JPH0622447A - Self-reset overcurrent protective circuit - Google Patents

Self-reset overcurrent protective circuit

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JPH0622447A
JPH0622447A JP3285098A JP28509891A JPH0622447A JP H0622447 A JPH0622447 A JP H0622447A JP 3285098 A JP3285098 A JP 3285098A JP 28509891 A JP28509891 A JP 28509891A JP H0622447 A JPH0622447 A JP H0622447A
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JP
Japan
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current
transistor
load
circuit
voltage
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Application number
JP3285098A
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Japanese (ja)
Inventor
Yuji Ikeda
雄二 池田
Kojiro Chikasawa
幸治郎 近沢
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Denso Ten Ltd
Original Assignee
Denso Ten Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To obtain a self-reset overcurrent protective circuit realizing positive protection against overcurrent. CONSTITUTION:A load current Io is fed from a DC power supply +B through a transistor TR11 and a resistor R13 to a load Rd. When voltage across the resistor R13 exceeds base-emitter voltage, transistor TR13 is turned ON and, transistor TR is also turned ON. Consequently, transistor TR12 is turned OFF thus turning the transistor TR11 OFF. Even if the transistor TR11 is turned OFF, a monitor current is fed from the DC power supply +B through a resistor R17 and a transistor TR15 to the load Rd. When the potential difference across the load RD due to the monitor current exceeds Zener voltage of a Zener diode ZD12, the transistor TR12 is turned ON again to turn the transistor TR11 ON thus performing self-resetting.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、各種電子機器などの負
荷に直流電力を供給して駆動するための自己復帰形過電
流保護回路に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a self-reset type overcurrent protection circuit for supplying and driving DC power to loads such as various electronic devices.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来からの過電流保護回路の一例を図4
に示す。この過電流保護回路は、直流電源+Bと負荷R
dとの間に設けられる。電源スイッチなどが投入され、
直流電源+Bから直流電圧が供給されると、それまで放
電状態であったコンデンサCを充電するための電流が流
れる。この電流はPNPトランジスタTR1のエミッタ
−ベース間および抵抗R1の並列回路と、抵抗R2とを
経てコンデンサCに供給される。トランジスタTR1の
ベース電流が流れるので、コレクタにも電流が流れ出力
電圧が上昇する。この出力電圧は、抵抗R3および抵抗
R4によって分圧され、NPNトランジスタTR2をO
N状態とする。トランジスタTR2がON状態となる
と、トランジスタTR1のベース電流はトランジスタT
R2のコレクタ−エミッタ間に流れ、トランジスタTR
1のON状態が安定に継続する。
2. Description of the Related Art An example of a conventional overcurrent protection circuit is shown in FIG.
Shown in. This overcurrent protection circuit consists of DC power supply + B and load R
It is provided between d and. Power switch etc. are turned on,
When a DC voltage is supplied from the DC power source + B, a current for charging the capacitor C which has been in the discharged state up to that point flows. This current is supplied to the capacitor C via the emitter-base of the PNP transistor TR1, the parallel circuit of the resistor R1 and the resistor R2. Since the base current of the transistor TR1 flows, current also flows in the collector and the output voltage rises. This output voltage is divided by the resistors R3 and R4 to turn on the NPN transistor TR2.
Set to N state. When the transistor TR2 is turned on, the base current of the transistor TR1 changes to the transistor T1.
It flows between the collector and emitter of R2, and the transistor TR
The ON state of 1 continues stably.

【0003】負荷Rdには、トランジスタTR1のコレ
クタから抵抗R5を介して負荷電流Ioが流れる。負荷
電流Ioによって抵抗R5の両端に生ずる電圧がPNP
トランジスタTR3のエミッタ−ベース間順方向電圧を
超えると、トランジスタTR3のエミッタ−ベース間に
は、抵抗R6を介してベース電流が流れ、トランジスタ
TR3はON状態となる。トランジスタTR3がON状
態となると、そのコレクタ電流は抵抗R7を介してNP
NトランジスタTR4のベース−エミッタ間に流れ、ト
ランジスタTR4をON状態とする。トランジスタTR
4がON状態となると、抵抗R4はトランジスタTR4
のコレクタ−エミッタ間の導通によって短絡され、抵抗
R4の両端の電位差が小さくなる。抵抗R4の両端の電
圧は、トランジスタTR2のベース−エミッタ間の電圧
であり、この電圧が低下するとトランジスタTR2のコ
レクタ電流、すなわち、トランジスタTR1のベース電
流も減少する。トランジスタTR1のベース電流が減少
すると、コレクタ電流も減少し、その出力電圧も低下す
る。この出力電圧を分圧する、抵抗R4の両端の電圧は
さらに低下し、トランジスタTR2のベース電流もさら
に減少する。このようにして、一旦トランジスタTR3
がON状態となった後は、正帰還作用によってトランジ
スタTR2のベース電圧は低下してゆき、最終的にトラ
ンジスタTR2はOFF状態となる。トランジスタTR
2がOFF状態となると、トランジスタTR1のベース
電流は再びコンデンサCを充電し、この電圧が上昇する
と、トランジスタTR1のベース電流は減少し、最終的
に、トランジスタTR1のエミッタ−ベース間電位差が
確保できなくなり、トランジスタTR1はOFF状態と
なる。このようにして、負荷Rdに供給する負荷電流I
oが過大になると、トランジスタTR1がOFF状態と
なって過電流保護を行う。
A load current Io flows from the collector of the transistor TR1 through the resistor R5 to the load Rd. The voltage generated across the resistor R5 by the load current Io is PNP.
When the forward voltage between the emitter and the base of the transistor TR3 is exceeded, a base current flows between the emitter and the base of the transistor TR3 via the resistor R6, and the transistor TR3 is turned on. When the transistor TR3 is turned on, its collector current passes through the resistor R7 and NP
It flows between the base and emitter of the N-transistor TR4 to turn on the transistor TR4. Transistor TR
4 is turned on, the resistor R4 turns on the transistor TR4.
Is short-circuited due to the conduction between the collector and the emitter, and the potential difference across the resistor R4 is reduced. The voltage across the resistor R4 is the voltage between the base and emitter of the transistor TR2, and when this voltage decreases, the collector current of the transistor TR2, that is, the base current of the transistor TR1 also decreases. When the base current of the transistor TR1 decreases, the collector current also decreases and its output voltage also decreases. The voltage across the resistor R4, which divides this output voltage, further decreases, and the base current of the transistor TR2 further decreases. In this way, once the transistor TR3
After being turned on, the base voltage of the transistor TR2 is lowered by the positive feedback action, and finally the transistor TR2 is turned off. Transistor TR
When 2 is turned off, the base current of the transistor TR1 charges the capacitor C again, and when this voltage rises, the base current of the transistor TR1 decreases, and finally the emitter-base potential difference of the transistor TR1 can be secured. Then, the transistor TR1 is turned off. In this way, the load current I supplied to the load Rd
When o becomes excessively large, the transistor TR1 is turned off to provide overcurrent protection.

【0004】図5に示す過電流保護回路では、負荷電流
Ioによって抵抗R9の両端に発生する電位差が、PN
PトランジスタTR5のエミッタ−ベース間電圧を超え
ると、トランジスタTR5のコレクタ電流によって抵抗
R10の両端に発生する電圧が大きくなる。この電圧が
大きくなると、PNPトランジスタTR1のエミッタ−
ベース間電圧が小さくなり、トランジスタTR1のコレ
クタ電流すなわち負荷電流Ioも小さくなる。負荷電流
Ioが小さくなると、抵抗R9の両端の電位差も小さく
なってトランジスタTR5のコレクタ電流も減少し、抵
抗R10の両端の電位差も小さくなる。抵抗R10の両
端の電圧、すなわちトランジスタTR1のベース電圧が
小さくなると、トランジスタTR1のエミッタ−ベース
間電位差は大きくなり、負荷電流Ioを大きくすること
が可能となる。したがって、負荷電流Ioの最大値は、
抵抗R9に発生する電位差がトランジスタTR5のエミ
ッタ−ベース間電圧付近となるときに平衡状態となる。
In the overcurrent protection circuit shown in FIG. 5, the potential difference generated across the resistor R9 by the load current Io is PN.
When the emitter-base voltage of the P-transistor TR5 is exceeded, the voltage generated across the resistor R10 due to the collector current of the transistor TR5 increases. When this voltage increases, the emitter of the PNP transistor TR1
The base-to-base voltage becomes smaller, and the collector current of the transistor TR1, that is, the load current Io also becomes smaller. When the load current Io decreases, the potential difference across the resistor R9 also decreases, the collector current of the transistor TR5 also decreases, and the potential difference across the resistor R10 also decreases. When the voltage across the resistor R10, that is, the base voltage of the transistor TR1 decreases, the potential difference between the emitter and the base of the transistor TR1 increases, and the load current Io can be increased. Therefore, the maximum value of the load current Io is
The equilibrium state is reached when the potential difference generated in the resistor R9 is near the emitter-base voltage of the transistor TR5.

【0005】図6は、図4および図5図示の過電流保護
回路の動作特性を示す。負荷電流Ioが最大電流Iot
までは、出力電圧Voはほぼ一定電圧Vo1である。図
4図示の回路では、負荷が短絡されると、図6の2点鎖
線で示す電流遮断形フの字特性に従って負荷電流Ioが
減少する。この電流遮断形フの字特性は、トランジスタ
TR3のコレクタ回路に接続される抵抗R8の値などに
よって調整する。図5図示の回路によっては、図6図示
の実線で示す垂下特性が得られる。さらに、図6の破線
で示すフの字特性、1点鎖線で示す垂下フの字特性を有
する回路も実現し得る。
FIG. 6 shows operating characteristics of the overcurrent protection circuit shown in FIGS. 4 and 5. The load current Io is the maximum current Iot
Up to, the output voltage Vo is a substantially constant voltage Vo1. In the circuit shown in FIG. 4, when the load is short-circuited, the load current Io decreases according to the current cutoff type fold-back characteristic shown by the two-dot chain line in FIG. The current cutoff foldback characteristic is adjusted by the value of the resistor R8 connected to the collector circuit of the transistor TR3. Depending on the circuit shown in FIG. 5, the drooping characteristic shown by the solid line in FIG. 6 can be obtained. Further, a circuit having a fold-back characteristic shown by a broken line in FIG. 6 and a drooping fold-back characteristic shown by a chain line can be realized.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】従来からの図4に示さ
れる保護回路においては、一旦過大電流を検知すると、
図6図示の電流遮断形フの字特性に従って保護状態にな
る。この保護状態は、図4図示のコンデンサCに蓄えら
れた電荷が放電されない限り継続する。したがって、負
荷Rdに再び直流電力を供給するためには、コンデンサ
Cに蓄えられている電荷を放電させる必要がある。この
図4図示のダイオードDは、直流電源+BをOFF状態
としたときに、コンデンサCの電荷を放電させるために
設けられている。図4図示の回路は、直流電源+Bを一
度OFF状態としてコンデンサCに蓄えられた電荷を放
電させた後に直流電源+Bを再度投入しなければ、負荷
Rdに直流電力を供給することはできない。
In the conventional protection circuit shown in FIG. 4, once an excessive current is detected,
According to the current cutoff type fold-back characteristic shown in FIG. 6, the protection state is established. This protection state continues until the electric charge stored in the capacitor C shown in FIG. 4 is discharged. Therefore, in order to supply the DC power to the load Rd again, it is necessary to discharge the electric charge stored in the capacitor C. The diode D shown in FIG. 4 is provided to discharge the electric charge of the capacitor C when the DC power supply + B is turned off. The circuit shown in FIG. 4 cannot supply DC power to the load Rd unless the DC power supply + B is turned off once to discharge the electric charge stored in the capacitor C and then the DC power supply + B is turned on again.

【0007】図5図示の保護回路は、図6図示の垂下特
性を有し、フの字特性を実現するための正帰還作用によ
る上述のような電流復帰時の問題はない。しかしなが
ら、負荷Rdの短絡時などには、最大電流Iotが流れ
続けるので、図5図示のトランジスタTR1のエミッタ
コレクタ間には電源電圧Vo1がそのまま加わり、エミ
ッタコレクタ間の電力損失が大きくなる。この電力損失
は、トランジスタTR1を発熱させ、長時間継続する
と、トランジスタTR1が破損するおそれがある。トラ
ンジスタTR1として大容量のトランジスタを使用し、
またその放熱条件をよくしておけば発熱に耐えることは
可能であるけれども、過大電流が流れ続けるため、電力
損失を増加させるので、危険である。
The protection circuit shown in FIG. 5 has the drooping characteristic shown in FIG. 6 and does not have the above-mentioned problem at the time of current restoration due to the positive feedback action for realizing the foldback characteristic. However, since the maximum current Iot continues to flow when the load Rd is short-circuited, the power supply voltage Vo1 is applied as it is between the emitter and collector of the transistor TR1 shown in FIG. 5, and the power loss between the emitter and collector increases. This power loss causes the transistor TR1 to generate heat, and if it continues for a long time, the transistor TR1 may be damaged. A large capacity transistor is used as the transistor TR1,
Although it is possible to withstand heat generation if the heat dissipation conditions are improved, excessive current continues to flow, increasing power loss, which is dangerous.

【0008】本発明の目的は、過大電流からの保護を確
実に行うことができ、保護状態における電力損失を少な
くすることができる、しかも保護状態からの復帰が容易
である自己復帰形過電流保護回路を提供することであ
る。
An object of the present invention is to provide a self-recovery type overcurrent protection capable of reliably performing protection from an overcurrent, reducing power loss in the protection state, and easily returning from the protection state. It is to provide a circuit.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明は、直流電源から
負荷へ供給する電流を制御する電流制御回路と、電流制
御回路から負荷に供給される電流を検出し、供給電流の
値が予め定める最大電流値を超えるとき、電流制御回路
からの供給電流が減少した状態となるように制御する電
流制限回路と、電流制御回路と並列に接続され、直流電
源から負荷に、予め定める監視電流を供給する定電流回
路と、監視電流によって負荷に発生する電圧を検出し、
発生電圧が予め定める復帰電圧を超えるとき、電流制限
回路による電流制御回路の供給電流減少状態を解除する
電流復帰回路とを含むことを特徴とする自己復帰形過電
流保護回路である。
According to the present invention, a current control circuit for controlling a current supplied from a DC power source to a load and a current supplied to the load from the current control circuit are detected, and a value of the supplied current is predetermined. When it exceeds the maximum current value, it is connected in parallel with the current control circuit and a current limiting circuit that controls so that the supply current from the current control circuit is reduced, and supplies a predetermined monitoring current from the DC power supply to the load. Constant current circuit to detect the voltage generated in the load by the monitoring current,
A self-recovery type overcurrent protection circuit, comprising: a current recovery circuit that releases a supply current decreasing state of a current control circuit by a current limiting circuit when the generated voltage exceeds a predetermined recovery voltage.

【0010】[0010]

【作用】本発明に従えば、自己復帰形過電流保護回路に
は、電流制御回路と、電流制限回路と、定電流回路と、
電流復帰回路とが含まれる。電流制御回路は、直流電源
から負荷へ供給する電流を制御する。電流制限回路は、
電流制御回路から負荷に供給される電流を検出し、供給
電流の値が予め定める最大電流値を超えるとき、供給電
流が減少した状態となるように制御する。定電流回路
は、電流制御回路と並列に接続され、直流電源から負荷
に予め定める監視電流を供給する。電流復帰回路は、監
視電流によって負荷に発生する電圧を検出し、発生電圧
が予め定める復帰電圧を超えるとき、電流制限回路によ
る電流制御回路の供給電流減少状態を解除する。
According to the present invention, the self-reset type overcurrent protection circuit includes a current control circuit, a current limiting circuit, a constant current circuit,
A current recovery circuit is included. The current control circuit controls the current supplied from the DC power supply to the load. The current limit circuit
The current supplied to the load from the current control circuit is detected, and when the value of the supplied current exceeds a predetermined maximum current value, the supplied current is controlled to be in a reduced state. The constant current circuit is connected in parallel with the current control circuit and supplies a predetermined monitoring current from the DC power supply to the load. The current recovery circuit detects the voltage generated in the load by the monitoring current, and when the generated voltage exceeds a predetermined recovery voltage, cancels the supply current decreasing state of the current control circuit by the current limiting circuit.

【0011】したがって、監視電流を小さな値としてお
けば、負荷が短絡しているようなときにも定電流回路の
電力損失は大きくならず、電流制限回路の供給電流は減
少状態となっているので、電流制御回路の電力損失も小
さくなる。負荷の短絡状態が解消すると、監視電流によ
って負荷に発生する電圧が上昇する。この発生電圧が復
帰電圧を超えると、電流復帰回路が電流制御回路の供給
電流減少状態を解除するので、負荷への供給電流を自己
復帰させることができる。
Therefore, if the monitoring current is set to a small value, the power loss of the constant current circuit does not increase even when the load is short-circuited, and the supply current of the current limiting circuit is in a reduced state. The power loss of the current control circuit is also small. When the short-circuited state of the load is eliminated, the voltage generated in the load increases due to the monitoring current. When the generated voltage exceeds the recovery voltage, the current recovery circuit cancels the supply current decreasing state of the current control circuit, so that the supply current to the load can be self-recovered.

【0012】[0012]

【実施例】図1は、本発明の一実施例の電気回路構成を
示す。直流電源+Bから負荷Rdに負荷電流Ioを供給
する電流制御回路には、PNPトランジスタTR11お
よびNPNトランジスタTR12が含まれる。供給電流
Ioが過大となることを検出して、電流制御回路を供給
電流減少状態とする電流制御回路には、PNPトランジ
スタTR13およびNPNトランジスタTR14が含ま
れる。直流電源+Bから負荷Rdに、監視電流を供給す
る定電流回路には、PNPトランジスタTR15および
TR16、電界効果トランジスタTR17、ツエナーダ
イオードZD11が含まれる。監視電流が負荷Rdに流
れて発生する電圧が復帰電圧を超えたときに供給電流減
少状態を解除する電流復帰回路には、ツエナーダイオー
ドZD12が含まれる。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 shows an electric circuit configuration of an embodiment of the present invention. The current control circuit that supplies the load current Io from the DC power source + B to the load Rd includes a PNP transistor TR11 and an NPN transistor TR12. The PNP transistor TR13 and the NPN transistor TR14 are included in the current control circuit which detects that the supply current Io becomes excessive and causes the current control circuit to be in the supply current decreasing state. The constant current circuit that supplies the monitoring current from the DC power source + B to the load Rd includes PNP transistors TR15 and TR16, a field effect transistor TR17, and a zener diode ZD11. The Zener diode ZD12 is included in the current restoration circuit that releases the supply current decreasing state when the voltage generated by the monitoring current flowing through the load Rd exceeds the restoration voltage.

【0013】エミッタが直流電源+Bに接続されるトラ
ンジスタTR11のエミッタ−ベース間には、抵抗R1
1が並列に接続される。トランジスタTR11のベース
とトランジスタTR12のコレクタとの間には、抵抗R
12が接続される。トランジスタTR11のコレクタと
負荷Rdとの間には、抵抗R13が接続される。トラン
ジスタTR11のコレクタと抵抗R13との接続点に
は、トランジスタTR13のエミッタが接続される。ト
ランジスタTR13のベースと負荷Rdとの間には、抵
抗R14が接続される。トランジスタTR13のコレク
タとトランジスタTR14のベースとの間には、抵抗R
15が接続される。トランジスタTR13のコレクタと
抵抗R15との接続点と、トランジスタTR14のエミ
ッタとの間には抵抗R16が接続される。
A resistor R1 is provided between the emitter and base of a transistor TR11 whose emitter is connected to a DC power source + B.
1 are connected in parallel. A resistor R is provided between the base of the transistor TR11 and the collector of the transistor TR12.
12 are connected. A resistor R13 is connected between the collector of the transistor TR11 and the load Rd. The emitter of the transistor TR13 is connected to the connection point between the collector of the transistor TR11 and the resistor R13. A resistor R14 is connected between the base of the transistor TR13 and the load Rd. A resistor R is provided between the collector of the transistor TR13 and the base of the transistor TR14.
15 are connected. A resistor R16 is connected between the connection point between the collector of the transistor TR13 and the resistor R15 and the emitter of the transistor TR14.

【0014】トランジスタTR11のエミッタとトラン
ジスタTR15のエミッタとの間には、抵抗R17が接
続される。トランジスタTR15のベースはトランジス
タTR16のエミッタに接続され、トランジスタTR1
5およびトランジスタTR16のコレクタは共通接続さ
れる。このようにして、ダーリントン接続されたトラン
ジスタTR16のベースには、電界効果トランジスタT
R17による定電流回路が接続される。トランジスタT
R16のベースと電界効果トランジスタTR17との接
続点は、ツエナーダイオードZD11を介して直流電源
+Bに接続される。負荷Rdには、並列にツエナーダイ
オードZD12と抵抗R18との直列回路が接続され
る。ツエナーダイオードZD12と抵抗R18との接続
点は、抵抗R19を介してトランジスタTR12のベー
スおよびトランジスタTR14のコレクタに接続され
る。
A resistor R17 is connected between the emitter of the transistor TR11 and the emitter of the transistor TR15. The base of the transistor TR15 is connected to the emitter of the transistor TR16, and
5 and the collector of the transistor TR16 are commonly connected. In this way, the field effect transistor T is provided at the base of the transistor TR16 connected in Darlington.
The constant current circuit by R17 is connected. Transistor T
The connection point between the base of R16 and the field effect transistor TR17 is connected to the DC power source + B via the Zener diode ZD11. A series circuit of a Zener diode ZD12 and a resistor R18 is connected in parallel to the load Rd. The connection point between the Zener diode ZD12 and the resistor R18 is connected to the base of the transistor TR12 and the collector of the transistor TR14 via the resistor R19.

【0015】図1図示の回路において、負荷電流Ioの
最大値は、次の数1の式で表される検知電流Iotとな
る。
In the circuit shown in FIG. 1, the maximum value of the load current Io is the detection current Iot expressed by the following equation (1).

【0016】[0016]

【数1】 [Equation 1]

【0017】ここで、Vbe13は、トランジスタTR
13のベース−エミッタ間電圧であり、R13は、抵抗
R13の抵抗値を表す。負荷電流Ioが検知電流Iot
を超えると、トランジスタTR13のベース電流が流
れ、これによってコレクタ電流も流れる。このコレクタ
電流は、抵抗R15を介してトランジスタTR14のベ
ース電流となり、トランジスタTR14をON状態とす
る。トランジスタTR14がON状態となると、トラン
ジスタTR12がOFF状態となり、トランジスタTR
11のベース電流も流れなくなり、トランジスタTR1
1はOFF状態となる。トランジスタTR11がOFF
状態に移行する過程では、トランジスタTR11のコレ
クタ電圧が低下し、この低下した電圧によってツエナー
ダイオードZD12から抵抗R19を介してトランジス
タTR12に供給される電流も減少する正帰還が生ず
る。抵抗R13を流れる電流が減少してトランジスタT
R13がON状態でなくなっても、トランジスタTR1
1およびTR12のOFF状態は継続する。
Here, Vbe13 is a transistor TR
13 is a base-emitter voltage, and R13 represents a resistance value of the resistor R13. The load current Io is the detection current Iot
When it exceeds, the base current of the transistor TR13 flows, and thus the collector current also flows. This collector current becomes a base current of the transistor TR14 via the resistor R15 and turns on the transistor TR14. When the transistor TR14 is turned on, the transistor TR12 is turned off and the transistor TR12 is turned on.
The base current of 11 also stops flowing, and the transistor TR1
1 is in the OFF state. Transistor TR11 is off
In the process of transitioning to the state, the collector voltage of the transistor TR11 decreases, and the decreased voltage causes positive feedback in which the current supplied from the Zener diode ZD12 to the transistor TR12 via the resistor R19 also decreases. The current flowing through the resistor R13 decreases and the transistor T
Even if R13 is not in the ON state, the transistor TR1
The OFF state of 1 and TR12 continues.

【0018】直流電源+Bと負荷Rdとの間には、抵抗
R17およびトランジスタTR15を介して一定電流値
の監視電流Iosが流れる。この監視電流Iosの値
は、次の数2の式で求められる。
A monitoring current Ios having a constant current value flows between the DC power source + B and the load Rd via the resistor R17 and the transistor TR15. The value of this monitoring current Ios is obtained by the following equation (2).

【0019】[0019]

【数2】 [Equation 2]

【0020】ここでVzd11はツエナーダイオードZ
D11のツエナー電圧であり、Vbe15およびVbe
16は、トランジスタTR15およびTR16のベース
−エミッタ間電圧をそれぞれ表す。R17は、抵抗R1
7の抵抗値を示す。ここで監視電流Iosの値には次の
数3の不等式によって示される制限がある。
Here, Vzd11 is a Zener diode Z
Zener voltage of D11, Vbe15 and Vbe
Reference numeral 16 represents the base-emitter voltage of the transistors TR15 and TR16, respectively. R17 is a resistor R1
7 shows a resistance value of 7. Here, the value of the monitoring current Ios has a limit represented by the following inequality.

【0021】[0021]

【数3】 Ios≦Idss17×hFE15×hFE16 ここでIdss17は電界効果トランジスタTR17の
ドレイン電流、hFE15およびhFE16はトランジスタ
TR15およびTR16の直流電流増幅率をそれぞれ示
す。また、負荷が正常なときには、負荷電流Ioの大部
分が、トランジスタTR11のエミッタ−コレクタ間お
よび抵抗R13を介して流れるように、抵抗R13と抵
抗R17との間には次の数4の不等式の関係を必要とす
る。
Equation 3] Ios ≦ Idss17 × h FE 15 × h FE 16 where Idss17 shows the drain current of the field effect transistor TR17, h FE 15 and h FE 16 is a DC current amplification factor of the transistor TR15 and TR16, respectively. Further, when the load is normal, most of the load current Io flows between the emitter and collector of the transistor TR11 and via the resistor R13. Need a relationship.

【0022】[0022]

【数4】R13≪R17 すなわち、抵抗R13の抵抗値R13は、抵抗R17の
抵抗値R17よりも充分に小さいことが必要である。
## EQU00004 ## R13 << R17 That is, the resistance value R13 of the resistor R13 needs to be sufficiently smaller than the resistance value R17 of the resistor R17.

【0023】一例として、過大な負荷電流Ioが流れた
ときの検知電流Iotを約2A、監視電流Iosを約2
30mA、直流電源+Bの電源電圧を14V、通常状態
における負荷抵抗Rdを14Ωとする場合を想定する。
ツエナーダイオードZD11のツエナー電圧を4.7
V、ツエナーダイオードZD2のツエナー電圧を2.0
V、抵抗R11、R14、R15、R16、R18、R
19の抵抗値をそれぞれ10kΩ、抵抗R12を120
Ω、抵抗R13を0.27Ω、抵抗R17を15Ωとす
る。直流電源+Bの投入時には、負荷電流として233
mAが流れる。負荷抵抗Rdの両端には、約3.26V
の電位差が発生する。この電位差はツエナーダイオード
ZD12のツエナー電圧とトランジスタTR12のベー
ス−エミッタ間電圧との和よりも大であるので、トラン
ジスタTR2のベースには抵抗R19を介して電流が流
れ、トランジスタTR12はON状態となる。トランジ
スタTR12がON状態となると、トランジスタTR1
1のベースにも抵抗R12を介して電流が流れ、トラン
ジスタTR11がONして負荷Rdに負荷電流Ioが供
給される。このとき、トランジスタTR11のエミッタ
−コレクタ間の電圧降下および抵抗R13の両端間の電
圧降下が小さいので、負荷Rdには直流電源+Bの電圧
14Vに近い電圧が加わり、約1.0Aの電流が流れ
る。
As an example, when the excessive load current Io flows, the detection current Iot is about 2A and the monitoring current Ios is about 2A.
It is assumed that the power supply voltage of the DC power supply + B is 30 mA, the load resistance Rd in the normal state is 14 Ω.
Set the zener voltage of the zener diode ZD11 to 4.7.
V, zener voltage of zener diode ZD2 is 2.0
V, resistors R11, R14, R15, R16, R18, R
The resistance value of 19 is 10 kΩ and the resistance value of R12 is 120
Ω, the resistance R13 is 0.27 Ω, and the resistance R17 is 15 Ω. When the DC power supply + B is turned on, the load current is 233
mA flows. Approximately 3.26V across load resistance Rd
Potential difference occurs. Since this potential difference is larger than the sum of the Zener voltage of the Zener diode ZD12 and the base-emitter voltage of the transistor TR12, a current flows through the resistor R19 to the base of the transistor TR2 and the transistor TR12 is turned on. . When the transistor TR12 is turned on, the transistor TR1
A current also flows through the base of 1 through the resistor R12, the transistor TR11 is turned on, and the load current Io is supplied to the load Rd. At this time, since the voltage drop between the emitter and collector of the transistor TR11 and the voltage drop across the resistor R13 are small, a voltage close to 14V of the DC power supply + B is applied to the load Rd, and a current of about 1.0A flows. .

【0024】以上のような状態で、負荷抵抗Rdの一部
が短絡し、負荷抵抗Rdが6Ωに変化したときには、負
荷電流の値は約2.3Aに増加しようとする。このとき
抵抗R13の両端に発生する電位差は、トランジスタT
R13のエミッタ−ベース間電圧である約0.7Vより
も大きくなり、トランジスタTR13がON状態となっ
て抵抗R15を介してトランジスタTR14のベース電
流を流す。トランジスタTR14にベース電流が流れる
と、トランジスタTR14がON状態となり、トランジ
スタTR12をOFF状態に変化させる。トランジスタ
TR12がOFF状態となると、トランジスタTR11
もOFF状態となり、図2の下向きのフの字垂下形特性
に従って負荷電流Ioが監視電流Iosまで減少する。
In the above state, when a part of the load resistance Rd is short-circuited and the load resistance Rd changes to 6Ω, the load current value tends to increase to about 2.3A. At this time, the potential difference generated across the resistor R13 is
The voltage becomes higher than the emitter-base voltage of about 0.7V of R13, the transistor TR13 is turned on, and the base current of the transistor TR14 flows through the resistor R15. When the base current flows through the transistor TR14, the transistor TR14 is turned on and the transistor TR12 is turned off. When the transistor TR12 is turned off, the transistor TR11
Also becomes the OFF state, and the load current Io decreases to the monitoring current Ios in accordance with the downward fold-down characteristic of FIG.

【0025】トランジスタTR11がOFF状態となっ
ていても、抵抗R17およびトランジスタTR15を介
して、監視電流Iosが流れる。負荷抵抗Rdが6Ωの
ときは、その両端電位差は約1.4Vとなり、ツエナー
ダイオードZD12のツエナー電圧2.0Vを超えない
ので、ツエナーダイオードZD12に電流を流すことが
できず、供給電流の減少状態が継続する。負荷抵抗Rd
の値が大きくなり、監視電流Iosによって発生する電
位差がツエナーダイオードZD12のツエナー電圧およ
びトランジスタTR12のベース−エミッタ間電圧を超
えると、ツエナーダイオードZD12を介してトランジ
スタTR12のベース電流が流れ、トランジスタTR1
2がON状態となり、トランジスタTR11もON状態
となる。このようにして、負荷抵抗Rdに対する過電流
の条件が解消されたときには、トランジスタTR11か
らの供給電流減少状態が解除される。このような保護状
態の解除過程は、図2の監視電流Iosから復帰電流I
omへの上向きのフの字特性となる。
Even if the transistor TR11 is in the OFF state, the monitoring current Ios flows through the resistor R17 and the transistor TR15. When the load resistance Rd is 6Ω, the potential difference across the load resistance Rd is about 1.4V, and the zener voltage of the zener diode ZD12 does not exceed 2.0V. Therefore, current cannot flow through the zener diode ZD12, and the supply current decreases. Continues. Load resistance Rd
Becomes larger and the potential difference generated by the monitoring current Ios exceeds the Zener voltage of the Zener diode ZD12 and the base-emitter voltage of the transistor TR12, the base current of the transistor TR12 flows through the Zener diode ZD12 and the transistor TR1
2 is turned on, and the transistor TR11 is also turned on. In this way, when the condition of the overcurrent for the load resistance Rd is resolved, the supply current decreasing state from the transistor TR11 is released. In the process of releasing the protection state, the recovery current Ios is changed from the monitoring current Ios of FIG.
It becomes the upward fold-back characteristic to om.

【0026】図2図示の本実施例によるフの字垂下形特
性は、図2に破線で示す従来形特性の保護回路と比較
し、ヒステリシスを有する自己復帰形特性を示す。ま
た、供給電流Ioの減少過程および増加過程は、トラン
ジスタTR11およびTR12の正帰還作用によって行
われるので、迅速に切換えることができ、この間におけ
る電力損失はほとんど発生しない。
The fold-back type characteristic according to the present embodiment shown in FIG. 2 exhibits a self-reset type characteristic having hysteresis as compared with the protection circuit of the conventional type shown by the broken line in FIG. Further, since the decreasing process and the increasing process of the supply current Io are performed by the positive feedback action of the transistors TR11 and TR12, they can be switched quickly, and the power loss during this period hardly occurs.

【0027】図3は、図1図示の実施例による電源回路
11に負荷回路12を電源ライン13を介して接続する
ときの状態を示す。負荷回路12には、複数のユニット
21,22,23,…,2nが含まれる。このような複
数のユニット21,22,23,…,2nを含む負荷回
路12を接続したとき、過大電流が生じて電源回路11
が保護動作をする場合を想定する。電源回路11から直
流電源を供給したままの状態として、ユニット21,2
2,23,…,2nを順次1つずつ取外していくと、過
大電流の原因となったユニットが取外されたときに、電
源ライン13の出力電圧値は正常状態に復帰する。した
がって、故障したユニットを発見するのが非常に容易で
ある。また故障したユニットを取除けば、他のユニット
はそのままで動作可能となる。
FIG. 3 shows a state in which the load circuit 12 is connected to the power supply circuit 11 according to the embodiment shown in FIG. 1 through the power supply line 13. The load circuit 12 includes a plurality of units 21, 22, 23, ..., 2n. When a load circuit 12 including a plurality of such units 21, 22, 23, ..., 2n is connected, an excessive current is generated and the power supply circuit 11
Suppose that the protective action is taken. With the DC power supply still being supplied from the power supply circuit 11, the units 21, 2
If the units 2, 23, ..., 2n are sequentially removed one by one, the output voltage value of the power supply line 13 returns to a normal state when the unit causing the excess current is removed. Therefore, it is very easy to find the failed unit. If the defective unit is removed, the other units can be operated as they are.

【0028】また本実施例によれば、図4図示のような
コンデンサCを設ける必要もなく、負荷電流の減少およ
び増加時の変化が迅速に行える。また、図4図示のコン
デンサCは比較的大容量の電解コンデンサを必要とし、
図4図示の回路を半導体集積回路化することは困難であ
る。図1図示の実施例によれば、半導体集積回路化する
ことも容易である。
Further, according to this embodiment, it is not necessary to provide the capacitor C as shown in FIG. 4, and the load current can be changed quickly when the load current is decreased or increased. Further, the capacitor C shown in FIG. 4 requires an electrolytic capacitor having a relatively large capacity,
It is difficult to convert the circuit shown in FIG. 4 into a semiconductor integrated circuit. According to the embodiment shown in FIG. 1, it is easy to form a semiconductor integrated circuit.

【0029】[0029]

【発明の効果】以上のように本発明によれば、負荷の短
絡時などの過大電流が流れたときには、電流制限回路に
よって電流制御回路から負荷への供給電流が減少状態と
なるように制御する。負荷への供給電流が減少した状態
で保護するので、負荷の短絡時などにおいても電流制限
回路の電力損失を減少させることができ、発熱量などを
少なくすることができ、過大な負荷電流からの保護を確
実に行うことができる。さらに、定電流回路によって、
監視電流が負荷に供給され、電流復帰回路によって、負
荷に発生する電圧が復帰電圧を超えると、電流制御回路
の供給電流減少状態が解除される。監視電流を小さくす
ることによって、定電流回路の電力損失が大きくなるこ
とを防止することができ、負荷の状態を監視しているの
で、短絡などが解消すれば、負荷への電流供給状態に自
己復帰させることができる。
As described above, according to the present invention, when an excessive current flows such as when the load is short-circuited, the current limiting circuit controls so that the current supplied from the current control circuit to the load is reduced. . Since the protection is performed with the current supplied to the load reduced, the power loss of the current limiting circuit can be reduced even when the load is short-circuited, the heat generation amount can be reduced, and the load current from an excessive load current can be reduced. The protection can be ensured. Furthermore, by the constant current circuit,
When the monitoring current is supplied to the load and the voltage generated in the load exceeds the recovery voltage by the current recovery circuit, the supply current decreasing state of the current control circuit is released. By reducing the monitoring current, it is possible to prevent the power loss of the constant current circuit from increasing and the load condition is monitored. Can be restored.

【0030】また、過大電流から確実に保護が可能で、
しかも自己復帰可能であるので、複数の負荷のうちの1
つに過大電流発生原因があるようなときには、その負荷
を特定することも容易である。すなわち、各負荷を順次
的に取外して、過大電流からの保護状態が解除される負
荷が過大電流の原因であると判断することができ、その
負荷を取除いて、他の負荷の駆動を継続することもでき
る。
Further, it is possible to surely protect from an excessive current,
Moreover, since it is possible to recover itself, it is one of the multiple loads.
When there is one cause of excessive current, it is easy to identify the load. That is, it is possible to determine that the load that is released from the protection state from the overcurrent is the cause of the overcurrent by sequentially removing each load, remove the load, and continue driving other loads. You can also do it.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施例の電気回路図である。FIG. 1 is an electric circuit diagram of an embodiment of the present invention.

【図2】図1図示の実施例の動作特性を示すグラフであ
る。
FIG. 2 is a graph showing operating characteristics of the embodiment shown in FIG.

【図3】図1図示の実施例の電源回路11を利用したシ
ステム構成を示すブロック図である。
3 is a block diagram showing a system configuration using a power supply circuit 11 of the embodiment shown in FIG.

【図4】従来からの過電流保護回路の電気回路図であ
る。
FIG. 4 is an electric circuit diagram of a conventional overcurrent protection circuit.

【図5】従来からの過電流保護回路の電気回路図であ
る。
FIG. 5 is an electric circuit diagram of a conventional overcurrent protection circuit.

【図6】図4図示および図5図示の過電流保護回路の動
作特性を示すグラフである。
FIG. 6 is a graph showing operating characteristics of the overcurrent protection circuits shown in FIGS. 4 and 5;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

TR11〜TR17 トランジスタ ZD11,ZD12 ツエナーダイオード Rd 負荷 11 電源回路 12 負荷回路 13 電源ライン 21〜2n ユニット TR11 to TR17 transistor ZD11, ZD12 Zener diode Rd load 11 power supply circuit 12 load circuit 13 power supply line 21 to 2n unit

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 直流電源から負荷へ供給する電流を制御
する電流制御回路と、 電流制御回路から負荷に供給される電流を検出し、供給
電流の値が予め定める最大電流値を超えるとき、電流制
御回路からの供給電流が減少した状態となるように制御
する電流制限回路と、 電流制御回路と並列に接続され、直流電源から負荷に、
予め定める監視電流を供給する定電流回路と、 監視電流によって負荷に発生する電圧を検出し、発生電
圧が予め定める復帰電圧を超えるとき、電流制限回路に
よる電流制御回路の供給電流減少状態を解除する電流復
帰回路とを含むことを特徴とする自己復帰形過電流保護
回路。
1. A current control circuit for controlling a current supplied from a DC power supply to a load, and a current supplied to the load from the current control circuit is detected. When the value of the supplied current exceeds a predetermined maximum current value, the current is supplied. Connected in parallel with the current control circuit and the current limiting circuit that controls so that the supply current from the control circuit is reduced, and from the DC power supply to the load,
A constant current circuit that supplies a predetermined monitoring current and the voltage that is generated in the load by the monitoring current are detected, and when the generated voltage exceeds a predetermined reset voltage, the current limiting circuit's supply current decreasing state is canceled. A self-recovery type overcurrent protection circuit including a current recovery circuit.
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