JP2004111413A

JP2004111413A - フォトカプラ回路

Info

Publication number: JP2004111413A
Application number: JP2002267759A
Authority: JP
Inventors: Mitsuhiro Kurimoto; 栗本　光広
Original assignee: Hochiki Corp
Current assignee: Hochiki Corp
Priority date: 2002-09-13
Filing date: 2002-09-13
Publication date: 2004-04-08
Anticipated expiration: 2022-09-13
Also published as: JP4050580B2

Abstract

【課題】消費電流を低減すると同時に応答速度の高いフォトカプラ回路を提供する。
【解決手段】フォトカプラ回路は、発光用駆動素子Ｇ１、２組のフォトカプラ１６，１７及び受光用駆動素子Ｇ２を備える。発光側回路は、２組のフォトカプラ１６，１７のＬＥＤ１６ａ，１７ａを直列接続して一端のアノード側と他端のカソード側の各々を発光用駆動素子Ｇ１の出力に接続すると共に、ＬＥＤ接続間の中点とアースとの間に低抵抗Ｒ０とコンデンサＣ１を直列接続する。受光側回路は、２組のフォトカプラ１６，１７のフォトトランジスタ１６ｂ，１７ｂを直列接続して一端のコレクタ側を電源に接続すると共に他端のエミッタ側をアースに接続し、更にフォトトランジスタ接続間の中点を受光用駆動素子Ｇ２の入力に接続する。
【選択図】　　　　　図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、受信機から引き出された線路に接続される感知器用中継器等で使用される高速伝送用のフォトカプラ回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、Ｒ型として知られた受信機と端末の間でアドレス指定による端末呼出で防災情報を収集して監視する防災監視システムでは、受信機から引き出された線路に端末としての複数の感知器用中継器を接続している。この感知器用中継器からは複数の感知器回線が引き出され、オン、オフ型の火災感知器を接続している。
【０００３】
受信機は感知器用中継器のアドレスを指定して呼出信号を送信し、アドレス一致を判別した感知器用中継器から火災感知器の検出情報を収集して火災を監視している。
【０００４】
感知器用中継器にあっては、受信機側の伝送回線と感知器回線との間を電気的に分離するために図７のようなフォトカプラ回路を設けている。
【０００５】
図７のフォトカプラ回路において、発光側回路は発光用駆動素子Ｇ１の出力に電源電圧Ｖ１のラインにより抵抗Ｒ１０を介してフォトカプラ１００のＬＥＤ１００ａを接続している。また受光側回路は、電源電圧Ｖ２のラインより抵抗Ｒ１１を介してフォトカプラ１００のフォトトランジスタ（以下「ＰＴ」という）１００ｂを接続し、抵抗Ｒ１１とＰＴ１００ｂの間を受光用駆動素子Ｇ２に入力接続している。
【０００６】
このフォトカプラ回路の動作は、Ｈレベルとなる伝送パルス信号が発光用駆動素子Ｇ１に入力して出力がＬレベルになると、ＬＥＤ１００ａに電流が流れて発光し、これを受けてＰＴ１００ｂがオンして受光用駆動素子Ｇ２の入力をＬレベルに引き込み、Ｈレベルの受光信号を出力する。
【０００７】
【特許文献１】
特開昭５９−１０３１５号公報
【特許文献２】
実開平３−１７８９９号公報
【特許文献３】
実開昭６２−５３７９６号公報
【特許文献４】
特開平６−２７４７８３号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、防災監視システムにあっては、受信機からの伝送路に例えば数百台といった多数の感知器用中継器が接続され、受信機からの呼出信号を受けてそれぞれのフォトカプラが一斉に駆動されることから、感知器用中継器に使用するフォトカプラ回路としては、低消費電流のものが要求される。
【０００９】
そこで低消費電流とするために図７のフォトカプラ回路で抵抗Ｒ１０、Ｒ１１を大きくすると、ＬＥＤ１００ａに流れる電流が低下して発光量が下がり、受光側のＰＴ１００ｂがオンするまでの応答時間が遅くなる。また抵抗Ｒ１０、Ｒ１１を小さくすると、応答時間は速くなるが、消費電流が大きくなるという不具合があった。
【００１０】
本発明は、消費電流を低減すると同時に応答速度の高いフォトカプラ回路を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するため、本発明のフォトカプラ回路は、発光用駆動素子、２組のフォトカプラ及び受光用駆動素子を備え、２組のフォトカプラのＬＥＤを直列接続して一端のアノード側と他端のカソード側の各々を前記発光用駆動素子の出力に接続すると共に、ＬＥＤ接続間の中点とアースとの間に低抵抗とコンデンサを直列接続して発光側回路を構成し、２組のフォトカプラのフォトトランジスタを直列接続して一端のコレクタ側を電源に接続すると共に他端のエミッタ側をアースに接続し、更にフォトトランジスタ接続間の中点を受光用駆動素子の入力に接続して受光側回路を構成したことを特徴とする。
【００１２】
このような本発明のフォトカプラ回路によれば、発光用駆動素子の出力がＨレベルになると、フォトカプラのＬＥＤ及び低抵抗を介してコンデンサに充電電流が流れ、低抵抗のためＬＥＤの発光に充分な充電電流が初期的に流れ、そのため受光側回路のフォトトランジスタは高速にスイッチングする。ここで、低抵抗とコンデンサの時定数は受光側のフォトトランジスタがスイッチングできる以上の時間に設定するが、短時間であるため平均の消費電流は微少である。
【００１３】
続いて発光側駆動素子の出力Ｌになると、充電されているコンデンサから低抵抗と別のＬＥＤを介して十分な放電電流が流れて受光側の別のフォトトランジスタを高速にスイッチングでき、このとき電源からの消費電流はない。
【００１４】
この結果、発光用駆動素子の出力がＨレベルからＬレベルと変化する１周期の消費電流は、Ｈレベル期間の充電電流を時間平均した平均消費電流であり、この平均消費電流は十分に小さくできる。
【００１５】
更に本発明のフォトカプラ回路は、発光側回路に設けたコンデンサと低抵抗の直列回路と並列に中抵抗を接続し、受光側回路のフォトトランジスタ接続間を高抵抗を介してプルダウン接続したことを特徴とする。
【００１６】
これにより発光側駆動素子のＨレベル出力が長時間続いてコンデンサの充電電流が流れなくなっても、中抵抗を介してＬＥＤの発光を維持する電流が継続して流れることで、受光側のフォトトランジスタはオン状態を維持する。この場合、中抵抗で決まる少なめの電流が継続して流れるが、低抵抗による電流に比べると十分低いため、その分、消費電流を低減できる。
【００１７】
また発光用駆動素子のＬレベル出力が長時間続くと、コンデンサの放電が完了してＬＥＤは消灯し、受光側の２つのフォトトランジスタはオフとなり、受光用駆動素子の入力がフローティング状態となって不定となる恐れがあるが、ここを高抵抗でプルダウンしておくことで、本来あるべき入力状態に固定して安定させることができる。
【００１８】
本発明によるフォトカプラ回路別の形態にあっては、発光用駆動素子、２組のフォトカプラ及び受光用駆動素子を備え、２組のフォトカプラのＬＥＤを２つの低抵抗を介して直列接続して一端のアノード側と他端のカソード側の各々を発光用駆動素子の出力に接続すると共に、２つの低抵抗接続間の中点とアースの間にコンデンサを接続して発光側回路を構成し、２組のフォトカプラのフォトトランジスタを直列接続して一端のコレクタ側を電源に接続すると共に他端のエミッタ側をアースに接続し、更にフォトトランジスタ接続間の中点を受光用駆動素子の入力に接続して受光側回路を構成したことを特徴とする。
【００１９】
これにより、発光用駆動素子の吐出電流と吸込電流が違っている場合や、受光用駆動素子の閾値が中点電圧でない場合に、２つの低抵抗の値を変更して２組のフォトカプラの発光特性を調整して動作を安定にすることができる。
【００２０】
この場合にも、発光側回路に設けたプラス側の低抵抗とコンデンサと直列回路と並列に中抵抗を接続し、受光側回路のプラス側のフォトトランジスタと低抵抗との接続間を高抵抗を介してプルダウン接続する。
【００２１】
さらに本発明は２組のフォトトランジスタと受光用駆動素子の入力とのそれぞれの間に低抵抗を挿入接続する。
【００２２】
これにより、供給電流が２組のフォトトランジスタを介してアース側に流れる貫通電流により受光用駆動素子の誤動作することを防止することができる。
【００２３】
本発明のフォトカプラ回路にあっては、低抵抗に対し中抵抗は少なくとも１０倍程度の抵抗値であり、また中抵抗に対し高抵抗は少なくとも１０倍程度の抵抗値であることを特徴とする。例えば低抵抗は数キロオーム、中抵抗は数十キロオーム、高抵抗は数百キロオームといった関係を持つ。
【００２４】
【発明の実施の形態】
図１は本発明のフォトカプラ回路が使用される感知器用中継器を備えた防災監視システムの説明図である。図１において、本発明の防災監視システムは、管理人室などに設置された受信機１から警戒区域に対し線路２として、電源線Ｖ、伝送線Ｓ、伝送コモン線ＳＣ、電話線Ｔ及びコモン線Ｃを引き出している。ここでコモン線Ｃは、電源線Ｖと電話線Ｔに対するコモン線となる。
【００２５】
受信機１から引き出された線路２に対しては感知器用中継器３が複数台設置されている。本発明の防災監視システムにあっては、受信機１は感知器用中継器３に設定した端末アドレスの指定により呼出しなどのコマンドを送信して応答情報を受信しており、受信機１に対しては端末アドレスの設定可能数分だけの感知器用中継器３を接続することができ、大規模な防災監視システムにあっては受信機１に対し数百台といった感知器用中継器３が接続される。
【００２６】
感知器用中継器３からは複数の感知器線Ｌ１〜Ｌｎと感知器コモン線ＬＣが引き出され、各感知器線Ｌ１〜Ｌｎとの感知器コモン線ＬＣとの間にオン、オフ型の火災感知器４を接続している。
【００２７】
なお、この例では、感知器線Ｌ１〜Ｌｎのそれぞれに１台の火災感知器４を接続した場合を例にとっているが、必要に応じて複数台の火災感知器４が各感知器線ごとに接続される。また、感知器線Ｌ１〜Ｌｎの終端には断線検出のための終端器を接続するが、これは省略している。
【００２８】
一方、感知器用中継器３が設置されている警戒区域には、受信機１と現場との間で通話連絡を行うため電話ジャック５が設けられている。この電話ジャック５は具体的には、警戒区域に設置されている火災発信機などに設けられることになる。
【００２９】
電話ジャック５の一端には受信機１から引き出された電話線Ｔが接続され、電話ジャック５の他端は電話コモン線ＴＣにより感知器用中継器３から引き出された感知器コモン線ＬＣに接続され、このコモン線ＬＣには受信機１から引き出されたコモン線Ｃが接続される。
【００３０】
受信機１には、監視制御部７、伝送回路部８、操作表示部９、電話回路部１０、電話ジャック１１が設けられる。電話ジャックに対しては、通話の際には電話器１２が挿入接続される。
【００３１】
一方、感知器用中継器３には伝送回路部１３、ＣＰＵ回路部１４及び火災受信回路部１５が設けられる。感知器用中継器３にあっては、伝送回路部１３とＣＰＵ回路部１４との間の下り信号と上り信号のやり取りについて、本発明のフォトカプラ回路１８を２組設け、電気的に分離している。フォトカプラ回路１８は、２組のフォトカプラ１６，１７を備えている。
【００３２】
伝送回路部１３に対する電源供給は、伝送線Ｓと伝送コモン線ＳＣにより行われている。このため伝送線Ｓと伝送コモン線Ｃの間には、電源電圧と同時に伝送回路部８からの下り信号及び伝送回路部１３からの上り信号が重畳されることになる。
【００３３】
ここで受信機１の伝送回路部８からの下り信号は、電源線を兼ねる伝送線Ｓと伝送コモン線ＳＣ間に電圧信号として重畳させている。また感知器用中継器３の伝送回路部１３から受信機１に対する上り信号は、伝送線Ｓと伝送コモン線ＳＣ間に流れる線路電流を変化させることで送信している。
【００３４】
受信機１の伝送回路部８は、通常監視状態にあっては、感知器用中継器３の端末アドレスを順番に指定した呼出コマンドを含む呼出信号を送信しており、この呼出信号は感知器用中継器３の伝送回路部１３で受信され、一方のフォトカプラ回路１８を介してＣＰＵ回路部１４に入力される。
【００３５】
ＣＰＵ回路部１４は受信した呼出信号から呼出アドレスを抽出して、予め設定された自己アドレスと比較し、アドレス一致を判別したときに、そのときの感知器用中継器３における状態信号を他方のフォトカプラ回路１８を介して伝送回路部１３に出力し、伝送回路部１３より線路電流の変化として受信機１に送出する。
【００３６】
受信機１からの呼出信号に対する感知器用中継器３の応答信号としては、例えば８ビットの応答データ中の特定のビットに対応して、正常、障害、火災などの検出状態を設定し、対応する状態ビットを立てることで応答信号を受信機に返す。
【００３７】
また火災検出時にあっては、受信機１に火災割込信号を送出し、受信機１において火災割込処理を行わせる。即ち受信機１は、感知器用中継器３から火災割込信号を受信すると、火災を検出している感知器用中継器３のアドレスを検索するためのアドレス検索処理を実行して、火災を検出した感知器用中継器３を特定し、特定したアドレスの感知器用中継器３に対し継続的に呼出信号を送って火災検出情報の応答を得るようになる。
【００３８】
更に受信機１の伝送回路部８にあっては、感知器用中継器３に対する呼出信号の転送と並行して、一定周期例えば１秒間隔で断線検出制御信号を送信しており、この断線検出制御信号を受けてＣＰＵ回路部１４は、火災受信回路部１５に感知器線Ｌ１〜Ｌｎと感知器コモン線ＬＣ間の断線検出動作を行わせる。この断線検出動作による検出結果は、断線検出処理が終了した後の次の呼出信号に対する応答信号により送り返される。
【００３９】
受信機１の監視制御部７は、伝送回路部８により感知器用中継器３との間の伝送制御で得られた感知器用中継器３に関する情報に基づいて、火災受信処理や障害発生処理などの監視制御を行う。この監視制御部７に対しては操作表示部９が設けられており、火災表示や障害表示に加え、それぞれの表示に必要な操作入力を行うようにしている。
【００４０】
更に電話回路部１０は、端末側の電話ジャック５に図示のように電話器６が挿入接続されると、このとき電話線Ｔとコモン線Ｃ間に流れる電流を検出して通話接続を認識し、監視制御部７に電話器挿入接続を通知して通話呼出動作を行わせる。
【００４１】
通話呼出しがあったならば、管理者は受信機１に設置されている電話器１２を取り出して電話ジャック１１に接続することで、端末側の電話器６との間で通話を行うことができる。
【００４２】
図２は本発明によるフォトカプラ回路の基本的な実施形態を示した回路図である。図２において、本発明のフォトカプラ回路は、発光側回路２０と受光側回路２１で構成され、両者を電気的に分離して結合するため、２組のフォトカプラ１６，１７を設けている。フォトカプラ１６は発光部としてのＬＥＤ１６ａ，１７ａ及び受光部としてのフォトトランジスタ（以下「ＰＴ」という）１６ｂ，１７ｂを備えている。
【００４３】
発光側回路２０は、フォトカプラ１６，１７のＬＥＤ１６ａ，１７ａを直列接続し、ＬＥＤ１６ａのアノード側となる一端を発光用駆動素子Ｇ１の出力に接続し、更にＬＥＤ１７ａのカソード側となる他端を同じく発光用駆動素子Ｇ１の出力に接続している。
【００４４】
更に、ＬＥＤ１６ａ，１７ａの接続間の中点とアースの間に、低抵抗Ｒ０とコンデンサＣ１を接続している。この発光側回路２０は図１の感知器用中継器３の伝送回路部１３側に設けられており、受信機１からの伝送線Ｓと伝送コモン線ＳＣの間に供給されている電源電圧Ｖ１を受けて動作する。
【００４５】
受光側回路２１は、フォトカプラ１６，１７のＰＴ１６ｂ，１７ｂを電源電圧Ｖ２の電源ラインとアース間に直列接続し、ＰＴ１６ｂ，１７ｂの接続間の中点を受光用駆動素子Ｇ２の入力に接続している。
【００４６】
ここで発光用駆動素子Ｇ１は反転入力型であり、伝送回線側からの受信信号のＬレベル入力を反転してＨレベル出力とし、またＨレベル入力を反転してＬレベルとして出力する。また受光用駆動素子Ｇ２は出力反転型であり、Ｌレベル入力をＨレベル出力に反転し、またＨレベル入力をＬレベル出力に反転する。更に、発光側回路部２０に設けている低抵抗Ｒ０の抵抗値としては、例えば数キロオームのものが使用される。
【００４７】
次に図２のフォトカプラ回路の動作を説明する。図３（Ａ）は、図２のフォトカプラ回路において発光用駆動素子Ｇ１の出力がＬレベルからＨレベルとなったときの回路動作を示している。
【００４８】
図３（Ａ）において、Ｌレベルの入力信号を受けて発光用駆動素子Ｇ１の出力がＨレベルになると、例えば電源電圧Ｖ１に対応したＨレベル電圧が出力され、フォトカプラ１６のＬＥＤ１６ａ、低抵抗Ｒ０及びコンデンサＣ１を通る経路で電流ｉ１が流れる。この電流ｉ１は低抵抗Ｒ０とコンデンサＣ１の時定数に依存した充電電流であり、発光用駆動素子Ｇ１のＨレベルへの立ち上がり直後において十分に大きな電流ｉ１が流れ、その後コンデンサＣ１の充電に伴い徐々に電流ｉ１は低下する。
【００４９】
ここで、抵抗Ｒ０とコンデンサＣ１の時定数を受光側回路２１のＰＴ１６ｂをスイッチングできる以上の時間に設定しておくことで、発光用駆動素子Ｇ１が伝送パルス信号の入力Ｌレベル期間に亘りＨレベルとなっている間、ＬＥＤ１６ａは十分に発光し、ＰＴ１６ｂをオン状態にスイッチングできる。
【００５０】
ＬＥＤ１６ａの発光でＰＴ１６ｂがオンすると、電源電圧Ｖ２の電源ラインよりＰＴ１６ｂを通って受光用駆動素子Ｇ２に電流ｉ２が流れ、受光用駆動素子Ｇ２の入力はＨレベルとなり、このため出力は反転してＬレベルとなる。
【００５１】
続いて、発光用駆動素子Ｇ１の入力がＨレベルに変化したとすると、図３（Ｂ）のように発光用駆動素子Ｇ１の出力がＬレベルとなる。このため発光側回路２０にあっては、図３（Ａ）の状態で充電されたコンデンサＣ１の充電電圧により、低抵抗Ｒ０、フォトカプラ１７のＬＥＤ１７ａを通って、発光用駆動素子Ｇ１の出力に放電電流ｉ３が流れる。
【００５２】
この放電電流ｉ３によりＬＥＤ１７ａが発光し、受光側回路２１側のＰＴ１７ｂをオンする。このため、受光用駆動素子Ｇ２の入力からオンしたＰＴ１７ｂを通って電流ｉ４が流れ、受光用駆動素子Ｇ２の入力はＬレベルとなり、これが反転されて出力がＨレベルとなる。
【００５３】
ここで、受信機から電源供給を受けている発光側回路２０側の消費電流をみると、図３（Ａ）の発光用駆動素子Ｇ１のＨレベル出力のときにコンデンサＣ１に対し流れる充電電流ｉ１が消費電流となるだけであり、図３（Ｂ）の発光用駆動素子Ｇ１の出力のＬレベル期間についてはコンデンサＣ１の充電電圧による放電電流ｉ３の消費であることから、受信機側からの電源に対する消費電流はない。
【００５４】
したがって、発光用駆動素子Ｇ１に入力する１周期の伝送パルス信号の期間について、充電電流ｉ１を平均化した平均消費電流が流れることとなり、このため平均消費電流は十分に小さくできる。
【００５５】
また、フォトカプラ１６，１７のスイッチングはコンデンサＣ１の充電電流とコンデンサＣ１の放電電流によるＬＥＤ１６ａ，１７ａの発光で行われるため、充電電流及び放電電流共に初期状態においては十分に流れることで、ＰＴ１６ｂ，１７ｂの高速スイッチングが実現できる。
【００５６】
図４は図２のフォトカプラ回路に安定用の中抵抗と高抵抗を追加した本発明によるフォトカプラ回路の他の実施形態の回路図である。
【００５７】
図４のフォトカプラ回路にあっては、まず発光側回路２０におけるＬＥＤ１６ａ，１７ａの接続間の中点とアースの間に接続した低抵抗Ｒ０とコンデンサＣ１の直列回路と並列に中抵抗Ｒ１を接続し、また受光側回路２１に対しＰＴ１６ｂと１７ｂの接続間の中点とアースの間に高抵抗Ｒ４を接続し、この接続間の中点をプルダウンしている。
【００５８】
ここで、発光側回路２０に設けた中抵抗Ｒ１の抵抗値は低抵抗Ｒ０に対し少なくとも１０倍以上の値を持つ。例えば低抵抗Ｒ０が数キロオームであったとすると、中抵抗Ｒ１は数十キロオームとなる。また、受光側回路２１に設けた高抵抗Ｒ４の抵抗値は中抵抗Ｒ１に対し少なくとも１０倍程度の値であり、例えば中抵抗Ｒ１が数十キロオームであったとすると、高抵抗Ｒ４は数百キロオームとなる。
【００５９】
発光側回路２０に設けた中抵抗Ｒ１は、発光用駆動素子Ｇ１のＨレベル出力が長時間継続した場合のフォトカプラ回路の動作が不安定となることを回避する。即ち、発光用駆動素子Ｇ１の出力のＨレベルが長時間継続すると、図２の実施形態にあっては、図３（Ａ）のようなコンデンサＣ１に対する充電電流ｉ１が時間の経過に伴って減少して、最終的には０となり、このためＬＥＤ１６ａが消灯し、ＰＴ１６ｂがオフとなってしまう。
【００６０】
そこで中抵抗Ｒ１を設けることで、コンデンサＣ１の充電電流に加えて並列的に中抵抗Ｒ１に電流を流し、コンデンサＣ１の充電完了で充電電流がなくなっても、中抵抗Ｒ１による電流を継続的にＬＥＤ１６ａに流して発光を維持し、これによってＰＴ１６ｂのオン状態を維持することができる。
【００６１】
このように中抵抗Ｒ１を設けた場合には、中抵抗Ｒ１に流れる電流分だけ消費電流が増えることになるが、従来の低抵抗により流れる電流でＬＥＤ１６ａを発光する場合に比べると、約１０分の１程度に消費電流を低減できる。
【００６２】
一方、受光側回路２１に設けた高抵抗Ｒ４は、発光用駆動素子Ｇ１のＬレベル出力が長時間継続した場合の動作不安定状態を解消する。図２の実施形態にあっては、図３（Ｂ）のように発光用駆動素子Ｇ１の出力がＬレベルになると、コンデンサＣ１の放電電流によりフォトカプラ１７のＬＥＤ１７ａが発光されるが、発光用駆動素子Ｇ１のＬレベル出力が長時間継続すると、コンデンサＣ１の放電が完了し、ＬＥＤ１７ａは消灯し、ＰＴ１７ｂもオフとなってしまう。
【００６３】
このとき受光側回路２１の受光用駆動素子Ｇ２の入力は、ＰＴ１６ｂ，１７ｂが共にオフであることから、そのままではアース側に対しフローティング状態となり、動作が不安定になる。
【００６４】
そこで図４の実施形態にあっては、高抵抗Ｒ４を介して受光用駆動素子Ｇ２の入力をアースに接続するプルダウン接続をしているため、コンデンサＣ１の放電電流が０となって、ＬＥＤ１７ａの消灯によりＰＴ１７ｂがオフとなっても、高抵抗Ｒ４によるプルダウンで受光用駆動素子Ｇ２の入力レベルはＬレベルに固定され、安定して動作することができる。
【００６５】
図５は本発明によるフォトカプラ回路の他の実施形態であり、この実施形態にあっては、発光側回路２０についてはＬＥＤ１６ａ，１７ａの間に低抵抗Ｒ２，Ｒ３を直列接続し、低抵抗Ｒ２，Ｒ３の接続間の中点よりコンデンサＣ１をアースに接続している。また受光側回路２１については、ＰＴ１６ｂ，１７ｂの間に低抵抗Ｒ５，Ｒ６を直列接続し、この接続間の中点を受光用駆動素子Ｇ２の入力に接続している。
【００６６】
この実施形態は、図２の実施形態がコンデンサＣ１に対する充電抵抗及び放電抵抗として低抵抗Ｒ０を共用していたものを、充電用の低抵抗Ｒ２と放電用の低抵抗Ｒ３に分離している。また受光側回路２１についても、ＰＴ１６ｂがオンしたときの入力への電流流れ込みとＰＴ１７ｂがオンしたときの入力からの電流流れ出しについて、それぞれ別々の低抵抗Ｒ５，Ｒ６を使用している。
【００６７】
このように発光側回路２０及び受光側回路２１について、それぞれの中点に対する抵抗値を２つに分けて設けることで、中点の電位に対するバランス調整が容易となる。
【００６８】
つまり、発光用駆動素子Ｇ１の吐出電流と吸込電流が違っている場合や、受光用駆動素子Ｇ２の閾値が中点電圧でない場合には、２組のフォトカプラ１６，１７の発光特性を調整したい場合がある。この場合に２つの低抵抗Ｒ２，Ｒ３の値を調整することで動作を安定化することができる。
【００６９】
また、図２の受光側回路２１においては、動作時に電源電圧Ｖ２からＰＴ１６ｂ，１７ｂを介してアース側に電流が貫通して（貫通電流）、受光用駆動素子Ｇ２の動作が不安定になる可能性がある。そこでＰＴ１６ｂ，ＰＴ１７ｂと受光用駆動素子Ｇ２の入力端の間に低抵抗Ｒ５，Ｒ６を挿入することで、貫通電流を阻止することができる。また、使用する抵抗としてワット数の小さな小型のものを使用できる。
【００７０】
この図５の実施形態における動作は、図２の実施形態における図３に示した動作と基本的に同じである。
【００７１】
即ち、発光用駆動素子Ｇ１の出力がＨレベルになると、ＬＥＤ１６ａ、低抵抗Ｒ２、コンデンサＣ１を通る経路で充電電流が流れ、ＬＥＤ１６ａの発光でＰＴ１６ｂがオンし、低抵抗Ｒ５を介して受光用駆動素子Ｇ２の入力に電流が流れ、入力がＨレベルとなって、出力が反転されたＬレベルとなる。
【００７２】
次に、発光用駆動素子Ｇ１の出力がＬレベルになると、コンデンサＣ１の充電電圧により低抵抗Ｒ３、ＬＥＤ１７ａを通って充電電流が流れ、ＬＥＤ１７ａの発光でＰＴ１７ｂがオンし、抵抗Ｒ６を通して受光用駆動素子Ｇ２の入力から電流が流れ出し、このとき入力はＬレベルに引き込まれることでＨレベル出力となる。
【００７３】
図６は、図５の実施形態に対し、動作を安定するための中抵抗と高抵抗を追加した実施形態の回路図である。図６において、発光側回路２０には中抵抗Ｒ１が追加される。中抵抗Ｒ１はＬＥＤ１７ａと低抵抗Ｒ２の間の中点からアースに接続される。即ち、低抵抗Ｒ２とコンデンサＣ１の直列回路に対し、中抵抗Ｒ１は並列接続される。また受光側回路２１の高抵抗Ｒ４は、ＰＴ１６ｂと低抵抗Ｒ５の接続間の中点をアースにプルダウン接続している。
【００７４】
この発光側回路２０における中抵抗Ｒ１は、発光用駆動素子Ｇ１のＨレベル出力が長時間継続した場合、コンデンサＣ１に対する充電電流が断たれた後も中抵抗Ｒ１に流れる電流でＬＥＤ１６ａの発光を継続させる。また、発光用駆動素子Ｇ１のＬレベル出力が長時間継続したとき、コンデンサＣ１の充電完了でＬＥＤ１７ａが消灯してＰＴ１７ｂがオフとなっても、高抵抗Ｒ４によるプルダウンで受光用駆動素子Ｇ２の入力をＬレベルに固定し、フローティング状態となる不安定さを解消している。
【００７５】
なお上記の実施形態は、防災監視システムの感知器用中継器における伝送信号のやり取りに使用されるフォトカプラ回路を例に取るものであったが、本発明はこれに限定されず、電気的な分離を行う回路、特に高速のパルス信号のやり取りを行う回路につき、そのまま適用することができる。また本発明は、その目的と利点を損なうことのない適宜の変形を含み、更に上記の実施形態に示した数値による限定は受けない。
【００７６】
また、図２、４、５、６の発光側回路２０、受光側回路２１の回路組み合わせは実施形態の組み合わせに限定されるものではなく、例えば図２の発光側回路２０と図５の受光側回路２１の組み合わせや、図６の発光側回路２０と図４の受光側回路２１の組み合わせも考えられる。
【００７７】
【発明の効果】
以上説明してきたように本発明によれば、発光用駆動素子のＨレベル出力で動作するフォトカプラと発光用駆動素子のＬレベル出力で駆動するフォトカプラを別々に設け、発光用駆動素子のＨレベル出力の際にはコンデンサの充電電流で一方のフォトカプラを駆動し、発光用駆動素子のＬレベル出力ではコンデンサの放電電流で別のフォトカプラを発光駆動しており、フォトカプラの発光駆動に必要な消費電流は発光用駆動素子のＨレベル区間の充電電流のみであり、発光用駆動素子の出力がＬレベルとなる放電電流によるフォトカプラの駆動について外部からの消費電流はなく、したがって全体として見た消費電流は発光用駆動素子のＨレベルとＬレベルの期間の平均電流となって、十分に小さな消費電流とできる。
【００７８】
また、フォトカプラの駆動はコンデンサの充電電流と放電電流により各々行われるため、コンデンサに対する放電電流の立ち上がり及び充電電流の立ち上がりは共に十分に大きな電流が得られ、これによってフォトカプラの高速スイッチングを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のフォトカプラ回路が使用される防災監視システムの説明図
【図２】本発明の基本的な実施形態の回路図
【図３】図２の実施形態における動作説明図
【図４】図２に対し安定用の中抵抗と高抵抗を付加して本発明の他の実施形態の回路図
【図５】本発明の他の実施形態の回路図
【図６】図５に対し安定用の中抵抗と高抵抗を付加して本発明の他の実施形態の回路図
【図７】従来のフォトカプラ回路図
【符号の説明】
１：受信機
２：線路
３：感知器用中継器
４：火災感知器
５，１１：電話ジャック
６，１２：電話器
７：監視制御部
８，１３：伝送回路部
９：操作表示部
１０：電話回路部
１４：ＣＰＵ回路部
１５：火災受信回路部
１６，１７：フォトカプラ
１６ａ，１７ａ：ＬＥＤ
１６ｂ，１７ｂ：フォトトランジスタ
１８：フォトカプラ回路
１９：送信回路
２０：発光側回路
２１：受光側回路

Claims

発光用駆動素子、２組のフォトカプラ及び受光用駆動素子を備え、
前記２組のフォトカプラのＬＥＤを直列接続して一端のアノード側と他端のカソード側の各々を前記発光用駆動素子の出力に接続すると共に、ＬＥＤ接続間の中点とアースの間に低抵抗とコンデンサを直列接続して発光側回路を構成し、
前記２組のフォトカプラのフォトトランジスタを直列接続して一端のコレクタ側を電源に接続すると共に他端のエミッタ側をアースに接続し、更にフォトトランジスタ接続間の中点を前記受光用駆動素子の入力に接続して受光側回路を構成したことを特徴とするフォトカプラ回路。
請求項１記載のフォトカプラ回路に於いて、前記発光側回路に設けた前記コンデンサと低抵抗の直列回路と並列に中抵抗を接続し、前記受光側回路のフォトトランジスタ接続間を高抵抗を介してプルダウン接続したことを特徴とするフォトカプラ回路。
発光用駆動素子、２組のフォトカプラ及び受光用駆動素子を備え、
前記２組のフォトカプラのＬＥＤを２つの低抵抗を介して直列接続して一端のアノード側と他端のカソード側の各々を前記発光用駆動素子の出力に接続すると共に、前記２つの低抵抗接続間の中点とアースの間にコンデンサを接続して発光側回路を構成し、
前記２組のフォトカプラのフォトトランジスタを直列接続して一端のコレクタ側を電源に接続すると共に他端のエミッタ側をアースに接続し、更にフォトトランジスタ接続間の中点を前記受光用駆動素子の入力に接続して受光側回路を構成したことを特徴とするフォトカプラ回路。
請求項３のフォトカプラ回路に於いて、前記発光側回路に設けたプラス側の低抵抗と前記コンデンサの直列回路と並列に中抵抗を接続し、前記受光側回路のフォトトランジスタ接続間を高抵抗を介してプルダウン接続したことを特徴とするフォトカプラ回路。
請求項１乃至４のいずれかに記載のフォトカプラ回路に於いて、前記２組のフォトトランジスタと前記受光用駆動素子の入力とのそれぞれの間に低抵抗を挿入したことを特徴とするフォトカプラ回路。
請求項１乃至５のいずれかに記載のフォトカプラ回路に於いて、前記低抵抗に対し前記中抵抗は少なくとも１０倍程度の抵抗値であり、前記中抵抗に対し前記高抵抗は少なくとも１０倍程度の抵抗値であることを特徴とするフォトカプラ回路。