JPS63308409A - Soft start solid switch - Google Patents

Soft start solid switch

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Publication number
JPS63308409A
JPS63308409A JP7667688A JP7667688A JPS63308409A JP S63308409 A JPS63308409 A JP S63308409A JP 7667688 A JP7667688 A JP 7667688A JP 7667688 A JP7667688 A JP 7667688A JP S63308409 A JPS63308409 A JP S63308409A
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JP
Japan
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terminal
coupled
load
transistor
control terminal
Prior art date
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Application number
JP7667688A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
ピーター・ジョン・カールソン
ロバート・ジョージ・ホッジンス
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
General Electric Co
Original Assignee
General Electric Co
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Publication date
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Publication of JPS63308409A publication Critical patent/JPS63308409A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B39/00Circuit arrangements or apparatus for operating incandescent light sources
    • H05B39/02Switching on, e.g. with predetermined rate of increase of lighting current

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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 発明の分野 この発明は負荷の導電を制御する制御回路、特に、白熱
灯、粘性負荷を持つ電動機、又はターンオンの際にその
インピーダンスが非直線的に変化する同様な負荷装置に
結合された半導体装置を通る電流の流れを制御する回路
に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to control circuits for controlling the conduction of loads, in particular incandescent lamps, electric motors with viscous loads, or similar loads whose impedance changes non-linearly upon turn-on. The present invention relates to a circuit for controlling the flow of current through a semiconductor device coupled to the device.

発明の背景 多くの用途では、ターンオン又はウオームアツプの際に
非直線的なインピーダンスを持つ白熱灯又はその他の負
荷を制御するのに使われる制御回路は、電力トランジス
タ(例えば、nチャンネル形金属酸化物シリコン電界効
果i・ランジスタ(MOSFET) )の様な半導体装
置を用いている。
BACKGROUND OF THE INVENTION In many applications, control circuits used to control incandescent lamps or other loads that have nonlinear impedances during turn-on or warm-up require power transistors (e.g., n-channel metal oxide A semiconductor device such as a silicon field effect transistor (MOSFET) is used.

1個の電力用nチャンネル形MOSFETのドレインを
正の電圧+VDDを持つ電源に接続し、そのソースを白
熱灯の一方の端子に接続することが出来る。白熱灯の第
2の端子は大地電位に接続される。MOSFETのゲー
トは、スイッチ、多くの用途では手動スイッチを介して
、典型的には+VDDの電位レベル、又は多くの場合に
は+2■DDを持つ正の電圧源に結合される。スイッチ
をターンオンした時、MOSFETが付能され(ターン
オンし) 、十VDDからMOSFET及び白熱すJを
通って大地に至る電流通路が出来る。白熱灯の電気的な
特性は、白熱灯か低温である間、その抵抗値(「低温」
抵抗値)が比較的小さくなる様になっている。白熱灯が
導電を開始すると、加、J、/lされ、その抵抗値が非
直線的に増加し、「高温」抵抗値は「低温」抵抗値より
ずっと大きくなる。
The drain of one power n-channel MOSFET can be connected to a power source with a positive voltage +VDD, and the source can be connected to one terminal of an incandescent lamp. The second terminal of the incandescent lamp is connected to ground potential. The gate of the MOSFET is coupled through a switch, a manual switch in many applications, to a positive voltage source, typically with a potential level of +VDD, or in many cases +2DD. When the switch is turned on, the MOSFET is enabled (turned on), creating a current path from VDD through the MOSFET and the incandescent J to ground. The electrical characteristics of an incandescent lamp are that while it is incandescent or cold, its resistance value (“cold”
resistance value) is relatively small. When an incandescent lamp starts conducting, J,/l is applied and its resistance increases non-linearly, with the "hot" resistance being much larger than the "cold" resistance.

使われるMOSFETは、白熱灯がターンオンするとき
、大きな電流スパイクが発生され、また電源の電圧のか
なりの部分か、白熱灯の「低温」抵抗値が比較的小さい
為に、MOSFETのドレイン−ソース間に掛かるので
、比較的大量の電力を散逸することが出来る様に設計し
なければならない。
The MOSFET used has a large current spike when the incandescent lamp is turned on, and a significant portion of the voltage from the power supply, or the relatively small "cold" resistance of the incandescent lamp, is connected between the MOSFET's drain and source. Therefore, the design must be such that a relatively large amount of power can be dissipated.

第1図は、完全にオンになって定常状態で動作するとき
に、約6アンペアを通し、約2.25オームの抵抗値を
持つ白熱灯について、X軸にミリ秒(mS)で表わした
時間(1)をとって、y輔にアンペアで表わした白熱灯
電流を示すグラフである。1=0+及びt−2m5の間
、白熱灯が42アンペアのピーク電流を通し、この電流
は、大体t=40mSの時、6アンペアの定常状態電流
に達する様に減少する。第2図は、X軸にミリ秒(ms
)で表わした時間(1)をとって、白熱灯と直列のMO
SFETの°Cで表わした接合温度をy軸に示すグラフ
である。接合の温度が1=0のO′Cからt=9msに
於ける約205℃まで急速に上昇し、その後t=40m
sまでに95°Cに下がる。MOSFETの熱的な定数
が、その温度の上昇速度を決定する。多くのMOSFE
Tの望ましい最高温度は約160℃である。この為、」
二に述べた状態では、MOSFETが損傷を受ける惧れ
かある。この問題に対する1つの解決策は、MOSFE
Tの面積を増加して、その温度が160℃を越えずに、
それが42アンペアのピーク電流を処理することが出来
る様にすることである。面積の大きいMOSFETは、
一層多くのシリコンを必要とし、従って製造費か一層高
くなるから、この解決策は経済的な観点から望ましくな
い。
Figure 1 shows an incandescent lamp, expressed in milliseconds (mS) on the 1 is a graph showing incandescent lamp current in amperes over time (1); Between 1=0+ and t-2m5, the incandescent lamp carries a peak current of 42 amps, and this current decreases to reach a steady state current of 6 amps at approximately t=40 mS. Figure 2 shows milliseconds (ms) on the X-axis.
), take the time (1) expressed as MO in series with the incandescent lamp.
2 is a graph showing the junction temperature in degrees Celsius of the SFET on the y-axis. The temperature of the junction rises rapidly from O′C at 1=0 to about 205°C at t=9ms, then at t=40m
The temperature drops to 95°C by s. The thermal constant of a MOSFET determines the rate at which its temperature rises. many MOSFEs
The desired maximum temperature of T is about 160°C. For this reason,”
In the condition described in 2, there is a risk that the MOSFET may be damaged. One solution to this problem is MOSFE
By increasing the area of T and keeping the temperature from exceeding 160℃,
It is to be able to handle a peak current of 42 amps. A MOSFET with a large area is
This solution is undesirable from an economic point of view, as it requires more silicon and therefore higher production costs.

接合の温度の問題に対する従来の1つの解決策は、電力
用MO5FETのゲートの電圧をパルス状に駆動して、
各サイクル中の短い期間だけオンになる様にすることで
ある。これによって1サイクル中の平均電流が制限され
、MOSFETの温度」−昇が緩和される。この方式は
PWM(パルス幅変調)と呼ばれることもあるが、この
方式に伴う1つの問題は、複数個の比較的大きな電流ス
パイクが発生され、それが同じ電源を使う他の回路に雑
音として直ぐに結合される惧れがあることである。これ
は自動車の様に、方向指示器をターンオンすると、ラジ
オ又はテープ再生装置に何回ものうるさい騒音か起る様
な用途では、非常に望ましくない。
One conventional solution to the junction temperature problem is to pulse the voltage at the gate of the power MO5FET,
The idea is to only turn on for a short period during each cycle. This limits the average current during one cycle and reduces the temperature rise of the MOSFET. One problem with this method, sometimes referred to as PWM (Pulse Width Modulation), is that it generates multiple relatively large current spikes that can quickly become noise to other circuits using the same power supply. There is a risk that they will be combined. This is highly undesirable in applications such as automobiles, where turning on a turn signal causes a series of loud noises on a radio or tape player.

反復的な大きな雑音信号を起さずに、電力トランジスタ
を含む中位のコストの制御回路を使って、ターンオンの
際にそのインピーダンスが非直線的に増加する負荷をタ
ーンオンすることが出来ることが望ましい。
It would be desirable to be able to turn on a load whose impedance increases non-linearly during turn-on using a moderate cost control circuit that includes a power transistor without introducing large repetitive noise signals. .

発明の要約 この発明は、ターンオンの際にそのインピーダンスが非
直線的に増加する負荷に接続し得る回路に関する。この
回路は、制御端子及び第1並びに第2の出力端子を持つ
装置(例えば電力用MOSFET)と、該装置の制御端
子に選択的に結合された第1のバイアス手段と、前記装
置の制御端子に選択的に結合された第2のバイアス手段
と、前記装置の第2の出力端子に結合された検出及び結
合/減結合手段とを有する。第1のバイアス手段は、前
記装置の制御端子に結合された時、該装置に電流か流れ
易くする様に該装置をオンにバイアスする。第2のバイ
アス手段は、前記装置の制御端子に結合された時、前記
第1のバイアス手段によるよりも一層大きな電流が前記
装置に流れ易くする様に、前記装置をオンにバイアスす
る。検出及び結合/減結合手段か、負荷のインピーダン
スを実効的に険出し、負荷のインピーダンスか予め選ば
れたレベルか又はそれより小さい場合、第1のバイアス
手段を前記装置の制御端子に結合すると共に、第2のバ
イアス手段を前記装置の制御端子から減結合する。負荷
のインピーダンスが前記予め選ばれたレベルより高い場
合、検出及び結合/減結合手段が、第2のバイアス手段
を前記装置の制御端子に結合し、前記第1のバイアス手
段を前記装置の制御端子から減結合する。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention relates to a circuit that can be connected to a load whose impedance increases non-linearly upon turn-on. The circuit includes a device (e.g., a power MOSFET) having a control terminal and first and second output terminals, a first biasing means selectively coupled to the control terminal of the device, and a control terminal of the device. and detection and coupling/decoupling means coupled to a second output terminal of the device. A first biasing means, when coupled to a control terminal of the device, biases the device on to facilitate current flow through the device. A second biasing means, when coupled to a control terminal of the device, biases the device on so as to facilitate a greater current flow through the device than through the first biasing means. The sensing and coupling/decoupling means effectively exposes the impedance of the load, and when the impedance of the load is at or below a preselected level, the first biasing means is coupled to a control terminal of said device; , decoupling the second biasing means from the control terminal of the device. If the impedance of the load is higher than the preselected level, the detection and coupling/decoupling means couples the second biasing means to the control terminal of the device and the first biasing means to the control terminal of the device. Decouple from.

1実施例では、第1のバイアス手段は略定電流発生手段
であって、これは装置に略一定の電流が流れる様に装置
の制御端子をバイアスする。別の実施例では、第1のバ
イアス手段は略定電流手段であり、これか前記装置の制
御端子に略一定の電流が流れ込む様に制御端子をバイア
スして、装置を通る電流と共に、制御端子のバイアスが
時間と共に増加する様にする。何れの実施例でも、第2
のバイアス手段が装置を強くオンにバイアスし、装置が
略完全にオンであって、その出力の抵抗値が起り得る最
も小さい値になる様にする。
In one embodiment, the first biasing means is a substantially constant current generating means that biases the control terminal of the device such that a substantially constant current flows through the device. In another embodiment, the first biasing means is a substantially constant current means, which biases the control terminal such that a substantially constant current flows into the control terminal of the device, so that, along with the current passing through the device, the control terminal so that the bias increases over time. In either embodiment, the second
The biasing means biases the device strongly on so that the device is substantially fully on and the resistance of its output is the lowest possible value.

この発明では、トランジスタと、ターンオンの際にその
インピーダンスが非直線的に増加する負荷との直列の組
合せによって発生される電流スパイクの大きさは、比較
的低レベルの電流がその中を流れる様に、最初に装置を
バイアスすることによって、目立って減少させることが
出来ることが判った。この低レベルの電流の流れか負荷
(例えば灯)をウオームアツプし、その抵抗値を増加さ
せる。装置の抵抗値が予め選ばれたレベルに増加した後
、バイアス作用を大幅に強める。これによって、負荷が
完全にターンオンし、定常状態の動作中に起る「高温」
 (高)抵抗値状態に達する。
In the present invention, the magnitude of the current spike produced by the series combination of a transistor and a load whose impedance increases non-linearly upon turn-on is such that a relatively low level of current flows through it. It has been found that a noticeable reduction can be achieved by first biasing the device. This low level current flow warms up the load (eg, a light) and increases its resistance. After the resistance of the device increases to a preselected level, the biasing action is significantly increased. This allows the load to fully turn on and cause the "high temperature" that occurs during steady-state operation.
A (high) resistance state is reached.

電流スパイクの大きさを減少することにより、トランジ
スタの面積を大幅に縮小し、こうしてそのコストを切下
げることか可能である。
By reducing the magnitude of the current spike, it is possible to significantly reduce the area of the transistor and thus reduce its cost.

この発明は以下図面について更に詳しく説明する所から
、更によく理解されよう。
The present invention will be better understood from the following detailed description of the drawings.

詳しい説明 第3図には、破線の囲みの中にソフトスタート固体スイ
ッチ10か示されている。このスイッチは、nチャンネ
ル形金属酸化物シリコン電界効果トランジスタ(MOS
FET)12 (これを装置とも呼ぶ)、nチャンネル
形MO5FET  14゜16.60(これはスイッチ
ング装置とも呼ぶ)、演算増幅器18.2人力比較器2
0、論理回路22、電圧増倍回路24、抵抗26、第1
の基準電圧源(Vrefl)2g及び第2の基準電圧源
(Vref2)30で構成される。非直線負荷32(例
えば、灯)がトランジスタ12のドレインと端子34に
結合される。負荷32の第2の端子35か典型的には大
地電位である電源VSSに結合される。スイッチ36が
論理回路22の一方の入力端子38に結合される。スイ
ッチ36の第1の端子が抵抗42の第1の端子40に結
合される。
DETAILED DESCRIPTION In FIG. 3, a soft start solid state switch 10 is shown within the dashed box. This switch is an n-channel metal oxide silicon field effect transistor (MOS).
FET) 12 (also called a device), n-channel MO5FET 14°16.60 (also called a switching device), operational amplifier 18.2, human power comparator 2
0, logic circuit 22, voltage multiplier circuit 24, resistor 26, first
The reference voltage source (Vrefl) 2g and the second reference voltage source (Vref2) 30 are configured. A non-linear load 32 (eg, a light) is coupled to the drain of transistor 12 and terminal 34. A second terminal 35 of load 32 is coupled to power supply VSS, which is typically at ground potential. A switch 36 is coupled to one input terminal 38 of logic circuit 22 . A first terminal of switch 36 is coupled to a first terminal 40 of resistor 42 .

抵抗42の第2の端子44が電源+VCCに結合される
。スイッチ36が閉じた時(そのワイパ・アームが端子
40及び38を接続する)、ソフトスタート固体スイッ
チ10は、最初に負荷32に比較的小さい、略一定の電
流が流れる様にする。
A second terminal 44 of resistor 42 is coupled to power supply +VCC. When switch 36 is closed (its wiper arm connects terminals 40 and 38), soft start solid state switch 10 initially causes a relatively small, substantially constant current to flow through load 32.

負荷32のインピーダンスは、その中を電流が流れるこ
とによってウオームアツプするにつれて、増加する。負
荷のインピーダンスが予め選ばれた値に達した後、スイ
ッチ10は負荷32を通る電流を大幅に増加させること
が出来る様に作用する。
The impedance of load 32 increases as it warms up by having current flow through it. After the impedance of the load reaches a preselected value, switch 10 acts to allow the current through load 32 to be increased significantly.

負荷32は「高温」 (高インピーダンス・レベル)動
作状態に達するまで、ずっと多くの電流を通し、この状
態の間、その中を流れる電流は、ターンオンの際に達し
た最高レベルの大きさよりもかなり低い定常状態レベル
に達する。
The load 32 conducts much more current until it reaches a "hot" (high impedance level) operating condition, during which the current flowing through it is significantly less than the magnitude of the highest level reached at turn-on. A low steady state level is reached.

以下の説明から明らかになるが、スイッチ10は最初は
負荷32を通る電流を比較的小さい略一定のレベルに制
限する。この比較的小さい略一定の電流が負荷32に流
れることにより、ウオームアツプか行なわれ、そのイン
ピーダンスか増加する。低いレベルの略一定の電流が負
荷32の温度及びインピーダンスを高める時、予め遮ば
れたレベルのインピータンスか生ずるまで、スイッチ1
0が負荷32のインピーダンスを感知する。その時点で
、ス、イッチ10はトランジスタ12を完全にオンにバ
イアスする。トランジスタ12及び負荷32を通る電流
は大幅に増加し、負荷32のインピーダンスは増加を続
けて、ついには定常状態動作に伴うその「高温」 (高
)インピーダンス・レベルに達する。一定の電流がその
中を流れることによる負荷32の初期の加熱(予熱と呼
ぶ)により、そのインピーダンスが増加し、このため、
スイッチ10かトランジスタを完全にオンにバイアスす
る時には、その結果生じる負荷32及びトランジスタ1
2を通る電流スパイクか、低電流による予熱を使わなか
った場合よりも大幅に小さくなる。これによって、トラ
ンジスタ12を最初から完全にオンにバイアスし、初期
の「低温」インピーダンスによって要求されるだけの大
きな電流を通すま\にした場合よりも、トランジスタ1
2を一層面積の小さいトランジスタにすることが出来る
As will become apparent from the discussion below, switch 10 initially limits the current through load 32 to a relatively small, substantially constant level. This relatively small, substantially constant current flowing through load 32 warms it up and increases its impedance. When a low level, approximately constant current increases the temperature and impedance of load 32, switch 1 is turned off until a pre-blocked level of impedance is created.
0 senses the impedance of the load 32. At that point, switch 10 biases transistor 12 fully on. The current through transistor 12 and load 32 increases significantly and the impedance of load 32 continues to increase until it reaches its "hot" (high) impedance level associated with steady state operation. The initial heating of the load 32 (called preheating) by a constant current flowing through it increases its impedance and thus
When biasing switch 10 or transistor fully on, the resulting load 32 and transistor 1
The current spike through 2 is much smaller than if no low current preheating were used. This causes transistor 12 to be biased fully on from the beginning, allowing transistor 12 to conduct as much current as required by the initial "cold" impedance.
2 can be made into a transistor with a smaller area.

トランジスタ12は典型的には大形のMOSFETであ
り、これはスイッチ10の他の全ての部品、装置及び回
路に比べて、大量のシリコン面積を必要とする。従って
、トランジスタ12の面積を比較的中位のレベルに抑え
ることが出来ることは、スイッチ10を製造するシリコ
ン集積回路チップの全体的な寸法をかなり縮小し、従っ
てコストを切下げる。
Transistor 12 is typically a large MOSFET, which requires a large amount of silicon area compared to all other components, devices and circuitry of switch 10. Therefore, being able to keep the area of transistor 12 to a relatively moderate level significantly reduces the overall size and therefore cost of the silicon integrated circuit chip on which switch 10 is fabricated.

トランジスタ12のゲートがトランジスタ14゜16の
ソース、トランジスタ60のドレイン及び節46に結合
される。トランジスタ16のドレインが演算増幅器18
の出力及び節48に結合される。電圧増倍回路24の出
力端子がトランジスタ14のドレイン及び節15に結合
される。トランジスタ60のソースがVSS及び端子3
5に結合される。電圧増倍回路24及びトランジスタ1
2のトレインが電源+VDD及び端子11に結合される
。l・ランシスタ12は2つのソースを持っている。第
1のソースが端子34、負荷32、抵抗26の第1の端
子、電圧基阜源28の第1の端子及び比較器20の第1
 (正)の端子に結合される。
The gate of transistor 12 is coupled to the sources of transistors 14, 16, the drain of transistor 60, and node 46. The drain of the transistor 16 is the operational amplifier 18
is coupled to the output of and node 48. The output terminal of voltage multiplier circuit 24 is coupled to the drain of transistor 14 and node 15. The source of transistor 60 is connected to VSS and terminal 3
5. Voltage multiplier circuit 24 and transistor 1
2 trains are coupled to power supply +VDD and terminal 11. l.runcistor 12 has two sources. A first source is connected to terminal 34, load 32, a first terminal of resistor 26, a first terminal of voltage reference source 28, and a first terminal of comparator 20.
(positive) terminal.

!・ランジスタ12の第2のソースが抵抗26の第2の
端子、演算増幅器18の第1(負)の入力端子及び節5
0に結合される。電圧基学源28の第2の端子が演算増
幅器18の第2(圧)の入力端子及び節52に結合され
る。比較器20の出力端子が論理回路22の第2の入力
端子及び節54に結合される。論理回路22の第1の出
力端子がトランジスタ60のゲート及び節62に結合さ
れる。
! - the second source of transistor 12 is connected to the second terminal of resistor 26, the first (negative) input terminal of operational amplifier 18 and node 5;
Combined with 0. A second terminal of voltage basis source 28 is coupled to a second (voltage) input terminal of operational amplifier 18 and node 52 . An output terminal of comparator 20 is coupled to a second input terminal of logic circuit 22 and node 54 . A first output terminal of logic circuit 22 is coupled to the gate of transistor 60 and node 62 .

論理回路22の第2の出力端子がトランジスタ14のゲ
ート及び節56に結合される。論理回路22の第3の出
力端子がトランジスタ16のゲート及び節58に結合さ
れる。   ′ 最初スイッチ36が開(第3図に示す位置)にあり、負
荷32がある期間の間オフであったと仮定する。端子3
4の電圧は略0であり、比較器2〇の出力は論理0であ
り、典型的には大地電位又はその近くである。自動車の
へラドライトを点灯する場合の様に、この後スイッチ3
6を閉じる。
A second output terminal of logic circuit 22 is coupled to the gate of transistor 14 and node 56. A third output terminal of logic circuit 22 is coupled to the gate of transistor 16 and node 58 . ' Assume that switch 36 is initially open (the position shown in FIG. 3) and load 32 is off for a period of time. terminal 3
4 is approximately zero, and the output of comparator 20 is a logic zero, typically at or near ground potential. After this, switch 3, like when turning on the herad light in a car.
Close 6.

この場合、スイッチ36は典型的には自動車の車室内に
ある手動スイッチであり、負荷32がヘッドライトであ
る。この結果、論理回路22の出力か、節56に大体O
ボルトの“O”を発生すると共に、+VDDが+12乃
至+16ボルトの範囲内(自動車用蓄電池の電圧)であ
る時、典型的には+VDDより高い“1”を発生する。
In this case, switch 36 is typically a manual switch located inside the passenger compartment of an automobile, and load 32 is a headlight. As a result, the output of logic circuit 22 or approximately O
It generates an “O” of volts and typically generates a “1” higher than +VDD when +VDD is in the range of +12 to +16 volts (automotive battery voltage).

これらの電圧がトランジスタ14をオフにバイアスしく
不作動にし)、トランジスタ16をオンにバイアス(イ
リ能)する。演算増幅器18が端子48に出力電圧を発
生し、それがオンにバイアスされたトランジスタ16を
介して結合され、トランジスタ12をオンにバイアスす
る。+VDDから)・ランジスタ12及び負荷32を通
ってVSSへ電流が流れ始める。節50に存在する電位
を演算増幅器18で節52の電圧と比較する。Vref
lの電圧レベルは、!・ランジスタ12及び負荷32に
選択的に流すべき所望の電流レベルに対応する様に選ば
れる。演算増幅器18から節48に発生される出力電圧
は、トランジスタ12をオンにバイアスするレベルを持
ち、この結果それを通る電流は所望の略一定のレベルに
設定される。このレベルは、トランジスタ12が消費す
る電力が、トランジスタ12が損傷を受けずに散逸し得
る限界内に収まる様なレベルである。
These voltages bias transistor 14 off and bias transistor 16 on. Operational amplifier 18 produces an output voltage at terminal 48 that is coupled through biased on transistor 16 to bias transistor 12 on. +VDD) Current begins to flow through transistor 12 and load 32 to VSS. The potential present at node 50 is compared with the voltage at node 52 at operational amplifier 18 . Vref
The voltage level of l is! - selected to correspond to the desired current level to be selectively passed through transistor 12 and load 32; The output voltage developed at node 48 from operational amplifier 18 has a level that biases transistor 12 on, thereby setting the current therethrough to a desired substantially constant level. This level is such that the power consumed by transistor 12 is within the limits that transistor 12 can dissipate without being damaged.

この略一定の電流がトランジスタ12及び負荷32を流
れる時、負荷32が加熱され、その抵抗値は「低温」 
(低)抵抗値から「高温」 (高)抵抗値に向かって増
加し始める。抵抗値の増加により、節34の電位が高く
なる。節34の電圧レベルがVref2を越えると、比
較器20は節54を“1”にする。Vref2は予め選
ばれたインピーダンス・レベルに対応する。この為、論
理回路22の端子38.54に“1”が印加される。
When this approximately constant current flows through the transistor 12 and the load 32, the load 32 is heated and its resistance value becomes "low temperature".
It starts to increase from (low) resistance value towards "high temperature" (high) resistance value. The increase in resistance increases the potential at node 34. When the voltage level at node 34 exceeds Vref2, comparator 20 forces node 54 to a "1". Vref2 corresponds to a preselected impedance level. Therefore, "1" is applied to the terminals 38 and 54 of the logic circuit 22.

この結果、論理回路22か節56に“1”、そして節5
8に“θ″を発生する。こういう状態が、トランジスタ
14をオンにバイアスし、トランジスタ16をオフにバ
イアスする。これによって電圧増倍回路24の出力電圧
がトランジスタ12のゲートに結合されると共に、演算
増幅器18の出力端子48の電圧がトランジスタ12の
ゲートから隔離される。従って、トランジスタ12のゲ
ートの電圧は+VDD未満から約+2VDDへ増加する
。これによってトランジスタ12が強くオンにバイアス
され、そのドレイン−ソース間抵抗値が減少し、従って
ずっと多くの電流を通すことが出来る様になる。トラン
ジスタ12及び負荷32の抵抗値と、+VDD及びVS
Sの間の差の大きさが、両者の直列の組合せを通る電流
を決定する。
As a result, logic circuit 22 has a "1" in node 56, and node 5
"θ" is generated at 8. These conditions bias transistor 14 on and transistor 16 off. This couples the output voltage of voltage multiplier circuit 24 to the gate of transistor 12 and isolates the voltage at output terminal 48 of operational amplifier 18 from the gate of transistor 12. Therefore, the voltage at the gate of transistor 12 increases from less than +VDD to about +2VDD. This biases transistor 12 more strongly on, reducing its drain-source resistance and thus allowing it to conduct much more current. Resistance values of transistor 12 and load 32, +VDD and VS
The magnitude of the difference between S determines the current through the series combination of both.

最初、比較的大きな電流スパイクがあるが、これはトラ
ンジスタ12が安全に散逸することが出来る限界内であ
り、その後電流は、トランジスタ12の抵抗値と負荷3
2の「高温」抵抗値の関数であるずっと小さい一定レベ
ルに下がる。
Initially there is a relatively large current spike, but this is within the limits that transistor 12 can safely dissipate, after which the current increases with the resistance of transistor 12 and the load 3.
2 to a much smaller constant level that is a function of the "hot" resistance value.

第4図には、自動車のヘッドライト(灯)の様な典型的
な負荷32のアンペアで表わした電流(実線)及びオー
ムで表わした抵抗値(破線)を、ミリ秒(mS)で表わ
した時間(1)のX軸に対して、y軸にとったグラフが
示されている。時刻を一〇+及びt=16msの間、灯
32を流れる電流は、略一定で約2アンペアである。こ
の期間の間、灯32の抵抗値か約0.2オームから約0
.4オームに増加する。t−16+mSに、約24アン
ペアの最大レベルを持つ電流スパイクか発生する。
Figure 4 shows the current in amperes (solid line) and resistance in ohms (dashed line) in milliseconds (mS) for a typical load such as a car headlight (32). A graph plotted on the y-axis against the x-axis of time (1) is shown. During time 10+ and t=16 ms, the current flowing through lamp 32 is approximately constant, about 2 amperes. During this period, the resistance of the lamp 32 varies from about 0.2 ohms to about 0.
.. Increase to 4 ohms. At t-16+mS, a current spike occurs with a maximum level of about 24 amps.

これは、t=16msまでに灯32の抵抗値が十分に増
加して、節34の電圧がVref2より大きくなってい
る為である。この為、この時トランジスタ12のゲート
か電圧増倍回路24によって強くオンにバイアスされる
。これは増幅器18の出力端子18がこの時、トランジ
スタ12のゲートから切離されているからである。t=
16+ms及びt=40msの間、灯32を流れる電流
が減少し、約6アンペアの定常状態の値に達する。この
同じ時間の間、灯32の抵抗値が0.4オームがら2゜
25オームに増加する。スイッチ36を閉じた時、トラ
ンジスタ12のゲートがすぐ強くバイアスされた場合、
その時起るトランジスタ12の電流スバイラは、第1図
のグラフに示す様に、42アンペアであって、これはト
ランジスタ12の損傷を招く。
This is because the resistance value of the lamp 32 has increased sufficiently by t=16 ms, and the voltage at the node 34 has become larger than Vref2. Therefore, at this time, the gate of the transistor 12 is strongly biased on by the voltage multiplier circuit 24. This is because the output terminal 18 of amplifier 18 is now disconnected from the gate of transistor 12. t=
During 16+ms and t=40ms, the current through lamp 32 decreases and reaches a steady state value of approximately 6 Amps. During this same period of time, the resistance of lamp 32 increases from 0.4 ohms to 2.25 ohms. If the gate of transistor 12 is immediately strongly biased when switch 36 is closed,
The current swell in transistor 12 that occurs then is 42 amperes, as shown in the graph of FIG. 1, which causes damage to transistor 12.

第5図には、X軸にミリ秒(mS)で表わした時間(1
)をとって、℃で表わしたトランジスタ12の接合温度
をy軸にとったグラフが示されている。t=Q+からt
−16+mSの間、トランジスタ12の接合の温度は、
大体一定の割合で約110℃まで上昇する。t=16+
msで、温度が更に急に上昇し、約t=25msで、約
+150℃の最大値に達する。その後温度が下がり、t
=40msでは、約+125℃になる。従って、トラン
ジスタ12の温度が実質的に+150℃に制限され、そ
の為、トランジスタ12の損傷がないことが判る。
In Figure 5, the time (1
) and the junction temperature of the transistor 12 in degrees Celsius is plotted on the y-axis. t=Q+ to t
During -16+mS, the temperature of the junction of transistor 12 is
The temperature rises to approximately 110°C at a roughly constant rate. t=16+
ms, the temperature rises even more rapidly and reaches a maximum value of about +150° C. at about t=25 ms. Then the temperature drops and t
=40ms, the temperature will be approximately +125°C. Therefore, it can be seen that the temperature of transistor 12 is substantially limited to +150° C., so that there is no damage to transistor 12.

第6図には、第3図の演算増幅器18、抵抗26及び電
圧源(Vrefl)2gの代りに使うことが出来るトラ
ンスコンダクタンス演算増幅器18a及び定電流源60
が示されている。
FIG. 6 shows a transconductance operational amplifier 18a and a constant current source 60 that can be used in place of the operational amplifier 18, resistor 26, and voltage source (Vrefl) 2g in FIG.
It is shown.

第7図には、第3図の演算増幅器18、抵抗26及び電
圧源(Vrefl)28の代りに使うことか出来る差動
電流増幅器18c及び定電流源70か示されている。
FIG. 7 shows a differential current amplifier 18c and a constant current source 70 that can be used in place of the operational amplifier 18, resistor 26, and voltage source (Vrefl) 28 of FIG.

第8図には1実施例の論理回路22が示されている。こ
れは2人カアンド・ゲート80.82とインバータ84
.86で構成される。第3図のスイッチ36か開いてい
れば、0″に相当するものが端子38に印加される。端
子54に印加される信号レベルに関係なく、節56.5
8は“0″であり、節62は“1″である。この状態に
より、トランジスタ12のゲート(節46)がターンオ
ン・バイアスのどの源からも隔離され、従ってトランジ
スタ12は不作動であって、端子11及び34の間は開
路として作用する。更に、トランジスタ60が付能(タ
ーンオン)され、これによって節4B (トランジスタ
12のゲート)がVSSに引張られ、トランジスタ12
を不作動にする。
FIG. 8 shows one embodiment of the logic circuit 22. In FIG. This is a two-man gate 80.82 and an inverter 84
.. Consists of 86. If switch 36 of FIG. 3 is open, the equivalent of 0'' is applied to terminal 38. Regardless of the signal level applied to terminal 54, node 56.5
8 is "0" and node 62 is "1". This condition isolates the gate of transistor 12 (node 46) from any source of turn-on bias, so that transistor 12 is inactive and acts as an open circuit between terminals 11 and 34. Additionally, transistor 60 is enabled (turned on), which pulls node 4B (the gate of transistor 12) to VSS, and transistor 12
deactivate.

スイッチ36を閉じると、端子38に対する入力信号が
“1″になる。これがトランジスタ60を不作動にし、
節46の電位を変えることが出来る様にし、この為トラ
ンジスタ12をオンにバイアスすることが出来る。端子
54に対する入力信号が“0”であれば、節56.58
に現れる出力信号は夫々”0″及び1″である。この為
、演算増幅器18の出力がトランジスタ12のゲー)・
(節46)に結合されると共に、電圧増倍回路24の出
力がトランジスタ12のゲート(節46)から隔離され
る。従って、比較的大きさの小さい略一定の電流がトラ
ンジスタ12及び負荷32に流れる。端子38が未だ“
1”で、端子54が“0”から“1”に切換わると、端
子56.58が夫々“1″及び“0″に切換わる。これ
によってトランジスタ12のゲートが増幅器12の出力
から切離され、それが電圧増倍回路24の出力に接続さ
れる。この状態により、トランジスタ12は、そのドレ
イン・ソース間抵抗値が小さな値である為、+VDDか
らずっと多くの電流を通すことが出来る。この時点は、
負荷32の抵抗値が、Vref2のレベルによって表わ
される予め選ばれたレベルを越えた時に対応する。
When the switch 36 is closed, the input signal to the terminal 38 becomes "1". This disables transistor 60,
The potential at node 46 can be varied to bias transistor 12 on. If the input signal to terminal 54 is "0", then clause 56.58
The output signals appearing at are "0" and "1", respectively. Therefore, the output of the operational amplifier 18 is the gate of the transistor 12).
(node 46) and isolates the output of voltage multiplier circuit 24 from the gate of transistor 12 (node 46). Therefore, a relatively small and substantially constant current flows through transistor 12 and load 32. Terminal 38 is still “
1", and when terminal 54 switches from "0" to "1", terminals 56 and 58 switch to "1" and "0", respectively. This disconnects the gate of transistor 12 from the output of amplifier 12. is connected to the output of voltage multiplier circuit 24. In this state, transistor 12 can conduct much more current from +VDD because its drain-source resistance is small. At this point,
This corresponds when the resistance value of load 32 exceeds a preselected level represented by the level of Vref2.

第9図には、破線の囲みの巾に、この発明の1実施例の
ソフトスタート・スイッチ200が示されている。スイ
ッチ200は、nチャンネル形MOSFET  202
.2人力比較器276.2人力差動増幅器230、ダイ
オード22’4,226゜270.274、ツェナー・
ダイオード302、電源側路コンデンサ298,300
,344,346.356,358、ポテンショメータ
282゜320、コンデンサ348、スイッチング装置
306.322、電流感知コイル(変流器)214、抵
抗216,219,220,228,234゜238.
240,244,248,258,264.278,2
88,290,294,304゜31.0,314,3
24,326,328,352.2人カノア・ゲート2
54,260及びインバータ250で構成される。スイ
ッチ1oによってそのターンオンを制御しようとする灯
204(典型的には自動車のヘッドライト)が、正の電
源→−Vbat(典型的には自動車のバッテリの正の端
子)及び端子212に結合される。灯204の第2の端
子が、MOSFET  202のドレイン及び節206
に結合される。トランジスタ202のソースが電源の負
の端子Vb a t  208(典型的には自動車のバ
ッテリの負の端子)に結合される。スイッチ268は、
典型的には自動車の車室内にある手動スイッチであるが
、その一方の端子が端子212及び+Vbatに結合さ
れると共に、他方の端子が抵抗264の第1の端子及び
端子266に結合される。
In FIG. 9, a soft start switch 200 according to one embodiment of the present invention is shown within the width of the dashed box. The switch 200 is an n-channel MOSFET 202
.. 2-power comparator 276. 2-power differential amplifier 230, diode 22'4, 226° 270.274, Zener
Diode 302, power supply bypass capacitor 298, 300
, 344, 346. 356, 358, potentiometer 282° 320, capacitor 348, switching device 306, 322, current sensing coil (current transformer) 214, resistor 216, 219, 220, 228, 234° 238.
240,244,248,258,264.278,2
88,290,294,304゜31.0,314,3
24,326,328,352.2 people Kanoa Gate 2
54, 260 and an inverter 250. A light 204 (typically a car headlight) whose turn-on is to be controlled by switch 1o is coupled to a positive power supply →-Vbat (typically the positive terminal of a car battery) and terminal 212. . A second terminal of lamp 204 connects the drain of MOSFET 202 and node 206.
is combined with The source of transistor 202 is coupled to a negative terminal of a power supply, Vb at 208 (typically the negative terminal of a vehicle battery). The switch 268 is
One terminal of the manual switch, typically located in the passenger compartment of an automobile, is coupled to terminal 212 and +Vbat, and the other terminal is coupled to a first terminal of resistor 264 and terminal 266.

トランジスタ202が灯204を通る電流を制御して、
スイッチ368をターンオンした時(第9図に示す状態
)、トランジスタ202が源(本質的に演算増幅器33
0)によって弱くバイアスされ、これによって灯204
及びトランジスタ202に比較的小さい予め選ばれた略
一定の電流が流れる。灯204に電流が流れるH、+7
、そのインピーダンスを監視し、灯204のインピーダ
ンスが予め選ばれたレベルに達した時、ゲート端子35
4に印加された弱いバイアスを切り、端子354に強い
(一杯にオン)バイアスを印加する。強いバイアスによ
り、灯204及びトランジスタ202にかなりの電流か
流れ易くなる。第3図のスイッチの場合と同じく、灯(
負荷)及び電流制御トランジスタの間に比較的低いレベ
ルの電流が流れるのを利用して、最初に負荷(灯)を加
熱し、そのインピーダンス(抵抗値)を増加させる。負
荷(灯)の抵抗値か予め選ばれたレベルに達した時、電
流制御トランジスタのゲートに印加されるバイアスをか
なり強め、トランジスタが一杯にオンにバイアスされる
様にする。トランジスタが初めて一杯にオンにバイアス
される時、電流スパイクが発生される。電流スパイクの
大きさは、トランジスタを最初に弱くターンオンしなか
った場合よりも、かなり小さい。この為、トランジスタ
がずっと大きな電流を安全に通ずことか出来る様にしな
ければならない場合よりも、トランジスタの面積をかな
り小さくすることが出来る様にすることにより、コスト
が切下げられる。
Transistor 202 controls the current through lamp 204 to
When switch 368 is turned on (the condition shown in FIG. 9), transistor 202 turns on the source (essentially operational amplifier 33).
0), which causes the lamp 204 to
and a relatively small, preselected, substantially constant current flows through transistor 202 . Current flows through the lamp 204 H, +7
, monitors its impedance, and when the impedance of lamp 204 reaches a preselected level, gate terminal 35
The weak bias applied to terminal 354 is turned off, and a strong (fully on) bias is applied to terminal 354. The strong bias tends to cause significant current to flow through lamp 204 and transistor 202. As with the switch in Figure 3, the light (
The relatively low level of current flowing between the load (the load) and the current control transistor is used to first heat the load (lamp) and increase its impedance (resistance). When the resistance of the load (lamp) reaches a preselected level, the bias applied to the gate of the current control transistor is increased significantly so that the transistor is fully biased on. When the transistor is biased fully on for the first time, a current spike is generated. The magnitude of the current spike is much smaller than it would be if the transistor were not turned on weakly initially. This reduces cost by allowing the area of the transistor to be much smaller than if the transistor had to be able to safely conduct much larger currents.

抵抗216,248,304、演算増幅器330、灯2
04、比較器276.2人力差動増幅器230、スイッ
チ268及びコンデンサ344゜346の夫々の第1の
端子か、端子212及び+Vbatに結合される。コン
デンサ298,300.356,358の第1の端子、
コンデンサ344.346の第2の端子、抵抗219,
240゜290.324,326,340の夫々の第1
の端子、差動増幅器230の第2の端子、トランジスタ
202のソース、電流感知コイル(変流器)206の第
1の端子、ツェナー・ダイオード302の陽極、及び比
較器276の第2及び第3の端子が、端子208及び−
Vbatに結合される。
Resistors 216, 248, 304, operational amplifier 330, light 2
04, comparator 276.2, a first terminal of each of human powered differential amplifier 230, switch 268 and capacitor 344, 346 is coupled to terminal 212 and +Vbat. first terminals of capacitors 298, 300, 356, 358;
the second terminal of the capacitor 344, 346, the resistor 219,
240°290.324, 326, 340 each first
a second terminal of differential amplifier 230, a source of transistor 202, a first terminal of current sensing coil (current transformer) 206, an anode of Zener diode 302, and second and third terminals of comparator 276. terminals are connected to terminals 208 and -
Coupled to Vbat.

演算増幅器330の第2の端子及びコンデンサ356.
358の第2の端子か、端子210及び電源−Vaに結
合される。
a second terminal of operational amplifier 330 and capacitor 356 .
A second terminal of 358 is coupled to terminal 210 and power supply -Va.

灯204の第2の端子がトランジスタ202のドレイン
、抵抗220の第1の端子及び節206に結合される。
A second terminal of lamp 204 is coupled to the drain of transistor 202, a first terminal of resistor 220, and node 206.

電流感知コイル214が、灯204の第2の端子をトラ
ンジスタ202のトレインに結合するワイヤ(参照数字
をつけてない)の周りに巻付けられる。電流感知コイル
214の第2の端子が、抵抗340の第2の端子、抵抗
336の第1の端子及び節338に結合される。抵抗3
36の第2の端子か演算増幅器330の第1の入力端子
(負の入力端子)及び節334に結合される。演算増幅
器330の第2の端子が、コンデンサ348の第1の端
子及び端子335に結合される。コンデンサ348の第
2の端子か演算増幅器330の出力端子、抵抗352の
第1の端子及び節350に結合される。抵抗352の第
2の端子がトランジスタ202のゲート及び節354に
結合される。抵抗216,219の夫々の第2の端子か
節218、ダイオード224の陽極、ダイオード226
の陰極、差動増幅器230の正の第1の入力端子及び節
218に結合される。抵抗220の第2の端子がダイオ
ード224の陰極、ダイオード226の陽極、抵抗22
8の第1の端子、差動増幅器230の負の第2の入力端
子及び節222に結合される。抵抗228の第2の端子
が差動増幅器230の出力端子、抵抗234の第1の端
子及び節232に結合される。抵抗234の第一  3
6 − 2の端子が抵抗238の第1の端子、ダイオード270
の陽極、ダイオード274の陰極、比較器276の正の
第1の入力端子及び節236に結合される。
A current sensing coil 214 is wrapped around a wire (not referenced) that couples the second terminal of lamp 204 to the train of transistors 202. A second terminal of current sensing coil 214 is coupled to a second terminal of resistor 340, a first terminal of resistor 336, and node 338. resistance 3
A second terminal of 36 is coupled to a first input terminal (the negative input terminal) of operational amplifier 330 and node 334 . A second terminal of operational amplifier 330 is coupled to a first terminal of capacitor 348 and terminal 335 . A second terminal of capacitor 348 is coupled to the output terminal of operational amplifier 330, a first terminal of resistor 352, and node 350. A second terminal of resistor 352 is coupled to the gate of transistor 202 and node 354 . the second terminal of each of resistors 216 and 219, node 218, the anode of diode 224, diode 226;
is coupled to the positive first input terminal of differential amplifier 230 and node 218 . The second terminal of the resistor 220 is the cathode of the diode 224, the anode of the diode 226, and the resistor 22.
8 , a negative second input terminal of differential amplifier 230 and node 222 . A second terminal of resistor 228 is coupled to an output terminal of differential amplifier 230, a first terminal of resistor 234, and node 232. 1st 3 of resistor 234
6-2 terminal is the first terminal of resistor 238, diode 270
, the anode of diode 274 , the positive first input terminal of comparator 276 , and node 236 .

スイッチ268の第2の端子が抵抗264の第1の端子
及び節266に結合される。抵抗264の第2の端子が
ノア・ゲー)254,260の第1の入力端子、抵抗2
58の第2の端子及び節259に結合される。抵抗24
8の第2の端子が比較器276の出力端子、抵抗244
の第1の端子、インバータ250の第1の入力端子、ノ
ア・ゲート260の第2の入力端子及び端子246に結
合される。抵抗244の第2の端子が抵抗238の第2
の端子、抵抗240の第1の端子及び節242に結合さ
れる。インバータ250の出力端子がノア・ゲート25
4の第2の入力端子及び節252に結合される。ノア・
ゲート260の出力端子がスイッチ322の制御端子及
び節262に結合される。ノア◆ゲート254の出力端
子がスイッチ306の制御端子及び節256に結合され
る。
A second terminal of switch 268 is coupled to a first terminal of resistor 264 and node 266 . The second terminal of the resistor 264 is the Noah Gate) the first input terminal of the resistor 254, 260, the resistor 2
58 and a node 259 . resistance 24
8 is the output terminal of the comparator 276 and the resistor 244
, a first input terminal of inverter 250 , a second input terminal of NOR gate 260 , and terminal 246 . The second terminal of resistor 244 is connected to the second terminal of resistor 238.
is coupled to a first terminal of resistor 240 and node 242 . The output terminal of the inverter 250 is a NOR gate 25
4 and a node 252. Noah·
An output terminal of gate 260 is coupled to a control terminal of switch 322 and node 262 . The output terminal of NOR gate 254 is coupled to the control terminal of switch 306 and node 256.

抵抗278の第1の端子がダイオード270の陰極、ダ
イオード274の陽極、比較器276の第2の(負の)
入力端子及び節272に結合される。
The first terminal of resistor 278 is the cathode of diode 270, the anode of diode 274, and the second (negative) terminal of comparator 276.
It is coupled to an input terminal and node 272 .

抵抗278の第2の端子かポテンショメータ282のワ
イパアーム及び節281に結合される。ポテンショメー
タ286の第1の端子が抵抗288゜294の第1の端
子及び節284に結合される。
A second terminal of resistor 278 is coupled to the wiper arm of potentiometer 282 and node 281 . A first terminal of potentiometer 286 is coupled to a first terminal of resistor 288 and node 284 .

抵抗288の第2の端子がポテンショメータ282の第
2の端子、抵抗290の第2の端子及び節286に結合
される。抵抗294の第2の端子がコンデンサ298,
300の第2の端子、ツェナー・ダイオード302の陰
極、抵抗304の第2の端子、抵抗310の第1の端子
、スイッチ306の第1の出力端子及び節296に結合
される。
A second terminal of resistor 288 is coupled to a second terminal of potentiometer 282 , a second terminal of resistor 290 , and node 286 . The second terminal of the resistor 294 is connected to the capacitor 298,
300 , a cathode of Zener diode 302 , a second terminal of resistor 304 , a first terminal of resistor 310 , a first output terminal of switch 306 and node 296 .

スイッチ306,322の第2の出力端子が抵抗328
の第1の端子、抵抗326の第2の端子及び節308に
結合される。抵抗328の第2の端子が演算増幅器33
0の第2の(圧の)入力端子及び節332に結合される
。スイッチ332の第1の出力端子がポテンショメータ
320のワイパアーム318及び節219に結合される
。ポテンショメータ320の第1の端子が抵抗310の
第2の端子、抵抗314の第1の端子及び節312に結
合される。抵抗314の第2の端子が抵抗324の第2
の端子、ポテンショメータ320の第2の端子及び節3
16に結合される。
The second output terminal of the switches 306 and 322 is connected to the resistor 328.
A first terminal of resistor 326 is coupled to a second terminal of resistor 326 and node 308 . The second terminal of the resistor 328 is connected to the operational amplifier 33
0 and a second (pressure) input terminal at node 332 . A first output terminal of switch 332 is coupled to wiper arm 318 and node 219 of potentiometer 320 . A first terminal of potentiometer 320 is coupled to a second terminal of resistor 310 , a first terminal of resistor 314 , and node 312 . The second terminal of resistor 314 is connected to the second terminal of resistor 324.
, the second terminal of potentiometer 320 and node 3
16.

スイッチ268はそのワイパアーム(参照数字をつけて
ない)が開いた状態で示しであり、端子212.268
は互いに切離されている。これが灯204をターンオン
する為に使われるスイッチ266の位置である。スイッ
チ306,322は何れも典型的にはモータローラ(M
C14016)の様なアナログ・スイッチであり、これ
は1対の相補形MOSトランジスタとインバータで構成
される。スイッチ306の入力端子(節256)が、ス
イッチ306のnチャンネル形トランジスタのゲート及
びそのインバータの入力端子に結合される。インバータ
の出力がpチャンネル形トランジスタのゲートに結合さ
れる。nチャンネル形トランジスタのドレイン及びpチ
ャンネル形トランジスタのソースが節296に結合され
る。nチャンネル形トランジスタのソース及びpチャン
ネル形トランジスタのトレインが節308に結合される
Switch 268 is shown with its wiper arm (not referenced) open and connected to terminal 212.268.
are separated from each other. This is the position of switch 266 used to turn on light 204. Both switches 306 and 322 are typically motorized rollers (M
C14016), which consists of a pair of complementary MOS transistors and an inverter. An input terminal of switch 306 (node 256) is coupled to the gate of the n-channel transistor of switch 306 and the input terminal of its inverter. The output of the inverter is coupled to the gate of a p-channel transistor. The drain of the n-channel transistor and the source of the p-channel transistor are coupled to node 296. A source of an n-channel transistor and a train of p-channel transistors are coupled to node 308.

スイッチ322のトランジスタ及びインバータは、スイ
ッチ306の対応する素子と略同じ様に接続されている
か、節256,319及び30gに結合されている。
The transistors and inverters of switch 322 are connected in substantially the same way as the corresponding elements of switch 306, or coupled to nodes 256, 319, and 30g.

スイッチ268が第9図に示すターンオン位置にあると
仮定する。この位置にある時、スイッチ200は、以下
の説明から明らかになる様に、最初にトランジスタ20
2のゲート(節354)をオンになる様に弱くバイアス
して、灯204及びトランジスタ202に比較的小さい
一定の電流が流れる様に設定することにより、灯204
及びトランジスタ202に電流を通すことが出来る様に
作用し、その後、灯204の抵抗値が予め選ばれたレベ
ルに達した後、トランジスタ202のゲートを強くオン
にバイアスして、灯204及びトランジスタ202にず
っと大きな電流が流れることか…来る様にする。抵抗2
16,219,220゜−40= 22111.234及び作動増幅器230の組合せが、
節206の電圧を節218の電圧と比較して、その差の
2倍を端子236に発生する様に作用する。
Assume switch 268 is in the turn-on position shown in FIG. When in this position, switch 200 initially connects transistor 200 to
The gate of lamp 204 (node 354) is weakly biased on, setting a relatively small constant current to flow through lamp 204 and transistor 202.
and allows current to pass through transistor 202, and thereafter, after the resistance of lamp 204 reaches a preselected level, the gate of transistor 202 is strongly biased on, causing lamp 204 and transistor 202 to pass. It seems that a much larger current flows through... resistance 2
The combination of 16,219,220°-40=22111.234 and operational amplifier 230 is
The voltage at node 206 is compared to the voltage at node 218 and acts to produce twice that difference at terminal 236 .

ダイオード224,226が節218,222の電圧を
夫々互いの約0.8ボルト以内にクランプする様に作用
する。節236に現れる電圧レベルが、比較器276の
正の入力端子(節236)に対する一方の人力となる。
Diodes 224 and 226 act to clamp the voltages at nodes 218 and 222, respectively, to within approximately 0.8 volts of each other. The voltage level appearing at node 236 provides one input to the positive input terminal of comparator 276 (node 236).

抵抗304,294゜288、ポテンショメータ282
及び抵抗290で構成された分圧回路が、灯204の予
め選ばれた抵抗値に対応する基準電圧を発生ずる様に作
用し、この電圧が比較器276の負の入力端子(節27
2)に現れる。節236の電圧か節272の電圧より小
さいと、比較器276の出力(節246)はMO”であ
る。ノア・ゲート254,260の第1の入力端子が論
理“O” (典型的には大地電位であるーVbatのレ
ベル)であり、ノア・ゲート260の第2の入力端子が
“0”であるから、ノア・ゲート260の出力(節26
2)は“1“である。インバータ250か比較器276
の“0”出力を反転し、こうして“1”をノア・ゲート
の第2の入力端子(節256)に印加する。
Resistance 304, 294°288, potentiometer 282
and resistor 290 act to generate a reference voltage corresponding to the preselected resistance of lamp 204, which voltage is applied to the negative input terminal of comparator 276 (node 27).
2) appears. When the voltage at node 236 is less than the voltage at node 272, the output of comparator 276 (node 246) is a logic “O” (typically Since the second input terminal of the NOR gate 260 is "0", the output of the NOR gate 260 (the level of the node 26
2) is "1". Inverter 250 or comparator 276
, thus applying a "1" to the second input terminal of the NOR gate (node 256).

夫々スイッチ322,306の制御端子(節256.2
62)に“1”及び“0”が印加されることにより、ス
イッチ322が節319を節308に結合し、スイッチ
306が節296を節308から切離す。節319は節
296より低い電圧レベルにある。従って、節319の
一層低い電圧レベルか節308に結合される。抵抗32
8によるある電圧降下の後、節328の電圧が演算増幅
器330の正の入力端子(節332)に印加される。
Control terminals of switches 322 and 306, respectively (section 256.2
62), switch 322 couples node 319 to node 308, and switch 306 disconnects node 296 from node 308. Node 319 is at a lower voltage level than node 296. Therefore, the lower voltage level of node 319 is coupled to node 308. resistance 32
After some voltage drop by 8, the voltage at node 328 is applied to the positive input terminal (node 332) of operational amplifier 330.

節236に現れる電圧か節272に現れる電圧より大き
い場合(これは灯204の抵抗値かrめ速ばれた抵抗値
より大きい状態に対応する)、比較器276の出力は“
1”であり、ノア・ゲート254.260の出力は夫々
“1”及び“0”である。これによって節296が節3
08に結合され、節319が節308から切離される。
If the voltage appearing at node 236 is greater than the voltage appearing at node 272 (which corresponds to a condition where the resistance of lamp 204 is greater than the resistance r), the output of comparator 276 will be “
1'', and the outputs of NOR gates 254 and 260 are ``1'' and ``0'', respectively. This causes node 296 to become node 3.
08, and node 319 is separated from node 308.

この状態では、節296の一層高い電圧が節308、従
って節332(演算増幅器330の正の入力端子)の電
圧を制御する。
In this condition, the higher voltage at node 296 controls the voltage at node 308 and thus node 332 (the positive input terminal of operational amplifier 330).

電流感知コイル(変流器)216及び抵抗340.33
6の組合せか、灯204及びトランジスタ202を通る
電流の大きさを感知して、この電流レベルに対応する電
圧を節334(演算増幅器330の負の入力端子)に発
生する様に作用する。
Current sensing coil (current transformer) 216 and resistor 340.33
6 act to sense the magnitude of the current through lamp 204 and transistor 202 and generate a voltage at node 334 (the negative input terminal of operational amplifier 330) corresponding to this current level.

演算増幅器330かその入力端子(im332,334
)に印加された電圧レベルを比較し、その出力端子(節
350)にバイアス・レベルを発生ずる。このバイアス
・レベルにより、スイッチ322がオン(節319か節
308に結合されている)の場合は、トランジスタ20
2のゲート(節354)に比較的弱いバイアスが印加さ
れ、或いはスイッチ306がオンであれば(節296か
節308に結合される)、比較的強いバイアスがゲート
に印加される。どちらの場合も、感知コイル214及び
演算増幅器330を含むフィードバック・ループは、灯
204及びトランジスタ202に比較的一定の電流を通
す様に制御しようとする。
Operational amplifier 330 or its input terminal (im332, 334
) to generate a bias level at its output terminal (node 350). This bias level ensures that when switch 322 is on (coupled to node 319 or node 308), transistor 20
A relatively weak bias is applied to the gate of 2 (node 354), or if switch 306 is on (coupled to either node 296 or node 308), a relatively strong bias is applied to the gate. In either case, a feedback loop including sensing coil 214 and operational amplifier 330 attempts to control a relatively constant current through lamp 204 and transistor 202.

第10図には負電圧発生器648が示されてい−4,5
− る。これはインバータ650,654、複数個のインバ
ータ668.1氏抗662,666、コンデンサ658
,678,688,690及びダイオード682,68
4で474成される。インバータ668は所望の駆動能
力を持つ駆動器として実質的に作用する。インバータ6
50,654、抵抗662.666及びコンデンサ65
8の組合せは実質的に発振器として作用する。全てのイ
ンバータはそれを第9図の+Vbat及び−Vbatの
間に接続することによって給電される。コンデンサ67
8か交流結合作用をする。ダイオード682゜684が
整流器として作用し、コンデンサ688゜690がフィ
ルタとして作用する。節686に発生される出力電圧−
Vaは、+Vbatから約1゜6ボルトを差引いた値に
大体等しい大きさを持つ負の電圧である。Vbat=+
12ボルトであれば、−Va=−10,4ポル]・であ
る。負電圧発生器648は、第9図の演算増幅器330
を給電するのに使われるーVaを発生するのに役立つ。
A negative voltage generator 648 is shown in FIG.
- This includes inverters 650, 654, multiple inverters 668.1 and 662, 666, and capacitors 658.
, 678, 688, 690 and diodes 682, 68
4 makes 474. Inverter 668 essentially acts as a driver with the desired driving capability. Inverter 6
50,654, resistor 662,666 and capacitor 65
The combination of 8 essentially acts as an oscillator. All inverters are powered by connecting them between +Vbat and -Vbat in FIG. capacitor 67
8 acts as an AC coupling effect. Diodes 682, 684 act as rectifiers, and capacitors 688, 690 act as filters. Output voltage generated at node 686 -
Va is a negative voltage having a magnitude approximately equal to +Vbat minus about 1.6 volts. Vbat=+
If it is 12 volts, -Va=-10,4 pol]. The negative voltage generator 648 is the operational amplifier 330 of FIG.
It is useful for generating -Va, which is used to supply electricity.

第11図には、第9図の演算増幅器330の典型的な実
施例か示されている。図示の抵抗(抵抗390.392
)を使って、増幅器330の利得を制御するが、これは
第9図には示してない。
11, a typical embodiment of operational amplifier 330 of FIG. 9 is shown. The resistance shown (resistance 390.392
) is used to control the gain of amplifier 330, which is not shown in FIG.

第12図には、破線の囲みの中に、この発明の1実施例
によるソフトスタート固体スイッチ400が示されてい
る。スイッチ400はnチャンネル形MOSFET  
402.2人力比較器438、複数個のクロック形2人
カノア・ゲート464、インバータ450,458,5
06、ナンド・ゲ−1−454,494,496、p−
n−p形バイポーラ・トランジスタ470,472,4
74゜478、ダイオード422,424、抵抗410
゜414.430,431,434,436,446.
448、ポテンショメータ418及び側路コンデンサ5
02,504で構成される。電源、典型的には自動車の
バッテリの正の端子+Vbat402が灯204(典型
的には自動車のヘッドライト)の第1の端子、抵抗41
0,480,482の第1の端子、トランジスタ476
.478のエミッタ及びコンデンサ502,504の第
1の端子に結合される。電源の負の端子−Vbat40
4か、トランジスタ402のソース、抵抗431.43
6,448の第1の端子、クロック形ノア・ゲート46
4の夫々の第1の入力端子、及びコンデンサ502,5
04の第2の端子に結合される。クロック形ノア・ゲー
1−464は実効的にクロック形インバータとして作用
する。19数個のゲート464を使うのは、トランジス
タ402を強くオンにバイアスするのに必要な駆動能力
を持たせる為である。スイッチ468は、典型的には自
動車の車室内に設けられた手動スイッチであるが、第1
の端子かスイッチ400の第1の入力端子及び節484
に結合され、第2の端子448か大地電位に1+’i合
される。典型的には、この電位は−Vbatと同じであ
る。
In FIG. 12, a soft start solid state switch 400 according to one embodiment of the invention is shown within a dashed box. Switch 400 is an n-channel MOSFET
402.2 human power comparator 438, multiple clock type two-person Kanoa gates 464, inverters 450, 458, 5
06, Nando Ge-1-454, 494, 496, p-
n-p type bipolar transistor 470, 472, 4
74°478, diodes 422, 424, resistor 410
゜414.430,431,434,436,446.
448, potentiometer 418 and bypass capacitor 5
02,504. A power source, typically the positive terminal of a car battery +Vbat 402, is connected to the first terminal of a light 204 (typically a car headlight), resistor 41
0,480,482 first terminal, transistor 476
.. 478 and the first terminals of capacitors 502 and 504. Negative terminal of power supply - Vbat40
4, source of transistor 402, resistor 431.43
6,448 first terminals, clocked NOR gate 46
4, and the capacitors 502, 5.
04's second terminal. The clocked NOR gate 1-464 effectively acts as a clocked inverter. The reason why nineteen gates 464 are used is to provide the driving capability necessary to strongly bias transistor 402 on. The switch 468 is typically a manual switch provided in the passenger compartment of an automobile, but the first
terminal or first input terminal of switch 400 and node 484
The second terminal 448 is coupled to ground potential. Typically this potential is the same as -Vbat.

トランジスタ402か灯404を通る電流を制御し、ス
イッチ486をターンオンした時(第12図に示す位置
)、トランジスタ470.472゜476.478で+
1η成された定電流源から、ゲート端子408に略一定
の電流を供給することにより、トランジスタ402か弱
くオンにバイアスされる。後で説明するが、灯404に
電流が流れる時、その抵抗値を監視する。灯404のイ
ンピーダンス・レベルが予め選ばれたレベルに達した時
、ゲート端子408に印加される略一定の弱い電流バイ
アスを切り、クロック形(ゲート形)ノア・ゲート46
4からゲート端子408に強い(一杯にオン)バイアス
を印加する。トランジスタ402及び灯404を流れる
電流の制御は、第3図のトランジスタ12及び負荷32
を通る電流の制御と非常に似ているが、第1図の略一定
の電流源が、トランジスタ12のゲートを選択的にバイ
アスして、トランジスタ12及び負荷32を通る比較的
低いレベルの一定の電流を発生するのに対し、この電流
源の代りに、トランジスタ402を選択的に弱くバイア
スし、トランジスタ402及び灯404を通る電流が継
続的に積み」−かって行くことが出来る様にする略一定
の電流源を使っている点が異なる。何れの実施例でも、
負荷(灯)と電流制御トランジスタの間の比較的低いレ
ベルの電流−4l   − の流れを利用して、最初に負イ1:f(灯)を加熱し、
その後そのインピーダンス(抵抗値)を増加させる。負
荷(灯)の抵抗値が予め選ばれたレベルに達すると、電
流制御トランジスタに加えられるバイアスをかなり強め
、]・ランジスタが一杯にオンにバイアスされる様にす
る。トランジスタが一杯にオンにバイアスされる時、電
流スパイクが発生される。電流スパイクの大きさは、ト
ランジスタを最初に弱くターンオンしなかった場合より
も、かなり小さい。こうすることにより、トランジスタ
がずっと大きな電流を安全に通さなければならない場合
よりも、トランジスタの面積をかなり小さくすることか
出来るので、コストが下がる。
Transistor 402 controls the current through lamp 404, and when switch 486 is turned on (position shown in FIG. 12), transistors 470.472 and 476.478
Transistor 402 is weakly biased on by supplying a substantially constant current to gate terminal 408 from a constant current source of 1η. As will be explained later, when current flows through the lamp 404, its resistance value is monitored. When the impedance level of the lamp 404 reaches a preselected level, the weak, substantially constant current bias applied to the gate terminal 408 is turned off and the clocked (gated) NOR gate 46 is turned off.
4, a strong (fully on) bias is applied to the gate terminal 408. Control of the current flowing through transistor 402 and lamp 404 is provided by transistor 12 and load 32 in FIG.
1, the substantially constant current source of FIG. 1 selectively biases the gate of transistor 12 to control a relatively low level of constant current through transistor 12 and load 32. Instead of generating a current, transistor 402 can be selectively weakly biased to allow the current through transistor 402 and lamp 404 to build up continuously at a substantially constant level. The difference is that it uses a current source. In any embodiment,
The relatively low level of current −4l − flow between the load (lamp) and the current control transistor is used to first heat the negative l1:f (lamp);
Then its impedance (resistance value) is increased. When the resistance of the load (lamp) reaches a preselected level, the bias applied to the current control transistor is increased significantly so that the transistor is fully biased on. When the transistor is fully biased on, a current spike is generated. The magnitude of the current spike is much smaller than it would be if the transistor were not turned on weakly initially. This reduces cost because the area of the transistor can be much smaller than if the transistor had to safely pass much larger currents.

灯404の第2の端子がトランジスタ402のトレイン
、抵抗430の第1の端子及び節406に結合される。
A second terminal of lamp 404 is coupled to a train of transistor 402, a first terminal of resistor 430, and node 406.

抵抗430の第2の端子か抵抗434の第1の端子、抵
抗431の第2の端子及びi’i 432に結合される
。抵抗410の第2の端子か抵抗414の第1の端子、
ポテンショメータ416の第1の端子及び端子412に
結合される。
A second terminal of resistor 430 is coupled to a first terminal of resistor 434, a second terminal of resistor 431, and i'i 432. a second terminal of resistor 410 or a first terminal of resistor 414;
It is coupled to a first terminal of potentiometer 416 and terminal 412 .

抵抗414の第2の端子が抵抗436の第2の端子、ポ
テンショメータ418の第2の端子及び節420に結合
される。ポテンショメータ416のワイパ部材418が
ダイオード422の陰極、ダイオード424の陽極、比
較器438の第1の(正の)入力端子、抵抗446の第
1の端子及び節426に結合される。抵抗434の第2
の端子かダイオード422の陽極、ダイオード424の
陰極、比較器438の第2の(負の)入力端子及び節4
28に結合される。比較器438の出力端子が抵抗42
2の第1の端子、インバータ450の入力端子及び節4
40に結合される。抵抗442.446,448の第2
の出力端子が節444に結合される。インバータ450
の出力端子がナンド・ゲート454の第1の入力端子及
び節452に結合される。ナンド・ゲ−1−454の出
力端子がインバータ458の入力端子、抵抗466の第
1の端子及び節456に結合される。インバータ458
の出力端子がノア・ゲー1−464の制御端子及び節4
60に結合される。抵抗466の第2の出力端子がトラ
ンジスタ470.472のベース、トランジスタ470
のコレクタ及び節468に結合される。トランジスタ4
72のコレクタがクロック形ノア・ゲー1−464の出
力端子、トランジスタ402のゲート及び節408に結
合される。トランジスタ472のエミッタがトランジス
タ476のコレクタ、トランジスタ476.478のベ
ース及び節474に結合される。)・ランジスタ470
のエミッタがトランジスタ478のコレクタ及び節47
5に結合される。
A second terminal of resistor 414 is coupled to a second terminal of resistor 436 , a second terminal of potentiometer 418 , and node 420 . A wiper member 418 of potentiometer 416 is coupled to the cathode of diode 422 , the anode of diode 424 , a first (positive) input terminal of comparator 438 , a first terminal of resistor 446 , and node 426 . The second resistor 434
, the anode of diode 422, the cathode of diode 424, the second (negative) input terminal of comparator 438, and node 4.
28. The output terminal of the comparator 438 is the resistor 42
2, the input terminal of inverter 450 and node 4
40. The second of resistors 442, 446, 448
The output terminal of is coupled to node 444. inverter 450
is coupled to a first input terminal of NAND gate 454 and node 452 . An output terminal of NAND gate 1-454 is coupled to an input terminal of inverter 458, a first terminal of resistor 466, and node 456. Inverter 458
The output terminal of is the control terminal of Noah game 1-464 and node 4
60. The second output terminal of resistor 466 is the base of transistor 470.472, transistor 470
is coupled to the collector and node 468. transistor 4
The collector of 72 is coupled to the output terminal of clocked NOR gate 1-464, the gate of transistor 402, and node 408. The emitter of transistor 472 is coupled to the collector of transistor 476, the base of transistors 476 and 478, and node 474. )・Langister 470
The emitter of the transistor 478 and the node 47
5.

スイッチ400の第1の入力端子が抵抗482の第2の
端子、ゲート494の第1の入力端子、スイッチ486
の第1の端子及び節484に結合される。スイッチ40
0の第2の入力端子492が、抵抗480の第2の端子
及びナンド・ゲート496の第1の入力端子に結合され
る。ゲート494の第2の入力端子がゲ−1−496の
出力端子及び節500に結合される。ゲート496の第
2の入力端子かゲート494の出力端子、ナンド・ゲー
ト454の第2の入力の端子、インバータ506の入力
端子及び節498に結合される。インバータ506の出
力端子かゲート464の第2の入力端子及び節508に
結合される。
The first input terminal of the switch 400 is the second terminal of the resistor 482, the first input terminal of the gate 494, and the switch 486.
is coupled to a first terminal of and node 484 . switch 40
A second input terminal 492 of zero is coupled to a second terminal of resistor 480 and a first input terminal of NAND gate 496 . A second input terminal of gate 494 is coupled to the output terminal of gate 1-496 and node 500. A second input terminal of gate 496 or an output terminal of gate 494 is coupled to a terminal of the second input of NAND gate 454, an input terminal of inverter 506, and node 498. An output terminal of inverter 506 is coupled to a second input terminal of gate 464 and node 508 .

ナンド・ゲーh494,496が交差結合されてフリッ
プフロップ回路を形成する。これは、スイッチ486の
跳返りを制限するのに役立つ。スイッチ486か閉じた
位置にあって、ワイパアームが節484に接触する時、
節498の出力は“IMである。この“1”がインバー
タ506の入力端子、及びナンド・ゲート454の一方
の入力端子に結合される。
NAND games h494,496 are cross-coupled to form a flip-flop circuit. This helps limit switch 486 bounce. When switch 486 is in the closed position and the wiper arm contacts node 484,
The output of node 498 is “IM.” This “1” is coupled to the input terminal of inverter 506 and one input terminal of NAND gate 454.

インバータ506が“1”入力信号を反転し、こうして
“0”をゲート形ノア・ゲート464の第2の入力端子
に印加する。この時、節460に“1”信号が存在する
と仮定する。この為、ゲート464はオフであり、出力
は高インピーダンスである。従って、トランジスタ40
2のゲート408は、この時実質的にゲー1−464か
ら切離されている。節460の“1”は節456の”0
”に対応する。これはインバータ458がこれらの2つ
の節を結合しているからである。節456が“0”にあ
る11.買十Vbatからの電流がトランジスタ478
,470に流れる。この電流のミラー電流かトランジス
タ476.472を通り、トランジスタ402のゲート
(節408)に流れ込み、それを弱くオンにバイアスす
る。この為、電流が+VbatからiJ’ 404及び
i・ランジスタ402を通って−Vbatに戻る。トラ
ンジスタ472.47Bがトランジスタ402のゲート
に略一定量の電流を供給し続け、このトランジスタが節
408の電圧を高め、こうじてトランジスタ402に対
するバイアスを強める。これによって灯404及びトラ
ンジスタ402を通る電流が増加する。灯404に電流
が流れる時、その抵抗値が「低温」時の低レベルから「
高温」時の高レベルに[:昇する。抵抗410,414
,436,442.446,448及びポテンショメー
タ416の組合せが、予め選ばれた抵抗値に対応する基
阜電圧を節426(比較器438の正の入力端子)に設
定する。抵抗430,431,434の組合せが、灯4
04の抵抗値に対応する電圧を節428(比較器438
の負の入力端子)に設定する。
Inverter 506 inverts the "1" input signal, thus applying a "0" to the second input terminal of gated NOR gate 464. At this time, it is assumed that a "1" signal exists at node 460. Therefore, gate 464 is off and the output is high impedance. Therefore, transistor 40
Gate 2 408 is now substantially disconnected from gate 1-464. “1” in node 460 is “0” in node 456
”. This is because inverter 458 couples these two nodes. With node 456 at “0”, the current from Vbat flows through transistor 478.
, 470. A mirror current of this current flows through transistors 476, 472 and into the gate of transistor 402 (node 408), weakly biasing it on. Therefore, current flows from +Vbat back to -Vbat through iJ' 404 and i-transistor 402. Transistor 472.47B continues to provide a substantially constant amount of current to the gate of transistor 402, which increases the voltage at node 408, thus increasing the bias on transistor 402. This increases the current through lamp 404 and transistor 402. When current flows through the lamp 404, its resistance value increases from the low level at "low temperature" to "
[: rises to a high level when the temperature is high. Resistance 410, 414
, 436, 442, 446, 448 and potentiometer 416 sets a reference voltage at node 426 (the positive input terminal of comparator 438) corresponding to the preselected resistance value. The combination of resistors 430, 431, 434 is the light 4
The voltage corresponding to the resistance value of 04 is set at node 428 (comparator 438
negative input terminal).

灯404がオフ状態にあって、その後、灯404をター
ンオンする様にスイッチ486を閉じたと仮定する。灯
404に電流が流れると、その抵抗値が増加し、比較器
438の負の入力端子(節428)の電圧かそれに対応
して、比較器438の正の入力端子(節426)に対し
て上昇する。
Assume that light 404 is in the off state and then switch 486 is closed to turn light 404 on. When current flows through lamp 404, its resistance increases and the voltage at the negative input terminal of comparator 438 (node 428) or correspondingly increases with respect to the positive input terminal of comparator 438 (node 426). Rise.

節428が節426の電圧より低いか又はそれと同じで
ある間、比較器438の出力端子(節440)は論理“
0”である。この0”がインバータ450によって反転
され、その為節452(ナンド・ゲート454の第2の
入力端子)に“1″が現れる。前に述べた様に、スイッ
チ486が(図示の様に)閉じていると、ナンド・ゲー
1−454の第1の入力端子(節498)に“1”が印
加される。2つの“1”入力信号がナンド・ゲート45
4に印加される結果、スイッチ486を初めて閉じて灯
404をターンオンする時には、節456に“0”出力
信号が出る。
While node 428 is less than or equal to the voltage at node 426, the output terminal of comparator 438 (node 440) is at a logic “
0''. This 0'' is inverted by inverter 450, so that a ``1'' appears at node 452 (the second input terminal of NAND gate 454). As previously mentioned, when switch 486 is closed (as shown), a "1" is applied to the first input terminal (node 498) of NAND game 1-454. Two “1” input signals are NAND gate 45
4 results in a "0" output signal at node 456 the first time switch 486 is closed to turn on lamp 404.

電流か引続いて灯404に流れ、電流レベルが高くなる
のにつれて、節428の電圧が−I−昇し、ついには節
426の電圧を越える。その時、比較器438の節44
0の出力信号が“0”から”1”にり換わる。これによ
ってナンド・ゲート454の第2の入力端子か“0”に
なり、その結果、ナンド・ゲー1−454の出力端子が
“1”になる。
As current continues to flow through lamp 404 and the current level increases, the voltage at node 428 increases -I- until it exceeds the voltage at node 426. Then node 44 of comparator 438
The output signal of 0 changes from "0" to "1". This causes the second input terminal of NAND gate 454 to go to "0", resulting in the output terminal of NAND gate 1-454 to go to "1".

この“1″電位レベルは人体+Vbatである。This "1" potential level is human body +Vbat.

この為、トランジスタ470,478に電流が流れなく
なる。この為、トランジスタ402のゲート(節408
)に対する、トランジスタ476゜472を通る電流か
遮断される。節456の1”がインバータ458によっ
て反転され、従って節460に“O”が存在し、ゲート
464がオンにクロック作用を受ける。前に述べた様に
、全ての第2の入力端子か−Vbatに結合されている
ので、ゲー1−466は実質的にクロック形インバータ
として動作する。ゲー1−464がその各々の第1の入
力端子(節508)にある“0″人力信号を反転し、節
408(+−ランジスタ402のゲート)に“1”を発
生する。これがトランジスタ402を強くオンにバイア
スし、その結果、初期の電流スパイクが生ずるが、これ
はこの後時間と共に減少し、灯404及びトランジスタ
402を通る定常状態の電流になる。
Therefore, no current flows through the transistors 470 and 478. Therefore, the gate of transistor 402 (node 408
), the current through transistors 476 and 472 is cut off. 1" at node 456 is inverted by inverter 458, so there is an "O" at node 460, and gate 464 is clocked on. As previously stated, all second input terminals -Vbat , so that the gates 1-466 essentially operate as clocked inverters.The gates 1-464 invert the "0" input signal at its respective first input terminal (node 508); generates a "1" at node 408 (gate of +- transistor 402). This biases transistor 402 strongly on, resulting in an initial current spike that then decreases over time until lamp 404 and a steady state current through transistor 402.

」二に述べた具体的な設計は実施例に過ぎず、これはこ
の発明の範囲を例示するに過ぎないことを承知されたい
。この発明の考えに従って、具体的な設計に種々の変更
を加えることが出来る。例えば、灯を通る電流を制御す
るのに使われるnチャンネル形トランジスタはpチャン
ネル形トランジスタ又はn−p−n又はp−n−p形バ
イポーラ・トランジスタにしても、正しい極性の電源及
び適当なバイアスを使えは差支えないことを承知された
い。更に、この他の適当な電圧及び電流感知回路や、種
々の比較回路及び増幅器を使うことが出来る。更に、こ
の発明の新規なスイッチを使って粘性又は倒立負荷又は
ソレノイドを制御することか出来る。
It should be understood that the specific designs described in Section 2 are merely examples, and are merely illustrative of the scope of the invention. Various changes can be made to the specific design in accordance with the ideas of the invention. For example, an n-channel transistor used to control the current through a lamp may be a p-channel transistor or an n-p-n or p-n-p bipolar transistor with the correct polarity of the power supply and appropriate bias. Please understand that you may use . Additionally, other suitable voltage and current sensing circuits and various comparator circuits and amplifiers may be used. Additionally, the novel switch of this invention can be used to control viscous or inverted loads or solenoids.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

?81図は従来の制御回路でトランジスタと灯の直列回
路を通る電流を時間に対して示すグラフ、第2図は従来
の回路のトランジスタの接合温度を時間に対して示すグ
ラフ、第3図はこの発明の1実施例のソフトスタート固
体スイッチの回路図、第4図は第3図の回路を通る電流
を時間に対して示すグラフ、第5図は第3図のスイッチ
のトランジスタの温度を時間に対して示すグラフ、第6
図は第3図のスイッチの一部分の別の例を示す回路図、
第7図は第3図のスイッチの一部分の更に別の例を示す
回路図、第8図は第3図の論理回路の実施例の回路図、
第9図はこの発明の別の実施例のソフトスター1・・ス
イッチの回路図、第10図は第9図のスイッチと共に使
うことが出来る負電圧発生器の回路図、第11図は第9
図のスイッチの部品として役立つ演算増幅器の回路図、
第12図はこの発明の更に別の実施例のソフトスタート
・スイッチの回路図である。 [主な?コ号の説明] 12.14.16+hランジスタ 18:比較器 22:論理回路 24:電圧増倍回路 32:負荷
? Figure 81 is a graph showing the current flowing through a series circuit of a transistor and a lamp versus time in a conventional control circuit, Figure 2 is a graph showing the junction temperature of a transistor in a conventional circuit versus time, and Figure 3 is a graph showing this graph. A circuit diagram of a soft start solid state switch according to one embodiment of the invention, FIG. 4 is a graph showing the current through the circuit of FIG. 3 versus time, and FIG. 5 is a graph showing the temperature of the transistor of the switch of FIG. 3 versus time. Graph shown for 6th
The figure is a circuit diagram showing another example of a part of the switch in Figure 3,
7 is a circuit diagram showing still another example of a part of the switch in FIG. 3; FIG. 8 is a circuit diagram of an embodiment of the logic circuit in FIG. 3;
9 is a circuit diagram of a soft star 1 switch according to another embodiment of the present invention, FIG. 10 is a circuit diagram of a negative voltage generator that can be used with the switch of FIG. 9, and FIG.
Schematic diagram of an operational amplifier, which serves as a component of the switch in Fig.
FIG. 12 is a circuit diagram of a soft start switch according to yet another embodiment of the invention. [main? Explanation of C] 12.14.16+h transistor 18: comparator 22: logic circuit 24: voltage multiplier circuit 32: load

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、ターンオンの際にそのインピーダンスが非直線的に
増加する負荷に接続される回路に於て、制御端子及び第
1並びに第2の出力端子を持っていて、一方の出力端子
から他方の出力端子へ当該装置を介して流れる電流を制
御端子に印加したバイアスによって制御することが出来
る様な装置と、該装置の制御端子に選択的に結合されて
いて、該装置に電流が流れる様に該装置を選択的にオン
にバイアスする第1のバイアス手段と、前記装置の制御
端子に選択的に結合されていて、前記第1のバイアス手
段によって許されるよりも大きな電流が流れる様に前記
装置を選択的にバイアスする第2のバイアス手段と、前
記装置の第2の出力端子に結合されていて、負荷のイン
ピーダンスを実効的に検出すると共に、負荷のインピー
ダンスが予め選ばれたレベルか又はそれより低い時、第
1のバイアス手段が前記装置を通る電流を制御し、負荷
のインピーダンスが前記予め選ばれたレベルより高い時
、第2のバイアス手段が前記装置を通る電流を制御する
様に、第1のバイアス手段又は第2のバイアス手段を前
記装置をオンにバイアスする様に結合すると同時に他方
を減結合する検出及び結合/減結合手段とを有する回路
。 2、前記装置が電界効果トランジスタ(FET)である
請求項1記載の回路。 3、前記装置がnチャンネル形金属酸化物シリコン(M
OS)FETである請求項2記載の回路。 4、前記MOSFETが少なくとも第1及び第2のソー
スを持つ請求項3記載の回路。 5、前記第1のバイアス手段がMOSFETの第1及び
第2のソース及びゲートに結合されている請求項4記載
の回路 6、前記第1のバイアス手段が抵抗、演算増幅器、及び
第1の基準電圧を設定する手段で構成され、前記抵抗の
第1の端子が前記増幅器の第1の入力端子及びMOSF
ETの第1のソースに結合され、前記抵抗の第2の端子
がMOSFETの第2のソースに結合され、第1の基準
電圧を設定する手段が前記増幅器の第2の入力端子に結
合され、前記増幅器の出力端子がMOSFETのゲート
に結合される請求項5記載の回路。 7、前記第2のバイアス手段が第2の基準電圧を設定す
る手段を有する請求項6記載の回路。 8、第2の基準電圧を設定する手段が電圧増倍回路であ
る請求項7記載の回路。 9、前記検出及び結合/減結合手段が、第1の入力端子
がMOSFETの第2のソースに結合され、第2の入力
端子が、負荷のインピーダンスの予め選ばれた値に対応
する第3の基準電圧に結合された比較器、論理回路、及
び第1及び第2の結合/減結合装置で構成され、第1及
び第2の結合/減結合装置は何れも制御端子及び第1並
びに第2の出力端子を持ち、比較器の出力端子が前記論
理回路に結合され、該論理回路の第1の端子が第1の結
合/減結合装置の制御端子に結合され、前記論理回路の
第2の出力端子が第2の結合/減結合装置の制御端子に
結合され、前記第1の結合/減結合装置の第1及び第2
の出力端子が夫々増幅器の出力端子及びMOSFETの
ゲートに結合され、前記第2の結合/減結合装置の第1
及び第2の出力が夫々前記第2のバイアス手段及びMO
SFETのゲートに結合されている請求項4記載の回路
。 10、前記論理回路が、該回路を付能する手段と、負荷
のインピーダンスが前記予め選ばれたレベルかそれより
低い時に、前記第1の結合/減結合装置をオンにバイア
スすると共に前記第2の結合/減結合装置をオフにバイ
アスし、負荷のインピーダンスが前記予め選ばれたレベ
ルより高い場合、前記第2の結合/減結合装置をオンに
バイアスすると共に第1の結合/減結合装置をオフにバ
イアスする第1の手段とを有する請求項9記載の回路。 11、ターンオンの際にそのインピーダンスが非直線的
に増加する負荷に接続される回路に於て、制御端子及び
第1並びに第2の出力端子を持っていて、一方の出力端
子から他方の出力端子へ当該装置を介して流れる電流を
制御端子に印加したバイアスによって制御することが出
来る様な装置と、該装置の制御端子に選択的に結合され
、該装置に予め選ばれた略一定の電流が流れる様に該装
置を選択的にオンにバイアスする略定電流発生手段と、
前記装置の制御端子に選択的に結合され、前記一定の電
流よりも大きな電流が流れる様に前記装置を選択的にバ
イアスするバイアス手段と、前記装置の第2の出力端子
に結合されていて、負荷のインピーダンスが予め選ばれ
たレベルかそれより低い時、定電流発生手段が前記装置
を通る電流を制御し、負荷のインピーダンスが前記予め
選ばれたレベルより高い時、バイアス手段が前記装置を
通る電流を制御する様に、前記負荷のインピーダンスを
実効的に検出して、定電流手段又はバイアス手段を前記
装置をオンにバイアスする様に結合すると共に、他方を
減結合する検出及び結合/減結合手段とを有する回路。 12、ターンオンの際にそのインピーダンスが非直線的
に増加する負荷に接続される回路に於て、制御端子及び
第1並びに第2の出力端子を持っていて、一方の出力端
子から他方の出力端子へ当該装置を介して流れる電流を
制御端子に印加されたバイアスによって制御することが
出来る様にした装置と、該装置の制御端子に選択的に結
合され、前記装置の制御端子のバイアスが時間と共に増
加する様に、制御端子に略定電流が流れ込む様に前記装
置を選択的にオンにバイアスする定電流バイアス手段と
、前記装置の制御端子に選択的に結合されていて、前記
定電流バイアス手段よりもより強く前記装置をオンに選
択的にバイアスする強バイアス手段と、前記装置の第2
の出力端子に結合されていて、負荷のインピーダンスが
予め選ばれたレベルか又はそれより低い時、低電流手段
が前記装置を通る電流を制御し、負荷のインピーダンス
が前記予め選ばれたレベルより高い時、強バイアス手段
が前記装置を通る電流を制御する様に、負荷のインピー
ダンスを実効的に検出すると共に、定電流バイアス手段
又は強バイアス手段を前記装置をオンにバイアスする様
に結合すると共に他方を減結合する検出及び結合/減結
合手段とを有する回路。 13、ターンオンの際にそのインピーダンスが非直線的
である負荷を通る電流を制御する電流制御手段に於て、
制御端子及び第1並びに第2の出力端子を持っていて、
一方の出力端子から他方の出力端子へ当該装置を通る電
流を制御端子に印加された信号によって制御することが
出来る様な装置と、該装置を通る電流を検出する電流検
出手段と、該装置を通る所望の電流の流れを表わす基準
レベルと、前記装置を通る電流を基準電流レベルと比較
すると共に、前記装置の制御端子に選択的に結合されて
、該装置を通る電流が基準レベルに略等しくなる様に、
前記装置を通る電流を修正する信号を発生する第1の比
較及び発生手段とを有し、前記装置の第2の出力端子が
負荷に接続され、更に、前記装置の第2の出力端子の電
圧を検出する手段と、負荷のインピーダンスの予め選ば
れたレベルを表わす基準電圧と、前記装置の第2の出力
端子の電圧を基準電圧と比較して、前記装置の第2の出
力端子の電圧が基準電圧より高い場合に第1の出力信号
を発生し、前記装置の第2の出力端子の電圧が前記基準
電圧に等しいか又はそれより小さい場合に異なる第2の
出力信号を発生する第2の比較手段と、電圧発生回路と
、何れも制御端子及び第1並びに第2の出力端子を持つ
第1及び第2のスイッチング装置と、前記第2の比較手
段の出力端子及び前記第1及び第2のスイッチング装置
の制御端子に結合された論理回路とを有し、前記第1及
び第2のスイッチング装置の第2の出力端子が前記装置
の制御端子に結合され、前記第1のスイッチ装置の第1
の出力端子が電圧発生回路の出力端子に結合され、前記
第2のスイッチ装置の第1の出力端子が前記第1の比較
手段の出力端子に結合され、前記論理回路は、第2のス
イッチング装置を付能して、前記装置の第2の出力端子
の電圧が基準電位に等しいか又はそれより小さい場合、
前記第1の比較及び発生手段を比較用に結合すると共に
、前記装置の第2の出力端子の電圧が基準電圧より小さ
いか又はそれに等しい場合、前記第1のスイッチング装
置によって前記電圧発生回路を前記装置の制御端子から
隔離すると共に、前記装置の第2の出力端子の電圧が前
記基準電圧より高い場合、夫々前記電圧発生回路を前記
装置の制御端子に選択的に結合すると共に前記第1の比
較手段を隔離する電流制御手段。 14、ターンオンの際にその抵抗値が非直線的に増加す
る回路に接続される回路に於て、制御端子及び第1並び
に第2の出力端子を持ち、第1の出力端子が負荷に接続
されるトランジスタと、該トランジスタの制御端子に選
択的に結合され、該トランジスタ及び負荷に電流を流れ
易くする様に該トランジスタを選択的に付能する第1の
バイアス手段と、前記トランジスタの制御端子に選択的
に結合され、前記第1のバイアス手段によって起るより
も大きさの大きい電流が前記トランジスタ及び負荷に流
れ易くする様に、前記トランジスタを選択的に付能する
第2のバイアス手段と、負荷に接続される様になってい
ると共に、前記第1及び第2のバイアス手段に結合され
、前記負荷の抵抗値を実効的に検出すると共に、負荷の
抵抗値が予め選ばれたレベル又はそれより低い時、第1
のバイアス手段が前記トランジスタの制御端子に結合さ
れ、負荷の抵抗値が前記予め選ばれたレベルより高い時
、第2のバイアス手段が前記トランジスタの制御端子に
結合される様に、前記第1のバイアス手段又は第2のバ
イアス手段を前記トランジスタの制御端子に結合すると
共に他方を減結合する抵抗値検出及び結合/減結合手段
とを有する回路。 15、ターンオンの際にその抵抗値が非直線的に増加す
る負荷に接続される回路に於て、制御端子及び第1並び
に第2の出力端子を持っていて、第1の出力端子が負荷
に接続される様になっているトランジスタと、該トラン
ジスタの制御端子に選択的に結合され、該トランジスタ
及び負荷に電流を流れ易くする様に前記トランジスタを
選択的に付能する第1のバイアス手段と、前記トランジ
スタの制御端子に選択的に結合され、前記第1のバイア
ス手段によるよりも大きさの大きい電流が前記トランジ
スタ及び負荷に流れ易くする様に前記トランジスタを選
択的に付能する第2のバイアス手段と、負荷の抵抗値を
検出する為に負荷に接続し得る抵抗値検出手段と、予め
選ばれた抵抗値に対応する基準レベルに接続し得る第1
の入力端子、及び抵抗値検出手段に結合される第2の入
力端子を持っていて、負荷の抵抗値を基準値と比較し、
負荷の抵抗値が基準レベルより小さいか又は等しい場合
、出力端子に第1の信号を発生すると共に、負荷の抵抗
値が前記基準レベルより大きい場合に異なる第2の信号
を発生する比較器と、前記第1及び第2のバイアス手段
を前記トランジスタの制御端子に選択的に結合又は減結
合する第1及び第2の結合/減結合手段と、入力端子が
前記比較器の出力端子に結合され、その第1及び第2の
出力端子が夫々第1の結合/減結合手段の制御端子及び
第2の結合/減結合手段の制御端子に結合された論理回
路とを有し、該論理回路は、負荷の抵抗値が前記基準レ
ベルに等しいか又はそれより小さい場合、前記第1の結
合/減結合手段によって第1のバイアス手段を前記トラ
ンジスタの制御端子に結合すると共に第2の結合/減結
合手段によって第2のバイアス手段をトランジスタの制
御端子から隔離(減結合)すると共に、負荷の抵抗値が
前記基準レベルより大きい場合、前記第2のバイアス手
段を前記トランジスタの制御端子に結合すると共に、前
記第1のバイアス手段を前記トランジスタの制御端子か
ら隔離する回路。 16、前記トランジスタが電界効果トランジスタである
請求項15記載の回路。 17、前記電界効果トランジスタがnチャンネル形金属
酸化物半導体(MOS)トランジスタである請求項16
記載の回路。 18、前記第1及び第2の結合/減結合手段が何れも少
なくとも1つのMOSトランジスタを有する請求項17
記載の回路。 19、前記負荷が白熱灯である請求項17記載の回路。 20、ターンオンの際に非直線的なインピーダンスを持
つことを特徴とする負荷と、出力端子を持つ電源と、制
御端子及び第1並びに第2の出力端子を持っていて、一
方の出力端子から他方の出力端子へ当該装置を介して流
れる電流を制御端子に印加されたバイアスによって制御
することが出来る様な装置とを有し、前記負荷の第1の
端子が前記装置の第1の出力端子に結合され、前記電源
の出力端子が前記装置の第2の出力端子及び前記負荷の
第2の端子に結合され、更に、前記装置の制御端子に選
択的に結合され、前記装置及び負荷を通って電流が流れ
る様に前記装置を選択的にオンにバイアスする第1のバ
イアス手段と、前記装置の制御端子に選択的に結合され
、前記装置及び負荷を通る電流のレベルが前記第1のバ
イアス手段による電流よりも大きくなる様に前記装置を
選択的にバイアスする第2のバイアス手段と、前記装置
の第2の出力端子に結合されていて、負荷のインピーダ
ンスが予め選ばれたレベルか又はそれより小さい時、第
1のバイアス手段が前記装置を通る電流を制御し、負荷
のインピーダンスが前記予め選ばれたレベルより大きい
時、第2のバイアス手段が前記装置を通る電流を制御す
る様に、前記負荷のインピーダンスを実効的に検出して
、第1のバイアス手段又は第2のバイアス手段を前記装
置をオンにバイアスする様に結合すると共に、他方を減
結合する検出及び結合/減結合手段とを有する回路。 21、前記装置がnチャンネル形金属酸化物半導体(M
OS)電界効果トランジスタであり、負荷が白熱灯であ
る請求項20記載の回路。
[Claims] 1. In a circuit connected to a load whose impedance increases non-linearly when turned on, the circuit has a control terminal and first and second output terminals, and one output a device selectively coupled to the control terminal of the device such that the current flowing through the device from one output terminal to the other output terminal can be controlled by a bias applied to the control terminal; a first biasing means for selectively biasing the device on such that a current flows therein; and a first biasing means selectively coupled to a control terminal of the device such that a current greater than that permitted by the first biasing means flows. a second biasing means for selectively biasing the device in a manner coupled to a second output terminal of the device, the second biasing means being coupled to a second output terminal of the device for effectively detecting the impedance of the load and for preselecting the impedance of the load; A first biasing means controls the current through the device when the impedance of the load is at or below the preselected level, and a second biasing means controls the current through the device when the impedance of the load is above the preselected level. a detection and coupling/decoupling means for coupling the first biasing means or the second biasing means to bias said device on while simultaneously decoupling the other so as to do so. 2. The circuit of claim 1, wherein said device is a field effect transistor (FET). 3. The device is made of n-channel metal oxide silicon (M
3. The circuit according to claim 2, which is an OS) FET. 4. The circuit of claim 3, wherein said MOSFET has at least first and second sources. 5. The circuit of claim 4, wherein the first biasing means is coupled to the first and second sources and gates of a MOSFET, wherein the first biasing means comprises a resistor, an operational amplifier, and a first reference. means for setting a voltage, the first terminal of the resistor being connected to the first input terminal of the amplifier and the MOSFET.
ET, a second terminal of the resistor is coupled to a second source of the MOSFET, and means for setting a first reference voltage is coupled to a second input terminal of the amplifier; 6. The circuit of claim 5, wherein the output terminal of the amplifier is coupled to the gate of a MOSFET. 7. The circuit of claim 6, wherein said second biasing means includes means for setting a second reference voltage. 8. The circuit according to claim 7, wherein the means for setting the second reference voltage is a voltage multiplier circuit. 9. The detection and coupling/decoupling means is configured such that the first input terminal is coupled to the second source of the MOSFET and the second input terminal is coupled to a third source corresponding to a preselected value of the impedance of the load. It consists of a comparator coupled to a reference voltage, a logic circuit, and first and second coupling/decoupling devices, each of which has a control terminal and a first and second coupling/decoupling device. an output terminal of the comparator is coupled to the logic circuit, a first terminal of the logic circuit is coupled to a control terminal of the first coupling/decoupling device, and a second terminal of the logic circuit is coupled to the control terminal of the first coupling/decoupling device. an output terminal coupled to a control terminal of a second coupling/decoupling device;
the output terminals of the second coupling/decoupling device are coupled to the output terminal of the amplifier and the gate of the MOSFET, respectively;
and a second output is connected to the second biasing means and the MO
5. The circuit of claim 4, wherein the circuit is coupled to the gate of the SFET. 10. The logic circuit includes means for enabling the circuit and biasing the first coupling/decoupling device on and the second coupling/decoupling device when the load impedance is at or below the preselected level. biasing the second coupling/decoupling device off and biasing the second coupling/decoupling device on and the first coupling/decoupling device if the impedance of the load is higher than the preselected level. 10. The circuit of claim 9, further comprising first means for biasing off. 11. A circuit connected to a load whose impedance increases nonlinearly when turned on, which has a control terminal and first and second output terminals, and has a control terminal and first and second output terminals, and has a control terminal and a first output terminal and a second output terminal. a device such that the current flowing through the device can be controlled by a bias applied to a control terminal; and a device selectively coupled to the control terminal of the device, and a preselected substantially constant current flowing through the device. substantially constant current generating means for selectively biasing the device on so that the current flows;
biasing means selectively coupled to a control terminal of the device for selectively biasing the device to conduct a current greater than the constant current; and a biasing means coupled to a second output terminal of the device; Constant current generating means control the current through the device when the impedance of the load is at or below a preselected level, and biasing means control the current through the device when the impedance of the load is above the preselected level. sensing and coupling/decoupling, effectively sensing the impedance of said load to control current and coupling constant current means or biasing means to bias said device on and decoupling the other; A circuit having means. 12. A circuit connected to a load whose impedance increases nonlinearly when turned on, which has a control terminal and first and second output terminals, and has a control terminal and first and second output terminals, and has a control terminal and a first output terminal and a second output terminal. a device selectively coupled to the control terminal of the device such that the current flowing through the device can be controlled by a bias applied to a control terminal of the device; constant current biasing means selectively coupled to the control terminal of the device for selectively biasing the device on such that a substantially constant current flows into the control terminal such that the constant current biasing means strong biasing means for selectively biasing said device on more strongly than said device;
low current means is coupled to the output terminal of the device and controls the current through the device when the impedance of the load is at or below the preselected level and the impedance of the load is above the preselected level. When the strong biasing means controls the current through the device, the impedance of the load is effectively sensed and the constant current biasing means or the strong biasing means are coupled to bias the device on and the other detection and coupling/decoupling means for decoupling. 13. In a current control means for controlling the current passing through a load whose impedance is nonlinear upon turn-on,
having a control terminal and first and second output terminals;
a device such that the current passing through the device from one output terminal to another output terminal can be controlled by a signal applied to a control terminal; current detection means for detecting the current passing through the device; a reference level representative of a desired current flow through the device; and selectively coupled to a control terminal of the device, the current through the device is approximately equal to the reference level. As it turns out,
first comparing and generating means for generating a signal modifying the current through the device, a second output terminal of the device being connected to a load, and further comprising: a voltage at the second output terminal of the device; a reference voltage representative of a preselected level of impedance of a load; and means for comparing a voltage at a second output terminal of the device with the reference voltage to determine a voltage at the second output terminal of the device. a second output signal for generating a first output signal when the voltage is higher than the reference voltage; and a second output signal for generating a different second output signal when the voltage at the second output terminal of the device is equal to or less than the reference voltage; a comparison means, a voltage generation circuit, first and second switching devices each having a control terminal and first and second output terminals, an output terminal of the second comparison means and the first and second switching devices; a logic circuit coupled to a control terminal of a switching device; a second output terminal of the first and second switching device is coupled to a control terminal of the device; a logic circuit coupled to a control terminal of the first switching device; 1
is coupled to an output terminal of the voltage generating circuit, a first output terminal of the second switching device is coupled to an output terminal of the first comparing means, and the logic circuit is coupled to the output terminal of the second switching device. and the voltage at the second output terminal of the device is equal to or less than the reference potential;
said first comparing and generating means are coupled for comparison and said first switching device causes said voltage generating circuit to selectively coupling the voltage generation circuit to the control terminal of the device and the first comparison when the voltage at the second output terminal of the device is higher than the reference voltage; Current control means isolating means. 14. In a circuit connected to a circuit whose resistance value increases non-linearly when turned on, the circuit has a control terminal and first and second output terminals, and the first output terminal is connected to a load. a first biasing means selectively coupled to a control terminal of the transistor to selectively enable the transistor to facilitate current flow through the transistor and a load; second biasing means selectively coupled and selectively enabling said transistor to facilitate a flow of current through said transistor and load of a magnitude greater than that caused by said first biasing means; the first and second biasing means are adapted to be connected to a load and are coupled to the first and second biasing means to effectively detect the resistance of the load and to adjust the resistance of the load to a preselected level or lower; When lower, the first
biasing means are coupled to the control terminal of the transistor, and when the resistance of the load is above the preselected level, a second biasing means is coupled to the control terminal of the transistor. A circuit comprising resistance sensing and coupling/decoupling means for coupling a biasing means or a second biasing means to a control terminal of said transistor and decoupling the other. 15. In a circuit connected to a load whose resistance value increases non-linearly when turned on, the circuit has a control terminal and first and second output terminals, and the first output terminal is connected to the load. a first biasing means selectively coupled to a control terminal of the transistor to selectively enable the transistor to facilitate current flow through the transistor and the load; , a second biasing means selectively coupled to a control terminal of the transistor and selectively enabling the transistor to facilitate a flow of current through the transistor and the load of a magnitude greater than that caused by the first biasing means; biasing means, a resistance sensing means connectable to the load for sensing the resistance of the load, and a first resistance sensing means connectable to a reference level corresponding to a preselected resistance.
and a second input terminal coupled to the resistance value detection means, for comparing the resistance value of the load with a reference value;
a comparator generating a first signal at an output terminal when the resistance value of the load is less than or equal to the reference level and generating a different second signal when the resistance value of the load is greater than the reference level; first and second coupling/decoupling means for selectively coupling or decoupling the first and second biasing means to a control terminal of the transistor; an input terminal coupled to an output terminal of the comparator; a logic circuit whose first and second output terminals are respectively coupled to a control terminal of the first coupling/decoupling means and a control terminal of the second coupling/decoupling means; If the resistance of the load is equal to or less than the reference level, the first coupling/decoupling means couples the first biasing means to the control terminal of the transistor and the second coupling/decoupling means isolating (decoupling) the second biasing means from the control terminal of the transistor by and coupling the second biasing means to the control terminal of the transistor when the resistance of the load is greater than the reference level; A circuit for isolating a first biasing means from a control terminal of said transistor. 16. The circuit of claim 15, wherein the transistor is a field effect transistor. 17. Claim 16, wherein the field effect transistor is an n-channel metal oxide semiconductor (MOS) transistor.
The circuit described. 18. Claim 17, wherein each of said first and second coupling/decoupling means comprises at least one MOS transistor.
The circuit described. 19. The circuit of claim 17, wherein the load is an incandescent lamp. 20. A load characterized by having a non-linear impedance when turned on, a power supply having an output terminal, a control terminal, and first and second output terminals, the power source having a control terminal and first and second output terminals, the power source having a non-linear impedance when turned on; a device capable of controlling a current flowing through the device to an output terminal of the device by a bias applied to a control terminal, the first terminal of the load being connected to the first output terminal of the device; coupled, an output terminal of the power source being coupled to a second output terminal of the device and a second terminal of the load, and further coupled selectively to a control terminal of the device, through the device and the load. a first biasing means selectively coupled to a control terminal of the device to selectively bias the device on such that current flows; and a first biasing means selectively coupled to a control terminal of the device such that the level of current through the device and the load a second biasing means for selectively biasing said device to be greater than a current caused by said device, said second biasing means being coupled to a second output terminal of said device, the impedance of said load being at or above a preselected level; the first biasing means controls the current through the device when the impedance of the load is greater than the preselected level; sensing and coupling/decoupling means for effectively sensing the impedance of the load and coupling the first biasing means or the second biasing means to bias the device on and decoupling the other; circuit with. 21, the device is an n-channel metal oxide semiconductor (M
21. The circuit of claim 20, wherein the load is an incandescent lamp.
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