JPS63500770A - 過電圧−保護回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 過電圧−保護回路 従来の技術 本発明は請求の範囲第１項の上位概念に記載の過電圧−保護回路から出発する。

この種の過電圧−保護回路は次の当社刊行物から公知である。ボツシュテヒニツ シエ　ウンタリヒトウング、エレクトロニク（２）、自動車における応用、第１ ０頁〜第１２頁、１９７８年２月２８日初版発行、ロパート・ボツンユ社。自動 車の搭載電源における過電圧保護はバッテリ一端子と並列に逆方向に接続された 出力−制限−ダイオードによって行なわれる。搭載電源の電圧は出力−制限−ダ イオードのブレークダウン電圧に制限される。

搭載電源の過電圧には種々の原因がある。例えば、調整器障害（レギュレータ不 調）、点火、主に誘動性負荷を有する負荷装置のしゃ断、接点接続不良、アース 接続、−切の誤った極性接続、自動車バッテリーなしでの発電機動作等。

出力−制限−ダイオードを使用する際の欠点は、この出力−制限−ダイオードが 僅かなパルスエネルギーを有する障害しか吸収できないということである。発電 機の動作中に誤まってバッテリーから端子がはずれると、エネルギーの大きい過 電圧パルスが発生する。

その過電圧パルスは、最善の場合でも出力−制限−ダイオードの破壊をひき起こ す。このパルス（ロードダンプ）は１秒までの持続時間を有し、その際電圧は約 ２５０■にまで達し、発電機の最大可能電流が流れる。

発明の利点 本発明による過電圧−保護回路は、パルスエネルギーが無制限に高くてもよいと いう利点を有する。障害自体は任意の長さ持続してもかまわない。この回路を実 現するためには、予想される過電圧の高さの電圧に耐え、ただ、保護さるべき電 子回路の動作電流により作動される半導体−出力−構成素子が必要に過ぎない。

余分の容量に設計した冷却体は必要としない。何故なら、正常動作においても障 害の場合でも僅かな損失電力しか発生しないからである。

本発明による過電圧−保護回路の利点は特に、障害の後の自動的な再投入接続可 能性にある。この過電圧−保護回路は、エネルギーの大きな過電圧パルスから電 子回路が保護されなげればならない個所ならばどこにでも使用することができる 。この回路は特に自動車−搭載電源における過電圧保護に適する。本発明による 過電圧−保護回路は僅かな構成素子を有するのみで、集積回路の形で製造され得 る。従ってこの回路は自動車へ適用した際の量産に特に適する。

本発明による過電圧−保護回路のそれ以上の詳細は以下の説明と共に従属請求項 から明らかとなる。有利には、しゃ断閾値と再投入接続閾値との間にヒステリシ ス特性が付され得る。その際そのヒステリシスの大きさは構成素子の値に依存す る。それによりしゃ断状態と投入接続状態との間の振動的不安定現象が回避され る。この回路の通常動作における損失電力は、出力段としてＰＮＰ−ダーリント ン−トランジスタを使用した場合、低い値に留まる。

図　面 図は本発明圧よる過電圧−保護回路の回路図を示す。

実施例の説明 図にはエネルギー源１０が示されている。そのエネルギー源１０の正極は過電圧 −保護回路の第１入力端子１１と、また前記エネルギー源１０の負極は前記過電 圧−保護回路の第２入力端子と接続されている。保護さるべき電子回路１４の正 の接続線路１３は第１トランジスタ１６のコレクタ端子１５と接続されている。

保護さるべき電子回路１４の負の接続線路１７は接続端子１２と、つまりエネル ギー源１０の負極と直接接続されている。第１トランジスタ１６のエミッタ端子 １８と入力端子１１との間には抵抗１９が接続されている。第１トランジスタ１ ６のエミッタ端子１８はまた第２トランジスタ２１のエミッタ端子２０と接続さ れている。第２トランジスタ２１のコレクタ端子２２は第１トランジスタ１６の ベース端子２３と、また抵抗２４を介して第２入力端子１２と接続されている。

第１入力端子１１と第２トランジスタ２１のベース端子２５との間には抵抗２６ が接続されている。ベース端子２５と第２入力端子１２との間に抵抗と制限−ダ イオード２８との直列接続体が設けられている。

次に本発明による過電圧−保護回路の作用について説明する。

入力端子１１と１２の間のエネルギー源１０の電圧が応動閾値（この応動閾値は 抵抗１９、抵抗２６、抵抗２７と制限−ダイオード２７の制限電圧と当該エミッ ターペース電圧とによって定まる）を下回る場合、第２トランジスタ２１はしゃ 断状態におかれ、第２トランジスタ２１のコレクタ端子２２とエミッタ端子２０ との間は通電しない。なお、上記のエミッターペース電圧は第２トランジスタ２ １の導通制御に必要なものである。第１トランジスタ１６には抵抗２４を介して ペース電流が供給され、完全々導通制御状態におかれる。第１トランジスタ１６ のコレクタ端子１５とエミッタ端子１８との間には完全な導通制御状態におかれ たトランジスタ１６の飽和−残留電圧と等しい電圧が加わる。今、第１入力端子 １１と第２入力端子１２との間の入力電圧が前記応動閾値を越えて上昇する際、 制限−ダイオード２８のブレークダウン電圧への到達後、第２トランジスタ２１ は導通を開始し、それによりトランジスタ２１のペース電流を減少させる。

第１トランジスタ１６はしゃ断を開始し、それにより保護さるべき電子回路１４ に加わる電圧を減少させる。

その結果、正の給電線路１３を流れる電流は減少し、抵抗１９における電圧降下 は小さくなる。第２トランジスタ２１の導通制御過程は増強され、切換過程が進 行して、第２１−ランジスタ２１は完全に導通制御さ蜆第１トランジスタ１６は 完全にしゃ断される。こうして保、護さるべき電子回路１４は完全にエネルギー 源１０から分離される。入力電圧が更に上昇してもこの状態は変化しない。

入力電圧がさらに低下する際、応動閾値にて（抵抗１９によシ惹起されるヒステ リシス特性値分差引いた値にて）第２トランジスタ２１はしゃ断を開始する。

第１トランジスタ１６は再びベース電流の供給を受け導通を開始する。抵抗１９ における電圧降下は増大１当該回路は導通状態に切換わる。保護さるべき電子回 路１４は再びエネルギー源１０との接続状態におかれる。

具体的な回路実施例では、第１トランジスタ１６に有利にはＰ　Ｎ　Ｐ−ダーリ ントン−トランジスタが使用される。このＰＮＰ−ダーリントン−トランジスタ はＮＰＮ−）ランジスタとＰＮＰ　）ランジスタとの合成接続回路から成り、全 体で１つのＰＮＰ−）ランジスタのような動作特性を有し非常に大きな電流増幅 率の点ですぐれている。第１トランジスタ１６と第２トランジスタ２１にシリコ ン−トランジスタを使用すると、第１トランジスタ１６のコレクタ端子１５とエ ミッタ端子１８との間の電圧降下は通常の導通接続動作状態において約１．２■ でちる。それに対し、第１トランジスタ１６と第２トランジスタ２１がそれぞれ デルマニウムートランジスタである場合、導通接続された第１トランジスタ１６ のコレクターエミッター区間におけ作では、第１トランジスタ１６には僅かな損 出電力しか発生しない。

値としゃ耐電圧閾値との間のヒステリシス特性を形成する。ヒステリシスは、過 電圧が緩慢に上昇した際、回路がしゃ断状態と再投入接続状態との間で振動的不 安定状態と々るのを回避するために必要である。

国際調査報告 ＡＮＮＥＸ　Ｔｏ　Ｔ二５１ＮＴ三λＮＡＴＩＯＮＡＬ　５ＥＡＲＣ！（丸本℃ Ｒτ　０ＮＦｏｒ　ｍｏｒｅ　ｄｅｔａｉ　ｓ　ａｂｏｕｔ　ｔｈｉｓ　ａｎｎ ｅｘ　：

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. １．保護さるべき電子回路の電流給電線路中に接続された、第１トランジスタの エミツタ−コレクタ−区間を有する過電圧−保護回路において、第１トランジス タ（１６）のエミツタ−ベース−区間と並列に第２トランジスタ（２１）のエミ ツターコレクター区間が接続されており、第２トランジスタ（２１）のエミッタ 端子（２０）と第１トランジスタ（１６）のエミッタ端子（１８）は相互に接続 されていることを特徴とする過電圧−保護回路。
2. ２．第１トランジスタおよび第２トランジスタ（１６，２１）のエミッタ端子（ １８，２０）と第１入力端子（１１）との間に抵抗（１９）が接続されている請 求の範囲第１項記載の過電圧−保護回路。
3. ３．第１入力端子（１１）と第２トランジスタ（２１）のベース端子（２５）と の間に抵抗（２６）が接続されている請求の範囲第１項記載の過電圧−保護回路 。
4. ４．第２トランジスタ（２１）のベース端子（２５）は抵抗（２７）および制限 −ダイオード（２８）の直列接続を介して第２入力端子（１２）と接続されてい る請求の範囲第１項記載の過電圧−保護回路。
5. ５．第２トランジスタ（２１）のコレクタ端子（２２）、および第１トランジス タ（１６）のベース端子（２３）は抵抗（２４）を介して第２入力端子（１２） と接続されている請求の範囲第１項記載の過電圧−保護回路。
6. ６．第１トランジスタ（１６）は導電型式がＰＮＰ型のトランジスタであり、第 ２トランジスタ（２１）は導電型式がＰＮＰ型のトランジスタである請求の範囲 第１項記載の過電圧−保護回路。