JPS602675Y2 - 放電タイマ装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は定電流駆動形のコンパレータとコンデンサを含
む時定数回路を用いる放電タイマ装置に関し、特に、放
電タイマが作動中に電源を切って短時間後に再び投入し
ても指定のタイマ時間が得られると共に、タイマ時間の
温度特性を改善する方式に関するものである。

第１図は従来からよく用いられる定電流形コンパレータ
による放電タイマ装置である。

第１図において、１はＡＣ電源、２は電源スィッチ、３
はトランス電源であり、トランス４とダイオード５と平
滑コンデンサ６を含む。

７は負荷Ａ、８は集積回路で、例えば、複数の定電流形
コンパレータ９．１０を含み、その入出力端子ａ ”−
ｈを有する。

ａ、 ｂはそれぞれ電源端子、６９ｇはそれぞれ基準端
子、Ｃ，ｆはそれぞれ入力端子、ｅ、 ｈはそれぞれ出
力端子である。

第１図では理解を容易にするためコンパレータ１０への
入出力を省略している。

１１．１２はそれぞれ抵抗で、その交点に端子ｄが接続
されて基準電圧Ｖｒｅｙを得る。

１３は時定数回路で、コンデンサ１４と放電用の抵抗１
５を有する。

１６は抵抗、１７はスイッチで、オンにより時定数回路
を充電し、オフにより放電を開始する。

１８は負荷Ｂで、コンパレータ９の出力端子ｅで駆動さ
れる。

次に第２図により動作説明を行なう。

まず電源スィッチ２を閉じる。

この時はスイッチ１８はオフであり、時定数回路１３の
残留電荷はゼロとするとコンパレータ９の端子Ｃはゼロ
であるから出力端子ｅもゼロに落ち込み負荷８１８はオ
ンする。

次に、時間ｔ□でスイッチ１７をオンすると時定数回路
１３の電圧は第２図の■。

波形の如く上昇し、基準電圧Ｖｒｓｆを通過する点で■
。

＞ Ｖ ｒｅｒとなりコンパレータ９は反転してオフし
負荷Ｂはオフする。

その後時定数回路１３の電圧Ｖ０はほぼ電源電圧Ｖ。

０まで上昇する。

そして時間ちでスイッチ１７をオフすると、その点を時
間の基点として時定数回路１３が放電し、タイマーをス
タートさせる。

その後時間ｔ３で、Ｖ、＜Ｖ、ｅｆとなるからコンパレ
ータ９がオンして再び負荷８１８が作動する。

その時間ｔ２からｔ３までタイマの設定時間ｔｓである
。

以上が一般的な放電タイマの動作であり、Ａモードとし
て示した。

次にＢモードである電源スィッチ２をオフして、再びオ
ンしたとか、ＡＣ電源が瞬時停電した場合の動作につい
て説明する。

第２図の時間ｔ、でスイッチ１７をオンすると時定数回
路１３が充電され■。

波形の如く上昇し、電圧Ｖｒｅｆを通過する点でコンパ
レータ９がオンからオフに転する。

そして、時間ちてスイッチ１７をオフすると時定数回路
１３が放電を始めてタイマがスタートする。

そして、時間指からｔ８までの時間Δｔ□だけ停電等が
発生すると、電源電圧Ｖｃｃは図の波線の如く平滑コン
デンサ６による影響のため時間ｔ６を基点として緩やか
に下降し始める。

そして、時間ｔ６よりΔも経ると、■。

。く■。となり時定数回路１３の電圧■。

が電源電圧■。よりも高くなる。すると時定数回路１３
から端子Ｃを経てコンパレータ９に流れ出る、いわゆる
漏れ電流が第２図に示すごとく発生する。

この結果漏れ電流が発生している期間だけ時定数回路１
３の電圧■。

が急激に下り■。

′となる問題がある。そして、時間ｔ８で再通電された
場合、本来なら■。

波形であるべきものが、Ｖ（、’波形であるため時間賜
でコンパレータ９がオンして負荷Ｂ１８が作動して、設
定時間ｔ８がｔ８′となり短かくなる欠点がある。

この理由は、第３図に示す集積回路等よりなる定電流コ
ンパレータ８の構成に起因する。

１９は定電流源であり、ダイオード２０，２１，２２と
抵抗２３゜２４とトランジスタ２５，２６，２７．２８
より構成され、Ｘラインが出力となっている。

コンパレータ９はＸラインで駆動される定電流ソース用
のトランジスタ２９，３０と、差動アンプ用のトランジ
スタ３１，３２，３３，３４と増幅用のトランジスタ３
５，３６，３７，３８と入力端子Ｃ，ｄよりの入力保護
ダイオード３９．４０で構、威され、現用の定電流形コ
ンパレータは全てこの構造となる。

ところで、第２図のＢモードにおける前述の瞬時停電発
生時の漏れ現象は、第３図において、端子Ｃより補講用
のダイオード３９、トランジスタ３０のマルチコレクタ
４１、同トランジスタのベースを介してＸラインに流れ
、そして定電流源１９のトランジスタ２５より端子すを
介して流出してしまう結果である。

なお電源電圧■ｅＣが下って行き、定電流源１９が動作
停止する■８に達するとＸラインよりの流出は阻止され
る。

この状態が第２図、時間ｔ７からｔ８までの期間である
。

端子Ｃよりの漏れ電流は定電流源１９のトランジスタ２
５の動作電流（引き込み電流）と同一νである。

なお、電源に平滑コンデンサ６を含まない形式であって
、スイッチ等をオフしたとき、電源電圧Ｖｃｃが瞬時に
ゼロになる場合は、前述の問題は発生しない。

これは定電流源１９が瞬時にオフし、トランジスタ２５
．２６がオフとなる。

ままた、トランジスタ２９．３０等についてもベースか
らエミッタへは逆バイアスであり電流流出はない。

また、従来方式のタイマ時間の温度特性を第４図のＴ８
特性として示す。

この特性はコンデンサ１４の温度特性そのものであり、
高温になると漏れ電流の増加、静電容量の増加があるか
らである。

以上説明したように従来の放電タイマは、電源供給の一
時停止が有った場合、又温度特性において満足できる性
能が得られなかった。

本考案は、従来の欠点をダイオード１ケ挿入することで
全て解決し、動作時間の安定を図ったものである。

本考案の構成を第５図に示す。

第５図において従来の第３図と異なる点は、ダイオード
４２を端子Ｃとトランジスタ３１のベース間に図の向き
に挿入した点であり、その他は第３図と全く同一である
。

なお、図中において、従来必要であった入力保護用のダ
イオード３９は削除してもかまわない。

入力保護はダイオード４２で保護でき得るからである。

しかし端子ｄの入力保護用のダイオード４０は必要であ
る。

次に動作の説明であるが、ディオード４２により漏れ電
流が確実に阻止される結果、第２図のＢモード、すなわ
ち、ＡＣ電源の瞬時停電がΔｔ１期間だけ発生したとし
ても、時定数回路１３の放電々圧は■。

の如く、指定の勾配で放電するので設定時間ｔｓは確実
に確保でき得る。

また、その温度特性は第４図のＴｂの如〈従来方式より
格段に改良することができる。

この理由は、コンデンサ１４の静電容量の温度特性は正
特性であり、温度の上昇と共に増す（時間が長くなる方
向）が、逆に、ダイオード４２の電圧は負特性、すなわ
ち温度の上昇と共に減る（時間が短かくなる方向）ので
、お互いがキャンセルするからである。

第５図では、ダイオード４２を定電流形のコンパレータ
としての集積回路８に内蔵して作り込む形式であるが、
このダイオードを集積回路８より外し、端子Ｃと時定数
回路１３との間に挿入しても同一の結果が得られる。

本考案の放電タイマ装置はつぎのような大なる効果を有
する。

１ 平滑コンデンサを含む電源回路により定電流源で駆
動される定電流形コンパレータを用いて放電タイマ装置
を構成するとき、ＡＣ電源の瞬時停電が発生すると時定
数回路のコンデンサから定電流コンパレータを介して放
電（漏れ）電流が有ったが、コンパレータを構成する差
動アンプの入力端子と時定数回路の間にダイオードを挿
入することで、漏れ電流による時間変化を無くすること
ができる。

また、タイマの温度特性も改善でき、そして、差動アン
プの入力保護もできる極めて大きな効果がある。

特に、アルミ電解コンデンサによる放電タイマ装置にお
いては、ダイオードとの温度特性がよくマツチし事実上
温度特性は無視し得る効果がある。

２ 放電タイマ装置に用いる定電流形コンパレータとし
て前記ダイオードを集積回路内に内蔵することで、外付
部品が少なく安価に特性の改善が図れる効果がある。

この場合、前記ダイオードに接続される差動アンプを構
成するトランジスタの入力保護用のベース、エミッタ間
ダイオードは削除できてコンパレータ内が簡素化でき安
価に、精度よくタイマ専用の集積回路として使い得る効
果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の放電タイマ装置の概略電気回路図、第２
図は動作波形図、第３図は従来の電気回路図、第４図は
温度特性図、第５図は本考案の一実施例における放電タ
イマ装置の電気回路図である。 ３・・・・・・電源回路、６・・・・・・平滑コンデン
サ、８・・・・・・定電流形コンパレータ、１１，１２
・・・・・・抵抗、１３・・・・・・時定数回路、１４
・・・・・・コンデンサ、１８・・・・・・負荷、４２
・・・・・・ダイオード。

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. （１）平滑コンデンサを含む電源回路と、集積回路で構
   成される定電流源によりマルチコレクタ構造で駆動され
   る定電流形コンパレータと、スイッチのオンで充電され
   スイッチのオフから放電を開始するコンデンサを含む時
   定数回路と、抵抗等の分割で基準電圧を得る基準電圧回
   路と、前記コンパレータにより作動される負荷を有し、
   前記コンパレータの一方の入力端子は前記基準電圧回路
   に接続し、他方入力端子はダイオードを介して前記時定
   数回路のコンデンサに接続した放電タイマ装置。
2. （２）コンパレータとダイオードを半導体集積回路の１
   チツプ上に構成した実用新案登録請求の範囲第１項記載
   の放電タイマ装置。