JPS62139018A - 電流制限回路 - Google Patents

電流制限回路

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JPS62139018A
JPS62139018A JP60281368A JP28136885A JPS62139018A JP S62139018 A JPS62139018 A JP S62139018A JP 60281368 A JP60281368 A JP 60281368A JP 28136885 A JP28136885 A JP 28136885A JP S62139018 A JPS62139018 A JP S62139018A
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JP
Japan
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current
transistor
voltage
circuit
resistor
Prior art date
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Pending
Application number
JP60281368A
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English (en)
Inventor
Akio Kawada
川田 秋雄
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、電子機器等のDC電圧を得るための電源回路
に使用される電源トランジスタの電流を制限し、電源回
路を保護する電流制限回路に関するものである。
従来の技術 従来から、電子機器では、電源回路は必要欠くべからざ
るものであり、種々の方式が設計されてきているが、特
にDC電圧を供給する電源回路の出力部以降の回路の故
障や無作為の短絡等によって生じる過負荷状態での電源
回路の部品の異常発熱や2次不良(主に電源トランジス
タ)には注意が払われており、その防止のための回路を
設けているのが一般的である。
従来から多用されている回路の中では、出力電流を一定
以上流さないで電源回路を保護する電流制限回路やその
改良回路(例えば、清水和実「安定化電源回路の設計」
、(昭ae、12,2ts)、CQ出版、P85 )。
岡村烟夫「解析パワー・サプライ」、(昭66.1.1
0)、CO出版、 P 191 )があった。
以下、図面を参照しながら、上述したような従来の電流
制限回路について説明を行う。
第3図は、従来の電流制限回路を示すものである。第3
図において、TR1は電源トランジスタで、電流検出用
抵抗R8を経て負荷ZLに電流ILを供給する。TR2
は制御トランジスタで、電源トランジスタTR1の電流
を制限する。
上記のように構成された電流制限回路について、以下、
その動作を説明する。今、電源トランジスタTR1に負
荷電流II、が流れると電流検出用抵抗R0にIL−R
oだけの電圧降下が生じる。ROKよる電圧降下が制御
トランジスタTR2のベース・エミッタ間電圧vBEよ
り小さい時、制御トランジスタTR2はOFFのままで
あるが、負荷電施工りが増えて電圧降下分IL−R0が
制御トランジスタTR2のベース・エミッタ間電圧vB
Eに達すると、制御トランジスタTR2がONになシ、
電源トランジスタTR1のベースに向かう電流をバイパ
スする。この状態で、電源トランジスタTR1、制御ト
ランジスタTR2のフィード・バック・ループができ、
工L ”” ”BE /Roの定電流が生じることにな
る。
第4図は、第3図の電流制限回路の負荷z0に流れる電
流ILと負荷電圧vLの関係を示したものである。Pl
、R2,R3は、負荷インピーダンスZLを変化させた
時の各点を示し、2点はIL=vBE/R0となる点で
、負荷が小さくなるに従って、負荷T1.a I Lと
負荷を圧VI、 it Pl−R2−R3(Dように変
化し、電流を制限している。
第5図は、従来の電流制限回路の他の例を示すものであ
り、第3図の従来の電流制限回路に対して、制御トラン
ジスタTR2のベースに電源トランジスタTR1のエミ
ッタ電圧を抵抗R1,R2で分圧して供給しているとこ
ろが異なる。
第5図で、制御トランジスタTR2のベース電圧は、電
源トランジスタTR1のエミッタ電圧よシ、抵抗R,,
R2で分圧した電圧分低くなっており、この電圧をdV
とすると、電流検出用抵抗R6による電圧降下工L−R
6とdVとの差IL、R6−JVが、制御トランジスタ
TR2のベース・エミッタ間電圧vBEに達すると、制
御トランジスタTR2が○NKなる。コノ時、dv” 
(vL+ r L −R6、。
R1/(R1+R2)であるため、負荷電施工りは、I
、=R1/R2・VL/R6+(R1+R2)/R2・
■BF/R6となる。特に負荷インピーダンスZL=o
の時、工L=(R1+R2)/R2・vBE/R6であ
る。
第6図は、第6図の電流制限回路の負荷ZLに流れる負
荷電施工りと負荷電圧VLの関係を示したものである。
p 、/ 、 p/ 、p/は負荷インピーダンスZL
を変化させた時の点を示し、負荷インピーダンスZLが
小さくなるに従って負荷電施工りと負荷電圧VLは、p
、’ −e p氏−p瓜と変化し、電流を制限し、かつ
、負荷がある程度まで小さくなると、今度は電流を減少
させていることがわかる。
発明が解決しようとする問題点 しかしながら、第3図の構成では、電源トランジスタT
R1が定電流動作を始めている状態、すなわち、第4図
の22点から23点の間で、負荷インピーダンスZ0が
小さくなるに従って、電源トランジスタTR1のコレク
タやエミッタ間の電圧vcEが大きくなり、その結果、
電源トランジスタTR1の消費電力が増大することにな
り、電源トランジスタTR1の絶対最大定格を超えると
いう問題が発生する。
一方、第6図の回路構成では、上記の第3図の回路構成
に比して、第6図の如く、P’−、P/間で電流が減少
するため、消費電力が小さくなるという利点があるが、
第4図の22点と第6図のP’点を等しくした場合、電
流検出用抵抗もと8口の関係は、R6=R0+へ/R2
・(1+vL/′vBE)となる。これは、電流検出用
抵抗RろをR8よりR1/R2・(1+V L/V B
 E )だけ余分に大きくしなければならないことを示
しており、このことは、とりもなおさず、第5図の回路
構成では、制御トランジスタがOFFとなっている通常
の動作時にも、上記抵抗分だけ余分に電圧が減少し、電
力のロスが生じるということを意味する。このロスを小
さくするためKは、抵抗R1の値をR2より十分小さく
すれば良いが、電源トランジスタTR,の消費電力が、
それに伴って増大することになり不都合である(R,=
Oの時は、第3図の構成となる。)さらに、第3図、第
6図の回路構成では、いずれの場合も、電源トランジス
タTR1のコレクタ電圧が変化しても、電流に関しての
動作は直接影響を及ぼさないため、電源トランジスタT
R1のコレクタ電圧の増大に対して消費電力を制限する
効果はないものであった。
本発明は、上記問題点に鑑み、電流検出用抵抗を大きく
することなく、負荷インピーダンスの減少に対して、電
源トランジスタの消費電力を制限するよう電流を制御す
ることのできる電流制限回路を提供するものである。
問題点を解決するための手段 この目的を達成するため、本発明の電流制限回路は、電
源トランジスタと第1の抵抗よシなる第1の直列回路を
直流電源と負荷間に接続し、第2の抵抗と制御トランジ
スタとよりなる第2の直列回路を前記第1の直列回路に
並列に接続し、所定電圧以上の電圧印加による導通する
回路素子と第3の抵抗の直列回路を前記電源トランジス
タに並列に接続するとともに、前記電源トランジスタの
接続点に、前記制御トランジスタのベースを前記回路素
子と第3の抵抗の接続点にそれぞれ接続した電流制御回
路である。
作  用 この構成によって、電源回路の負荷が過少になった場合
、電源トランジスタのコレクタ・エミッタ間の電圧の増
大に応じて、電源トランジスタのコレクタ電流を減少さ
せ、電源トランジスタの消費電力をその結果制限し、電
源トランジスタを保護することができる。
さらに、この構成では、通常時、電源トランジスタのエ
ミッタ端と制御トランジスタのベース端間の抵抗には電
流を流さないため、電流検出用抵抗を小さくとることが
できる。
実施例 以下、本発明の一実施例について図面を参照しながら説
明する。第1図は、本発明の一実施例における電流制限
回路である。第1図において、TRは電源トランジスタ
で、電流検出用抵抗R0を経て直流電源VBより負荷Z
Lに電流を供給する。TR2は制御トランジスタで、こ
の制御トランジスタTR2と抵抗Hの直列回路は、前記
電源トランジスタと抵抗R0の直列回路に並列に接続さ
れており、電源トランジスタTR,の電源を制御する。
抵抗r 1. r 2 、ツェナー・ダイオードDの直
列回路は、前記電源トランジスタTR,に並列に接続さ
れ、前記制御トランジスタTR2のベースは前記抵抗x
2とツェナー・ダイオードDの接続点に、また電源トラ
ンジスタTR1のベースは、前記抵抗Rと制御トランジ
スタの接続点に接続されている。
以下この動作について詳述する。
今、電源トランジスタTR,にコレクタtfiIcが流
れ、かつ、電源トランジスタTR1のコレクタφエミッ
タ間電圧vcEが、ツェナー・ダイオードDの順方向電
圧vZより小さい場合、抵抗r2には電流が流れず、抵
抗R0による電圧降下はIC−Roとなる。負荷インピ
ーダンスZLが減少するに従って、電源トランジスタT
R1の電流が増加し、電流検出用抵抗R0の電圧降下I
C’R0が、制御トランジスタTRのベース・エミッタ
間電圧vBEに達すると、制御トランジスタTR2はO
Nとなり電流を制限する。この時、制御トランジスタT
R2のベース電流は小さいため、制御トランジスタTR
2ノヘース電位は、電源トランジスタTR1のエミッタ
電位とほぼ等しい。
さらに、負荷インピーダンスが小さくなり、電源トラン
ジスタTR1の戸しクタ・エミッタ間電圧vcEがツェ
ナー−ダイオードDの順方向電圧vZより大きくなると
、ツェナー・ダイオードDがONとなり、抵抗r1+ツ
ェナー◆ダイオードD、抵抗r2を通して電流IZが流
れることになる。第2図は、第1図の回路における電流
と電圧の様子を模式的に表わしたものであり、これらの
値を使用すると、工C−Ro=vBE  (r2+Ro
)−Iz、Iz=(VCE−VZ )/ (r 1+ 
r 2)の2式が得られる。この2式より、電源トラン
ジスタTR1のコレクタ・エミッタ間電圧vcEが一定
の電圧(Vz )を超えた時、抵抗r2に電流Izが電
源トランジスタTR1のエミッタ方向に流れるため、電
源トランジスタTR1のコレクタ電流ICがそれに応じ
て減少していくことが理解される。又、電流検出用抵抗
R0に流れる最大電流はvBE/Roであるため、電流
検出用抵抗R0を第3図の従来の回路構成と同様に大き
くする必要はない。
なお、本実施例では、電源トランジスタのコレクタ・エ
ミッタ間電圧vcEの電圧検出にツェナー・ダイオード
を用いたが、1つのダイオード、もしくは複数のダイオ
ード、もしくは、トランジスタを使用し、所定の電圧以
上で導通する構成であれば良いことは明らかである。又
、本実施例では、電源トランジスタと制御トランジスタ
にNPN型を使用したが、PNP型であっても回路動作
は同様となる。この場合、第1図の構成において、ツェ
ナーダイオードDの方向が逆になシ、負荷ZLと直流電
源VBとが逆になるものである。さらに、電源トランジ
スタのエミッタと制御トランジスタ間に介在せしめる抵
抗を2個以上とし、その抵抗間に電流を供給しても本発
明の基本機能を損うことはない。
発明の効果 以上のように本発明では、電源トランジスタのコレクタ
・エミッタ間電圧と、コレクタ電流を共に検出する構成
となっているため、負荷インピーダンスの減少に対して
、電源トランジスタの電流を制限するだけでなく、電源
トランジスタの消費電力を制限することができ、その結
果、電源トランジスタの保護が容易に実現できる。その
上、負荷に流れる最大電流が電流検出用抵抗と制御トラ
ンジスタのベース・エミッタ間電圧のみで決定されるの
で、電流検出用抵抗を小さくでき、電源ロスを少なくで
きるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例における電流制限回路の回路
図、第2図は第1図の回路における電圧と電流の関係を
示す模式図、第3図は従来の電流制限回路の回路図、第
4図は第3図の回路の負荷電流と負荷電圧の関係を示す
図、第6図は他の従来の電流制限回路の回路図、第6図
は第5図の回路の負荷電流と負荷電圧の関係を示す図で
ある。 TR・・・・・・電源トランジスタ、TR・・・・・・
制御トランジスタ、Ro・・・・・・電流検出用抵抗、
r1+rR・・・・・・抵抗、D・・・・・・ツェナー
・ダイオ−I ド、Z ・・・・・・負荷。 第1図 第3図 第4図 L

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 電源トランジスタと第1の抵抗よりなる第1の直列回路
    を直流電源と負荷間に接続し、第2の抵抗と制御トラン
    ジスタとよりなる第2の直列回路を前記第1の直列回路
    に並列に接続し、所定電圧以上の電圧印加による導通す
    る回路素子と第3の抵抗の直列回路を前記電源トランジ
    スタに並列に接続するとともに、前記電源トランジスタ
    のベースを前記第2の抵抗と制御トランジスタの接続点
    に、前記制御トランジスタのベースを前記回路素子と第
    3の抵抗の接続点にそれぞれ接続した電流制限回路。
JP60281368A 1985-12-13 1985-12-13 電流制限回路 Pending JPS62139018A (ja)

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JP60281368A JPS62139018A (ja) 1985-12-13 1985-12-13 電流制限回路

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1265347A3 (de) * 2001-06-08 2005-12-28 Grundfos A/S Bootstrap-Spannungsversorgung

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP1265347A3 (de) * 2001-06-08 2005-12-28 Grundfos A/S Bootstrap-Spannungsversorgung

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