JPH07114351B2 - Overcurrent protection circuit - Google Patents
Overcurrent protection circuitInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、信号を受けて出力電流の断続を行うトラン
ジスタを有し、短絡等の過負荷により過大な出力電流が
流れた場合にトランジスタを保護する過電流保護回路に
関する。Description: [Industrial field of application] The present invention has a transistor that receives and interrupts an output current, and uses a transistor when an excessive output current flows due to an overload such as a short circuit. The present invention relates to an overcurrent protection circuit for protection.
トランジスタの過電流保護回路には、従来から次の３つ
の方式がよく使用されている。そのいずれもがトランジ
スタのコレクタまたはエミッタ側に、過電流を検知する
抵抗を直列に接続する構成を有している。Conventionally, the following three methods are often used for the transistor overcurrent protection circuit. Each of them has a structure in which a resistor for detecting an overcurrent is connected in series to the collector or emitter side of the transistor.
第１の方式は、いわゆる電流制限形と呼ばれている方式
であり、過電流が流れた際に増設されたトランジスタに
よって出力電流を一定に制限し、トランジスタの破損を
防止する。第２の方式は、いわゆる電流遮断形と呼ばれ
ている方式であり、過電流が流れた際にサイリスタによ
って出力電流を遮断し、トランジスタに電流が流れるの
を防止する。第３の方式は通常、ホールドバック形と呼
ばれている方式であり、過電流の検知後トランジスタに
流れる平均電流を減少させ過電流が流れないようにす
る。The first method is a so-called current limiting method, and when an overcurrent flows, the output current is limited to a constant value by an additional transistor to prevent the transistor from being damaged. The second method is a so-called current cutoff method, in which an output current is cut off by a thyristor when an overcurrent flows to prevent the current from flowing through the transistor. The third method is generally called a holdback method, and reduces the average current flowing through the transistor after detecting the overcurrent so that the overcurrent does not flow.
ところが、上記３つの方式にはそれぞれ以下に述べるよ
うな問題点が存在していた。まず、第１の方式は、過電
流の検知後出力電流をある一定の値に制限するに過ぎな
いため、予定された以上の電圧が印加され過大な過電流
が流れると、トランジスタの破損を招来してしまう。第
２の方式は、トランジスタの完璧な保護は達成できるの
だが、過電流の検知後出力電流が遮断されるので、一旦
回路全体の出力を停止させ初期状態に復帰させる必要が
あり、連続した動作ができない。また、サイリスタ自体
の誤動作を防止するための手段を過電流保護回路に設け
ねばならない。第３の方式は、前記２つの方式と比較す
ると優れた面が多いのだが、この方式を用いるためには
従来は集積回路を用いたりしなければならず、過電流保
護回路自身の規模の大型化，複雑化を招いていた。However, each of the above three methods has the following problems. First, the first method only limits the output current to a certain value after the detection of the overcurrent. Therefore, when a voltage higher than a predetermined voltage is applied and an excessive overcurrent flows, the transistor is damaged. Resulting in. The second method can achieve perfect protection of the transistor, but since the output current is cut off after detecting the overcurrent, it is necessary to temporarily stop the output of the entire circuit and restore the initial state. I can't. In addition, means for preventing malfunction of the thyristor itself must be provided in the overcurrent protection circuit. The third method has many advantages in comparison with the above two methods, but in order to use this method, it has conventionally been necessary to use an integrated circuit, and the overcurrent protection circuit itself has a large scale. It became complicated and complicated.
この発明は短絡等の過負荷により過電流が流れた場合
に、トランジスタの破損を防止するとともに正常な状況
に復元した際に即座に初期状態に復帰する機能を有し、
かつ、回路構成が簡単で小型化された過電流保護回路を
提供することを目的とする。This invention has a function of preventing damage to a transistor and immediately returning to an initial state when a normal state is restored when an overcurrent flows due to an overload such as a short circuit,
Moreover, it is an object of the present invention to provide an overcurrent protection circuit having a simple circuit configuration and a reduced size.
上記問題点を解決し、この目的を達成するための具体的
手段は、信号を受けて出力電流の断続を行う第１のトラ
ンジスタと、この第１のトランジスタのエミッタに接続
された電流検知素子と、エミッタが第１のトランジスタ
のエミッタに接続され、かつ、コレクタが第１の抵抗を
介して基準電圧に接続され、前記電流検知素子の検知す
る電流に基づいて導通、遮断する第２のトランジスタ
と、ベースが該第２のトランジスタのコレクタに接続さ
れ、かつ、コレクタが第１のトランジスタのベースに接
続され、かつ、エミッタが接地され、該第２のトランジ
スタの導通、遮断に基づいて第１のトランジスタへの前
記信号の供給の断続を行う第３のトランジスタと、一端
が前記第２のトランジスタのベースに接続され他端が接
地された第２の抵抗と、基準電圧と前記第２のトランジ
スタのベース間に接続された第３の抵抗と、前記第２の
トランジスタのベースと前記第１のトランジスタのベー
スの間に接続されたコンデンサとにより、前記出力電流
が過大になった時に、前記第２のトランジスタの導通ま
での時間及び、遮断までの時間を第２の抵抗、第３の抵
抗、及びコンデンサの時定数によって制御して、第１の
トランジスタを間欠的に断続するようにしたことであ
る。The specific means for solving the above problems and achieving this object are a first transistor that receives a signal and interrupts the output current, and a current detection element connected to the emitter of the first transistor. A second transistor whose emitter is connected to the emitter of the first transistor and whose collector is connected to the reference voltage via the first resistor, and which conducts and cuts off based on the current detected by the current detection element. , The base is connected to the collector of the second transistor, the collector is connected to the base of the first transistor, and the emitter is grounded. A third transistor for connecting and disconnecting the signal to the transistor, and a second resistor having one end connected to the base of the second transistor and the other end grounded. A third resistor connected between the reference voltage and the base of the second transistor, and a capacitor connected between the base of the second transistor and the base of the first transistor, When the voltage becomes excessive, the time until the second transistor is turned on and the time before the second transistor is cut off are controlled by the time constants of the second resistor, the third resistor, and the capacitor to intermittently turn on the first transistor. That is, I decided to intermittently do so.
この発明は前述のような手段を採ったので、次のような
作用がもたらされる。第１のトランジスタが信号を受け
て動作状態にある。第２のトランジスタは、信号の有無
に拘わらず動作状態にある。この時第１のトランジスタ
に過電流が流れると、この過電流を電流検知素子が検知
する。すると、第２のトランジスタは非動作状態に移行
する。これに基づいて第３のトランジスタは動作状態に
移行し、これを受けて、第１のトランジスタへの信号の
伝達が断絶される。よって第１のトランジスタは非動作
状態に移行し、過電流によるトランジスタの破損が免れ
る。Since the present invention employs the above-mentioned means, the following effects are brought about. The first transistor receives the signal and is in an operating state. The second transistor is operating regardless of the presence or absence of a signal. At this time, if an overcurrent flows through the first transistor, the current detection element detects this overcurrent. Then, the second transistor shifts to the non-operating state. Based on this, the third transistor shifts to the operating state, and in response to this, the transmission of the signal to the first transistor is cut off. Therefore, the first transistor shifts to a non-operating state, and damage to the transistor due to overcurrent is avoided.
信号の伝達が断絶されたので、コンデンサは放電を開始
する。これにより第２のトランジスタは動作状態に移行
し、第１のトランジスタへの信号の伝達を再開する。こ
の信号によりコンデンサは充電を開始する。この時に過
電流が依然として第１のトランジスタに流れていると、
前述したような過程で第１のトランジスタが非動作状態
に移行する。この場合にコンデンサの充電の期間中、第
１のトランジスタは強制的に動作状態を継続する。以下
過電流が流れ続ける間、第１のトランジスタの動作・非
動作状態が反復される。但し、動作状態にある期間は極
めて短いので、第１のトランジスタに流れる平均電流は
トランジスタの破損を招来する程ではない。Since the transmission of the signal is cut off, the capacitor starts discharging. As a result, the second transistor shifts to the operating state, and signal transmission to the first transistor is restarted. This signal causes the capacitor to start charging. If the overcurrent is still flowing through the first transistor at this time,
In the process as described above, the first transistor shifts to the non-operating state. In this case, the first transistor is forced to continue operating during the charging of the capacitor. Thereafter, the operating / non-operating state of the first transistor is repeated while the overcurrent continues to flow. However, since the period of the operating state is extremely short, the average current flowing through the first transistor is not enough to cause damage to the transistor.
この発明を、以下１実施例に基づいて詳細に説明する。
この発明に係る過電流保護回路は、第１図に示すような
構成である。信号が伝達される端子１に、第１のトラン
ジスタTr1のベースが接続されている。このトランジス
タTr1のコレクタには、負荷（図示省略）に接続された
端子２が接続されている。エミッタには他端が接地され
た、電流検知素子である抵抗R1が接続されている。ま
た、このエミッタには第２のトランジスタTr2のエミッ
タが接続されている。このトランジスタTr2のコレクタ
は、抵抗R5を介して基準電源３に接続されている。ま
た、このコレクタには抵抗R6を介して第３のトランジス
タTr3のベースが接続されている。このトランジスタTr3
のコレクタは端子１に接続され、エミッタは接地されて
いる。第２のトランジスタTr2のベースは、抵抗R3を介
して基準電源３に接続されるとともに、抵抗R7,R4およ
びダイオードD1を介して接地されている。このダイオー
ドD1は温度変化が生じた場合に、第２のトランジスタTr
2のベース・エミッタ間電圧の変化を補償するために設
けられている。抵抗R7と抵抗R4の接続点には、他端が端
子１に接続されたコンデンサC1が接続されている。ま
た、端子１には他端が接地された抵抗R2も接続されてい
る。The present invention will be described in detail below based on an embodiment.
The overcurrent protection circuit according to the present invention has a structure as shown in FIG. The base of the first transistor Tr 1 is connected to the terminal 1 to which a signal is transmitted. A terminal 2 connected to a load (not shown) is connected to the collector of the transistor Tr 1 . The emitter is connected to a resistor R 1 which is a current detection element and has the other end grounded. The emitter of the second transistor Tr 2 is connected to this emitter. The collector of the transistor Tr 2 is connected to the reference power source 3 via the resistor R 5 . Further, the base of the third transistor Tr 3 is connected to this collector via a resistor R 6 . This transistor Tr 3
Has its collector connected to terminal 1 and its emitter grounded. The base of the second transistor Tr 2 is connected to the reference power supply 3 via the resistor R 3 and is also grounded via the resistors R 7 and R 4 and the diode D 1 . This diode D 1 is the second transistor Tr when the temperature changes.
It is provided to compensate for the change in the base-emitter voltage of 2 . The capacitor C 1 whose other end is connected to the terminal 1 is connected to the connection point of the resistors R 7 and R 4 . A resistor R 2 whose other end is grounded is also connected to the terminal 1.
次に、この実施例の動作を説明する。端子１に信号が伝
達されると第１のトランジスタTr1が動作し、端子２に
接続された負荷に出力電流を流す。この状態において、
短絡等により過負荷が掛かり過電流がトランジスタTr1
に流れると、トランジスタTr1のエミッタと抵抗R1の接
続点の電位（Ｂ点の電位）が上昇し、以下のような正帰
還ループが形成される。Next, the operation of this embodiment will be described. When the signal is transmitted to the terminal 1, the first transistor Tr 1 operates and the output current flows through the load connected to the terminal 2. In this state,
Overcurrent transistor takes overloaded with short-circuit, etc. Tr 1
, The potential at the connection point between the emitter of the transistor Tr 1 and the resistor R 1 (potential at point B) rises, and the following positive feedback loop is formed.
『第２のトランジスタTr2のベース・エミッタ間電圧が
小さくなり、トランジスタTr2が非動作状態を指向する
→抵抗R5とトランジスタTr2のコレクタの接続点の電位
（Ｃ点の電位）が上昇し、第３のトランジスタTr3が動
作状態を指向する→コンデンサC1と端子１の接続点の電
位（Ｄ点の電位）が下降する→コンデンサC1により第２
のトランジスタTr2のベース電位（Ａ点の電位）が下降
する→トランジスタTr2が非動作状態を指向する』 そして、第２のトランジスタTr2は非動作状態に瞬時に
移行する。同時に、第３のトランジスタTr3が動作状態
に移行するとともに、第１のトランジスタTr1が非動作
状態に移行する。“The voltage between the base and emitter of the second transistor Tr 2 becomes smaller, and the transistor Tr 2 tends to be in the non-operating state. → The potential at the connection point between the resistor R 5 and the collector of the transistor Tr 2 (potential at C point) rises. Then, the third transistor Tr 3 directs the operating state → the potential at the connection point between the capacitor C 1 and the terminal 1 (potential at the point D) decreases → the second by the capacitor C 1
, The base potential of the transistor Tr 2 (potential at the point A) decreases → the transistor Tr 2 is directed to the non-operating state ”, and the second transistor Tr 2 instantaneously shifts to the non-operating state. At the same time, the third transistor Tr 3 shifts to the operating state and the first transistor Tr 1 shifts to the non-operating state.
この状態において、第２図（ａ）に示すように、Ａ点の
電位ニは抵抗R4と抵抗７の接続点にコンデンサC1が接続
されていない場合と比較し負の電位となるので、コンデ
ンサC1は蓄積された電荷の放電を抵抗R3を経由して、
C1,R3およびR7で定まる時定数に基づき開始する。Ａ点
の電位が第２のトランジスタTr2が動作状態に移行する
電位まで上昇すると、トランジスタTr2が動作を開始す
る。するとＣ点の電位が下降し、第３のトランジスタTr
3が非動作状態に移行する。よって信号の伝達が再開さ
れるのでＤ点の電位が上昇し、コンデンサC1は抵抗R4お
よびダイオードD1を経由して急激に充電される。この充
電開始とともにＡ点の電位が上昇するので第１のトラン
ジスタTr1は動作状態に移行し、充電時間中第１のトラ
ンジスタTr1は、第２図（ｂ）に示すように強制的に動
作状態イにある。In this state, as shown in FIG. 2 (a), the potential D at the point A becomes a negative potential as compared with the case where the capacitor C 1 is not connected to the connection point between the resistor R 4 and the resistor 7 , The capacitor C 1 discharges the accumulated charge via the resistor R 3 ,
Start based on the time constant determined by C 1 , R 3 and R 7 . When the potential at the point A rises to the potential at which the second transistor Tr 2 shifts to the operating state, the transistor Tr 2 starts operating. Then, the potential at point C drops, and the third transistor Tr
3 goes to inactive state. As a result, signal transmission is restarted and the potential at point D rises, and the capacitor C 1 is rapidly charged via the resistor R 4 and the diode D 1 . Since the potential at the point A rises with the start of this charging, the first transistor Tr 1 shifts to the operating state, and the first transistor Tr 1 is forcibly operated during the charging time as shown in FIG. 2 (b). It is in state a.
この第１のトランジスタTr1の動作状態イにおいて、依
然として過電流が流れていると前述したような正帰還ル
ープが形成され、即時にトランジスタTr1は非動作状態
ロに移行する。この際、過電流が流れていなければ正常
な動作状態ハを維持する。When the overcurrent is still flowing in the operating state a of the first transistor Tr 1, the positive feedback loop as described above is formed, and the transistor Tr 1 immediately shifts to the non-operating state b. At this time, if no overcurrent is flowing, the normal operating state C is maintained.
この実施例においては抵抗R7を設けたが、必須の構成要
素ではない。また、温度補償用ダイオードD1の代わりに
トランジスタを用いても良い。いずれを用いたにせよ、
温度変化に対して動作安定性が良く確実な過電流保護を
成しうる。Although the resistor R 7 is provided in this embodiment, it is not an essential component. A transistor may be used instead of the temperature compensating diode D 1 . Whichever you use,
The operation stability is good against temperature change and reliable overcurrent protection can be achieved.
以上の説明から明らかなように、この発明は、信号を受
けて出力電流の断続を行う第１のトランジスタと、この
第１のトランジスタのエミッタに接続された電流検知素
子と、エミッタが第１のトランジスタのエミッタに接続
され、かつ、コレクタが第１の抵抗を介して基準電圧に
接続され、前記電流検知素子の検知する電流に基づいて
導通、遮断する第２のトランジスタと、ベースが該第２
のトランジスタのコレクタに接続され、かつ、コレクタ
が第１のトランジスタのベースに接続され、かつ、エミ
ッタが接地され、該第２のトランジスタの導通、遮断に
基づいて第１のトランジスタへの前記信号の供給の断続
を行う第３のトランジスタと、一端が前記第２のトラン
ジスタのベースに接続され他端が接地された第２の抵抗
と、基準電圧と前記第２のトランジスタのベース間に接
続された第３の抵抗と、前記第２のトランジスタのベー
スと前記第１のトランジスタのベースの間に接続された
コンデンサとにより、前記出力電流が過大になった時
に、前記第２のトランジスタの導通までの時間及び、遮
断までの時間を第２の抵抗、第３の抵抗、及びコンデン
サの時定数によって制御して、第１のトランジスタを間
欠的に断続するようにしたことである。第１のトランジ
スタに流れる平均電流を減少することができ、発熱によ
るトランジスタの破損を防止することができる。As is apparent from the above description, according to the present invention, the first transistor for receiving and interrupting the output current, the current detecting element connected to the emitter of the first transistor, and the first emitter are provided. A second transistor connected to the emitter of the transistor and having a collector connected to the reference voltage via the first resistor to conduct and cut off based on the current detected by the current detection element, and the base to the second transistor.
Of the signal connected to the collector of the first transistor, the collector connected to the base of the first transistor, and the emitter grounded. A third transistor for connecting and disconnecting the supply, a second resistor having one end connected to the base of the second transistor and the other end grounded, and a third transistor connected between the reference voltage and the base of the second transistor. A third resistor and a capacitor connected between the base of the second transistor and the base of the first transistor prevent the second transistor from becoming conductive when the output current becomes excessive. The time and the time until interruption are controlled by the time constants of the second resistor, the third resistor, and the capacitor so that the first transistor is intermittently interrupted. Is that the. The average current flowing through the first transistor can be reduced and damage to the transistor due to heat generation can be prevented.
第１図はこの発明に係る過電流保護回路の１実施例の回
路図、 第２図（ａ）はこの回路のＡ点の動作波形図、 第２図（ｂ）はこの回路のＢ点の動作波形図である。 Tr1……第１のトランジスタ、Tr2……第２のトランジス
タ、R1……抵抗（電流検知素子）、C1……コンデンサ、
D1……ダイオード。FIG. 1 is a circuit diagram of an embodiment of an overcurrent protection circuit according to the present invention, FIG. 2 (a) is an operation waveform diagram of point A of this circuit, and FIG. 2 (b) is a diagram of point B of this circuit. It is an operation waveform diagram. Tr 1 ...... First transistor, Tr 2 ...... Second transistor, R 1 ...... Resistance (current sensing element), C 1 ...... Capacitor,
D 1 ... Diode.
Claims (2)
トランジスタと、 この第１のトランジスタのエミッタに接続された電流検
知素子と、 エミッタが第１のトランジスタのエミッタに接続され、
かつ、コレクタが第１の抵抗を介して基準電圧に接続さ
れ、前記電流検知素子の検知する電流に基づいて導通、
遮断する第２のトランジスタと、 ベースが該第２のトランジスタのコレクタに接続され、
かつ、コレクタが第１のトランジスタのベースに接続さ
れ、かつ、エミッタが接地され、該第２のトランジスタ
の導通、遮断に基づいて第１のトランジスタへの前記信
号の供給の断続を行う第３のトランジスタと、 一端が前記第２のトランジスタのベースに接続され他端
が接地された第２の抵抗と、 基準電圧と前記第２のトランジスタのベース間に接続さ
れた第３の抵抗と、 前記第２のトランジスタのベースと前記第１のトランジ
スタのベースの間に接続されたコンデンサとを有し、 前記出力電流が過大になった時に、前記第２のトランジ
スタの導通までの時間及び、遮断までの時間を、第２の
抵抗、第３の抵抗及びコンデンサの時定数によって制御
し、第１のトランジスタを間欠的に断続することを特徴
とする過電流保護回路。1. A first transistor which receives a signal to interrupt the output current, a current sensing element connected to the emitter of the first transistor, and an emitter connected to the emitter of the first transistor,
Moreover, the collector is connected to the reference voltage via the first resistor, and the collector is conductive based on the current detected by the current detecting element,
A second transistor for blocking, a base connected to the collector of the second transistor,
A collector is connected to the base of the first transistor, an emitter is grounded, and the third transistor performs a connection / disconnection of the signal to the first transistor based on conduction / interruption of the second transistor. A transistor; a second resistor having one end connected to the base of the second transistor and the other end grounded; a third resistor connected between a reference voltage and the base of the second transistor; A capacitor connected between the base of the second transistor and the base of the first transistor, and when the output current becomes excessive, An overcurrent protection circuit characterized in that the time is controlled by a time constant of a second resistor, a third resistor and a capacitor, and the first transistor is intermittently interrupted.
た特許請求の範囲第１項記載の過電流保護回路。2. The overcurrent protection circuit according to claim 1, wherein the second resistor is grounded via a diode.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP61087528A JPH07114351B2 (en) | 1986-04-16 | 1986-04-16 | Overcurrent protection circuit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61087528A JPH07114351B2 (en) | 1986-04-16 | 1986-04-16 | Overcurrent protection circuit |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62243418A JPS62243418A (en) | 1987-10-23 |
| JPH07114351B2 true JPH07114351B2 (en) | 1995-12-06 |
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Family Applications (1)
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Families Citing this family (1)
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Family Cites Families (1)
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|---|---|---|---|---|
| DE3121754C1 (en) * | 1981-06-01 | 1982-12-09 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Circuit breaker with a field effect transistor |
-
1986
- 1986-04-16 JP JP61087528A patent/JPH07114351B2/en not_active Expired - Fee Related
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| JPS62243418A (en) | 1987-10-23 |
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