JPH04122120A - 温度補償された過負荷トリップレベル半導体リレー - Google Patents

温度補償された過負荷トリップレベル半導体リレー

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JPH04122120A
JPH04122120A JP2404687A JP40468790A JPH04122120A JP H04122120 A JPH04122120 A JP H04122120A JP 2404687 A JP2404687 A JP 2404687A JP 40468790 A JP40468790 A JP 40468790A JP H04122120 A JPH04122120 A JP H04122120A
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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】
[0001]
【従来の技術】
図1に従来技術の半導体リレー回路10を示す。回路1
0は限流器12と、−対の発光ダイオード13及び14
を有する入力部11を含む。スイッチ部15は発光ダイ
オード13及び14によって発生した光を感知するため
に配置される検出器アレー17を含み、それによって、
要求される入力回路の回路分離を提供する。検出器アレ
ー17は、限流抵抗器19を通してスイッチデバイス1
8(好ましくは金属酸化物電界効果トランジスタ)のゲ
ートへ接続されている♂検出器アレー17は又、抵抗器
21を通してスイッチデバイス18のソース端子へ接続
されている。負荷回路22と電源23はスイッチデバイ
ス18のドレイン端子と抵抗21を直列に接続するよう
に配置されている。もう一つの抵抗24は検出器アレー
17と並列に接続されている。 [0002] スイッチリレーの通常の動作において、回路10の入力
部への入力信号の供給(回路へバッテリ26を接続する
ためスイッチ25を閉(close )にすることによ
って例示される。)は、検出器アレー17によって検出
される光出力を供給するための発光ダイオード13と1
4による。検出器アレー17は、スイッチデバイス18
がオンになるスイッチデバイス18のゲート端子とソー
ス端子の間に信号を供給し、十分足りると、スイッチデ
バイス18をオンにし、負荷22に電流を供給する。入
力信号が入力部11から取り払われたとき、検出器アレ
ー17はスイッチデバイス18を動作するために十分な
信号をもはや発生しない。そしてデバイス18はオフに
なり、負荷22から電流が取り払われる。 [0003] 負荷22に過負荷電流が発生する種々の状態が存在する
。このような過負荷電流は、スイッチデバイス18又は
負荷22を傷つけ又は破壊するであろう。スイッチデバ
イス18を通り負荷22へ供給される電流の範囲を制限
するために、回路10が提供され、それは過負荷電流の
存在するスイッチデバイスをオフにする配置である。図
1に示される特別の配置は、第1のトランジスタ28、
及びスイッチデバイス18から電流を分路させるための
ラッチ(latch )を形成するよう接続された第2
のトランジスタ29を含む。抵抗32は、スイッチデバ
イス18のソース端子と抵抗21の間に接続され、スイ
ッチデバイス18の動作中、抵抗21とトランジスタ2
8のコレクタ及びトランジスタ29のベースとの間の電
圧の測定を提供するために接続されている。 [0004] ラッチ配置は一対の入力端子を効果的に提供する。1つ
は抵抗21の両端の電圧を測定し、第2はトランジスタ
29のコレクタへの電流を測定する。負荷22を通る電
流が非常に大きくなった場合、抵抗の両端の電圧(この
電流の測定値である)は、ラッチが有効になる点まで増
加するように抵抗21の値は選択され、スイッチデバイ
ス18のソース及びドレイン端子の入力を短絡する。ト
ランジスタ29のベース及びエミッタ接合間の電位差は
トランジスタをオンにし、トランジスタ上のエミッター
ベース接合を通って引き出される電流を生じる。トラン
ジスタ28はオンになり、ラッチをオン状態に固定する
。これは、スイッチデバイス18を無能(オフ)にし、
負荷22から電流を取り払う。 [0005] 図1に示された回路10の主要な問題は、動作中にトラ
ンジスタ28及び29からなるラッチをトリガするため
に要求される電圧は温度と共に激しく変化するというこ
とである。この電圧は抵抗21の両端を測定することに
よって決定されることから実質上、スイッチデバイス1
8と負荷22を通る電流の測定であり、この値は温度と
共に激しく変化することが認められる。より詳細には、
特別の配置10において、ラッチを動作するため要求さ
れる負荷を通る電流の値は一55度Cにおいて1.3ア
ンペアから25度Cにおいて1アンペア、115度Cに
おいて0.33アンペアまで変化する。さらに、トリッ
プ電圧は同温度においても必然的に変化することからよ
り安定させるとしたら必要以上に高い標準トリップ電圧
を保持しなければならない。 [0006]
【発明が解決しようとする課題】
解決しようとする問題は、温度に伴う激しいトリップ電
圧の変化とトリップ電圧を一定にするためには高いトリ
ップ電圧でなければならないという点である。 [0007]
【課題を解決するための手段】
本発明はトランジスタ28及び29の温度特性をマツチ
ングするため温度補償手段を有し、さらにこの温度補償
手段には、ターン・オン電圧を一定にする手段を有する
ことを特徴としている。 [0008]
【実施例】
図2に本発明に従って設計されたスイッチ回路40を示
す。回路40は、電気的に分離された入力を提供するた
めの一対の発光ダイオード13及び14に電圧を加える
ため、図1と基本的に同一の入力部11の要素を含む。 スイッチ回路40も又、回路10の出力部15の要素全
てを含む出力部15を含み、これら全ても図1と同一の
部材によって成る。図2の出力部15へいくつかの要素
が加えられ、これら要素はすでに説明したように回路4
0に対し温度補償を提供するための動作に協同する。 [0009] これら要素はシリコンダイオード43と並列になるよう
配置された発光ダイオード42を含む。発光ダイオード
42は、入力部11の入力信号の存在を検知するため発
光ダイオード13及び14の1つ又は両方に光学的に結
合されている。 シリコンダイオード43と発光ダイオード42との並列
配列が、コレクタがトランジスタ28のベースとトラン
ジスタ29のコレクタに接続されているNPN トラン
ジスタ44のエミッタへ接続されている。トランジスタ
44のベースはスイッチデバイス18と抵抗21との間
に抵抗46によって接続されている。コンデンサ47は
トランジスタ44のベースと電源23の負側との間に接
続されている[0010] 入力部11のスイッチ25が閉になることによって入力
が加えられたとすると、発光ダイオード13及び14は
検出器アレー17と発光ダイオード42へ検出可能な光
を供給する。発光ダイオード42は回路が開(open
)のときは約1.1ボルトを発生するように選択され、
短絡状態では概ね20マイクロアンペアを提供する。し
かしながら、発光ダ・イオード42はシリコンダイオー
ド43と並列に接続されており、その結果として、発光
ダイオードの両端の電圧はダイオード43の両端の電圧
であることを強いる。ダイオード43の電圧は一55度
Cにおいて概ね0. 5ボルト、25度Cにおいて0.
350ボルト、115度Cにおいて0.05ボルトと温
度と共に変化する。 [0011] トランジスタ44はラッチのトランジスタ28のベース
の入力に接続されてし)ることがら、トランジスタ44
がオンになった時、スイッチデノくイス18を短絡する
ようにラッチの動作をトリガし、回路40をオフにする
。トランジスタ44のベースとエミッタ端子の間に加え
られる電圧値が大きくなる程十分に抵抗21の電圧が十
分大きくなった時、トランジスタ44はオンになる。ト
ランジスタ44のベース−エミッタ端子のバイアスが本
質的に抵抗21の両端の電圧とダイオード43の両端の
電圧によって生成される差であるように、抵抗46の値
はほとんど電圧降下を提供しないよう、選択される。上
記で示したように、トランジスタ(ラッチトランジスタ
28.29のようなトランジスタ)がオンになるのに要
求される電圧とダイオード43の両端の電圧は温度と共
に変化する。従って、予期される温度範囲にわたってシ
リコンダイオード43の両端の電圧にマツチングするよ
うにして変化するターン・オン電圧を有するトランジス
タ44を選択することによって、抵抗21の両端の一定
のターン・オン電圧が構成される。これは2つのトラン
ジスタ28及び29からなるラッチの比較的一定なトリ
・ノピングへと変換される。なぜならば、トリップは電
圧過敏な入力端子よりもむしろラッチの電流シンク端子
で生じるからである。結局、これは、スイッチデバイス
18を通る比較的一定なトリップ電流へ変換する。 [0012]
【発明の効果】
トランジスタ44に0.450ボルトのエミッターベー
ス トリップ電圧の典型的な数値を用いると、25度C
において、ダイオード43の両端の電圧0. 350ボ
ルトは、トランジスタ44をトリップするために抵抗2
1の両端に0. 10ボルトを与える。55度Cにおい
て、トランジスタ44は0.60ボルトを必要とし、抵
抗21の両端の電圧は0.10ボルトであるのでダイオ
ード43は050ボルトに電圧を降下する。115度C
においては、トランジスタ44の両端の電圧は0.15
ボルトであり、ダイオード43の両端の電圧は0.05
ボルト、及び抵抗21の両端の電圧は0.10ボルトで
ある。 [0013] 従って、スイッチデバイス18を通るトリップ電流は広
範囲な温度変化と共に回路40によって一定に保たれる
ことが解る。さらに、ラッチの動作をトリガするために
用いられるトリップ電流の比較的一定な値は非常に/」
轄い値にすることができ、従って、全体により低い消費
電力で済む。抵抗46とコンデンサ47の組み合わせは
、立ち上がりの早い温度電流によるトランジスタ44の
有害なトリップを除去するいずれかのわずかな遅れを、
タイミング回路に提供するように選択される。 [0014] 本件発明を実行するための他の方法は可能であることを
当業者は理解したであろっ。例えば、シリコンダイオー
ド43と発光ダイオード42の並列配列はシリコンダイ
オード43と発光ダイオード42の同じ電圧−電流特性
を有するNPNトランジスタで置き換えることができる
。受光トランジスタは温度に伴うラッチのトリップ電圧
の変化を補償するための温度変化に伴う要求される変化
を提供するであろう。図3にこのような回路が示されて
いる。付加された可能性は発光ダイオードのかわりに定
電流ダイオード又は類似の定電流デバイスをシリコンダ
イオード43と並列に接続するように置き換えることで
ある。図4にこのような回路が示されている。 [0015] 本件発明は好ましい実施例によって述べられている力面
本件発明の精神と研究からそれることなしに当業者によ
って種々の変形と変更ができるであろう。
【図面の簡単な説明】
【図1】 従来技術の半導体リレー回路の配線路図である。
【図2】 本件発明に従ったスイッチ回路の配線路図である。
【図3】 図2の回路の改良である。
【図4】 図2の回路の改良である。
【符号の説明】
12 限流器 13.14.42.63 発光ダイオ−17検出器アレ
ー 21 検知抵抗 24 クランプ 27 ラッチ 62 光パイプ 71 定電流発生器 72 シリコンダイオード ド
【書類名】
図面
【図1】 帖 〜
【書類名】 【整理番号】 【提出日】 【あて先】 【事件の表示】 【出願番号】 【発明の名称】
【補正をする者】
【事件との関係】 【識別番号】 【氏名又は名称】 【代表者】 【代理人】 【識別番号】 【弁理士】 【氏名又は名称】
【手続補正 1】
【補正対象項目名】 【補正対象項目名】 【補正方法】 【補正の内容】 【特許出願人】 【住所又は居所】 【氏名又は名称】 【代表者】 【国籍】
手続補正書 AX3007X1 平成3年7月26日

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】電流をスイッチするために負荷回路へ接続
    された金属酸化物電界効果トランジスタ、負荷回路によ
    って生じる電圧を検知するために及び負荷回路における
    電流過負荷に応動して電界効果トランジスタから電流を
    分路するために接続された第1及び第2のトランジスタ
    を含むラッチ回路、異なる温度においては異なる電圧に
    応動してオンになるような温度特性を持つ第1及び第2
    のトランジスタを含む半導体リレー回路において、負荷
    回路の電流によって生じる電圧に応動して電界効果トラ
    ンジスタから電流を分路させるためにラッチをオンにす
    る第2の手段をさらに含み、該第2の手段はラッチ回路
    の第1と第2のトランジスタの温度特性をマッチングす
    るための温度補償手段を含み、それによってデバイスの
    典型的な動作範囲にわたって負荷回路における同じ電圧
    でラッチをオンにすることを特徴とする半導体リレー回
    路。
  2. 【請求項2】請求項1の半導体リレーにおいて、温度補
    償手段はラッチ回路のトランジスタの1つをオンにする
    ための電流路を提供するために接続された第3のトラン
    ジスタを含み、このトランジスタのベース−エミッタ端
    子は負荷回路の電圧を検知するために接続されているこ
    とを特徴とする半導体リレー。
  3. 【請求項3】請求項2の半導体リレーにおいて、温度補
    償手段は第3のトランジスタのターン・オン電圧をより
    低くするための手段からなることを特徴とする半導体リ
    レー。
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