JP2006242610A - Single power source voltage measuring circuit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、単電源の演算増幅器を用いて、単極性の電圧を広い電圧範囲にわたり計測可能とした単電源電圧計測回路に関するものである。 The present invention relates to a single power supply voltage measurement circuit that can measure a unipolar voltage over a wide voltage range using a single power supply operational amplifier.
従来、大きな駆動力が要求される車両駆動システムでは、高効率化、省エネルギー化を図るために、図4に示すような構成が採られている。
図4において、100は直流電源であり、架線からの給電電源またはバッテリが使用される。直流電源100の電圧が供給される昇降圧コンバータ200は、車両の駆動時には、直流電源100の電圧VL(例えば200[V])を三相電動機400の駆動に適した電圧VH(例えば1000[V])に昇圧し、車両の制動時には、発電機として動作する三相電動機400の上記電圧VHを電圧VLに降圧して直流電源100に回生する。
Conventionally, in a vehicle drive system that requires a large driving force, a configuration as shown in FIG. 4 has been adopted in order to achieve high efficiency and energy saving.
In FIG. 4,
昇降圧コンバータ200に接続されるインバータ300は、車両駆動時に昇降圧インバータ200の出力電圧を電源電圧としてスイッチング素子をオンオフ制御し、交流出力側の各相に電流を流して電動機400を駆動するものであり、電動機400の速度すなわち車両速度はスイッチングの周波数によって変化する。
そして、車両の制動時には、各相に生じる電圧に同期してスイッチング素子をオンオフ制御することにより、いわゆる整流動作を行い、電動機400から出力される三相交流電圧を直流電圧に変換して昇降圧コンバータ200側に回生している。
The
When the vehicle is braked, the switching element is turned on / off in synchronization with the voltage generated in each phase, so that a so-called rectification operation is performed, and the three-phase AC voltage output from the
ここで、図5は昇降圧コンバータ200の内部構成を示す図である。
図5において、スイッチSW1,SW2は、インバータ300の直流入力端子とGND(グランド)との間に直列接続された半導体スイッチング素子IGBT1,IGBT2と、これらにそれぞれ逆並列接続された還流ダイオードD1,D2とにより構成されている。また、CNT1,CNT2はスイッチング素子IGBT1,IGBT2の制御回路である。
スイッチング素子IGBT1,IGBT2同士の接続点は、直流電源100の正極にリアクトルLを介して接続されている。また、スイッチング素子IGBT2のコレクタはインバータ300の直流入力端子に接続され、上記コレクタとGNDとの間にはコンデンサCが接続されている。
Here, FIG. 5 is a diagram showing an internal configuration of the step-up /
In FIG. 5, switches SW1 and SW2 are semiconductor switching elements IGBT1 and IGBT2 connected in series between the DC input terminal of the
A connection point between the switching elements IGBT1 and IGBT2 is connected to the positive electrode of the
図5における昇降圧の原理を以下に説明する。なお、図6は、昇圧時にリアクトルL(そのインダクタンス値もLとする)に流れる電流波形を示している。
・昇圧動作
(1)スイッチング素子IGBT1がオン(導通)するとリアクトルLに電流iが流れ、Li2/2のエネルギーが蓄積される。
この間の電流変化率di/dtは、図6に示すようにVL/Lである。
(2)スイッチング素子IGBT1がオフ(非導通)すると、スイッチング素子IGBT2側のダイオードD2に電流が流れ、リアクトルLに蓄えられたエネルギーがコンデンサCに送られる。
この間の電流変化率di/dtは、図6に示すように(VL−VH)/Lである。
上記動作の繰り返しにより、コンデンサCの電圧は直流電源100の電圧よりも高い電圧に昇圧されていく。
The principle of the step-up / step-down in FIG. 5 will be described below. FIG. 6 shows a waveform of a current flowing through the reactor L (its inductance value is also L) during boosting.
- step-up operation (1) switching element IGBT1 is on (conducting) Then a current i flows through the reactor L, the energy of the Li 2/2 is accumulated.
The current change rate di / dt during this period is V L / L as shown in FIG.
(2) When the switching element IGBT1 is turned off (non-conducting), a current flows through the diode D2 on the switching element IGBT2 side, and energy stored in the reactor L is sent to the capacitor C.
The current change rate di / dt during this period is (V L −V H ) / L as shown in FIG.
By repeating the above operation, the voltage of the capacitor C is boosted to a voltage higher than the voltage of the
・降圧動作
(1)スイッチング素子IGBT2がオンすると、コンデンサCの正極側からリアクトルLに電流iが流れ、Li2/2のエネルギーが蓄積される。
(2)スイッチング素子IGBT2がオフすると、スイッチング素子IGBT1側のダイオードD1に電流が流れ、リアクトルLに蓄えられたエネルギーが直流電源100に回生される。
上記動作の繰り返しにより、コンデンサCの電圧は次第に降圧されていくことになる。
• When the step-down operation (1) switching elements IGBT2 is turned on, a current i flows through the reactor L from the positive electrode side of the capacitor C, the energy of the Li 2/2 is accumulated.
(2) When the switching element IGBT2 is turned off, a current flows through the diode D1 on the switching element IGBT1 side, and the energy stored in the reactor L is regenerated in the
By repeating the above operation, the voltage of the capacitor C is gradually reduced.
このため、昇降圧コンバータ200の出力電圧VHは、オンデューティ(スイッチング素子IGBT1,IGBT2のスイッチング周期に対する導通期間の割合)を変更することによって調整可能であり、このオンデューティは数式1によって表すことができる。
[数式1]
VL/VH=オンデューティ[%]
しかるに、実際には負荷の変動や電源電圧の変動等があるため、昇降圧コンバータ200の出力電圧VHを監視し、これが指令値に一致するようにスイッチング素子IGBT1,IGBT2のオンデューティをフィードバック制御している。
Therefore, the temperature output voltage V H of the step-
[Formula 1]
V L / V H = on duty [%]
However, actually because there are fluctuations of the fluctuations and supply voltage of the load to monitor the output voltage V H of the buck-
図7は、昇降圧コンバータの出力電圧VHが昇降圧指令値に一致するようにフィードバック制御を行うIPM(Intelligent Power Module)のブロック図を示している。大別すると、上アームスイッチング部220、下アームスイッチング部210及び制御部230から構成されており、各部は電気的に絶縁する必要があるため、フォトカプラ241〜243や図示されていないパルストランス等を用いて、信号を授受している。
Figure 7 shows a block diagram of IPM (Intelligent Power Module) that the output voltage V H of the buck-boost converter performs feedback control to match the buck-boost command value. When roughly classified, the upper
図7において、直列接続されたスイッチング素子IGBT1A,IGBT2Aは、図5のスイッチング素子IGBT1,IGBT2に相当するが、図7の例では補助エミッタを備えている。
上アームスイッチング部220は、スイッチング素子IGBT2Aの過電流検知素子221及び過熱検知素子222を備え、IGBT保護回路223は、各素子221,222の検知出力によりスイッチング素子IGBT2Aのゲートをオフさせるための制御信号をゲート駆動回路224に出力可能である。
同様に、下アームスイッチング部210も、過電流検知素子211、過熱検知素子212、IGBT保護回路213、ゲート駆動回路214を備えている。
In FIG. 7, switching elements IGBT1A and IGBT2A connected in series correspond to the switching elements IGBT1 and IGBT2 in FIG. 5, but include an auxiliary emitter in the example of FIG.
The upper
Similarly, the lower
更に、下アームスイッチング部210には、昇降圧コンバータの出力電圧VHの大きさに応じたパルス幅のPWM信号を出力するVH検出回路215が設けられている。
このVH検出回路215は、出力電圧VHを分圧する分圧回路216と、その出力電圧のレベルを調整するレベル調整器217と、三角波発生器218と、レベル調整器217の出力信号と三角波とを比較して二値化したPWM信号を出力する比較器219とから構成されている。
Further, the lower
The V H detection circuit 215 includes a voltage dividing
一方、制御部230は、スイッチング素子IGBT1A,IGBT2Aのゲート信号を制御するものである。すなわち、この制御部230は、前記フォトカプラ242の出力信号が入力されるローパスフィルタ231と、昇降圧指令値(VH指令値)とローパスフィルタ231の出力信号(VH検出値に相当)とを比較するVH比較器232と、その出力信号に基づいてスイッチング素子IGBT1A,IGBT2Aに対するゲート信号を生成するゲート信号発生器233とを備えており、前記ゲート信号はフォトカプラ241,243を介してゲート駆動回路214,224にそれぞれ入力されている。
On the other hand, the
図8は、図7における分圧回路216の構成を示しており、電圧VHの計測点と電源のGNDとの間に、高抵抗値の分圧抵抗R1,R2(抵抗値も同じ記号R1,R2で表す)が直列に接続されている。つまり、抵抗R2の両端電圧(分圧点の電圧)V2は、V2=VH・{R2/(R1+R2)}である。
上記電圧V2は、正電源216P及び負電源216Nを有するバッファとしての双電源演算増幅器216Qの非反転入力端子に入力され、低インピーダンスに変換された分圧電圧VOUTが図7のレベル調整器217に出力されるようになっている。
FIG. 8 shows the configuration of the voltage dividing
The voltage V 2 is input to the non-inverting input terminal of the bi-power operational amplifier 216Q as a buffer having a
さて、図7の三角波発生器218から出力される三角波の振幅は、0[V]とVHMAX・{R2/(R1+R2)}との間で変化するように調整されている。
この三角波と、レベル調整器217を介した分圧電圧とが比較器219により比較され、デューティが0〜100[%]の二値化されたPWM信号が出力される。このPWM信号によりフォトカプラ242の発光ダイオードに電流を流し、受光トランジスタから発生する光電流を負荷抵抗により電圧変換した後、ローパスフィルタ231によりフィルタリングしてアナログ信号に変換する。この信号は、前述の如くVH検出値に相当する信号としてVH比較器232に入力される。
Now, the amplitude of the triangular wave output from the
The triangular wave and the divided voltage via the
なお、下記の特許文献1には、二次電池とインバータとを備えた回生運転可能なモータ制御装置において、モータを流れる電流に依存した電圧を単電源の演算増幅器に入力し、その出力電圧が電源電圧の1/2の値を中心とする所定範囲にあるか否かによってモータの動作状態を監視するようにしたモータ制御装置が記載されている。
In
図8に示した演算増幅器216Qは正負の双電源を用いており、演算増幅器216Qの出力としては、被計測電圧の全範囲(0〜VHMAX)におけるVHの分圧電圧を出力することができる。
一方、従来から、図7に示したようなIPMを低コスト化して小型化する要請があり、分圧回路216における演算増幅器を単電源化できれば、上記要請に応えることができる。
The operational amplifier 216Q shown in FIG. 8 uses a positive and negative dual power supply, and as the output of the operational amplifier 216Q, it is possible to output a divided voltage of V H in the entire range of measured voltage (0 to V HMAX ). it can.
On the other hand, the IPM as shown in FIG. 7 has been conventionally required to be reduced in cost and reduced in size, and if the operational amplifier in the voltage dividing
しかし、電源電圧が+5[V]の単電源の演算増幅器(例えば、日本電気株式会社製の「μPC842」)の出力電圧範囲(VOUTL〜VOUTH)は、ほぼ0.7[V]〜3.5[V]である。
従って、図8の演算増幅器216Qを上記の単電源の演算増幅器(μPC842)に置き換えた場合、図9の入出力特性(縦軸及び横軸のスケールを異ならせてある)に示すように、例えば、被計測電圧の最大値であるVHMAX=1000[V]の時には、分圧比(=(R1+R2)/R2)を286とすれば演算増幅器の出力電圧が上限値の3.5[V]となるが、下限値は約0.7[V]であるため、比例配分により、VH=0〜約200[V]の範囲では演算増幅器の出力電圧が約0.7[V]で固定されてしまい、VHを正確に検出できずに電圧計測範囲の不感帯を生じてしまう問題があった。
また、前述した特許文献1には、上述した電圧計測範囲の不感帯を解消するための具体的な手段は特に開示されていない。
However, a single supply of the operational amplifier of the power supply voltage is +5 [V] (e.g., NEC "μPC842" Co., Ltd.) Output voltage range (V OUTL ~V OUTH) is approximately 0.7 [V] to 3 .5 [V].
Therefore, when the operational amplifier 216Q in FIG. 8 is replaced with the above-described single power supply operational amplifier (μPC842), as shown in the input / output characteristics of FIG. 9 (scales on the vertical and horizontal axes are different), for example, When V HMAX = 1000 [V], which is the maximum value of the voltage to be measured, if the voltage division ratio (= (R1 + R2) / R2) is 286, the output voltage of the operational amplifier is 3.5 [V], which is the upper limit value. However, since the lower limit is about 0.7 [V], the output voltage of the operational amplifier is fixed at about 0.7 [V] in the range of V H = 0 to about 200 [V] by proportional distribution. As a result, there is a problem that V H cannot be accurately detected and a dead zone in the voltage measurement range is generated.
Further,
そこで本発明の解決課題は、単極性の高電圧を単電源の演算増幅器によって計測するに当たり、広い電圧範囲にわたって不感帯が生じないようにした単電源電圧計測回路を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a single power supply voltage measurement circuit that prevents a dead band from being generated over a wide voltage range when measuring a unipolar high voltage with a single power supply operational amplifier.
上記課題を解決するため、請求項1に記載した発明は、電圧計測点の単極性の電圧を分圧する分圧手段と、この分圧手段により分圧された電圧をインピーダンス変換して出力する単電源の演算増幅器と、を備えた単電源電圧計測回路において、
前記分圧手段の非電圧計測点側の電位を、前記演算増幅器の出力電圧下限値以上であって入力電圧上限値以下である基準電圧値に保持する基準電圧発生手段を備えたものである。
これにより、本発明では、前記基準電圧以上であって被計測電圧上限値(演算増幅器の出力電圧上限値により決まる)までの広範囲の電圧を計測可能とする。
In order to solve the above-mentioned problem, the invention described in
Reference voltage generating means for holding the potential on the non-voltage measurement point side of the voltage dividing means at a reference voltage value that is greater than or equal to the output voltage lower limit value of the operational amplifier and less than or equal to the input voltage upper limit value is provided.
Accordingly, in the present invention, it is possible to measure a wide range of voltages that are equal to or higher than the reference voltage and reach the measured voltage upper limit value (determined by the output voltage upper limit value of the operational amplifier).
また、請求項2に記載した発明は、請求項1において、被計測電圧値の0〜100%に相当して振幅が変化する三角波と前記演算増幅器の出力信号とを比較して、被計測電圧値を所定デューティのパルスに変換する手段を備えたものである。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, the measured voltage is compared with the triangular wave whose amplitude changes corresponding to 0 to 100% of the measured voltage value and the output signal of the operational amplifier. Means are provided for converting the value into a pulse of a predetermined duty.
請求項3に記載した発明は、請求項2において、前記パルスを絶縁して伝送する伝送手段を備えたものである。
この伝送手段は、請求項4に記載するように、フォトカプラによって構成すれば良い。
According to a third aspect of the present invention, in the second aspect of the present invention, the apparatus further includes a transmission unit that insulates and transmits the pulse.
This transmission means may be configured by a photocoupler as described in claim 4.
また、請求項5に記載するように、前記基準電圧発生手段としては、例えば可変シャント式安定化電源回路を使用することができる。 Further, as the reference voltage generation means, for example, a variable shunt type stabilized power supply circuit can be used as the reference voltage generating means.
本発明によれば、単電源の演算増幅器を使用しながら低い被計測電圧に対しても不感帯を生じることなく計測可能であり、広範囲にわたる単極性の電圧計測に適用することができる。 According to the present invention, a low voltage to be measured can be measured without causing a dead band while using an operational amplifier of a single power supply, and can be applied to a wide range of unipolar voltage measurements.
以下、図に沿って本発明の実施形態を説明する。まず、図1は本発明の実施形態の回路構成図である。
図1において、20は、例えば前述した日本電気株式会社製の「μPC842」等の単電源演算増幅器であり、入力電圧を低インピーダンスに変換して出力するものである。演算増幅器20の正電源端子には直流電源(正電源)21が接続され、負電源端子は接地されている。また、非反転入力端子には、分圧抵抗R1,R2の相互接続点(分圧点)が接続され、反転入力端子は演算増幅器20の出力端子に接続されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. First, FIG. 1 is a circuit configuration diagram of an embodiment of the present invention.
In FIG. 1,
23は被計測電圧が加えられる電圧計測点であり、具体的には図5における昇降圧コンバータ200の出力端子、図7における上アームスイッチング部220の出力端子である。この電圧計側点23とGNDとの間には、前記分圧抵抗R1,R2の直列回路と基準電圧発生手段22とが直列に接続されている。また、基準電圧発生手段22には、前記直流電源21から抵抗R3を介して電源が供給されている。
Reference numeral 23 denotes a voltage measurement point to which the voltage to be measured is applied, specifically, an output terminal of the buck-
ここで、上記基準電圧発生手段22としては、単電源演算増幅器20の出力電圧下限値以上の電圧を安定して出力可能な可変シャント式安定化電源回路が用いられている。
この安定化電源回路の一例としては、例えば、日本電気株式会社製の「μPC1944T」を用いることができ、単電源演算増幅器20の出力電圧下限値VoutLである0.7[V]以上の電圧である1.26[V]を、基準電圧Vshuntとして出力可能である。そして、この基準電圧Vshuntが分圧抵抗R2の非電圧計測点側の一端に加えられている。なお、基準電圧発生手段22の具体的構成は、上記所定の直流電圧を高精度かつ安定して出力できるものであれば特に限定されない。
上述した可変シャント式安定化電源回路は外付け抵抗により出力電圧(基準電圧)が可変であるため、単電源演算増幅器20や被計測電圧に応じて所望の基準電圧を出力させることができる。
Here, as the reference voltage generating means 22, a variable shunt-type stabilized power supply circuit capable of stably outputting a voltage equal to or higher than the output voltage lower limit value of the single power supply
As an example of this stabilized power supply circuit, for example, “μPC1944T” manufactured by NEC Corporation can be used, and the output voltage lower limit value V outL of the single power supply
Since the output voltage (reference voltage) of the variable shunt-type stabilized power supply circuit described above is variable by an external resistor, a desired reference voltage can be output according to the single power supply
また、分圧抵抗R1,R2の抵抗値は、被計測電圧の最大値VHMAXが1000[V]のときに単電源演算増幅器20の出力電圧VOUTがその上限値である3.5[V]を超えないように設定する。
例えば、VHMAXが1000[V]、Vshuntが1.26[V]の場合、分圧抵抗R1,R2の直列回路の両端電圧は998.74[V]になる。分圧抵抗R1,R2の直列回路を流れる電流を0.5[mA]とすると、直列回路の合成抵抗は1997.48[kΩ]となり、分圧比(=(R1+R2)/R2)を従来と同様に286とすれば、R1=1990.05≒1990[kΩ]、R2≒6.99≒7[kΩ]となる。
よって、分圧抵抗R1,R2をこれらの値に設定すれば演算増幅器20の出力電圧VOUTが上限値を超えることはない。
The resistance values of the voltage dividing resistors R1 and R2 are 3.5 [V, which is the upper limit value of the output voltage VOUT of the single power supply
For example, when V HMAX is 1000 [V] and V shunt is 1.26 [V], the voltage across the series circuit of the voltage dividing resistors R1 and R2 is 998.74 [V]. If the current flowing through the series circuit of the voltage dividing resistors R1 and R2 is 0.5 [mA], the combined resistance of the series circuit is 1997.48 [kΩ], and the voltage dividing ratio (= (R1 + R2) / R2) is the same as the conventional one. 286, R1 = 1990.05≈1990 [kΩ], and R2≈6.99≈7 [kΩ].
Therefore, if the voltage dividing resistors R1 and R2 are set to these values, the output voltage VOUT of the
この場合、分圧抵抗R1,R2の分圧点の電圧V2は数式2によって表される。この電圧は演算増幅器20の入力電圧上限値以下であることは言うまでもない。
[数式2]
V2=(VH−Vshunt)/Rr+Vshunt
Rr:分圧比(=(R1+R2)/R2)
Vshunt:基準電圧発生手段22の出力電圧(基準電圧)
VH:電圧計測点23の電圧
In this case, the voltage V 2 of the voltage dividing point of the voltage dividing resistors R1, R2 is represented by
[Formula 2]
V 2 = (V H −V shunt ) / R r + V shunt
R r : partial pressure ratio (= (R1 + R2) / R2)
V shunt : Output voltage (reference voltage) of the reference voltage generating means 22
V H : Voltage at voltage measurement point 23
図2は、図1に示した単電源演算増幅器20の入出力特性を示している。なお、図2において、縦軸及び横軸のスケールは異なっており、横軸上の基準電圧Vshuntは大きさを誇張して示してある。
図2から明らかなように、この実施形態によれば、電圧計測点23の電圧VHが0[V]の時でも、演算増幅器20の出力電圧として基準電圧Vshunt(=1.26[V])がオフセットとして現れるが、電圧計測点23の電圧VHが基準電圧Vshuntを超えて最大値VHMAXに至るまでの範囲では、演算増幅器20からVHに応じた分圧電圧が出力されることになる。
すなわち、この実施形態では電圧計測範囲の不感帯が0〜1.26[V](=Vshunt)になってフルスケール(1000[V])に対し約0.13[%]相当になり、図8の従来技術における0〜200.2[V](フルスケールに対し約20[%])よりも大幅に狭めることができる。
FIG. 2 shows input / output characteristics of the single power supply
As is apparent from FIG. 2, according to this embodiment, even when the voltage V H at the voltage measurement point 23 is 0 [V], the reference voltage V shunt (= 1.26 [V ]) Appears as an offset, but in the range from the voltage V H at the voltage measurement point 23 exceeding the reference voltage V shunt to the maximum value V HMAX , a divided voltage corresponding to V H is output from the
That is, in this embodiment, the dead band of the voltage measurement range is 0 to 1.26 [V] (= V shunt ), which corresponds to about 0.13 [%] with respect to the full scale (1000 [V]). 8 can be significantly narrower than 0 to 200.2 [V] (about 20 [%] with respect to full scale) in the prior art.
図3は、この実施形態にかかる単電源電圧計測回路を、図7と同様に昇降圧コンバータの出力電圧VHを制御するIPMに適用した場合の、下アームスイッチング部内のVH検出回路(図7における符号215に相当)、及び、制御部(同じく符号230に相当)の構成を示す回路図である。なお、本実施形態の単電源電圧計測回路は、図7における分圧回路216に相当する機能を持つため、IPMを構成する場合には図7における分圧回路216を本実施形態の単電源電圧計測回路に置き換えれば良い。
FIG. 3 shows a V H detection circuit (FIG. 3) in the lower arm switching unit when the single power supply voltage measurement circuit according to this embodiment is applied to an IPM that controls the output voltage V H of the buck-boost converter as in FIG. 7 is equivalent to reference numeral 215 in FIG. 7), and a circuit diagram showing a configuration of a control unit (also equivalent to reference numeral 230). Since the single power supply voltage measuring circuit of this embodiment has a function corresponding to the
図3において、前記単電源演算増幅器20からレベル調整器217を介して出力された電圧と、三角波発生器218から出力された1.26〜3.5[V]の範囲の振幅を持つ三角波とは、単電源の比較器219により比較され、デューティが0〜100%の二値化されたPWM信号が出力される。この二値化されたPWM信号によりフォトカプラ242の発光ダイオードに電流を流し、受光トランジスタから発生する光電流を負荷抵抗にて電圧変換すると共に、ローパスフィルタ231にてフィルタリングしてアナログ値に変換し、出力する。
そして、図7のVH比較器232では、ローパスフィルタ231のアナログ出力電圧を昇降圧指令値と比較し、上アーム及び下アームスイッチング素子IGBT2A,IGBT1Aに対するゲート信号を作成するものである。
In FIG. 3, the voltage output from the single power supply
Then, the V H
以上のように、本実施形態によれば、分圧回路におけるインピーダンス変換用の演算増幅器を単電源で使用した場合にも、電圧計測範囲の不感帯が極めて少ない電圧計測回路を実現することができる。
なお、例えば特開平5−181991号公報には、単電源の演算増幅器を用いて複数の交流入力電圧を加算する加算回路において、複数の交流入力電圧を基準電圧によりレベルシフトさせる技術が記載されている。しかしながら、この公知技術は、本発明のような単極性の電圧を計測対象としていない点、本発明と異なって単電源から基準電圧を二つ作成している点などにおいて、目的や構成、作用が相違するものである。
As described above, according to the present embodiment, it is possible to realize a voltage measurement circuit with a very small dead band in the voltage measurement range even when the operational amplifier for impedance conversion in the voltage dividing circuit is used with a single power source.
For example, Japanese Patent Laid-Open No. 5-181991 describes a technique for level-shifting a plurality of AC input voltages with a reference voltage in an adding circuit that adds a plurality of AC input voltages using a single power supply operational amplifier. Yes. However, this known technique has a purpose, a configuration, and an action in that it does not measure a unipolar voltage as in the present invention, and creates two reference voltages from a single power source unlike the present invention. It is different.
20:単電源演算増幅器
21:直流電源
22:基準電圧発生手段
23:電圧計測点
217:レベル調整器
218:三角波発生器
219:比較器
231:ローパスフィルタ
242:フォトカプラ
R1,R2:分圧抵抗
R3:抵抗
20: Single power supply operational amplifier 21: DC power supply 22: Reference voltage generating means 23: Voltage measuring point 217: Level adjuster 218: Triangular wave generator 219: Comparator 231: Low pass filter 242: Photocoupler R1, R2: Voltage dividing resistor R3: Resistance
Claims (5)
前記分圧手段の非電圧計測点側の電圧値を、前記演算増幅器の出力電圧下限値以上であって入力電圧上限値以下である基準電圧値に保持する基準電圧発生手段を備えたことを特徴とする単電源電圧計測回路。 In a single power supply voltage measurement circuit comprising: voltage dividing means for dividing a unipolar voltage at a voltage measurement point; and a single power supply operational amplifier for impedance-converting and outputting the voltage divided by the voltage dividing means.
Reference voltage generating means for holding the voltage value on the non-voltage measurement point side of the voltage dividing means at a reference voltage value that is not less than the output voltage lower limit value of the operational amplifier and not more than the input voltage upper limit value is provided. Single power supply voltage measurement circuit.
被計測電圧値の0〜100%に相当して振幅が変化する三角波と前記演算増幅器の出力信号とを比較して、被計測電圧値を所定デューティのパルスに変換する手段を備えたことを特徴とする単電源電圧計測回路。 In the single power supply voltage measuring circuit according to claim 1,
Comparing a triangular wave whose amplitude changes corresponding to 0 to 100% of the measured voltage value with an output signal of the operational amplifier, the means for converting the measured voltage value into a pulse of a predetermined duty is provided. Single power supply voltage measurement circuit.
前記パルスを絶縁して伝送する伝送手段を備えたことを特徴とする単電源電圧計測回路。 In the single power supply voltage measuring circuit according to claim 2,
A single power supply voltage measuring circuit, comprising a transmission means for insulating and transmitting the pulse.
前記伝送手段がフォトカプラであることを特徴とする単電源電圧計測回路。 In the single power supply voltage measuring circuit according to claim 3,
A single power supply voltage measuring circuit, wherein the transmission means is a photocoupler.
前記基準電圧発生手段が、可変シャント式安定化電源回路であることを特徴とする単電源電圧計測回路。 In the single power supply voltage measuring circuit according to any one of claims 1 to 4,
A single power supply voltage measuring circuit, wherein the reference voltage generating means is a variable shunt type stabilized power supply circuit.
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