JPS6084915A - 電子スイツチの保護回路 - Google Patents
電子スイツチの保護回路Info
- Publication number
- JPS6084915A JPS6084915A JP19292383A JP19292383A JPS6084915A JP S6084915 A JPS6084915 A JP S6084915A JP 19292383 A JP19292383 A JP 19292383A JP 19292383 A JP19292383 A JP 19292383A JP S6084915 A JPS6084915 A JP S6084915A
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- JP
- Japan
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- circuit
- protection circuit
- thyristor
- electronic switch
- load
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
発明の分野
本発明は負荷と電源間に直列に接続され検知出力に基づ
いて直接負荷を制御するように構成されている二線式の
光電スイッチや近接スイ°ンチ等の電子スイッチの負荷
短絡時、又は過電流時における開閉素子の保護回路に関
するものである。
いて直接負荷を制御するように構成されている二線式の
光電スイッチや近接スイ°ンチ等の電子スイッチの負荷
短絡時、又は過電流時における開閉素子の保護回路に関
するものである。
従来技術とその問題点
負荷を直接制御するように構成されている光電スイッチ
や近接スイッチ等の二線式電子スイッチは、検知部とサ
イリスク等のスイッチング素子とを有し、検知出力に基
づいてスイッチング素子が駆動され負荷への電力の供給
が制御されるよう構成されている。ところで事故によっ
て負荷が内部短絡状態となった場合や誤って負荷を接続
することなく電源を直接電子スイッチに接続することが
ある。そのような場合にスイッチング素子が閉成される
と、スイッチング素子に短絡した大電流が流れるため素
子が破壊されたり場合によっては爆発することがあり、
人体や周囲の物を損傷する忽れがあった。
や近接スイッチ等の二線式電子スイッチは、検知部とサ
イリスク等のスイッチング素子とを有し、検知出力に基
づいてスイッチング素子が駆動され負荷への電力の供給
が制御されるよう構成されている。ところで事故によっ
て負荷が内部短絡状態となった場合や誤って負荷を接続
することなく電源を直接電子スイッチに接続することが
ある。そのような場合にスイッチング素子が閉成される
と、スイッチング素子に短絡した大電流が流れるため素
子が破壊されたり場合によっては爆発することがあり、
人体や周囲の物を損傷する忽れがあった。
コノヨうな問題点を解消するためにスイッチング素子に
直列に過電流検出用の低抵抗を設け、その抵抗の両端の
電圧が一定値以上となれば短絡保護回路を動作させてス
イッチング素子を開放するように制御する種々の保護回
路が提案されている。
直列に過電流検出用の低抵抗を設け、その抵抗の両端の
電圧が一定値以上となれば短絡保護回路を動作させてス
イッチング素子を開放するように制御する種々の保護回
路が提案されている。
しかしこのような保護回路はいずれも電流検出用端子や
検知部の出力に端子を接続しておく必要があり、スイッ
チの各回路部と一体に構成してお（必要があった。その
ため保護回路の構成が複雑になるというという問題点を
有していた。
検知部の出力に端子を接続しておく必要があり、スイッ
チの各回路部と一体に構成してお（必要があった。その
ため保護回路の構成が複雑になるというという問題点を
有していた。
発明の目的
本発明はこのような従来の保護回路の問題点を解消する
ものであって、電子スイッチに接続し易く容易に用いる
ことができる電子スイッチの短絡保護回路を提供するも
のである。
ものであって、電子スイッチに接続し易く容易に用いる
ことができる電子スイッチの短絡保護回路を提供するも
のである。
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
供給を制御する出力開閉用スイッチング素子を有する電
子スイッチにおいて該負荷及び電源に直列に接続される
電子スイッチの保護回路であって、該保護回路の両端間
に接続され、その間への電圧印加時に導通する電流制限
用トランジスタと過電流検出用抵抗との直列接続体と、
電流制限用トランジスタの制御端子と過電流検出用抵抗
の他端間に接続され、過電流検出用抵抗の両端の電圧に
よってトリガされて電流制限用ｌ−ランジスタを非導通
とするサイリスクと、を具備することを特徴とするもの
である。
供給を制御する出力開閉用スイッチング素子を有する電
子スイッチにおいて該負荷及び電源に直列に接続される
電子スイッチの保護回路であって、該保護回路の両端間
に接続され、その間への電圧印加時に導通する電流制限
用トランジスタと過電流検出用抵抗との直列接続体と、
電流制限用トランジスタの制御端子と過電流検出用抵抗
の他端間に接続され、過電流検出用抵抗の両端の電圧に
よってトリガされて電流制限用ｌ−ランジスタを非導通
とするサイリスクと、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、過電流検出用
抵抗の両端の電圧が一定値以上となれば保護回路が動作
し、サイリスクが駆動される。その後セン置部に供給さ
れる電流によってサイリスクが保持され、保護回路を動
作させ続けることができる。又保護回路自体が二端子回
路として形成されるため部品と同様に扱うことが可能で
あり、種々の機種の電子スイッチに組み込んで容易に使
用することができる。そして電子スイッチの他の回路構
成がどのようなものであってもこの短絡保護回路を負荷
及び電源と直列に接続することによって確実に短絡保護
を行うことが可能である。又多くの電子スイッチに適用
できるため大量生産が可能となり、この保護回路の価格
を低減させることも可能となる。
抵抗の両端の電圧が一定値以上となれば保護回路が動作
し、サイリスクが駆動される。その後セン置部に供給さ
れる電流によってサイリスクが保持され、保護回路を動
作させ続けることができる。又保護回路自体が二端子回
路として形成されるため部品と同様に扱うことが可能で
あり、種々の機種の電子スイッチに組み込んで容易に使
用することができる。そして電子スイッチの他の回路構
成がどのようなものであってもこの短絡保護回路を負荷
及び電源と直列に接続することによって確実に短絡保護
を行うことが可能である。又多くの電子スイッチに適用
できるため大量生産が可能となり、この保護回路の価格
を低減させることも可能となる。
実施例の説明
第１図は本発明による短絡保護回路の一実施例を示す回
路図である。本図において端子Ａ、Ｂ間に電流制限用ト
ランジスタ１と過電流検出用の抵抗Ｒ２とが直列に接続
される。電流制限用トランジスタは例えば電圧によって
駆動でき化５力用の電界効果型トランジスタ（ＭＯＳＦ
ＥＴ）を用いる。端子Ａに接続されるＦＥＴＩのドレイ
ンとゲート間にはＦＥＴＩにバイアスを与えるバイアス
抵抗Ｒ３，Ｒ４が接続され、ゲートと端子Ｂ間にはＦＥ
ＴＩを閉成させるサイリスタ５が接続される。ＦＥＴＩ
のゲート、ソース間には保護用のツェナダイオード６が
接続され、サイリスタ５のゲートには抵抗Ｒ７を介して
過電流検出用の抵抗Ｒ２の一端が接続されている。又抵
抗Ｒ３とＲ４の共通接続点と端子Ｂ間にはサイリスタ５
に保持電流を与えるコンデンサＣ８と保護用のツェナダ
イオード９とが並列に接続されている。このように保護
回路ｌＯは二端子回路網として構成されている。
路図である。本図において端子Ａ、Ｂ間に電流制限用ト
ランジスタ１と過電流検出用の抵抗Ｒ２とが直列に接続
される。電流制限用トランジスタは例えば電圧によって
駆動でき化５力用の電界効果型トランジスタ（ＭＯＳＦ
ＥＴ）を用いる。端子Ａに接続されるＦＥＴＩのドレイ
ンとゲート間にはＦＥＴＩにバイアスを与えるバイアス
抵抗Ｒ３，Ｒ４が接続され、ゲートと端子Ｂ間にはＦＥ
ＴＩを閉成させるサイリスタ５が接続される。ＦＥＴＩ
のゲート、ソース間には保護用のツェナダイオード６が
接続され、サイリスタ５のゲートには抵抗Ｒ７を介して
過電流検出用の抵抗Ｒ２の一端が接続されている。又抵
抗Ｒ３とＲ４の共通接続点と端子Ｂ間にはサイリスタ５
に保持電流を与えるコンデンサＣ８と保護用のツェナダ
イオード９とが並列に接続されている。このように保護
回路ｌＯは二端子回路網として構成されている。
第２図はこの保護回路１０を交流二線式の近接スイッチ
に適用した場合の回路図を示すものである。本図におい
て端子１１．１２間にダイオードブリッジ１３が接続さ
れ、その正負端間にサージ電圧吸収用のツェナダイオー
ド１４が接続される。
に適用した場合の回路図を示すものである。本図におい
て端子１１．１２間にダイオードブリッジ１３が接続さ
れ、その正負端間にサージ電圧吸収用のツェナダイオー
ド１４が接続される。
そしてそのカソード端に前述した保護回路１０の端子Ａ
が接続され、端子Ｂとアース間に負荷りを開閉するサイ
リスタ１−５と定電圧回路１６とが並列に接続される。
が接続され、端子Ｂとアース間に負荷りを開閉するサイ
リスタ１−５と定電圧回路１６とが並列に接続される。
定電圧回路１６はＩＣとして形成されている検知部であ
るセンサ回路１７にトリガ回路１８を介して定電圧を供
給するものである。
るセンサ回路１７にトリガ回路１８を介して定電圧を供
給するものである。
トリガ回路１８にはセンサ回路１７の出力を電流増幅し
てサイリスタ１５にゲート信号を与えるトランジスタ１
９と、電源用のコンデンサを充電するためのトランジス
タ２０とが設けられる。トランジスタ２０はそのヘース
がツェナダイオード２１を介してトランジスタ１９のコ
レクタに接続され、そのコレクタはダイオード２２を介
してセンサ回路エフの電源入力端−Ｖｃｃに接続される
。センサ回路１６の電源端子間には平滑及び電力供給用
のコンデンサＣ２３が接続される。又トランジスタ２０
のコレクタ、エミッタ間には、トランジスタ２０のオフ
時にコンデンサＣ２３を充電してセンサ回路１６に電源
電圧を与えるためのバイパス用抵抗Ｒ２４が接続されて
いる。更にセンサ回路１７には検知用コイル２５とコン
デンサＣ２６との共振回路が接続されている。
てサイリスタ１５にゲート信号を与えるトランジスタ１
９と、電源用のコンデンサを充電するためのトランジス
タ２０とが設けられる。トランジスタ２０はそのヘース
がツェナダイオード２１を介してトランジスタ１９のコ
レクタに接続され、そのコレクタはダイオード２２を介
してセンサ回路エフの電源入力端−Ｖｃｃに接続される
。センサ回路１６の電源端子間には平滑及び電力供給用
のコンデンサＣ２３が接続される。又トランジスタ２０
のコレクタ、エミッタ間には、トランジスタ２０のオフ
時にコンデンサＣ２３を充電してセンサ回路１６に電源
電圧を与えるためのバイパス用抵抗Ｒ２４が接続されて
いる。更にセンサ回路１７には検知用コイル２５とコン
デンサＣ２６との共振回路が接続されている。
さて端子１１．１２間に図示のように交流電源３０と負
荷りとを直列に接続する。そうすれば負荷りに微少電流
が流れ交流電源３０の交流電圧はダイオードブリッジ１
３によって整流され、定電圧回路１６によって所定電圧
の直流電圧に変換され、抵抗Ｒ２４及びダイオード２２
を介してセンサ回路１７に電源が供給されると共にコン
デンサＣ２３が充電される。そしてセンサ回路１７に接
続されている検知コイル２５とコンデンサＣ２６による
共振回路によりセンサ回路１７の発振器が発振し、物体
を検知する動作状態となる。この時サイリスタ１５はオ
フ状態であるが、短絡保護回路１０は抵抗Ｒ３，Ｒ４を
介してＦＥＴＩのゲートにバイアス電圧が与えられるた
めＦＥＴＩはオン状態となっている。そして物体の近接
により発振状態が変化するとセンサ回路１７は出力を出
し、トランジスタ１９がオンとなってサイリスタ１５を
トリガする。そうすればサイリスタ１５がターンオンし
、ダイオードブリッジ１３を介して負荷りに電流が供給
され負荷りが駆動される。以後の各サイクルにおいては
ゼロクロス点を通過するとサイリスタ１５は一旦ターン
オフするが、トランジスタ１９及び２ｏがオン状態とな
りコンデンサＣ２３が急速充電され、ツェナダイオード
２１のツェナ電圧に達すればトランジスタ２ｏがオフと
なり、サイリスタ１５がターンオンする。このようにし
てセンサ回路１７に電源を供給すると共にサイリスタ１
５を位相制御している。
荷りとを直列に接続する。そうすれば負荷りに微少電流
が流れ交流電源３０の交流電圧はダイオードブリッジ１
３によって整流され、定電圧回路１６によって所定電圧
の直流電圧に変換され、抵抗Ｒ２４及びダイオード２２
を介してセンサ回路１７に電源が供給されると共にコン
デンサＣ２３が充電される。そしてセンサ回路１７に接
続されている検知コイル２５とコンデンサＣ２６による
共振回路によりセンサ回路１７の発振器が発振し、物体
を検知する動作状態となる。この時サイリスタ１５はオ
フ状態であるが、短絡保護回路１０は抵抗Ｒ３，Ｒ４を
介してＦＥＴＩのゲートにバイアス電圧が与えられるた
めＦＥＴＩはオン状態となっている。そして物体の近接
により発振状態が変化するとセンサ回路１７は出力を出
し、トランジスタ１９がオンとなってサイリスタ１５を
トリガする。そうすればサイリスタ１５がターンオンし
、ダイオードブリッジ１３を介して負荷りに電流が供給
され負荷りが駆動される。以後の各サイクルにおいては
ゼロクロス点を通過するとサイリスタ１５は一旦ターン
オフするが、トランジスタ１９及び２ｏがオン状態とな
りコンデンサＣ２３が急速充電され、ツェナダイオード
２１のツェナ電圧に達すればトランジスタ２ｏがオフと
なり、サイリスタ１５がターンオンする。このようにし
てセンサ回路１７に電源を供給すると共にサイリスタ１
５を位相制御している。
さて負荷りに過電流が流れたり、又は負荷りを短絡した
場合には保護回路１０とサイリスタ１５に大電流が流れ
る。その時過電流検出用の抵抗Ｒ２の両端間の電圧が所
定値以上となるため、抵抗Ｒ７を介してサイリスタ５が
トリガされてオン状態となる。第３図はＦＥＴＩのゲー
ト・ソース間電圧ＶとＦＥＴＩに流れる電流Ｉを示すも
のである。本図に示すようにツェナダイオード６によっ
て定まる一定電圧以下の電圧Ｖ１でサイリスタ５をオン
させるようにしておく。そうすればサイリスタ５がオン
するとＦＥＴＩのゲート電圧が下がってＦＥＴＩはオフ
状態となり、ダイオードブリッジ１３及びサイリスク１
５を通って流れる短絡電流が遮断される。そしてその交
流の半サイクルが終了してゼロクロス点となれば、保護
回路１０のサイリスタ５を流れる電流は減少する。しか
しコンデンサＣ８によってサイリスク５に保持電流が供
給されるためサイリスタ５はオン状態を続ける。そして
保護回路１０が働いてＦＥＴＩがオフ状態の場合にも保
護回路１ｏの抵抗Ｒ３，Ｒ４及びサイリスタ５を介して
定電圧回路１６に電流が流れ、センサ回路１７に電源が
供給されている。
場合には保護回路１０とサイリスタ１５に大電流が流れ
る。その時過電流検出用の抵抗Ｒ２の両端間の電圧が所
定値以上となるため、抵抗Ｒ７を介してサイリスタ５が
トリガされてオン状態となる。第３図はＦＥＴＩのゲー
ト・ソース間電圧ＶとＦＥＴＩに流れる電流Ｉを示すも
のである。本図に示すようにツェナダイオード６によっ
て定まる一定電圧以下の電圧Ｖ１でサイリスタ５をオン
させるようにしておく。そうすればサイリスタ５がオン
するとＦＥＴＩのゲート電圧が下がってＦＥＴＩはオフ
状態となり、ダイオードブリッジ１３及びサイリスク１
５を通って流れる短絡電流が遮断される。そしてその交
流の半サイクルが終了してゼロクロス点となれば、保護
回路１０のサイリスタ５を流れる電流は減少する。しか
しコンデンサＣ８によってサイリスク５に保持電流が供
給されるためサイリスタ５はオン状態を続ける。そして
保護回路１０が働いてＦＥＴＩがオフ状態の場合にも保
護回路１ｏの抵抗Ｒ３，Ｒ４及びサイリスタ５を介して
定電圧回路１６に電流が流れ、センサ回路１７に電源が
供給されている。
従ってこのセンサ回路１７の消費電流によってサイリス
タ５は保持されコンデンサｃ８が再び充電される。従っ
て各ゼロクロス点ではコンデンサＣ８による放電電流に
より、ゼロクロス点を脱すればセンサ回路１７の消費電
流によってサイリスタ５はオン状態を続けＦＥＴＩをオ
フに保つことができる。従って負荷りやダイオードブリ
ッジ１３゜サイリスタ１５に短絡電流が流れることはな
く、各回路を保護することが可能となる。
タ５は保持されコンデンサｃ８が再び充電される。従っ
て各ゼロクロス点ではコンデンサＣ８による放電電流に
より、ゼロクロス点を脱すればセンサ回路１７の消費電
流によってサイリスタ５はオン状態を続けＦＥＴＩをオ
フに保つことができる。従って負荷りやダイオードブリ
ッジ１３゜サイリスタ１５に短絡電流が流れることはな
く、各回路を保護することが可能となる。
尚本実施例は短絡保護回路を交流二線式の近接スイフチ
に適用したものを示したが、光電スイッチ等、他の二線
式電子スイッチに応用することが可能であることはいう
までもない。又本実施例は電源として交流電源を用いて
いるが、第４図に示すように直流電源３１によるスイッ
チングトランジスタ３２を用いた電子スイッチに本発明
の保護回路を適用することも可能である。この場合には
この保護回路が動作するとＦ Ｅ Ｔ １がオフとなっ
て抵抗Ｒ３，Ｒ４を介してサイリスタ５に保持電流が流
れてサイリスタ５はオン状態を続ける。従ってＦＥＴＩ
は電源を遮断しない限りオンすることはないのでコンデ
ンサＣ８を接続する必要はなくなる。
に適用したものを示したが、光電スイッチ等、他の二線
式電子スイッチに応用することが可能であることはいう
までもない。又本実施例は電源として交流電源を用いて
いるが、第４図に示すように直流電源３１によるスイッ
チングトランジスタ３２を用いた電子スイッチに本発明
の保護回路を適用することも可能である。この場合には
この保護回路が動作するとＦ Ｅ Ｔ １がオフとなっ
て抵抗Ｒ３，Ｒ４を介してサイリスタ５に保持電流が流
れてサイリスタ５はオン状態を続ける。従ってＦＥＴＩ
は電源を遮断しない限りオンすることはないのでコンデ
ンサＣ８を接続する必要はなくなる。
尚本実施例は短絡保護回路のスイッチング素子としてＦ
ＥＴを用いたものを示したが、例えばダーリントン接続
等によってｈｆｅを大きくしたパワートランジスタを用
いることも可能である。
ＥＴを用いたものを示したが、例えばダーリントン接続
等によってｈｆｅを大きくしたパワートランジスタを用
いることも可能である。
第１図は本発明による電子スイッチの保護回路の一実施
例を示す回路図、第２図はその保護回路を交流二線式の
近接スイッチに適用した状態を示す回路図、第３図はＦ
ＥＴＩのゲート・ソース電流に対して流れる電流を示す
グラフ、第４図はこの保護回路を直流電源を用いた電子
スイッチに適用した場合の回路図である。 １−−−−−−−電界効果型トランジスタＦＥＴ ５−
−−−−−サイリスタ Ｃ８−−−−−コンデンサ １
０−−−−−短絡保護回路 １１．１２−・一端子 １
３−−・ダイオードブリッジ １５−−−−−−・サイ
リスク１６−・一定電圧回路 １７−−−−−−−セン
サ回路１８−−−−−−− ）リガ回路 特許出願人 立石電機株式会社 代理人 弁理士 岡本宜喜（他１名）
例を示す回路図、第２図はその保護回路を交流二線式の
近接スイッチに適用した状態を示す回路図、第３図はＦ
ＥＴＩのゲート・ソース電流に対して流れる電流を示す
グラフ、第４図はこの保護回路を直流電源を用いた電子
スイッチに適用した場合の回路図である。 １−−−−−−−電界効果型トランジスタＦＥＴ ５−
−−−−−サイリスタ Ｃ８−−−−−コンデンサ １
０−−−−−短絡保護回路 １１．１２−・一端子 １
３−−・ダイオードブリッジ １５−−−−−−・サイ
リスク１６−・一定電圧回路 １７−−−−−−−セン
サ回路１８−−−−−−− ）リガ回路 特許出願人 立石電機株式会社 代理人 弁理士 岡本宜喜（他１名）
Claims (2)
- （１）負荷及び電源に直列に接続されて負荷への電力供
給を制御する出力開閉用スイッチング素子を有する電子
スイッチにおいて該負荷及び電源に直列に接続される電
子スイッチの保護回路であって、 該保護回路の両端間に接続され、その間への電圧印加時
に導通ずる電流制限用トランジスタと過電流検出用抵抗
との直列接続体と、 前記電流制限用トランジスタの制御端子と前記過電流検
出用抵抗の他端間に接続され、前記過電流検出用抵抗の
両端の電圧によってトリガされて前記電流制限用トラン
ジスタを非導通とするサイリスクと、を具備することを
特徴とする電子スイッチの保護回路。 - （２）前記電流制限用トランジスタは電力用電界効果型
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項記載の電子スイッチの保護回路。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19292383A JPS6084915A (ja) | 1983-10-14 | 1983-10-14 | 電子スイツチの保護回路 |
| AT84112423T ATE49683T1 (de) | 1983-10-14 | 1984-10-15 | Elektronische schaltungsanordnung. |
| DE8484112423T DE3481107D1 (de) | 1983-10-14 | 1984-10-15 | Elektronische schaltungsanordnung. |
| US06/660,675 US4710699A (en) | 1983-10-14 | 1984-10-15 | Electronic switching device |
| EP84112423A EP0147551B1 (en) | 1983-10-14 | 1984-10-15 | Electronic switching device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19292383A JPS6084915A (ja) | 1983-10-14 | 1983-10-14 | 電子スイツチの保護回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6084915A true JPS6084915A (ja) | 1985-05-14 |
Family
ID=16299227
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19292383A Pending JPS6084915A (ja) | 1983-10-14 | 1983-10-14 | 電子スイツチの保護回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6084915A (ja) |
-
1983
- 1983-10-14 JP JP19292383A patent/JPS6084915A/ja active Pending
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