JPH0693621B2 - 二線式電子スイツチ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の分野〕 本発明は交流及び直流両用の電源を接続することができ
る二線式の電子スイッチに関するものである。

〔発明の概要〕

本発明による二線式電子スイッチは、電源端子にダイオ
ードブリッジを介してツェナダイオードとスイッチング
用の電界効果型トランジスタ（以下FETという）を直列
接続し、ツェナダイオードの両端の電圧を検出回路に与
えると共にスイッチング出力に基づいてFETを動作さ
せ、負荷に電流を与えるようにしたものである。

〔従来技術とその問題点〕

従来の直流及び交流のいずれも電源とすることができる
二線式の電子スイッチは、例えば第２図に示すように電
源と負荷が直列に接続される入力端子1,2にダイオード
ブリッジ３を介してツェナダイオードD1とパワートラン
ジスタTr1やサイリスタ等のスイッチング素子を接続
し、更にトランジスタTr2とツェナダイオードD2等から
構成される定電圧回路を介して検出回路４に一定の電圧
を供給するように構成されている。このような二線式電
子スイッチは、入力端子に接続される電源が広い範囲の
直流及び交流電圧、例えば10〜２百数十Ｖまでの広い範
囲で同一の回路構成によって動作させる電子スイッチが
要望されている。しかるに従来の電子スイッチにおいて
低い電圧から動作させようとすれば定電圧用のトラジス
タTr2のコレクタ・ベース間に接続される抵抗R1の抵抗
値を小さくする必要があり、その場合には高圧の電源が
接続されたときの漏れ電流が大きくなり、ツェナダイオ
ードD2の許容電力を大きくする必要があるという問題点
がある。このような二線式電子スイッチはオン時のスイ
ッチ両端間の残留電圧をできるだけ低く、オフ時の漏れ
電流をできるだけ少なくする必要があり、広い範囲の電
源電圧に対応することが困難であった。

〔発明の目的〕

本発明はこのような従来の電子スイッチの問題点に鑑み
てなされたものであって、オン時の残留電圧を小さくす
ると共に交流，直流のいずれも電源を使用することがで
き、広い範囲の電源電圧に対して動作させることができ
る電子スイッチを提供することを目的とする。

〔発明の構成と効果〕

本発明は負荷及び電源に直列に接続されて負荷への電力
供給を制御する二線式電子スイッチであって、電子スイ
ッチの入力端に接続されたダイオードブリッジと、ダイ
オードブリッジの正負両端間に直列に接続されたツェナ
ダイオード及びスイッチング用の電界効果型トランジス
タと、電源端がツェナダイオードの両端に接続され、検
知出力によって電界効果型トランジスタを動作させる検
出回路と、を具備することを特徴とするものである。

このような特徴を有する本発明によれば、入力端子の整
流出力にツェナダイオードとスイッチング用のFETが直
列に接続されており、ツェナダイオードの両端の定電圧
が検出回路に電源として与えられている。従って検出回
路に必要な電圧のみが残留することとなり残留電圧を低
減することができる。又スイッチング素子としてFETを
用いているため検出回路以外の消費電流が小さくなり、
スイッチオフ時の漏れ電流を小さくすることができる。
更にスイッチのオフ時にはFETの定電流特性によって一
定の電流がツェナダイオードに供給され、その両端から
一定の定電圧が検出回路に供給されるため定電圧回路の
構成を容易にすることができる。このため電源として交
流及び直流電源を用い広い範囲の電圧を有する電源を用
いることができ、汎用性のある電子スイッチとすること
ができる。

〔実施例の説明〕

第１図は本発明の一実施例による直流，交流両用の二線
式電子スイッチの構成を示す回路図である。本図におい
て端子1,2間にダイオードブリッジ３が接続され、その
正負両端間に平滑用のコンデンサC1とツェナダイオード
D3及び電界効果型トランジスタ（FET）５の直列接続体
とが並列に接続されている。ツェナダイオードD3は検出
回路４に必要電圧を供給する定電圧特性を有するものと
し、その両端はコンデンサC2を介して検出回路４の電源
端子間に接続される。検出回路４は光電スイッチや近接
スイッチ，超音波スイッチ等の種々のスイッチ回路であ
り所定の物体を検知するものであって、その出力をトラ
ンジスタTr3に与える。トランジスタTr3はエミッタがダ
イオードブリッジ３の正極端，コレクタがFET5のゲート
に接続されている。又トランジスタTr3のエミッタは抵
抗R2,R3,R4の直列接続体を介してダイオードブリッジ３
の負極端に接続され、抵抗R3,R4の共通接続端がトラン
ジスタTr3のコレクタとFET5のゲートに、抵抗R2,R3の中
点がツェナダイオードD4を介してダイオードブリッジ３
の負極端に接続されている。

さてこうして構成される二線式電子スイッチの入力端子
1,2間に直流又は交流の電源６と負荷Ｌとを直列に接続
する。そうすれば検出回路４が物体を検出していないと
きにはトランジスタTr3はオフ状態であり、抵抗R2,D4の
直列回路を通って電流が流れツェナダイオードD4の両端
の電圧が抵抗R3,R4の分圧回路を介してFET5のゲートに
与えられる。従ってFET5のゲートに一定の電圧が供給さ
れFET5のドレイン・ソースを通ってバイアス電流が流れ
る。FET5のゲート電圧はツェナダイオードD4によって制
限されているため、FET5のドレイン電流は電源６の電圧
にかかわらず一定となる。そしてドレイン電流はツェナ
ダイオードD3を流れるため、その両端の定電圧が検出回
路４に与えられる。このドレイン回路は検出回路４に必
要十分な電流を与え得るように微小な電流となるよう抵
抗R3,R4の抵抗値が選択されているため、負荷６は駆動
されず負荷６にとっては漏れ電流となる。ここでスイッ
チング素子として電圧制御型素子であるFET5を用いてい
るため、漏れ電流を小さくすることができる。

さて検出回路４より物体が検知されると検知出力がトラ
ンジスタTr3に与えられ、トランジスタTr3がオン状態と
なってFET5のゲート電圧が上昇する。従ってFET5のドレ
イン電流が大幅に増加し負荷Ｌの負荷電流がダイオード
ブリッジ３を介してツェナダイオードD3とFET5に流れる
こととなる。この場合にもツェナダイオードD3の両端の
電圧が残留電圧として検出回路４に与えられるが、FET5
の両端の電圧は極めて低く残留電圧を低く保つことがで
きる。

尚本実施例はFET5のゲート電圧を固定するためにツェナ
ダイオードD4を用いているが、トランジスタTr3のコレ
クタを直接FET5のゲートに接続してもよく、又検出回路
４の検出出力によって直接FET5を制御することもでき
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例による二線式電子スイッチの
回路図、第２図は従来の二線式電子スイッチの一例を示
す回路図である。 1,2……入力端子、３……ダイオードブリッジ、４……
検出回路、５……FET、６……電源、D1〜D3……ツェナ
ダイオード、R1〜R4……抵抗、Tr1〜Tr3……トランジス
タ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】負荷及び電源に直列に接続されて負荷への
   電力供給を制御する二線式電子スイッチであって、 前記電子スイッチの入力端に接続されたダイオードブリ
   ッジと、 前記ダイオードブリッジの正負両端間に直列に接続され
   たツェナダイオード及びスイッチング用の電界効果型ト
   ランジスタと、 電源端が前記ツェナダイオードの両端に接続され、検知
   出力によって前記電界効果型トランジスタを動作させる
   検出回路と、を具備することを特徴とする二線式電子ス
   イッチ。
2. 【請求項２】前記検出回路は、スイッチング用トランジ
   スタを介して前記電界効果型トラジスタを制御すること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の二線式電子ス
   イッチ。
3. 【請求項３】前記電界効果型トランジスタは、エンハン
   スメント型電界効果型トランジスタであることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載の二線式電子スイッチ。