JPH0534028Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この考案は直流電源回路において、特に過負荷
時における保護のため出力電流を制限する電流制
限回路に関する。

〔考案の概要〕

この考案は電流検出用抵抗と電流制限用トラン
ジスタを介して直流電源を負荷に供給するもので
あつて、過負荷時に電流検出用抵抗に流れる電流
を検出して電流制限用トランジスタを制御して負
荷電流を制限するものにおいて、電流検出用抵抗
として小抵抗のものでよく、また電流制限時の電
流値のばらつきが小さく、さらに温度特性が良好
なものを提供するものである。

〔従来の技術〕

例えばカメラ一体形VTRで録画した画像をテ
レビ受像機で再生する場合、カメラ一体形VTR
の出力は、テレビのあきチヤンネルのRF信号に
変換する必要があり、そのためにRFコンバータ
ユニツトが用いられる。

このRFコンバータユニツトへの電源をVTR側
から供給する場合に、電源をミニジヤツクを介し
て出力するものがある。このような場合、プラグ
の誤挿入、誤操作により、また、プラグ挿入過程
で、ジヤツク端子部で短絡状態となることがあ
り、このときジヤツク側の機器、すなわちVTR
側が壊れないように短絡電流を、設定値以下に制
限するように保護対策を施す必要がある。

第２図はこの目的を実現する電流制限回路の一
例で、１は直流電源Ｅからの直流電圧が供給され
る電源端子である。この電源端子１は電流検出用
抵抗２及び可変インピーダンス素子としてのトラ
ンジスタ３のエミツターコレクタ間を介して、負
荷Ｚが接続される端子４に接続される。この回路
が前述のカメラ一体形VTRに設けられる場合に
は、この端子４がミニジヤツクとされる。トラン
ジスタ３のベースは抵抗５を介して接地される。
そして、抵抗２に並列にトランジスタ６のベース
−エミツタ間が接続され、このトランジスタ６の
コレクタがトランジスタ３のベースと抵抗５との
接続点に接続される。

この第２図の回路において、負荷Ｚ側がシヨー
トした場合、負荷電流が増加するが、この電流増
加に伴つて抵抗２での電圧降下が0.6V以上にな
ると、トランジスタ６がオンとなり、このためト
ランジスタ３のベース電圧が高くなり、この可変
インピーダンス素子としてのトランジスタ３のイ
ンピーダンス値が高くなり、電流が制限される。
この場合、トランジスタ６のベース−エミツタ間
電圧V_BEと抵抗２の値R₂とにより制限される電流
が決まる。

また、第３図は電流制限回路の他の例で、この
例の場合には電源端子１１は抵抗１２及びトラン
ジスタ１３のエミツタ−コレクタ間を介して負荷
Ｚが接続される端子１４に接続される。トランジ
スタ１３のベースは抵抗１５を介して接地され
る。

そして、電源端子１１と抵抗１２との接続点
と、トランジスタ１３のベースとの間にトランジ
スタ１６のコレクタ−エミツタ間が接続されると
ともに、電源端子１１が抵抗１７及び１８の直列
回路を介して接地され、この抵抗１７及び１８の
接続点がトランジスタ１６のベースに接続され
る。

この例においては、負荷Ｚのシヨート等により
出力負荷電流が増加して、トランジスタ１３のベ
ース電位がトランジスタ１６のベース電位よりも
下がると、このトランジスタ１６がオンし、トラ
ンジスタ１３のベース電位が上がることにより電
流が制限される。

〔考案が解決しようとする問題点〕

ところが、第２図の回路及び第３図の回路の場
合、以下のような欠点がある。

すなわち、第２図の回路の場合、トランジスタ
６をオンさせるためには抵抗２による電圧降下が
約0.6V以上必要になり、通常動作時と電流制限
時の出力電流差が小さい場合、この抵抗２の抵抗
値を比較的大きくする必要がある。ところが、こ
の抵抗２の値を大きくすると、通常動作時におい
てもこの抵抗２での電圧降下分が大きくなり、負
荷Ｚに供給する出力電源電圧が低下してしまう。

また、第２図の回路の場合、トランジスタ６の
ベース−エミツタ間電圧V_BEのばらつき及び温度
特性の影響が、制限される電流値にそのまま加わ
り、この制限される電流値にばらつきが生じる。

また、第３図の回路の場合、第２図の回路に比
べて電流検出用の抵抗１２の値を小さく選ぶこと
ができ、通常動作時におけるこの抵抗１２での電
圧降下分は小さくすることができる。

しかし、制限される電流はトランジスタ１３と
１６のベース−エミツタ間電圧V_BEのばらつきの
影響を受ける。また、過負荷時にトランジスタ１
３に発熱がある場合、トランジスタ１３のベース
−エミツタ間電圧V_BEも変化し、電流の制限も不
安定になる。

このトランジスタ１３及び１６の電圧V_BEの相
対的なばらつきを抑えるには、例えばコンプリメ
ンタリーにするなど、相互の特性を考慮するよう
にすればよいが、在庫の管理や代替品の選択に注
意を要するという欠点がある。

この考案は以上のような欠点を一掃できるもの
を提案しようとするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

この考案においては、直流電圧の得られる電源
端子２１が第１の抵抗２２と可変インピーダンス
素子としての第１のトランジスタ２３との直列回
路を介して負荷が接続される端子２４に接続さ
れ、第１の抵抗２２と第１のトランジスタ２３と
の接続点が第２、第３、第４の直列抵抗２６，２
７，２８を介して接地され、電源端子２１と第１
のトランジスタ２３のベースとの間に第２のトラ
ンジスタ２９のコレクタ−エミツタ間が接続さ
れ、第２の抵抗２６と第３の抵抗２７との接続点
が第２のトランジスタ２９のベースに接続され、
第２、第３の直列抵抗２６，２７に並列に、ダイ
オード接続された第３のトランジスタ３０が接続
される。

〔作用〕

端子２４に過負荷が接続されたときは、第１の
抵抗２２の電圧降下が増大し、第２のトランジス
タ２９がオンとなる。すると、トランジスタ２３
のベース電位は上昇しようとし、負荷に流れる電
流は制限される。

〔実施例〕

第１図はこの考案の一実施例で、２１は直流電
源Ｅからの一定の直流電圧が供給される電源端子
である。この電源端子２１は電流検出用抵抗２２
及び可変インピーダンス素子としてのトランジス
タ２３のエミツタ−コレクタ間を介して負荷Ｚが
接続される端子２４に接続される。この端子２４
はジヤツクとされる場合もある。トランジスタ２
３のベースは抵抗２５を介して接地される。

そして、抵抗２２とトランジスタ２３のエミツ
タとの接続点が抵抗２６，２７及び２８の直列回
路を介して接地される。また、電源端子２１とト
ランジスタ２３のベースとの間に制御用トランジ
スタ２９のエミツタ−コレクタ間が接続され、こ
の制御用トランジスタ２９のベースが抵抗２６と
２７の接続点に接続される。

そして抵抗２６及び２７の直列回路に並列にダ
イオード接続されたトランジスタ３０が接続され
る。このトランジスタ３０はトランジスタ２９と
同一特性のものが使用され、定電圧源用のダイオ
ードとされるものである。

この場合、抵抗２６と２７はダイオード３０の
順方向電圧（定電圧）を分割するものであり、抵
抗２６の電圧降下VR₂₆は端子２４に接続される
負荷の状態に関係なくほぼ一定である。

そして、端子２４の負荷が正常な負荷であると
きは、この抵抗２６の電圧降下VR₂₆と抵抗２２
による電圧降下VR₂₂（＝Ｉ・R₂₂；Ｉは抵抗２２
を流れる電流、R₂₂は抵抗２２の抵抗値）との和
がトランジスタ２９がオンとなるベース−エミツ
タ間電圧V_BEONより低く設定される。すなわち、 V_BEON＞Ｉ・R₂₂＋VR₂₆ ……(1) とされ、トランジスタ２９はオンとならない。た
だし、このとき、抵抗２８及び２５に流れる電流
は無視する。

そして、端子２４に接続される負荷が短絡等の
過負荷となつたときは、抵抗２２の電圧降下
VR₂₂は増大し、このためトランジスタ２９がオ
ンとなる。すると、トランジスタ２３のベース電
位は上昇しようとし、負荷に供給される電流は制
限される。

このときの電流をI_Sとすれば、 I_S・R₂₂＋VR₂₆＝V_BEON ……(2) ∴I_S＝V_BEON−VR₂₆／R₂₂ ……(3) となる。したがつて、(3)式から、電流I_Sの値が定
まつている場合に、電圧降下VR₂₆を大きくすれ
ば抵抗２２の値R₂₂を小さくすることができる。
つまり、同じ制限電流値であつても、抵抗２６に
よる電圧降下分を変えることにより、抵抗２２の
値を小さくすることができるものである。

したがつて、通常使用状態における端子２４の
出力電源電圧の低下は少ない。

また、(3)式から、制限電流I_Sの精度は、（V_BEON
−VR₂₆）のばらつきや、温度特性に影響される
ことがわかる。

しかし、この場合、トランジスタ２９と３０と
は同一特性であるので、V_BEONとVR₂₆との温度特
性やばらつきはほぼ同一である。したがつて
（V_BEON−VR₂₆）のばらつきや温度特性は相殺さ
れて抑えられることになる。

トランジスタ２９と３０とは量産時に特性のよ
く揃つた、例えば同じウエハーから製造される同
一ロツトのトランジスタをマウントすることによ
り、同一特性のトランジスタという条件を満足す
ることができる。もちろん、これらトランジスタ
２９及び３０を１つのパツケージにぺアで入つて
いるデユアルトランジスタを使用するようにして
もよい。

なお、温度補償は、抵抗２７の値に比べ抵抗２
６の値が大きいほど、良好な結果が得られるもの
である。

〔考案の効果〕

この考案においては、定電圧用のダイオードの
順方向降下電圧を分圧し、その分圧電圧を、電流
検出用抵抗の電圧降下に加算し、この加算電圧を
制御用トランジスタで検出して、可変インピーダ
ンス素子としてのトランジスタを制御して電流制
限するので、そのダイオードの分圧電圧分だけ電
流検出用抵抗の値を小さくでき、出力電圧値の降
下を小さくできる。

そして、そのダイオードを制御用トランジスタ
と同一特性のトランジスタで構成することにより
電流制限時の電流値のばらつきを小さくできる。
したがつて、調整の必要がないという効果があ
る。また、温度特性が良くなるので、使用温度範
囲が広くなる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案回路の一実施例の回路図、第
２図及び第３図は従来回路の一例の回路図であ
る。 ２１は電源端子、２２は電流検出用の第１の抵
抗、２３は可変インピーダンス素子としてのトラ
ンジスタ、２４は負荷の接続される端子、２６，
２７，２８は第２、第３、第４の抵抗、２９は制
御用トランジスタ、３０はダイオード接続された
トランジスタである。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 ａ 直流電圧の得られる電源端子が第１の抵抗と
   可変インピーダンス素子としての第１のトラン
   ジスタとの直列回路を介して負荷が接続される
   端子に接続され、 ｂ 上記第１の抵抗と第１のトランジスタとの接
   続点が第２、第３、第４の直列抵抗を介して接
   地され、 ｃ 上記電源端子と上記第１のトランジスタのベ
   ースとの間に第２のトランジスタのコレクタ−
   エミツタ間が接続され、 ｄ 上記第２の抵抗と第３の抵抗との接続点が上
   記第２のトランジスタのベースに接続され、 ｅ 上記第２、第３の直列抵抗に並列に、ダイオ
   ード接続さた第３のトランジスタが接続され、 ｆ この第２のトランジスタがオンになるとき上
   記第１のトランジスタのベース電圧が制御され
   て上記負荷に供給される電流が制限されるよう
   になされた電流制限回路。