４８はオフとなり、出力禁止
を解除する。タイマ用コンデンサ１８の電位はその後も
充電電位を上げ、安定化電源２の電圧Ｖｒｅｇ一定電流
源３７の電圧ＶＣＥまで上がり通常動作状態となる。過
電流検出時におい℃、抵抗１９に発生する電位が約０．
７ｖになるとトランジスタ３１．３３がオンし、タイマ
用コンデンサ１８の電荷を放電する。このコンデンサの
電位が安定化電源２の電圧Ｖｒｅｇ付近から０．７　Ｖ
までは出力禁止は解除されているが、さらに放電が行な
われ、０．７Ｖ以下になるとトランジスタ４４，４５．
４６．４８がオンし″Ｃ，出力信号を発生し、出力回路
１１の出力を禁止する。出力禁止となると、抵抗１９の
電圧降下はＯｖとなり、トランジスタ３１．３３はオフ
となり充電が開始される。

この充電時間と放電時間のデユーティ−比を太き（とり
、出力トランジスタ２００オン時間を短くすることで過
電流が流れる時間を短くし、かつ発熱を小さくし、その
トランジスタの破損を防止する。

〔従来技術の問題点〕

過電流検出の信号を受け、放電回路７がオンし、シュミ
ットトリガ回路すなわち電圧比較回路９のトランジスタ
４３がオフし、゛トランジスタ４５がオンし、出力トラ
ンジスタ２０をオフするまでの時間が長い。このため、
過電流が流れているときの平均消費電流は数十ｍＡとな
る。さらに瞬時的に出力トランジスタ２０に流れろ電流
も数人となり、このトランジスタの損失は大きくなり、
大墓のパッケージが必要となる。

〔発明の目的〕

この発明は過電流検出から出力トランジスタをオフする
までの時間を短縮し、これによって出力トランジスタの
電力損失を減らし、ＩＣパッケージの小形化を図り、か
つ無接点スイッチ全体の小形化を図ることを目的とする
ものである。

〔発明の概要〕

この発明はタイマ用コンデンサと、このコンデンサの電
位を検出する電圧検出回路との間にバッファ回路を設け
るとともに、このバッファ回路と電圧検出回路との間に
レベルシフト用のトランジスタを設け、かつ電圧検出回
路の入力端に定電流回路を接続し、さらにレベルシフト
用のトランジスタのエミッタを定電流回路に接続し、こ
れによって過電流検出から出力トランジスタがオフする
までの時間を短縮させることができる。

〔実施例〕

以下第１図を参照してこの発明の一実施例について説明
する。

なお第２図および第３図に示すものと同一の部分につい
てはその説明を省略する。

すなわちトランジスタ５０はレベルシフト回路を構成し
、これはバッファ回路と７ユミツトトリガ回路との間に
設けられる。すなわちトランジスタ５００ベースおよび
コレクタはトランジスタ４８のエミッタに接続され、そ
のエミッタはトランジスタ４３のベースに接続される。

さらにトランジスタ５０のエミッタはトランジスタ５１
のコレクタに接続され、このトランジスタのエミッタは
電源の他方の端子２２に接続される。またトランジスタ
５１のペースはトランジスタ５２０ペースに接続され、
このペースとエミッタが接続され、これによってトラン
ジスタ５１および５２はカレントミラー回路を構成する
。トランジスタ５２のコレクタは定電流源５３に接続さ
れる。すなわちトランジスタ５０のエミッタは実質的に
１ｉＬ流源５３に接続される。

〔動作〕

第１図国示す回路の動作は第２図および第３図に示す回
路のそれと基本的に同じであるのでその説明を省略し、
この発明の要部の動作について説明する。

すなわち定電流源４７の電流値はトランジスタ５０のエ
ミッタ側で定電流源５３にほぼ等しい量だけ吸いとられ
るので、定電流源５３の電流値の２倍以上必要とする。

これＫよってトランジスタ４３０ペース−エミッタ間に
蓄積された電荷はトランジスタ５１を通して常時吸いと
られている。

タイマ用コンデンサ１８の電位がハイからＯｖに変化し
たばあい、トランジスタ４８はオンとなり、トランジス
タ５０には電流が流れない。するとトランジスタ４３の
ベース−エミッタ間容量分の電荷がトランジスタ５１を
通し工吸いとられ、トランジスタ４３がオフするまでの
応答が早くなる。タイマ用コンデンサ１８がＯｖからハ
イになるばあい、トランジスタ４８がオフし、トランジ
スタ５０を通して電流が流れる。そして約半分の電流が
トランジスタ５１を通し工吸いとられるが、残りの電流
でトランジスタ４３は十分安定に動作する。

〔効果〕

この発明は上述のようにレベルシフト用のトランジスタ
のエミッタを定電流回路に接続しているので、過電流検
出から出力トランジスタがオフするまでの時間を従来の
ものに比し１０分の１以下にすることができ、したがっ
て出力トランジスタとして許容損失の小さいものを選ぶ
ことができ、さらにＩＣパッケージも小さくすることが
できる。また電圧比較回路の入力トランジスタのベース
−エミッタ間容量の電荷をす速（放電するので電圧比較
回路の出力も安定し、過電流防止回路としての信頼性が
増す効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明におげろ過電流防止回路の一実施例を
示す回路図、第２図および第３図は従来の過電流防止回
路の回路図である。１・・・ＩＣ回路、２・・・安定化電源、３・・・発振
回路、４・・・信号処理回路、５・・・過電流防止回路
、６・・・光電回路、７・・・放電回路、８・・・信号
出力回路、９・・・電圧比較回路、１０・・・過電流検
出回路、１１・・・出力回路、１２・・・抵抗、１３・
・・抵抗、１４・・・トランジスタ、１５・・・検出コ
イル、１６・・・コンデンサ、１７・・・抵抗、１８・
・・タイマ用コンデンサ、１９・・・抵抗％２０・・・
出力トランジスタ、２１・・・端子、２２・・・端子、
２３・・・負荷、２４・・・電源、３１・・・トランジ
スタ、３２・・・抵抗、３３・・・トランジスタ、３５
・・・トランジスタ、３６・・・トランジスタ、３７・
・・定電流源、３８・・・抵抗、３９・・・定電流源、
４０・・・定電流源、４１・・・定電流源、４２・・・
トランジスタ、４３・・・トランジスタ、４４・・・ト
ランジスタ、４５・・・トランジスタ、４６・・・トラ
ンジスタ、４７・・・定電流源、４８・・・トランジス
タ、５０・・・トランジスタ、５１・・・トランジスタ
、５２・・・トランジスタ、５３・・・定電流源。

Claims

【特許請求の範囲】

検出器の出力信号により、負荷を駆動する無接点スイッ
チにおいて、上記負荷に流れる過電流を検出する過電流
検出回路と、定電流源に接続されたタイマ用コンデンサ
と、上記過電流検出回路の出力により駆動され、上記コ
ンデンサを放電させる放電用のトランジスタと、上記コ
ンデンサの電位を検出する電圧検出回路と、この電圧検
出回路と上記コンデンサとの間に設けたバッファ回路と
、このバッファ回路と上記電圧検出回路との間に設けた
レベルシフト用のトランジスタと、上記電圧検出回路の
入力端に接続され定電流源およびトランジスタからなる
定電流回路とを備え、上記レベルシフト用のトランジス
タのエミッタを上記定電流回路に接続したことを特徴と
する無接点スイッチの過電流防止回路。