JPH0260090B2 - - Google Patents
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- JPH0260090B2 JPH0260090B2 JP58203056A JP20305683A JPH0260090B2 JP H0260090 B2 JPH0260090 B2 JP H0260090B2 JP 58203056 A JP58203056 A JP 58203056A JP 20305683 A JP20305683 A JP 20305683A JP H0260090 B2 JPH0260090 B2 JP H0260090B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- transistor
- terminal
- resistor
- circuit
- emitter
- Prior art date
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-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
- H03K17/08—Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage
- H03K17/082—Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage by feedback from the output to the control circuit
- H03K17/0826—Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage by feedback from the output to the control circuit in bipolar transistor switches
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
- H03K17/94—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the way in which the control signals are generated
- H03K17/945—Proximity switches
Landscapes
- Electronic Switches (AREA)
- Protection Of Static Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は電子スイツチたとえば近接スイツチ
の過電流検出回路に関するものである。
の過電流検出回路に関するものである。
従来この種の過電流検出回路は第１図および第
２図に示すように出力トランジスタTr1のエミツ
タにエミツタを抵抗R1を挿入し、この両端の電
圧Vr1を過電流検出用のトランジスタTr2によつ
て検出し、これにより過電流を検出するものがも
つとも簡単な方法であり、かつひじように多くの
用途に使用されている。この方法は簡単に実現し
うる反面ON時の出力端子残り電圧がひじように
大きくなつてしまう欠点を有していた。すなわち
トランジスタTr1のON時残り電圧Vonは出力電
流値とトランジスタTr1の出力電流容量による
が、今仮にVonをVon＝0.2〔V〕、出力電流It＝150
〔mA〕とし、これに過電流検出回路を含め200
〔mA〕以上の電流が流れたとき、これを過電流
とする。そしてトランジスタTr2のベース−エミ
ツタ間電圧Vbeが0.7〔V〕以上を検出されるとエミ
ツタ抵抗R1の値は R1＝0.7〔Ｖ〕／0.2〔Ａ〕＝3.5〔Ω〕 となる。また出力電流It＝150〔mA〕の時のエミ
ツタ抵抗R1の両端の電圧Vr1は Vr1＝3.5×0.15≒0.525〔V〕 となり、したがつてトランジスタTr1とエミツタ
抵抗R1の直列回路の電圧Vxは Vx＝Von＋Vr＝0.2＋0.525＝0.725〔V〕 となる。このように過電流検出回路が挿入された
ことにより、電子スイツチとしてのON時出力残
り電圧は３倍以上となり、計算式から明らかなよ
うに出力トランジスタTr1の出力電力容量を大き
くして、そのON時出力残り電圧Vonをいくらか
小さくしても過電流検出回路を含めたON時出力
残り電圧はほとんど低下しないという欠点があつ
た。
２図に示すように出力トランジスタTr1のエミツ
タにエミツタを抵抗R1を挿入し、この両端の電
圧Vr1を過電流検出用のトランジスタTr2によつ
て検出し、これにより過電流を検出するものがも
つとも簡単な方法であり、かつひじように多くの
用途に使用されている。この方法は簡単に実現し
うる反面ON時の出力端子残り電圧がひじように
大きくなつてしまう欠点を有していた。すなわち
トランジスタTr1のON時残り電圧Vonは出力電
流値とトランジスタTr1の出力電流容量による
が、今仮にVonをVon＝0.2〔V〕、出力電流It＝150
〔mA〕とし、これに過電流検出回路を含め200
〔mA〕以上の電流が流れたとき、これを過電流
とする。そしてトランジスタTr2のベース−エミ
ツタ間電圧Vbeが0.7〔V〕以上を検出されるとエミ
ツタ抵抗R1の値は R1＝0.7〔Ｖ〕／0.2〔Ａ〕＝3.5〔Ω〕 となる。また出力電流It＝150〔mA〕の時のエミ
ツタ抵抗R1の両端の電圧Vr1は Vr1＝3.5×0.15≒0.525〔V〕 となり、したがつてトランジスタTr1とエミツタ
抵抗R1の直列回路の電圧Vxは Vx＝Von＋Vr＝0.2＋0.525＝0.725〔V〕 となる。このように過電流検出回路が挿入された
ことにより、電子スイツチとしてのON時出力残
り電圧は３倍以上となり、計算式から明らかなよ
うに出力トランジスタTr1の出力電力容量を大き
くして、そのON時出力残り電圧Vonをいくらか
小さくしても過電流検出回路を含めたON時出力
残り電圧はほとんど低下しないという欠点があつ
た。
また従来の過電流検出回路においてはトランジ
スタTr1のベース−エミツタ間電圧が過電流検出
電圧であつたために大きな負の温度係数を有して
いた。
スタTr1のベース−エミツタ間電圧が過電流検出
電圧であつたために大きな負の温度係数を有して
いた。
この発明はこのような従来の欠点を解消しよう
とするもので、この発明の第１の目的はトランジ
スタのベース−エミツタ間電圧により過電流を検
出するものに比し、検出電圧を小さくし、これに
よつて電子スイツチの過電流検出用抵抗を小さく
し、いきおい電子スイツチとしてのON時残り電
圧を小さくしようとするものである。
とするもので、この発明の第１の目的はトランジ
スタのベース−エミツタ間電圧により過電流を検
出するものに比し、検出電圧を小さくし、これに
よつて電子スイツチの過電流検出用抵抗を小さく
し、いきおい電子スイツチとしてのON時残り電
圧を小さくしようとするものである。
以下図によつてこの発明の一実施例について説
明する。
明する。
第３図はこの発明における過電流検出回路を近
接スイツチに適用したばあいの回路図で、この近
接スイツチ１０は近接センサ用IC回路１と、こ
のIC回路の出力電流容量を補うため出力トラン
ジスタからなる電流スイツチング素子２６とによ
り構成される。そしてこのIC回路は内部に発振
回路２、コンパレータ３、積分回路４、コンパレ
ータ５、出力回路６、定電圧回路７、電源リセツ
ト回路８、出力コントローラ１４および過電流検
出回路１６を有しており、出力回路６、電源リセ
ツト回路８および出力コントローラ１４により電
子スイツチコントローラ１７が構成される。また
検出コイルL1、共振コンデンサC1、感度調整用
可変抵抗R22、側路コンデンサC23、積分コンデン
サC24、電源リセツト用コンデンサC25および負荷
９などが外付けされる。
接スイツチに適用したばあいの回路図で、この近
接スイツチ１０は近接センサ用IC回路１と、こ
のIC回路の出力電流容量を補うため出力トラン
ジスタからなる電流スイツチング素子２６とによ
り構成される。そしてこのIC回路は内部に発振
回路２、コンパレータ３、積分回路４、コンパレ
ータ５、出力回路６、定電圧回路７、電源リセツ
ト回路８、出力コントローラ１４および過電流検
出回路１６を有しており、出力回路６、電源リセ
ツト回路８および出力コントローラ１４により電
子スイツチコントローラ１７が構成される。また
検出コイルL1、共振コンデンサC1、感度調整用
可変抵抗R22、側路コンデンサC23、積分コンデン
サC24、電源リセツト用コンデンサC25および負荷
９などが外付けされる。
したがつて検出コイルL1に対して金属体が接
近または離間することにより発振回路２が発振を
開始または停止し、出力回路６より論理Ｌまたは
Ｈの出力が得られる。
近または離間することにより発振回路２が発振を
開始または停止し、出力回路６より論理Ｌまたは
Ｈの出力が得られる。
そして過電流検出回路１６は電流スイツチング
素子２６と電源リセツト回路８との間に設けられ
ている。
素子２６と電源リセツト回路８との間に設けられ
ている。
第４図はこの発明の要部を示す回路図で、基本
的に４個のトランジスタすなわち第１のトランジ
スタ２２、第２のトランジスタ２３、第３のトラ
ンジスタ２４および第４のトランジスタ２５と、
抵抗３０，３１，３２と、電流源２０と、トラン
ジスタ２１とからなるブロツクにより過電流検出
回路１６が構成される。ダイオード２７、抵抗３
５により過電圧保護回路１８が構成され、ノード
４１に大きな電圧が加わつたばあいに過電流検出
回路１６を保護する。この過電圧保護回路はカレ
ントシンク用のものである。１９は電源である。
なお電流スイツチング素子２６は負荷９に流れる
電流を制御するものであればよくたとえばトラン
ジスタにより構成される。各トランジスタ２３，
２５と各抵抗３１，３２との接続点に接続端子
ａ，ｂが引出され、トランジスタ２４と２５との
接続点に信号出力端子Ｇが設けられ、この出力端
子はさらに電流スイツチング素子２６を制御する
コントローラ１７の入力端に接続され、これによ
つてコントローラ１７の出力状態を制御するよう
にされている。また第４図において、過電圧保護
回路１８は端子ｂに接続されている。なお第４図
において過電流検出回路１６および過電圧保護回
路１８がIC化される。
的に４個のトランジスタすなわち第１のトランジ
スタ２２、第２のトランジスタ２３、第３のトラ
ンジスタ２４および第４のトランジスタ２５と、
抵抗３０，３１，３２と、電流源２０と、トラン
ジスタ２１とからなるブロツクにより過電流検出
回路１６が構成される。ダイオード２７、抵抗３
５により過電圧保護回路１８が構成され、ノード
４１に大きな電圧が加わつたばあいに過電流検出
回路１６を保護する。この過電圧保護回路はカレ
ントシンク用のものである。１９は電源である。
なお電流スイツチング素子２６は負荷９に流れる
電流を制御するものであればよくたとえばトラン
ジスタにより構成される。各トランジスタ２３，
２５と各抵抗３１，３２との接続点に接続端子
ａ，ｂが引出され、トランジスタ２４と２５との
接続点に信号出力端子Ｇが設けられ、この出力端
子はさらに電流スイツチング素子２６を制御する
コントローラ１７の入力端に接続され、これによ
つてコントローラ１７の出力状態を制御するよう
にされている。また第４図において、過電圧保護
回路１８は端子ｂに接続されている。なお第４図
において過電流検出回路１６および過電圧保護回
路１８がIC化される。
今、第４図において電流源２０からの電流I0を
I0＝５〔μA〕、抵抗３１，３２の抵抗値R31，R32
をR31＝R32＝10〔ｋΩ〕とするとノード４１の電
圧V41が過電流検出電圧となりその値はV41＝I0×
R31＝I0×R32＝５×10＝50〔mV〕となる。なぜな
らばノード４１がオープンのばあい、トランジス
タ２４と２５がバランスしており、出力ノード４
６は臨界状態にある。
I0＝５〔μA〕、抵抗３１，３２の抵抗値R31，R32
をR31＝R32＝10〔ｋΩ〕とするとノード４１の電
圧V41が過電流検出電圧となりその値はV41＝I0×
R31＝I0×R32＝５×10＝50〔mV〕となる。なぜな
らばノード４１がオープンのばあい、トランジス
タ２４と２５がバランスしており、出力ノード４
６は臨界状態にある。
今、ノード４１が出力電流検出用抵抗R1に接
続されたばあい、この抵抗の両端に発生する電圧
が50〔mV〕より小さいと、抵抗３５を通じノー
ド４１から抵抗R1の方へ電流が流れ出し、この
ため抵抗３２に流れる電流が減少し、トランジス
タ２５のエミツタ電圧が下がり、トランジスタ２
４と２５のバランスがくずれ、ノード４６はカレ
ントシンクとなる。このとき電子スイツチコント
ローラ１７の出力はたとえばＨとなり、電流スイ
ツチング素子２６はオン状態にある。
続されたばあい、この抵抗の両端に発生する電圧
が50〔mV〕より小さいと、抵抗３５を通じノー
ド４１から抵抗R1の方へ電流が流れ出し、この
ため抵抗３２に流れる電流が減少し、トランジス
タ２５のエミツタ電圧が下がり、トランジスタ２
４と２５のバランスがくずれ、ノード４６はカレ
ントシンクとなる。このとき電子スイツチコント
ローラ１７の出力はたとえばＨとなり、電流スイ
ツチング素子２６はオン状態にある。
また何らかの原因で電流スイツチング素子２６
に流れる電流が所定の値を超えると抵抗R1の両
端に生じる電圧が50〔mV〕を越え、ノード４６
はカレントソースとなる。コントローラ１７はノ
ード４６の状態変化を受けて電流スイツチング素
子２６に流れる電流を制御する。
に流れる電流が所定の値を超えると抵抗R1の両
端に生じる電圧が50〔mV〕を越え、ノード４６
はカレントソースとなる。コントローラ１７はノ
ード４６の状態変化を受けて電流スイツチング素
子２６に流れる電流を制御する。
さらに抵抗R1の電圧が50〔mV〕のときは抵抗
３５には電流が流れず、これがスレツシユホール
ド電圧となる。
３５には電流が流れず、これがスレツシユホール
ド電圧となる。
このように抵抗R1の両端に生じる電圧が50
〔mV〕を越えたとき、過電流検出回路１６がそ
の点を検出する。
〔mV〕を越えたとき、過電流検出回路１６がそ
の点を検出する。
第５図は過電圧保護回路１８を接続端子ａに接
続したものでその動作は第４図に示すものと実質
的に変わらないが、ただ電流スイツチング素子２
６に流れる電流値が所定値以下であるときノード
４６はカレントソースとなり、また過電流検出時
にカレントシンクとなり、第４図に示すものに比
べ、ノード４６のロジツクが逆となる。
続したものでその動作は第４図に示すものと実質
的に変わらないが、ただ電流スイツチング素子２
６に流れる電流値が所定値以下であるときノード
４６はカレントソースとなり、また過電流検出時
にカレントシンクとなり、第４図に示すものに比
べ、ノード４６のロジツクが逆となる。
以上の説明はＢ点がカレントシンクの出力形式
のものについてであるが、カレントソースの出力
形式のものについても同様に構成できる。
のものについてであるが、カレントソースの出力
形式のものについても同様に構成できる。
第６図に示す回路は第４図に示すものとは逆に
カレントソース用の回路を示すもので、第１のト
ランジスタ２２のエミツタは抵抗３３を介して電
源１９の一方の端子に接続され、また第３のトラ
ンジスタ２４のエミツタは抵抗３４を介して電源
の一方の端子に接続されている。さらにダイオー
ド２８と抵抗３６により過電圧保護回路１８が構
成され、この回路は第１のトランジスタ２２のエ
ミツタと抵抗３３との接続点に設けた端子ｃに接
続されている。なおその過電圧保護回路は第３の
トランジスタ２４のエミツタと抵抗３４との接続
点に設けた端子ｄに接続してもよい。このばあい
のノード４６のロジツクレベルは逆になる。
カレントソース用の回路を示すもので、第１のト
ランジスタ２２のエミツタは抵抗３３を介して電
源１９の一方の端子に接続され、また第３のトラ
ンジスタ２４のエミツタは抵抗３４を介して電源
の一方の端子に接続されている。さらにダイオー
ド２８と抵抗３６により過電圧保護回路１８が構
成され、この回路は第１のトランジスタ２２のエ
ミツタと抵抗３３との接続点に設けた端子ｃに接
続されている。なおその過電圧保護回路は第３の
トランジスタ２４のエミツタと抵抗３４との接続
点に設けた端子ｄに接続してもよい。このばあい
のノード４６のロジツクレベルは逆になる。
なお第７図はカレントミラー回路の変形例を示
すもので、同図ａに対して同図ｂおよびｃに示す
変形例がよく知られている。
すもので、同図ａに対して同図ｂおよびｃに示す
変形例がよく知られている。
第４図において検出電圧を50〔mV〕とし、過
電流を200〔mA〕とすると抵抗R1は R1＝50mV／200mA＝0.25〔Ω〕 となり、したがつて出力電流It＝150〔mA〕にお
ける出力端子におけるON時残り電圧Vxは Vx＝Von＋Vr1＝0.2＋0.25×0.15 ＝0.2＋0.0375＝0.2375〔V〕 となり、従来のものに比し大きな改善が見られ
る。
電流を200〔mA〕とすると抵抗R1は R1＝50mV／200mA＝0.25〔Ω〕 となり、したがつて出力電流It＝150〔mA〕にお
ける出力端子におけるON時残り電圧Vxは Vx＝Von＋Vr1＝0.2＋0.25×0.15 ＝0.2＋0.0375＝0.2375〔V〕 となり、従来のものに比し大きな改善が見られ
る。
この計算例から明らかなように従来例ではトラ
ンジスタTr1のON時残り電圧Vonに比し抵抗R1
の両端電圧Vr1がかなり大きかつたが、この発明
によれば抵抗R1の両端電圧Vr1の方が電流スイツ
チング素子２６のON時残り電圧Vonに比しかな
り小さくなり、したがつてON時残り電圧Vonを
小さくするように容量の大きなトランジスタを使
用すればさらに出力端子ON時残り電圧Vxを小
さくすることも可能である。
ンジスタTr1のON時残り電圧Vonに比し抵抗R1
の両端電圧Vr1がかなり大きかつたが、この発明
によれば抵抗R1の両端電圧Vr1の方が電流スイツ
チング素子２６のON時残り電圧Vonに比しかな
り小さくなり、したがつてON時残り電圧Vonを
小さくするように容量の大きなトランジスタを使
用すればさらに出力端子ON時残り電圧Vxを小
さくすることも可能である。
第１図および第２図は従来の過電流検出回路を
示す回路図、第３図はこの発明における過電流検
出回路を近接スイツチに適用したばあいのブロツ
ク図、第４図はこの発明における過電流検出回路
の一実施例を示す回路図、第５図はこの発明の他
の実施例を示す回路図、第６図はこの発明のさら
に他の実施例を示す回路図、第７図はカレントミ
ラー回路の変形例を示す回路図である。 １…IC回路、２…発振回路、３…コンパレー
タ、４…積分回路、５…コンパレータ、６…出力
回路、７…定電圧回路、８…電源リセツト回路、
９…負荷、１０…スイツチ、１４…出力コントロ
ーラ、L1…検出コイル、R22…可変抵抗、C1…共
振コンデンサ、C24…積分コンデンサ、C25…コン
デンサ、１６…過電流検出回路、１７…電子スイ
ツチコントローラ、１８…過電圧保護回路、１９
…電源、２０…電流源、２１…トランジスタ、２
２〜２５…トランジスタ、２６…電流スイツチン
グ素子、２７…ダイオード、２８…ダイオード、
２９…トランジスタ、３０〜３２…抵抗、R1…
抵抗、４１，４２…ノード、４６…出力ノード。
示す回路図、第３図はこの発明における過電流検
出回路を近接スイツチに適用したばあいのブロツ
ク図、第４図はこの発明における過電流検出回路
の一実施例を示す回路図、第５図はこの発明の他
の実施例を示す回路図、第６図はこの発明のさら
に他の実施例を示す回路図、第７図はカレントミ
ラー回路の変形例を示す回路図である。 １…IC回路、２…発振回路、３…コンパレー
タ、４…積分回路、５…コンパレータ、６…出力
回路、７…定電圧回路、８…電源リセツト回路、
９…負荷、１０…スイツチ、１４…出力コントロ
ーラ、L1…検出コイル、R22…可変抵抗、C1…共
振コンデンサ、C24…積分コンデンサ、C25…コン
デンサ、１６…過電流検出回路、１７…電子スイ
ツチコントローラ、１８…過電圧保護回路、１９
…電源、２０…電流源、２１…トランジスタ、２
２〜２５…トランジスタ、２６…電流スイツチン
グ素子、２７…ダイオード、２８…ダイオード、
２９…トランジスタ、３０〜３２…抵抗、R1…
抵抗、４１，４２…ノード、４６…出力ノード。
Claims (1)
- １ 電源に対して負荷と、この負荷に流れる電流
を制御する電流スイツチング素子と、過電流検出
抵抗を順次直列に接続し、また電源の一方の端子
に対して第１のトランジスタのコレクタを電流源
を介して接続するとともに、そのエミツタを抵抗
を介して電源の他方の端子に接続し、また電源の
一方の端子に対して第２のトランジスタのエミツ
タを接続するとともに、電源の他方の端子に対し
て第３のトランジスタのエミツタを抵抗を介して
接続し、かつ両トランジスタのコレクタをたがい
に接続し、また電源の一方の端子に対して第４の
トランジスタのエミツタを接続するとともに電源
の他方の端子に対して第５のトランジスタのエミ
ツタを抵抗を介して接続し、かつ両トランジスタ
のコレクタをたがいに接続し、上記第１のトラン
ジスタ、第３のトランジスタおよび第５のトラン
ジスタを、また上記第２のトランジスタと第４の
トランジスタとをそれぞれカレントミラー回路を
構成するように接続し、上記第３および第５のト
ランジスタと上記各抵抗との接続点から接続端子
を引出し、この端子を上記電流スイツチング素子
と上記過電流検出抵抗との接続点に選択的に接続
するとともに、上記第４のトランジスタと上記第
５のトランジスタとの接続点に信号出力端子を設
け、この出力端子を上記電流スイツチング素子を
制御するコントローラの入力端に接続し、このコ
ントローラの出力状態を制御することを特徴とす
る電子スイツチの過電流検出回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58203056A JPS6094529A (ja) | 1983-10-28 | 1983-10-28 | 電子スイツチの過電流検出回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58203056A JPS6094529A (ja) | 1983-10-28 | 1983-10-28 | 電子スイツチの過電流検出回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6094529A JPS6094529A (ja) | 1985-05-27 |
| JPH0260090B2 true JPH0260090B2 (ja) | 1990-12-14 |
Family
ID=16467605
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58203056A Granted JPS6094529A (ja) | 1983-10-28 | 1983-10-28 | 電子スイツチの過電流検出回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6094529A (ja) |
-
1983
- 1983-10-28 JP JP58203056A patent/JPS6094529A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6094529A (ja) | 1985-05-27 |
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