JP2004328804A - 信号電力伝送回路 - Google Patents

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Abstract

【課題】直流電源出力と交流同期信号出力を電子回路などの負荷へ伝送する信号電力伝送回路において、プリント基板上のパターン或いはプリント基板間の伝送線を削減して、基板上の部品配置や接続の制限をなくして回路設計の自由度を増大させるとともに、コストダウンおよび信頼性を向上させることを目的とする。
【解決手段】混合回路により、直流電源出力と交流同期信号を混合して単一の伝送線により伝送した後、負荷側にこれらを分離再生する分離回路を設けた。
【選択図】 図1

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、洗濯機等の家庭用電気機器を制御する電子回路に必要な直流電源及び交流電源周波数に同期した信号を伝送する回路に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、この種の信号電力伝送回路では、図5に示すように、電子回路に供給する直流電源及び電源周波数に同期した信号の伝送は、直流電源2を伝送線5により、また、交流同期信号10を伝送線11によりそれぞれ負荷7に伝送していた。(例えば特許文献1参照)
【0003】
【特許文献1】
特開平7−132189号公報(図1)
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記従来の構成では、直流電源或いは交流同期信号をそれぞれ独立して電子回路に伝送していたため、伝送線が2本必要であった。
【0005】
このためプリント基板上に伝送線があるときは、他の電子回路部品の実装設計上伝送線が多いほど他の回路の電子部品の配置や部品間の配線に制約が発生し、設計の自由度を害していた。また、伝送線があるため部品間の配線接続が出来ず、ジャンパー線により伝送線をまたいで結線するなど余分な部品を使用し、実装面積が増える、コストが上昇するなどの課題を有していた。
【0006】
また、伝送線がリード線である場合には従来例ではリード線が2本必要である。また、リード線とプリント基板の接続には通常コネクタを使用するが、コネクタのピン数が2ピンとなり、これにより部品が増加するためコスト上昇の原因となっていた。
【0007】
さらに、上記したように通常プリント基板とリード線の接続は、コネクタを利用して接続するなどの方法が採られるが、接続箇所は本質的にその接点における接触の信頼性という問題を有しており、この観点から接続箇所が多いということは故障確率増加の要因となっており、信頼性の低下につながる。
【0008】
本発明は上記従来の課題を解決するもので、直流電源と交流同期信号を混合して伝送することにより、伝送線或いはリード線を少なくして、コストダウンおよび信頼性を向上させることを目的としている。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するために、直流電源出力と交流同期信号を混合回路により混合し、その混合信号を1本の伝送線により負荷に伝送するようにしたものである。これにより、プリント基板上のパターン或いはプリント基板間の伝送線を削減することが可能となる。
【0010】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項1に記載の発明は、交流同期信号発生回路と、直流電源と、前記交流同期信号発生回路で生成した交流同期信号と前記直流電源からの出力とを混合する混合回路と、前記混合回路からの出力を交流同期信号と直流電源とに分離する分離回路とを備え、前記混合回路と前記分離回路とを単一の伝送線で接続したものであり、プリント基板上の伝送線パターンの削減或いはプリント基板間のリード線の削減をすることが可能となるとともに、分離回路により負荷において再び元の情報を再現することが可能となる。
【0011】
請求項2に記載の発明は、交流同期信号発生回路と、直流電源と、前記交流同期信号発生回路で生成した交流同期信号と前記直流電源からの出力とを混合する混合回路と、前記混合回路からの出力を交流同期信号と直流電源とに分離する分離回路とを備え、前記混合回路と前記分離回路とを単一の伝送線で接続するとともに、前記分離回路は、エミッタが前記伝送線に接続されたトランジスタと、前記トランジスタのコレクタと基準電位の間に接続したコンデンサと、前記トランジスタのベースと基準電位の間に接続した抵抗と、前記トランジスタのエミッタと基準電位の間に接続した抵抗とを備えたものであり、混合回路出力に得られる直流電源電圧をより少ない電圧降下で負荷に供給することが出来る方法を提供するものである。
【0012】
請求項3に記載の発明は、交流同期信号発生回路と、直流電源と、前記交流同期信号発生回路で生成した交流同期信号と前記直流電源からの出力とを混合する混合回路と、前記混合回路からの出力を交流同期信号と直流電源とに分離する分離回路とを備え、前記混合回路と前記分離回路とを単一の伝送線で接続するとともに、前記分離回路は、エミッタが前記伝送線に接続されたトランジスタと、前記トランジスタのコレクタと基準電位の間に接続したコンデンサと、前記トランジスタのベースと基準電位の間に接続した抵抗と、前記トランジスタのエミッタと基準電位の間に接続した抵抗とを備え、前記分離回路の前記トランジスタのエミッタとコレクタ間に定格以上の逆バイアスが印加されることを防止する逆電圧制限回路を備えたものであり、直流電源電圧が分離回路を形成するトランジスタの逆バイアス電圧定格値を超える場合にも、混合回路出力に得られる直流電源電圧をより少ない電圧降下で負荷に供給することが出来る方法を提供するものである。
【0013】
【実施例】
以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら説明する。
【0014】
(実施例1)
図1に示すように、1は交流電源であり、その出力端の一端をA、他端をBとする。2は交流電源1より作成した直流電源であり、B側を基準電位とした直流電圧を出力し、その出力端をCとする。
【0015】
3は交流電源より作成された交流同期信号発生回路であり、交流電源1のAとBの間にダイオード3a、抵抗3b、抵抗3cを直列に接続して構成している。
【0016】
4は混合回路であり、トランジスタ4a、抵抗4b、トランジスタ4cから成っている。その接続は、トランジスタ4cのベースは交流同期信号発生回路3の出力である抵抗3bと抵抗3cの接続点に接続され、そのエミッタは交流電源1の出力端Bに、コレクタは抵抗4bの一端に接続されている。抵抗4bの他端はトランジスタ4aのベースに接続され、トランジスタ4aのエミッタは直流電源2の出力端Cに接続されている。
【0017】
6は分離回路であり、ダイオード6a、コンデンサ6bおよび抵抗6cからなっている。
【0018】
5は伝送線であり、その一端は混合回路4の出力であるトランジスタ4aのコレクタに接続されている。伝送線5の他端はダイオード6aのアノードと抵抗6cに接続され、ダイオード6aのカソードはコンデンサ6bに接続されている。また、抵抗6cおよびコンデンサ6bの他端は交流電源1の出力端Bに接続されている。
【0019】
7は、電子回路、マイコン或いは直流で動作する電気機器或いは電子機器などの負荷であり、ダイオード6aのカソードと交流電源1の出力端Bに接続され、直流電源電圧が供給されるとともに、ダイオード6aのアノードからの信号が供給されている。
【0020】
以上のような構成において、その動作、作用を、図1、図2を参照しながら述べる。
【0021】
交流電源1の電圧が、AがBに対し0Vから正極性に振れるとき、抵抗3aと抵抗3bの接続点の電圧はその分圧比による電圧が出力される。ここでは、動作、作用の理解を容易にするため、ダイオード3aの順方向電圧は無視するものとする。
【0022】
この電圧がトランジスタ4cのベースエミッタ間オン電圧に到達するときの交流電圧を、図2(a)の電圧V1とすると、トランジスタ4cは、交流電圧がV1以下のときはオフ、V1以上のときはオンとなり、これによりバイアス抵抗である抵抗4bにより、トランジスタ4aは、交流電源電圧がV1以下のときはオフ、V1以上のときはオンとなり、トランジスタ4aのコレクタには交流電源電圧がV1以上のとき直流電源2の出力電圧があらわれ、また、交流電源電圧がV1以下のときは0Vとなる。
【0023】
従って混合回路4の出力であるトランジスタ4aのコレクタには、図2(b)に示すように、交流同期信号出力に同期した直流電源出力があらわれる。
【0024】
この出力を単一の伝送線5によって分離回路6に伝送する。
【0025】
負荷7の両端に接続された分離回路6では、ダイオード6aとコンデンサ6bにより伝送線にあらわれる電圧が整流平滑され、直流電源電圧がコンデンサ6bの両端に発生する。また、ダイオード6aのアノード電圧は、伝送線電圧が直流電源電圧のときはその電圧が、伝送線電圧が直流電源電圧でないときは抵抗6cにより0Vが発生することにより、ダイオードのアノードに交流同期信号が再生される。
【0026】
以上の動作により直流電源電圧と交流同期信号が再生され、負荷7に供給される。
【0027】
(実施例2)
図3に示すように、本実施例においては、分離回路8は、トランジスタ8a、コンデンサ8b、抵抗8cおよび抵抗8dから成っている。その接続は、トランジスタ8aのエミッタには伝送線5と抵抗8cが接続され、ベースには抵抗8dが、コレクタにはコンデンサ8bと負荷7が接続されている。コンデンサ8b、抵抗8c、8dおよび負荷7の他端は交流電源1の出力端Bに接続されている。
【0028】
伝送線5の出力に関する構成は実施例1と同様である。
【0029】
以上のような構成においてその動作を説明する。
【0030】
伝送線5に直流電源電圧が発生しているときは、バイアス抵抗である抵抗8dによりトランジスタ8aがオンしてコンデンサ8bに充電され、直流電源電圧が発生していないときはコンデンサ8bから負荷7に電力が供給される。
【0031】
一方、トランジスタ8aのエミッタは、抵抗8cに、伝送線5に直流電源電圧が発生しているときはその電圧を、直流電源電圧が発生していないときは0Vを出力し、これにより交流同期信号が再生される。
【0032】
これにより負荷7には直流電源電圧が供給されるとともに、交流同期信号が供給される。
【0033】
本実施例によると、伝送線5における直流電源電圧とトランジスタ8aのコレクタにあらわれる直流電圧の差はトランジスタ8aの飽和電圧分となるため、トランジスタの選択により、実施例1によるダイオードの順方向降下電圧に比べ直流電源電圧の低下を少なくすることが可能となる。
【0034】
(実施例3)
図4に示すように、本実施例では逆電圧制限回路9を設けてあり、その構成、接続はトランジスタ8aのコレクタとエミッタの間に定電圧ダイオード9aとダイオード9bを直列接続した構成となっており、定電圧ダイオード9aの動作電圧とダイオード9bの順方向電圧の和電圧がトランジスタ8aのコレクタエミッタ逆バイアス電圧の定格以内の電圧となるように設定している。
【0035】
また、伝送線5にあらわれる直流電源電圧はトランジスタ8aのコレクタエミッタ逆バイアス電圧の定格を超える電圧を発生するものとする。
【0036】
以上のような構成において、実施例2と異なる部分である負荷7に供給するエミッタ電圧の動作を説明する。
【0037】
伝送線5に直流電源電圧があらわれているときは、トランジスタ8aのエミッタには直流電源電圧があらわれている。また伝送線に直流電源電圧があらわれていないときはコンデンサ8bから定電圧ダイオード9a、ダイオード9b、抵抗8cに電流が流れ、トランジスタ8aのエミッタにはコンデンサ8bの直流電圧より定電圧ダイオード9aとダイオード9bの和電圧を差し引いた電圧があらわれる。そしてこの電圧を同期信号として負荷7に取り込む。
【0038】
この構成によって、分離回路のトランジスタ8aのコレクタエミッタ逆バイアス電圧の定格を越える電圧を発生する直流電源電圧に対しても、実施例2と同様の効果を得ることが可能となる。
【0039】
【発明の効果】
以上のように本発明の請求項1に記載の発明によれば、直流電源出力と交流電源周波数同期信号を単一の伝送線により伝送することが可能となり、これによりプリント基板上での電子部品の配置や部品間の配線上の制約が減少し、設計の自由度を高めることが可能となる。
【0040】
また、伝送線があるため部品間の配線接続が出来ず、止むを得ずジャンパー線等が必要であったものが伝送線を減少することにより、ジャンパー線を減少することが可能となり、実装面積の減少や、コスト低減が可能となる。
【0041】
また、伝送線がプリント基板間のリード線である場合には、2本必要であったリード線を1本にすることが可能となりリード線のコスト低減が可能となる。
【0042】
さらに、通常リード線とプリント基板の接続にはコネクタを使用することが多いが、コネクタのピン数が減少することが可能となり、コスト低減が可能となる。
【0043】
そして、コネクタによる接続は本質的にその接点における接触の信頼性という問題を有しており、この観点から接続箇所が多いということは故障確率増加の要因となって信頼性の低下につながるが、リード線を減少する事により信頼性の向上を図ることが可能となる。
【0044】
請求項2に記載の発明によれば、請求項1記載の発明による効果に加え、直流電源電圧の低下を小さくすることが可能となる。
【0045】
請求項3に記載の発明によれば、請求項2記載の発明による効果に加え、分離回路のトランジスタのコレクタエミッタ逆バイアスを越える電圧を発生する直流電源電圧に対しても請求項2記載の発明による効果を得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例の信号電力伝送回路の回路図
【図2】同信号電力伝送回路の各部の信号の波形図
【図3】本発明の第2の実施例の信号電力伝送回路の回路図
【図4】本発明の第3の実施例の信号電力伝送回路の回路図
【図5】従来の信号電力伝送回路の回路図
【符号の説明】
1 交流電源
2 直流電源
3 交流同期信号発生回路
4 混合回路
5 伝送線
6 分離回路
7 負荷
8 分離回路
9 逆電圧制限回路

Claims (3)

  1. 交流同期信号発生回路と、直流電源と、前記交流同期信号発生回路で生成した交流同期信号と前記直流電源からの出力とを混合する混合回路と、前記混合回路からの出力を交流同期信号と直流電源とに分離する分離回路とを備え、前記混合回路と前記分離回路とを単一の伝送線で接続した信号電力伝送回路。
  2. 交流同期信号発生回路と、直流電源と、前記交流同期信号発生回路で生成した交流同期信号と前記直流電源からの出力とを混合する混合回路と、前記混合回路からの出力を交流同期信号と直流電源とに分離する分離回路とを備え、前記混合回路と前記分離回路とを単一の伝送線で接続するとともに、前記分離回路は、エミッタが前記伝送線に接続されたトランジスタと、前記トランジスタのコレクタと基準電位の間に接続したコンデンサと、前記トランジスタのベースと基準電位の間に接続した抵抗と、前記トランジスタのエミッタと基準電位の間に接続した抵抗とを備えた信号電力伝送回路。
  3. 交流同期信号発生回路と、直流電源と、前記交流同期信号発生回路で生成した交流同期信号と前記直流電源からの出力とを混合する混合回路と、前記混合回路からの出力を交流同期信号と直流電源とに分離する分離回路とを備え、前記混合回路と前記分離回路とを単一の伝送線で接続するとともに、前記分離回路は、エミッタが前記伝送線に接続されたトランジスタと、前記トランジスタのコレクタと基準電位の間に接続したコンデンサと、前記トランジスタのベースと基準電位の間に接続した抵抗と、前記トランジスタのエミッタと基準電位の間に接続した抵抗とを備え、前記分離回路の前記トランジスタのエミッタとコレクタ間に定格以上の逆バイアスが印加されることを防止する逆電圧制限回路を備えた信号電力伝送回路。
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