JPS63135868A - 電流検出回路 - Google Patents

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】 「発明の利用技術分野」 この発明は回路の許容電流に比べてきわめて小さい電流
を検出するための電流検出回路に関する「従来技術およ
びその問題点」 一般に電子回路において回路を流れる電流を測定するば
あいにはその（ロ）路に低抵抗Ｒ１を挿入し、その抵抗
の両端の電圧を測定し、これによって　　−その電流値
を推定するという方法がよ（使われるところがその回路
に、その回路の許容電流よりきわめて小さい電流たとえ
はその許容電流の１００分の１から１０００分の１の電
流が流れているばあいに、この値を精度よく検出するこ
とはきわめて難かしい。たとえば第５図はトランジスタ
Ｑ１のエミッタに電流検出抵抗Ｒ１を接続し、その接続
点ｄをコンパレータ６の一方の入力端に接続したもので
、この回路においてトランジスタＱ１に流れる電流を電
流検出抵抗Ｒ１で検出するとともに、この抵抗の両端電
圧をコンパレータによりその基準電圧ＶＲと比較するば
あいに、その検出感度を上げるには検出抵抗Ｒ１の値を
大きくすればよいが、電流検出抵抗Ｒ１の値が大きいと
トランジスタＱＩＫ大きな電流が流れたばあい′電流検
出抵抗Ｒ１の電圧降下が大きくなり過ぎ、スイツチング
回路においてはそのスイッチのオン時の電圧が高（なり
好ましくない。また基準電圧ＶＲを単に小さくしたばあ
いには検出電圧が低いためにノイズ等により動作が不安
定となるおそれがある。

「発明の目的」 この発明はこのような従来の問題点にかんがみ、回路の
許容電流よりきわめて小さい電流が流れたばあいにもこ
れを安定に検出でき、また大きい電流を流したときにも
電圧降下が少ない電流検出回路を提供することを目的と
する。

「発明の構成」 第１のトランジスタに、このトランジスタと逆極性の第
２のトランジスタを接続し、第１のトランジスタに接続
された検出抵抗の両端電圧をコンパレータによってその
基準電圧と比較する。検出抵抗の値を適当に選ぶことに
よって第１のトランジスタに流れる電流が小さいとぎＫ
は第２のトランジスタはオフで、第１のトランジスタの
みに電流が流れ、逆に電流が大きいときには第１のトラ
ンジスタに加え、第２のトランジスタＱ２に大部分の電
流が流れるようにする。

「実施例」 以下この発明の電流検出回路を２線式無接点スイッチに
適用した例について説明する。

すなわち第１図におい１検出回路ｌは定電圧回路２を介
して端子ａ、ｂ間に接続される。また負荷３は電源４に
直列に接続される。さらに端子ａ、ｂ間には検出回路１
の出力によって動作するスイッチング回路５が接続され
、しかもこのスイッチング回路の出力端はコンパレータ
６に、つづいてこのコンパレータの出力端は駆動回路７
に接続される。この駆動回路はこの駆動回路によつ又駆
動される発光ダイオード８とともに直列に接続された状
態で端子ａ、ｂ間に接続される。

そしてスイッチング回路５において第１のトランジスタ
Ｑ１のエミッタには電流検出抵抗Ｒ１が接続され、この
抵抗および第１のトランジスタＱ１は端子ａ、ｂ間にお
いて直列回路を形成している。第２のトランジスタＱ２
は第１のトランジスタＱ１と逆極性を有し、その直列回
路に対し並列に接続され、かつそのベースが第１のトラ
ンジスタＱ１のエミッタと電流検出抵抗Ｒ１の接続点に
接続される。そしてこのトランジスタのオンオフは第１
のトランジスタＱ１のベース電流により制御される。ま
たその接続点はコンパレータ６の一方の入力端すなわち
トランジスタＱ３のベースに接続され、このトランジス
タのエミッタは電流理工１を介して端子ａに、またコレ
クタは端子すに接続される。トランジスタＱ４はそのエ
ミッタが電流理工１すなわちトランジスタＱ３のエミッ
タに接続され、そのコレクタはトランジスタＱ５のコレ
クタに接続され、このトランジスタのエミッタは端子す
に接続される。そしてこのトランジスタのコレクターベ
ースはたがいに接続される。トランジスタＱ５のベース
にはトランジスタＱ６のベースが接続され、このトラン
ジスタのエミッタは端子ｂＫ、またコレクタは駆動回路
７に接続される。端子ａ、ｂ間には電流理工２と抵抗Ｒ
２との直列回路からなる基準電圧源９が接続され、電流
源Ｉ２と抵抗Ｒ２との接続点にはトランジスタＱ４のベ
ースが接続されろ。そして電流検出抵抗Ｒ１の両端電圧
Ｖ１は基準電圧源９の基準電圧Ｖ２と比較され、その結
果がトランジスタＱ６のコレクタから出力されろ。

［動作」 第１図および第２図においてスイッチング回路５の出力
電流が小さい間は第２のトランジスタＱ２はオフで第１
のトランジスタＱ１にのみ電流が流れる。そしてスイッ
チング回路５の出力電流が大きくなると第１のトランジ
スタＱ１に加えて第２のトランジスタＱ２に大部分の電
流が流れるようになる。ここでスイッチング回路５の出
力電流をＩＴ、第１のトランジスタＱ１のエミッタ電流
をＩＥＩ　、第２のトランジスタＱ２のコレクタ電流を
ＩＣ２とすると ＩＴ＝Ｉ１１＋ＩＣ２ となり、第３図のＯ−ＩＴＩの区間で、−検出抵抗Ｒ１
の両端にはＩＴＫはぼ比例した比較的大きな電圧Ｖｌが
得られる。そしてこの電圧がコンパレータ６の入力電圧
となる。

第１図において、今トランジスタＱｌの電流が小さいと
きＫは検出抵抗Ｒ１の両端電圧ｖ１と基準電圧ｖ２との
関係はＶｌ（Ｖ２であるためトランジスタＱ３がオンで
、トランジスタＱ４．Ｑ５、Ｑ６はオフになる。

そしてトランジスタＱ１の電流が増加し、Ｖｌ）Ｖ２と
なると、トランジスタＱ３がオフし、トランジスタＱ４
　ｔＱ５　、Ｑ６がオンとなる。

また第２のトランジスタＱ２に電流が流れ出す点、すな
わち第３図のＩＴＩの値は第２のトランジスタＱ２のベ
ース−エミッタ間電圧ＶＢＥ２に依存する。このベース
−エミッタ間電圧は比較的大きな温度係数、すなわち通
常−２ｍｖ／℃をもっているため、このＩＴＩ近くでコ
ンパレータ６が反転するように基準電圧ｖ２を設定する
と温度変化により電流検出レベルが変動する。これを防
ぐためには第４図に示すようにコンパレータ６の基準電
圧ｖ２にも検出電圧Ｖ１と同じ温度係数をもたせるよう
にダイオードＤ１を挿入し、その順方向電圧を抵抗Ｒ３
、Ｒ４で分割してコンパレータ６の入力すなわちトラン
ジスタＱ４のベースに加えればよい。

さて、トランジスタＱ６のオンによって駆動回路７が駆
動され、これによって発光ダイオード８が点灯し、スイ
ッチング１０回路５が動作状態にあることが表示される
。もちろんこのときには負荷３にはこれを動作させるに
充分な電流が流れているなお第１図および第２図に示す
回路図においては各トランジスタの極性と電源の極性を
すべて反転させても同様に動作することはいうまでもな
い「効果」 この発明は上述のように第１のトランジスタと電流検出
抵抗を直列に接続するとともに、この直列回路と並列に
第２のトランジスタを接続し、かつこの第２のトランジ
スタは第１のトランジスタに対し反対の極性を有し、さ
らに第１のトランジスタにより駆動するようにされ、し
かも電流検出抵抗によって発生する電圧をコンパレータ
の入力に与えるようにしているので、回路の定格電流に
比し、きわめて小さい電流であっても安定に検出でき、
かつ大電流を流したばあいでも電圧降下がきわめて少な
い利点がある。

とくＫこの発明における電流検出回路を２線式無接点ス
イッチに適用するばあいにおいて発光ダイオードを点灯
させるときには、負荷としてインダクタンス負荷が接続
されてもその発光ダイオードを確実に点灯させることが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明における電流検出回路の一実施例を示
す回路図、第２図は要部の回路図、第３図は第２図にお
ける電圧および電流の特性図、第４図はこの発明の他の
実施例を示す回路図、第５図は従来の回路図である。 １・・・検出回路、２・・・定電圧回路、３・・・負荷
、４・・・Ｋ源、５・・・スイッチング回路、６・・・
コンパレータ、７・・・駆動回路、８・・・発光ダイオ
ード、９・・・基準電圧源、Ｑ１〜Ｑ６・・・トランジ
スタ、ＩＩ　、Ｉ２・・・電流源、Ｒ１・・・電流検出
抵抗、Ｒ２−Ｒ４・・・抵抗、Ｄｌ・・・ダイオード。 特　許　出　願　人　　　山武ハネウェル株式会社゛□
　′−Ｐ） 代理人　弁理士　　１）澤　博　昭ｊ　　、（外２名） 第３図 ０　１Ｔ１　　　→ＩＴ 第４図 】 第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 電源間に第１のトランジスタとこの第１のトランジスタ
   の電流を検出する電流検出抵抗の直列回路を接続すると
   ともに、この直列回路と並列に上記第１のトランジスタ
   と反対の極性を有し、かつこの第１のトランジスタによ
   つて駆動される第２のトランジスタを接続し、上記電流
   検出抵抗によつて発生する電圧をコンパレータの一方の
   入力端に与えるとともに、このコンパレータの他方の入
   力端に基準電圧発生回路を接続した電流検出回路。