JPH08279736A - 電子スイッチ用制御回路及びこれを適用する電子スイッチ - Google Patents

電子スイッチ用制御回路及びこれを適用する電子スイッチ

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JPH08279736A
JPH08279736A JP7320742A JP32074295A JPH08279736A JP H08279736 A JPH08279736 A JP H08279736A JP 7320742 A JP7320742 A JP 7320742A JP 32074295 A JP32074295 A JP 32074295A JP H08279736 A JPH08279736 A JP H08279736A
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JP
Japan
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switch
control
input
load
electronic
Prior art date
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Pending
Application number
JP7320742A
Other languages
English (en)
Inventor
Jean-Paul Lavieville
ジヤン−ポール・ラビビル
Didier Muller
デイデイエ・ミユレ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Alcatel Lucent SAS
Original Assignee
Alcatel Alsthom Compagnie Generale dElectricite
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Filing date
Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/08Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage
    • H03K17/082Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage by feedback from the output to the control circuit
    • H03K17/0822Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage by feedback from the output to the control circuit in field-effect transistor switches

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  • Electronic Switches (AREA)
  • Medicines That Contain Protein Lipid Enzymes And Other Medicines (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 正常な動作に影響を及ぼさず、集積可能な電
子スイッチ用の制御回路を提供する。 【解決手段】 スイッチ(I)の制御経路は入力部
(E)に入力段(T2、T1)を含み、この入力側は制
御信号入力部(E)に結合され、その出力側はスイッチ
(I)の制御電極に結合される。負荷(C)と制御経路
との間に挿入された保護回路(D1、Z2)は、しきい
値効果構成部品(Z2)と反結合素子(D1)を含む。
この保護回路は、負荷(C)の回路で生じた過電圧の結
果生ずる電流によって導通状態となり、スイッチ(I)
の制御信号に従ってスイッチ(I)に作用するように、
前記入力段(T2、T1)の入力部に結合されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子スイッチ用の
制御回路とこのような制御回路を備えた電子スイッチに
関する。
【0002】
【従来の技術】誘導負荷への給電を頻繁に制御する電子
スイッチが、スイッチの損傷をもたらす危険性のある過
電圧に際して、スイッチの遮断と負荷給電回路の開放を
受けることはよく知られている。
【0003】「PCIMヨーロッパ」誌の1993年1
1/12月号に発表されたA・アルダーマンの論文「集
積化の利点」に、この問題の解決法が見られる。それは
図1に示されている。
【0004】この図では、スイッチの制御入力部Eは、
入力適合抵抗R1を介して「プッシュプル」型入力段を
構成する二つの電界効果トランジスタC1、C2のゲー
トに向かっている。この二つのトランジスタは、制限抵
抗(resistancelimitatrice)R
2としきい電圧10Vのツェナー・ダイオードZ1によ
って正電源VCCから派生する連続分極源(soure
de polarisation continu
e)と、アースとの間に直列に配置されている。この入
力段の二つのトランジスタの共通点は、入力部Eの状態
がトランジスタC1またはトランジスタC2が飽和する
ような状態のとき、ツェナー・ダイオードZ1の端子に
発生した10Vの電圧、またはアース電圧を近くのトラ
ンジスタのしきい値に供給する。この共通点の電圧は、
抵抗R3とR4によって形成されたブリッジによって分
割され、点Gにおいて使用可能となり、こうして飽和又
は遮断されたスイッチIのゲートを制御し、前者の場合
には負荷Cに給電する。スイッチIが遮断される瞬間
に、常に多少とも誘導性である負荷CはスイッチIのド
レインに過電圧を発生させる。このような過電圧がスイ
ッチを破損させないように、さらに保護回路が設けられ
ている。この保護回路は、ダイオードD1と直列で点D
すなわちスイッチIのドレインと点Gすなわちスイッチ
Iのゲートとの間に接続されたツェナー・ダイオードZ
2から成る。図1では、例として、ツェナー・ダイオー
ドZ2は50Vのしきい値を有する。ダイオードD1
は、スイッチIが導通状態となるように制御されると
き、遮断される。ダイオードD1は、過電圧がツェナー
・ダイオードZ2の50Vの導電率しきい値(seui
l de conductibilite)を超過する
(その固有しきい値以上になる)と、導通状態となり、
その結果生じる電流が抵抗R3とトランジスタC2を流
れる。並列の抵抗R4は、比較的高い値を有することが
でき、ここでは無視できるほどの役割しか果たさない。
ゲート上の電位が十分になると、スイッチIは遮断解除
され、これを通る電流が過電圧を制限する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】保護回路が過電圧の下
で動作するとき、Z2、D1、R3、C2における電流
は、この回路の要素を破損させる危険がないように、指
定された値を超過してはならない。一方、抵抗R3の値
を考慮すると、前記の電流は、スイッチIを導通状態に
するのに十分であるが、スイッチIの破損を起こす危険
がない電圧が得られるものでなければならない。こうし
て抵抗R3の望ましい値が定義される。これは正確に
は、先に述べたようなスイッチIを導通させるための制
御回路が必要となる理由とはならない。従って、抵抗R
3の値は一般に妥協の結果得られるが、この妥協がほと
んど満足できないかアクセスさえできない場合(急な伝
導エッジ(fronts de conductio
n)を得る必要があり、従って高い過電圧が生ずる)が
あり、この場合には、比較的強い電流に耐えることので
きる構成部品(Z2、D1、R3、C2)を採用するこ
とになり、スイッチと同じチップの中にこれらを集積す
ることはもはや不可能であるので、スイッチと制御回路
のセットのコストは高くなる。
【0006】本発明は、この問題の解決をもたらすもの
である。
【0007】したがって本発明は、過電圧保護回路がス
イッチの制御回路の正常な動作条件にほとんど影響を及
ぼさず、にもかかわらず過電圧の存在下で、集積可能な
ほど十分に小さいエネルギーしか消費しない構成部品を
含む、電子スイッチ用の制御回路を目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】この目的は、負荷に給電
する電子スイッチ用の制御回路であって、制御信号入力
部とスイッチ制御電極との間に延びるスイッチ制御経路
を備え、この制御経路が入力側に入力段を含み、この入
力側が前記の制御信号入力部に結合され、その出力側は
電子スイッチの制御電極に結合され、さらに前記負荷と
前記制御経路との間に挿入された保護回路を備え、この
保護回路はしきい値効果素子と反結合素子を含み、また
前記負荷で生じた過電圧の結果生ずる電流によって導通
状態となる、制御回路によって達成される。本発明によ
れば、この保護回路は、前記のスイッチの制御信号に従
ってスイッチに作用するように、前記入力段の入力側に
結合されている。
【0009】このようにして、過電圧はもはや直接にス
イッチを制御しないが、入力段がそれを制御し、これに
よって実際に、過電圧によって生じる電流に関する制約
が除かれる。
【0010】入力段の前記入力側が、保護回路の素子を
保護するような値のインピーダンスを有することが好ま
しい。
【0011】このインピーダンスの決定は、これが高い
値でもよく、従ってこのスイッチの制御回路の機能的特
徴に対するその影響は無視できるので、簡単である。
【0012】本発明の様々な目的と特性は、添付の図面
を参照して非限定的な例として挙げた本発明の実施例に
ついての以下の説明によって、さらに明確に理解されよ
う。
【0013】
【発明の実施の形態】図2の概略図では、図1にもあっ
てその機能が同じ要素については同じ参照記号を付け
た。
【0014】したがって、スイッチ制御入力部E、スイ
ッチI、及びツェナー・ダイオードZ2と反結合ダイオ
ードD1からなる保護回路が示されている。
【0015】入力部Eは、PNP型制御トランジスタT
5のベースに接続され、このトランジスタのエミッタは
電位V+に直接接続され、一方、抵抗R9によって電位
V−に分極されたそのコレクタは「プッシュプル」段の
入力側Hを直接制御し、この「プッシュプル」段は二つ
のトランジスタ、すなわち図1の入力段と類似のNPN
型T2とPNP型T1を含み、この段は抵抗R2を介し
てスイッチIのゲートGを制御する。
【0016】反結合ダイオードD1とツェナー・ダイオ
ードZ2を含む保護回路は、スイッチIの制御回路に結
合され、より正確には、「プッシュプル」段の入力側H
すなわちトランジスタT2、T1のベースに結合されて
いる。この回路は、トランジスタT2を導通させトラン
ジスタT1を遮断する方向、すなわちスイッチIを導通
させる方向に、抵抗R9中に電流を通し、トランジスタ
T2、T1のベースに作用する電圧を発生させる。
【0017】次に、この制御回路とスイッチIの動作に
ついて説明する。
【0018】入力部Eの電位が電位V+よりも十分に低
くなると、制御トランジスタT5は飽和し、ほぼトラン
ジスタT2、T1のベースに電圧V+を供給する。トラ
ンジスタT2は飽和し、そのためスイッチIの制御ゲー
トにかかる電位が同じくほぼV+に固定される。抵抗R
2の値は、「プッシュプル」段の出力をスイッチIの入
力に適応させる必要がある他は、自由に決定することが
でき、特に必要ぎりぎりの低い値にすることができる。
スイッチIの制御ゲートはV+近くの電位にあり、この
制御ゲートが作用する基準となる基準電圧(例えば、電
界効果装置の基板のアース)を考慮すると、このスイッ
チIは最適の条件で導通状態、または閉鎖状態となる。
負荷Cは給電され、すなわちアースに接続され、入力部
Eが同じ正のレベルにある限りはその状態に保たれる。
【0019】入力部Eが電位V+に印加されると、制御
トランジスタT5は遮断され、それによって電位V+の
トランジスタT2、T1のベースが絶縁される。スイッ
チIの入力容量に存在する負荷は、導通状態のトランジ
スタT1を通じて電位V−に排出され、これによってス
イッチIが急速かつ効果的に遮断され、負荷Cがアース
から分離される。トランジスタT2、T1の電流利得は
非常に高くなり(必要な場合には、トランジスタT2、
T1のそれぞれにダーリントン対を使用することができ
る)、これによって、抵抗R9は非常に高い値を有する
ことができる。抵抗R2の値は重要ではない。
【0020】しかし、同時に、負荷Cにおける電流の減
少により点Dで過電圧が生じる。この過電圧は一般に負
荷に通じている導体のインダクタンスに起因するもの
で、負荷自体は、それが誘導性である場合には、過電圧
に対して個別に保護することができる。この過電圧は、
スイッチIがdi/dtで表される高い遮断容量を有す
るほど高くなる。したがって過電圧は、スイッチIが破
損するほどの値にも達する可能性がある。
【0021】この過電圧が、抵抗R9の端子の残留電圧
から上昇してダイオードD1、Z2の累積しきい値を超
過すると、ツェナー・ダイオードは導通状態となり、ト
ランジスタT2、T1のベースに電流が供給されて、第
1トランジスタを導通させ、第2トランジスタを遮断し
て、それにより入力部Eにおける制御信号に応答してト
ランジスタT5によって供給される電流に従って、スイ
ッチIは導電状態になる。同様にして同じく効果的に、
負荷における電流の急激な減少が停止される。したがっ
て負荷Cの回路のインダクタンスが一定電圧の下で放電
するので、電流減少勾配は、線形になる。当業者は、ツ
ェナー・ダイオードZ2のしきい電圧を適切な値に選択
して、この好ましい速度勾配をもたらし、従ってスイッ
チIの制御回路に影響を及ぼすことなく、D1、Z2、
R9における電流を管理し、容認できる値に限定できる
ように、抵抗R9の値を決定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来形式の電子スイッチ用の制御回路の原理を
示す概略図である。
【図2】本発明による電子スイッチ用の制御回路の原理
を示す概略図である。
【符号の説明】
D ダイオード E 入力部 G ゲート H 入力側 I スイッチ R 抵抗 T トランジスタ VCC 正電源 Z ツェナー・ダイオード
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 デイデイエ・ミユレ フランス国、91190・ジフ・シユル・イベ ツト、リユ・ドウ・シユブリー、5

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 負荷(C)に給電する電子スイッチ
    (I)用の制御回路であって、制御信号入力部(E)と
    スイッチ(I)の制御電極との間にスイッチ制御経路を
    備え、前記制御経路が入力側(H)にプッシュプル型入
    力段(T2、T1)を含み、この入力側(H)が前記制
    御信号入力部(E)に結合され、その出力側は電子スイ
    ッチ(I)の制御電極(G)に結合され、さらに前記負
    荷(C)と前記制御経路との間に挿入された保護回路
    (D1、Z2)を備え、前記保護回路がしきい値効果素
    子(Z2)と反結合素子(D1)を含み、また前記負荷
    (C)の回路で生じた過電圧の結果生ずる電流によって
    導通状態となり、前記保護回路が、前記スイッチ(I)
    の制御信号に従ってスイッチ(I)に作用するように、
    前記入力段(T2、T1)の入力側に結合されているこ
    とを特徴とする、電子スイッチ(I)用制御回路。
  2. 【請求項2】 前記入力段の入力側が、保護回路(D
    1、Z2)の素子を保護するような値のインピーダンス
    (R9)を有することを特徴とする、請求項1に記載の
    制御回路。
JP7320742A 1994-12-09 1995-12-08 電子スイッチ用制御回路及びこれを適用する電子スイッチ Pending JPH08279736A (ja)

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FR9414822A FR2728117B1 (fr) 1994-12-09 1994-12-09 Circuit de commande pour interrupteur electronique et interrupteur en faisant application
FR9414822 1994-12-09

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EP (1) EP0716508A1 (ja)
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FR2728117B1 (fr) 1997-01-10
FR2728117A1 (fr) 1996-06-14
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