JPH079040U - トランジスタスイッチ回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 負荷に電源を供給するトランジスタスイッチ
回路において、過電流が流れた場合にトランジスタの破
壊を防ぐ簡易な構成の回路を提供する。 【構成】 電源供給端子１と共通端子２との間に、負荷
４への電源供給を制御する第１のトランシスタＱ１が設
けられ、端子３より制御信号が入力され、トランジスタ
Ｑ１のオン・オフ動作を制御する第２のトランジスタＱ
２を備え、負荷４が短絡状態になつた時に第２のトラン
ジスタＱ２を不動作にするため過電流保護回路５を設
け、電源供給端子１とトランジスタＱ１との間に、所定
値を越える過電流を検出したとき第２のトランジスタＱ
２を不動作にするための過電流検出回路を設ける。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案はトランジスタスイッチ回路に関し、特に、通信機器やＯＡ、ＡＶ等の 電気機器において、電源供給をオン・オフ制御するためのトランジスタを用いた トランジスタスイッチ回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】

一般に、通信機器や電気機器においては、電源を負荷に供給したり断としたり するためにトランジスタによるスイッチ回路が用いられている。 しかしながら、通常のトランジスタスイッチ回路においては、負荷に電源を供 給中に負荷側で何らかの理由により短絡状態になった場合や、電源供給側で何ら かの原因で過電流が供給されたりした場合、用いられている半導体素子すなわち スイッチングトランジスタが破壊し、大電流が流れて発火および発煙事故につな がる危険性がある。 このため何らかのトランジスタの破壊防止策が講じられることになる。

【０００３】 図３はこのような破壊防止策が採用された従来のトランジスタスイッチ回路で あり、１は電源供給端子（Ｖｉｎ）、２は共通端子（ＧＮＤ）、３は制御信号入 力端子（ＯＮ／ＯＦＦ）、４は負荷である。Ｑ１はＰＮＰトランジスタ、Ｑ２は ＮＰＮトランジスタ、Ｒ１〜Ｒ４は抵抗である。

【０００４】 図３のトランジスタＱ１のエミッタは電源供給端子１に接続され、そのコレク タは負荷４を介して共通端子２に接続され、トランジスタＱ１のベース・エミッ タ間には抵抗Ｒ１が接続される。 一方、トランジスタＱ２のベースは抵抗Ｒ３を介して制御信号入力端子３に接 続され、そのエミッタは共通端子２に接続され、そしてトランジスタＱ２のベー ス・エミッタ間には抵抗Ｒ４が接続される。 また、トランジスタＱ１のベースとトランジスタＱ２のコレクタ間は、抵抗Ｒ ２を介して結合されている。

【０００５】 このような従来のトランジスタスイッチ回路にあっては、電源供給端子１と共 通端子２間に電源電圧Ｖａが印加された状態で、制御信号入力端子３に信号源（ 図示しない）から正のワンショット信号（セットパルス）が入力されると、スイ ッチング制御素子であるトランジスタＱ２がオンし、これに伴ないゲート保護抵 抗Ｒ２を介して電源供給制御素子であるトランジスタＱ１のベースが低電位とな り、オン状態となって電源供給端子１より電源電流Ｉｆが負荷４に供給されるよ うに構成されている。また、負のワンショット信号（リセットパルス）が入力さ れるとトランジスタＱ２がオフするので、トランジスタＱ１もオフとなり負荷４ への電源電流Ｉｆの供給も断たれることになる。 このように、信号源からのセット、リセット信号に応じてトランジスタＱ１、 Ｑ２をオン、オフ動作させ電源電流を供給したり、断つようにしたりして、目的 に対応する電源供給制御動作を行うわけである。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、このような従来のトランジスタスイッチ回路にあつては、次の ような問題点があった。すなわち、同トランジスタスイッチ回路では、ＰＮＰト ランジスタＱ１をオン・オフ駆動させて電源供給動作を行っているが、負荷４に 電源を供給中に、例えばアブノーマルな状態すなわち負荷４が点線Ａで示すよう に短絡状態（ショート）になった場合には、トランジスタＱ２はオン状態となっ ているため、トランジスタＱ１もオン状態にあるのでそのエミッタ・コレクタに 大電流が流れることとなり、トランジスタＱ１の定格電力を超過し、最終的には 発煙、発火という大事故につながるという欠点があった。 また、電源供給側で何らかの原因で過電流が供給されたりした場合も、同様の 事故が起きる可能性がある。 この考案の目的は、前記従来の問題点を除去し、簡易な回路構成で負荷の短絡 や過電流による事故防止が可能なトランジスタスイッチ回路を提供することにあ る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

この目的を達成するために本考案は、 電源供給端子と共通端子との間に、負荷と該負荷への電源供給を制御する第１の トランジスタ回路とが設けられると共に、制御信号入力端子に制御入力端が接続 され、該第１のトランジスタ回路のオン・オフ動作を制御する第２のトランジス タ回路とを備えてなるトランジスタスイッチ回路であって、 前記負荷と第１のトランジスタ回路の接続点と、前記第２のトランジスタ回路 の制御入力端との間に、前記負荷が短絡状態になった時に該第２のトランジスタ 回路を不動作にするため過電流保護回路を設けたトランジスタスイッチ回路、 並びに、 電源供給端子と前記第１のトランジスタとの間に、予め定められた供給電流を 越える過電流を検出したとき前記第２のトランジスタを不動作にするための過電 流検出回路を設けたトランジスタスイッチ回路 を提案するものである。

【０００８】

【実施例】

以下、図１及び図２について本考案の実施例の詳細を説明する。 図１は本考案の第１実施例のトランジスタスイッチ回路の回路構成図であり、 図３と同一符号は同一構成部分を示しており、Ｃ１はコンデンサ、Ｄ１は放電用 ダイオード、Ｒ５は抵抗であり、これらは過電流保護回路５を形成する。 図１におけるトランジスタＱ１のエミッタは電源供給端子１に接続され、その コレクタは負荷４を介して共通端子２に接続されて、トランジスタＱ１のベース ・エミッタ間には抵抗Ｒ１が接続されている。 一方、トランジスタＱ２のベースは抵抗Ｒ３およびコンデンサＣ１を介して制 御信号入力端子３に接続され、そのエミッタは共通端子２に接続され、そしてト ランジスタＱ２のベース・エミッタ間には抵抗Ｒ４が接続されている。 また、トランジスタＱ１のベースとトランジスタＱ２のコレクタ間は、抵抗Ｒ ２を介して結合されている。 更に、カソードを制御信号入力端子３側に配置すると共にアノードを抵抗Ｒ３ 側に配置したダイオードＤ１がコンデンサＣ１と並列に接続され、ダイオードＤ １のアノードは抵抗Ｒ５を介してトランジスタＱ１のコレクタに接続されている 。

【０００９】 したがって、図１のトランジスタスイッチ回路においては、電源供給端子１と 共通端子２間に電源電圧Ｖａが印加された状態で、制御信号入力端子３に信号源 （図示しない）からコンデンサＣ１を介してワンショット信号（セットパルス） が入力されると、スイッチング制御素子であるトランジスタＱ２がオンし、これ に伴ないゲート保護抵抗Ｒ２を介して電源供給制御素子であるトランジスタＱ１ のベースが低電位となり、オン状態となって電源供給端子１より電源電流Ｉｆが 負荷４に供給されることになる。これと同時に、トランジスタＱ１のコレクタか ら抵抗Ｒ５を介してトランジスタＱ２のベースに電源電流が供給されるので、ト ランジスタＱ１はオン状態を継続保持する。 また、負のワンショット信号（リセットパルス）が入力されると、トランジス タＱ２がオフするので、トランジスタＱ１もオフとなり負荷４への電源電流Ｉｆ の供給も断たれる。 このように、信号源からのセット、リセット信号に応じてトランジスタＱ１、 Ｑ２をオン、オフ動作させ電源電流を供給したり、断つようにしたりして、目的 、機能に対応する電源供給制御動作が行なわれる。

【００１０】 次に、過電流保護動作について述べると、図１のトランジスタスイッチ回路に あっても、ＰＮＰトランジスタＱ１をオン・オフ駆動させて電源供給動作を行っ ているが、負荷４に電源を供給中に、例えばアブノーマルな状態すなわち負荷４ が点線Ａで示すように短絡状態（ショート）になった場合には、通常状態すなわ ちトランジスタＱ２はオン状態、トランジスタＱ１もオン状態を継続保持してい る状態が、負荷５のショートにより電源電流が共通端子２に引き込まれると同時 に、抵抗Ｒ５とコンデンサＣ１および放電用ダイオードＤ１との並列回路とから なる過電流保護回路５のルートを介してトランジスタＱ２のベースが低電位とな る。この結果、トランジスタＱ２のオンを維持する電流源がなくなるため、トラ ンジスタＱ２はオフし、同時にトランジスタＱ１もオフとなる。よって、トラン ジスタＱ１のエミッタ・コレクタに大電流が流れることはなくなり、トランジス タＱ１の定格電力を超過した電源電流による破壊に伴う発煙、発火という大事故 を防止することができる。

【００１１】 図２は本考案の第２実施例によるトランジスタスイッチ回路であり、図１およ び図３と同一部分については同一符号を付してある。符号６は過電流検出回路で 、ＰＮＰトランジスタＱ３、ＮＰＮトランジスタＱ４、コンデンサＣ２、抵抗Ｒ ６、Ｒ７、Ｒ８から構成される。図１の実施例と異なる点は、過電流検出回路６ が追加されている点にある。 つまり、この実施例では、電源供給端子１とトランジスタＱ１のエミッタとの 間に過電流検知抵抗Ｒ６とコンデンサＣ２との並列回路が挿入接続され、その抵 抗Ｒ６の電源供給端子１側の一端にトランジスタＱ３のエミッタが接続され、そ の他端に抵抗Ｒ７を介してベースが接続される。そしてそのトランジスタＱ３の コレクタは抵抗Ｒ８を介してトランジスタＱ４のベースに接続され、そのエミツ タは共通端子２に、そのコレクタはコンデンサＣ１と抵抗Ｒ４との接続点に接続 されている。

【００１２】 よって、第２実施例によるトランジスタスイッチ回路においては、予め定めら れた電流を越えた電流が抵抗Ｒ６に流れると、トランジスタＱ３が検知して検知 出力が送出されることになる。その出力はトランジスタＱ４のベースに供給され るので、トランジスタＱ４がオンするため、トランジスタＱ２のベース電位が低 電位になり、トランジスタＱ２がオフに、トランジスタＱ１もオフになるから、 トランジスタＱ１の破壊が防止される。 加えると、図１の実施例においては、負荷４が短絡状態になった場合に、トラ ンジスタＱ２をオフにしてトランジスタＱ１の破壊を防止したが、図２の実施例 においては、何らかの原因でトランジスタＱ１の入力側すなわち電源供給端子１ 側で過電流が供給された場合に、過電流検知回路６で検知してトランジスタＱ１ の破壊が防止されるわけである。

【００１３】

【考案の効果】

以上の説明から明らかなように、本考案は第１のトランジスタのコレクタと、 第２のトランジスタベースとの間に、過電流保護回路を配置するという簡易な構 成で、負荷が短絡状態になったとしても電源電流供給のためのトランジスタの破 壊を防止することができるので、破壊に伴う発煙、発火という事故を未然に防げ るという実用上の利点を有する。また電源供給側での過電流を検知する過電流検 知回路を設けることにより、トランジスタの破壊を未然に防止することができる ので、実用上の利点は更に大となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の第１実施例によるトランジスタスイッ
チ回路の回路構成図である。

【図２】本考案の第２実施例によるトランジスタスイッ
チ回路の回路構成図である。

【図３】従来のトランジスタスイッチ回路の回路構成図
である。

【符号の説明】

１ 電源供給端子（Ｖｉｎ） ２ 共通端子（ＧＮＤ） ３ 制御信号入力端子（ＯＮ／ＯＦＦ） ４ 負荷（Ｖｓ） ５ 過電流保護回路 ６ 過電流検知回路 Ｑ１、Ｑ３ ＰＮＰトランジスタ Ｑ２、Ｑ４ ＮＰＮトランジスタ Ｒ１〜Ｒ８ 抵抗 Ｄ１ ダイオード Ｃ１、Ｃ２ コンデンサ

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 電源供給端子と共通端子との間に、負荷
   と該負荷への電源供給を制御する第１のトランジスタ回
   路とが設けられると共に、 制御信号入力端子に制御入力端が接続され、該第１のト
   ランジスタ回路のオン・オフ動作を制御する第２のトラ
   ンジスタ回路とを備えてなるトランジスタスイッチ回路
   であって、 前記負荷と第１のトランジスタ回路の接続点と、前記第
   ２のトランジスタ回路の制御入力端との間に、前記負荷
   が短絡状態になった時に該第２のトランジスタ回路を不
   動作にするため過電流保護回路を設けたことを特徴とす
   るトランジスタスイッチ回路。
2. 【請求項２】 電源供給端子と共通端子との間に、負荷
   と、該負荷への電源供給を制御する第１のトランジスタ
   回路とが設けられると共に、 制御信号入力端子に制御入力端が接続され、該第１のト
   ランジスタ回路のオン・オフ動作を制御する第２のトラ
   ンジスタ回路とを備えてなるトランジスタスイッチ回路
   であって、 前記負荷と第１のトランジスタ回路の接続点と、前記第
   ２のトランジスタ回路の制御入力端との間に、前記負荷
   が短絡状態になった時に該第２のトランジスタ回路を不
   動作にするため過電流保護回路を設け、 更に電源供給端子と前記第１のトランジスタとの間に、
   予め定められた供給電流を越える過電流を検出したとき
   前記第２のトランジスタを不動作にするための過電流検
   出回路を設けたことを特徴とするトランジスタスイッチ
   回路。