JPH0641236U - 出力回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 容量負荷の対策を講じつつ出力トランジスタ
に過電流が流れないようにした出力回路を提供する。 【構成】 スイッチ信号がベースに供給され、抵抗Ｒ５
を介して負荷に電流を供給する出力トランジスタＱ２
と、ベース・エミッタが抵抗Ｒ５の両端に分圧回路を介
して接続され、コレクタが出力トランジスタのベースに
接続されかつ抵抗Ｒ１を介して出力トランジスタのコレ
クタに接続された過電流保護トランジスタＱ１と、保護
トランジスタのベース・エミッタ間に接続されたコンデ
ンサＣ１と、出力トランジスタのベースと抵抗Ｒ５の負
荷側の端子との間に接続されたツェナーダイオードＺＤ
とを有する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は出力回路、特にその短絡保護に関する。

【０００２】

【従来の技術】

図３は従来の短絡保護回路を含んだ出力回路の回路図である。抵抗Ｒ１の一方 の端子及び抵抗Ｒ２の一方の端子並びに出力トランジスタＱ２のコレクタは電源 Ｖccにそれぞれ接続され、抵抗Ｒ１の他方の端子は過電流保護トランジスタＱ１ のコレクタに接続される。この過電流保護トランジスタＱ１のコレクタには、コ ンパレータ（図示せず）からの出力も接続される。更に、抵抗Ｒ２の他方の端子 は抵抗Ｒ４の一方の端子に接続される。これらの抵抗Ｒ２，Ｒ４の接続点は過電 流保護トランジスタＱ１のベースに接続される。また、出力トランジスタＱ２の ベースもコパレータの出力に接続される。これにより出力トランジスタＱ２のベ ースと過電流保護トランジスタＱ１のコレクタとが接続される。そして、出力ト ランジスタＱ２のエミッタは抵抗Ｒ５の一方の端子と接続され、かつ抵抗Ｒ３を 介して過電流保護トランジスタＱ１のベースと接続される。過電流保護トランジ スタＱ１のエミッタ、抵抗Ｒ４の他方の端子及び抵抗Ｒ５の他方の端子はそれぞ れ出力端子Ｖout に接続される。この出力端子Ｖout には負荷Ｌが接続される。 そして、過電流保護トランジスタＱ１のベース・エミッタ間には容量負荷対策用 のコンデンサＣ１が接続される。

【０００３】 次に、図３の出力回路の動作説明をする。通常の動作においては、コンパレー タ出力が“Ｈ”レベルになると、電源ＶCCから抵抗Ｒ１→出力トランジスタＱ２ のベースという経路で電流が流れる。これにより出力トランジスタＱ２は“ＯＮ ”し、電源ＶCCからの電流は出力トランジスタＱ２のコレクタ・エミッタ→抵抗 Ｒ５→出力端子Ｖout を介して負荷Ｌに流れる。この状態では過電流保護トラン ジスタＱ１は抵抗Ｒ３及びＲ４（分圧回路）の定数設定により“ＯＦＦ”となっ ている。ここで、コンパレータ出力が“Ｌ”レベルになると、電源ＶCCからの電 流は抵抗Ｒ１を介してコンパレータ側に流れ込む。このため、出力トランジスタ Ｑ２のベース電位は“Ｌ”レベルとなり出力トランジスタＱ２は“ＯＦＦ”とな り、また、過電流保護トランジスタＱ１も“ＯＦＦ”のままになっている。

【０００４】 次に、出力トランジスタＱ２に過電流が流れた場合の動作を説明する。抵抗Ｒ ５に流れる電流が多くなると抵抗Ｒ５の両端電圧が上昇し、これにより出力トラ ンジスタＱ２のエミッタ電位が上昇し、過電流保護トランジスタＱ１が動作し始 め、出力トランジスタＱ２のベース電流が減少する。従って、出力トランジスタ Ｑ２のコレクタ・エミッタ間電圧が上昇し、抵抗Ｒ２を介して過電流保護トラン ジスタＱ１に正帰還し、よって出力トランジスタＱ２のコレクタ電流が制限され る。負荷Ｌが容量負荷の場合には、出力トランジスタＱ２が“ＯＮ”すると、そ の瞬間に出力トランジスタＱ２のコレクタ・エミッタ→抵抗Ｒ５→負荷Ｌの経路 で過電流が流れる（＝ショート状態）が、このとき直ちに過電流保護トランジス タＱ１が“ＯＮ”すると動作波形の立上がりが遅れるので、上述のように、過電 流保護トランジスタＱ１のベース・エミッタ間にコンデンサＣ１を接続し、過電 流保護トランジスタＱ１のベースに流れる電流を一定時間吸収するようにしてい る。従って、その間は過電流保護トランジスタＱ１は“ＯＦＦ”状態を持続し、 短絡保護機能が発揮されないようにしている。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

従来の短絡保護回路を含んだ出力回路は、上述のように負荷として容量負荷を 駆動する時に、通常の動作状態で短絡保護回路が動作して波形の立ち上がりが遅 れるのを防ぐ目的で、コンデンサＣ１を過電流保護トランジスタＱ１のベース・ エミッタ間に接続している。しかし、このコンデンサＣ１は、短絡保護の動作開 始を遅らせている為、出力回路に過電流が流れた時少しの間ではあるが、出力ト ランジスタＱ２の最大定格が例えば１００ｍＡであったとしても２００〜３００ ｍＡの電流が流れてしまい、出力トランジスタＱ２が焼損してしまうおそれがあ った。

【０００６】 本考案は、このような問題点を解決するためになされたものであり、容量負荷 の対策を講じつつ出力トランジスタに過電流が流れないようにした出力回路を提 供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

本考案に係る出力回路は、スイッチ信号がベースに供給され、第１の抵抗を介 して負荷に電流を供給する出力トランジスタと、ベース・エミッタが第１の抵抗 の両端に分圧回路を介して接続され、コレクタが出力トランジスタのベースに接 続されかつ第２の抵抗を介して出力トランジスタのコレクタに接続された過電流 保護トランジスタと、過電流保護トランジスタのベース・エミッタ間に接続され たコンデンサと、出力トランジスタのベースと第１の抵抗の負荷側の端子との間 に接続されたツェナーダイオードとを有する。

【０００８】

【作用】

本考案において、外部からのスイッチ信号が出力トランジスタのベースに供給 されると出力トランジスタは“ＯＮ”し、抵抗を介して負荷に電流を供給し始め る。このとき、負荷が容量負荷であったり短絡状態にあると、大きな電流が流れ ようとする。そして、その電流が所定の大きさになると、第１の抵抗の両端電圧 と出力トランジスタのエミッタ・ベース電圧の和がツェナー電圧を越える。これ によりツェナーダイオードに電流が流れ、このため、出力トランジスタのベース 電流はそれ以上増加しなくなり、その結果、出力トランジスタのコレクタ電流の 最大値を程度低く抑えることができる。つまり、コレクタ電流即ち負荷電流にリ ミッタがかけられる。その後、コンデンサが充電されると、過電流保護トランジ スタが“ＯＮ”し、これにより出力トランジスタのベース電流は遮断され、出力 トランジスタは“ＯＦＦ”して本来の保護機能が発揮される。

【０００９】

【実施例】

図１は本考案の一実施例に係る短絡保護回路を含んだ出力回路の回路図である 。図１においては、図３と同一符号のものは同一又は相当部を示すものとする。 この実施例は図３の従来回路との関係では、出力トランジスタＱ２のベースと出 力端子Ｖout との間にツェナーダイオードＺＤを接続した点に特徴がある。この 実施例の定常状態の動作は図３のものと基本的は同一であるからその説明は省略 し、過電流が流れるときの動作を説明する。

【００１０】 コンパレータからのコンパレータ出力が“Ｈ”レベルになると、出力トランジ スタＱ２にベース電流が流れ、出力トランジスタＱ２が“ＯＮ”し、抵抗Ｒ５を 介して負荷Ｌに電流が流れる。このとき負荷Ｌが容量性の負荷であると、出力ト ランジスタＱ２が“ＯＮ”した瞬間に負荷Ｌに大きな電流が流れ始める。従って 、抵抗Ｒ５の両端電圧は上昇し、その結果出力トランジスタＱ２のベース電位も 上昇する。ところが、そのベース電位がツェナーダイオードＺＤのツェナー電圧 を越えると、それまで抵抗Ｒ１を介して出力トランジスタＱ２のベース電流とし て供給されていた電流がツェナーダイオードＺＤに引込まれ、出力トランジスタ Ｑ２のベース電流は一定値以上は増加せず、出力トランジスタＱ２のコレクタ電 流もそれ以上増加しない。

【００１１】 このようにコレクタ電流が抑えられている間に、コンデンサＣ１が充電されて 過電流保護トランジスタＱ１が“ＯＮ”すると、電源ＶCCからの電流が抵抗Ｒ１ →過電流保護トランジスタＱ１のコレクタ・エミッタの経路に流れるので、出力 トランジスタＱ２は“ＯＦＦ”となり短絡保護状態が得られる。このような動作 により出力トランジスタＱ２の最大電流は１００ｍＡの定格に対して７０〜８０ ｍＡに抑えられている。なお、ツェナーダイオードＺＤのツェナー電圧は、抵抗 Ｒ５に流す最大電流との関係で決められ、その時の抵抗Ｒ５の両端電圧と出力ト ランジスタＱ２のベース・エミタ電圧との和より若干小さな値に設定される。

【００１２】 図２は上述の実施例の動作を示すタイミングチャートである。出力ショート時 においては、ツェナーダイオードＺＤによりそのピーク値が低く押さえられてい ることが分る。

【００１３】

【考案の効果】

以上のように本考案によれば、出力トランジスタのベースとそのトランジスタ のエミッタに接続された抵抗との間にツェナーダイオードを接続して負荷電流が 一定値以上になるとツェナーダイオードが導通してベース電流の増加を抑えて負 荷電流にリミッタをかけるようにしたので、容量負荷の対策を講じつつも、出力 トランジスタを最大定格内で動作させることができ、回路の信頼性が極めて向上 する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例に係る短絡保護回路を含んだ
出力回路の回路図である。

【図２】上記実施例の動作を示すタイミングチャートで
ある。

【図３】従来の短絡保護回路を含んだ出力回路の回路図
である。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 スイッチ信号がベースに供給され、第１
   の抵抗を介して負荷に電流を供給する出力トランジスタ
   と、 ベース・エミッタが前記第１の抵抗の両端に分圧回路を
   介して接続され、コレクタが前記出力トランジスタのベ
   ースに接続されかつ第２の抵抗を介して前記出力トラン
   ジスタのコレクタに接続された過電流保護トランジスタ
   と、 該保護トランジスタのベース・エミッタ間に接続された
   コンデンサと、 前記出力トランジスタのベースと前記第１の抵抗の負荷
   側の端子との間に接続されたツェナーダイオードとを有
   する出力回路。