JP2007181034A - Input circuit of controller - Google Patents

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壮一郎 樋口
Makoto Shichi
信 志知
Yosuke Nagumo
陽介 南雲
Hiroki Miyagawa
裕樹 宮川
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To stably provide an ON signal to a controller even when variation of ON current of a photo coupler is large. <P>SOLUTION: A transistor Tr1 performs switching so as to energize input of the photo coupler 4 on condition that it is assumed that input current Ia to the photo coupler 4 exceeds predetermined fourth current exceeding an upper limit value of the ON current of the photo coupler 4. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、出力側にフォトカプラが設けられてなる制御装置の入力回路に関する。   The present invention relates to an input circuit of a control device in which a photocoupler is provided on the output side.

従来より、制御装置の入力に設けられた入力回路としては、その出力側にフォトカプラを設け一次側と二次側とを絶縁する回路構成が用いられているものがある(例えば、特許文献1参照)。この特許文献1記載の構成によれば、フォトカプラの入力電流を変換してフォトカプラから出力信号を制御装置内に与えるようになっている。
特開平8−292806号公報
2. Description of the Related Art Conventionally, as an input circuit provided at the input of a control device, there is one that uses a circuit configuration in which a photocoupler is provided on the output side and the primary side and the secondary side are insulated (for example, Patent Document 1). reference). According to the configuration described in Patent Document 1, an input current of the photocoupler is converted and an output signal is given from the photocoupler to the control device.
JP-A-8-292806

ところで近年、例えばプログラマブルコントローラ等の制御装置には高速応答化の要求があり、従来に比較してフォトカプラを高速応答可能な素子に変更する必要を生じている。フォトカプラを高速応答可能な素子に変更すると、多数のフォトカプラ間で入力電流のレベルの動作レベルに大きく違いが生じ、当該フォトカプラの出力がオンするときの入力電流値(オン電流)のバラツキが大きくなる傾向がある。このとき、例えば特許文献1に開示されている回路構成を適用してもオン電流のバラツキを低減することができず、制御装置に対してオン信号を安定的に与えることができない。   Recently, for example, a control device such as a programmable controller has a demand for high-speed response, and it has become necessary to change the photocoupler to an element capable of high-speed response as compared with the related art. If the photocoupler is changed to an element capable of high-speed response, a large difference occurs in the operation level of the input current among many photocouplers, and the input current value (on-current) varies when the output of the photocoupler is turned on. Tend to be larger. At this time, for example, even if the circuit configuration disclosed in Patent Document 1 is applied, variation in on-current cannot be reduced, and an on-signal cannot be stably given to the control device.

また、例えばプログラマブルコントローラ等の制御装置の場合には、一般的に入力回路の電圧電流特性が所定規格による規定を満たす必要がある。この場合、特許文献1に開示されている回路構成を適用しても適格に出力信号を制御装置に与えることができないことが確認されている。   Further, for example, in the case of a control device such as a programmable controller, it is generally necessary that the voltage-current characteristics of the input circuit satisfy the provisions of a predetermined standard. In this case, it has been confirmed that even if the circuit configuration disclosed in Patent Document 1 is applied, an output signal cannot be properly given to the control device.

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その第1の目的は、フォトカプラのオン電流のバラツキが大きくても制御装置に対してオン信号を安定的に与えることができるようにした制御装置の入力回路を提供することにあり、第2の目的は、制御装置に対してオンオフ信号を適格に与えることができるようにした制御装置の入力回路を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and a first object of the present invention is to stably provide an ON signal to a control device even when there is a large variation in the ON current of a photocoupler. A second object of the present invention is to provide an input circuit for a control device that can properly supply an on / off signal to the control device.

請求項1記載の発明は、出力側にフォトカプラを設け当該フォトカプラの入力電流のレベルが動作レベルを上回るように設定された所定レベルを超えるとオン信号を制御装置に出力するものを対象としたものである。この構成によれば、フォトカプラの入力電流が所定レベルを超えたことが想定されることを条件としてフォトカプラに通電するように切換えるため、フォトカプラのオン電流のバラツキが大きくても制御装置に対してオン信号を安定的に与えることができる。   The first aspect of the present invention is directed to a photocoupler provided on the output side that outputs an ON signal to a control device when the input current level of the photocoupler exceeds a predetermined level set to exceed the operation level. It is a thing. According to this configuration, the photocoupler is switched to be energized on the condition that the input current of the photocoupler exceeds a predetermined level. On the other hand, an ON signal can be stably given.

請求項2記載の発明は、出力側にフォトカプラを設け当該フォトカプラの入力電流のレベルに応じてオンオフ信号を制御装置に出力する制御装置の入力回路を対象としたものである。第1の入力電圧電流領域を、入力回路本体が出力オンとなるように規定された入力回路本体に対する入力電圧電流の動作領域と定義し、第2の入力電圧電流領域を、入力回路本体が出力オフとなるように規定された入力回路本体に対する入力電圧電流の動作領域と定義する。この場合、スイッチング回路は、入力回路本体に印加される入力電圧電流が第1および第2の入力電圧電流領域間において不定出力可能に規定された第3の入力電圧電流領域内の入力電圧電流であることを条件として、フォトカプラに対する入力電流をオンオフ通電切換えする。   The invention described in claim 2 is directed to an input circuit of a control device in which a photocoupler is provided on the output side and an on / off signal is output to the control device in accordance with the level of the input current of the photocoupler. The first input voltage current region is defined as the operation region of the input voltage current with respect to the input circuit body that is defined so that the output of the input circuit body is turned on, and the input circuit body outputs the second input voltage current region. It is defined as the operating region of the input voltage and current for the input circuit body that is defined to be off. In this case, the switching circuit is an input voltage current in the third input voltage current region in which the input voltage current applied to the input circuit body is defined to be indefinitely output between the first and second input voltage current regions. On condition that there is, the input current to the photocoupler is switched on and off.

このため、入力回路に与えられる入力電圧電流が第3の入力電圧電流領域の条件を満たしているときに、スイッチング回路がフォトカプラに対する入力電流をオンに切換える。この場合、フォトカプラの入力に対して電流が安定的に供給され、第1の入力電圧電流領域内で規定された電圧電流が入力回路に与えられるようになると、フォトカプラがオン信号を出力信号として出力するようになる。したがって、入力回路の出力がオンとして適格に保証されるようになる。   For this reason, when the input voltage current applied to the input circuit satisfies the condition of the third input voltage current region, the switching circuit switches on the input current to the photocoupler. In this case, when a current is stably supplied to the input of the photocoupler and a voltage current defined in the first input voltage current region is applied to the input circuit, the photocoupler outputs an on signal as an output signal. Will be output as. Therefore, the output of the input circuit is properly guaranteed to be on.

しかも逆に、入力回路に与えられる入力電圧電流が第3の入力電圧電流領域の条件を満たしているときに、スイッチング回路がフォトカプラに対する入力をオフに切換えると、フォトカプラの入力側に対して電流が供給されなくなる。この場合にはフォトカプラが常にオフ信号を出力信号として出力するようになる。したがって、入力回路の出力がオフとして適格に保証されるようになる。これにより、制御装置に対して適格にオンオフ出力信号を与えることができる。   On the contrary, when the input voltage / current applied to the input circuit satisfies the condition of the third input voltage / current region and the switching circuit switches off the input to the photocoupler, the input side of the photocoupler No current is supplied. In this case, the photocoupler always outputs an off signal as an output signal. Therefore, the output of the input circuit is properly guaranteed to be off. As a result, an on / off output signal can be given to the control device appropriately.

請求項3記載の発明によれば、スイッチング回路がフォトカプラに対して入力電流を通電切換えしたときに、たとえフォトカプラに流れる電流が多くなり例えば抵抗素子等に流れる電流が多くなることで製品の発熱量が多くなったとしても、電流抑制回路がフォトカプラに対する入力電流を抑制するため、従来に比較して製品の発熱量を抑制できる。   According to the third aspect of the present invention, when the switching circuit switches the input current to the photocoupler, even if the current flowing through the photocoupler increases, for example, the current flowing through the resistor element increases, Even if the heat generation amount increases, the current suppression circuit suppresses the input current to the photocoupler, so that the heat generation amount of the product can be suppressed as compared with the conventional case.

請求項4記載の発明によれば、電圧検出回路が、フォトカプラの入力側の電圧を検出し、スイッチング回路は、電圧検出回路の検出電圧に応じてフォトカプラに対する入力電流をオンオフ通電切換えする。したがって、電圧検出回路の検出電圧に応じてフォトカプラに対して通電切換えすることができ、入力側の電圧を検出する構成を設けるだけで前述発明に係る回路を構成できるようになり、より簡単な回路で構成することができる。このとき、請求項5記載の発明のように、電圧検出回路を、入力回路の入力端子側電圧を検出するように構成することが望ましい。この場合、入力端子間の電圧を正確に測定することができ、より簡単な回路で構成できる。   According to the fourth aspect of the invention, the voltage detection circuit detects the voltage on the input side of the photocoupler, and the switching circuit switches on / off energization of the input current to the photocoupler according to the detection voltage of the voltage detection circuit. Therefore, it is possible to switch the energization of the photocoupler in accordance with the detection voltage of the voltage detection circuit, and it is possible to configure the circuit according to the above-described invention simply by providing a configuration for detecting the voltage on the input side. It can be configured with a circuit. At this time, it is desirable that the voltage detection circuit is configured to detect the input terminal side voltage of the input circuit, as in the fifth aspect of the invention. In this case, the voltage between the input terminals can be accurately measured, and a simpler circuit can be configured.

請求項6記載の発明のように、電圧検出回路とスイッチング回路との間に介在して電流抑制回路が設けられていることが望ましい。このような構成によれば、より実用性の高い回路を構成することができる。   As in the sixth aspect of the present invention, it is desirable that a current suppression circuit be provided between the voltage detection circuit and the switching circuit. According to such a configuration, a more practical circuit can be configured.

以下、本発明の制御装置をプログラマブルコントローラに適用した一実施形態について、図1および図2を参照しながら説明する。
図1は、制御装置とその入力回路の一例を詳細な電気的構成図により示している。また図3は、プログラマブルコントローラの電気的構成を概略的なブロック図により示している。
Hereinafter, an embodiment in which a control device of the present invention is applied to a programmable controller will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
FIG. 1 is a detailed electrical configuration diagram showing an example of a control device and its input circuit. FIG. 3 is a schematic block diagram showing the electrical configuration of the programmable controller.

図1に示すように、プログラマブルコントローラ(以下、PCと称す)1は、入力回路本体2と、制御装置たるPC本体3とを備えて構成されている。また図3に示すように、PC本体3は、入力回路2の出力信号が与えられる論理演算部9と、論理演算部9の論理演算結果を出力するための出力インタフェースとしての出力回路8と、論理演算部9の論理演算結果を外部に通信するための通信部7とを備えている。   As shown in FIG. 1, a programmable controller (hereinafter referred to as a PC) 1 includes an input circuit main body 2 and a PC main body 3 as a control device. As shown in FIG. 3, the PC main body 3 includes a logical operation unit 9 to which an output signal of the input circuit 2 is given, an output circuit 8 as an output interface for outputting a logical operation result of the logical operation unit 9, And a communication unit 7 for communicating a logical operation result of the logical operation unit 9 to the outside.

入力回路2の出力側には、フォトカプラ4が設けられている。このフォトカプラ4は、入力側にフォトダイオードが構成されると共に出力側にフォトトランジスタが構成されている。   A photocoupler 4 is provided on the output side of the input circuit 2. The photocoupler 4 includes a photodiode on the input side and a phototransistor on the output side.

PC本体3には論理演算部9が組込まれており、この論理演算部9により所定の論理演算が行われるようになっている。このPC本体3には近年高速入力が要求されており、入力回路2の出力側には高速用のフォトカプラ4を使用する必要がある。具体的には、入力回路2の入力端子INおよびCOMに与えられるパルス信号の周期がこれまでは数百μs〜数msであったのに対し、数μs〜十数μsと短くなってきている。   A logical operation unit 9 is incorporated in the PC main body 3, and a predetermined logical operation is performed by the logical operation unit 9. In recent years, high-speed input is required for the PC body 3, and it is necessary to use a high-speed photocoupler 4 on the output side of the input circuit 2. Specifically, the period of the pulse signal applied to the input terminals IN and COM of the input circuit 2 has been shortened to several μs to several tens μs, compared to several hundred μs to several ms. .

この高速用のフォトカプラ4は、低速用のフォトカプラに比較するとオン電流のバラツキが大きい。例えばある素子では、低速用のフォトカプラが0.1〜1.5mA程度のオン電流のバラツキであるのに対し、高速用のフォトカプラ4は、0.1〜5mA程度のオン電流のバラツキがある。そこで、この高速用のフォトカプラ4を安定的および適格に使用できるように構成する必要があり、図1に示す回路構成を採用している。   The high-speed photocoupler 4 has a large variation in on-current compared to the low-speed photocoupler. For example, in a certain device, a low-speed photocoupler has an on-current variation of about 0.1 to 1.5 mA, whereas a high-speed photocoupler 4 has an on-current variation of about 0.1 to 5 mA. is there. Therefore, it is necessary to configure the photocoupler 4 for high speed so that it can be used stably and properly, and the circuit configuration shown in FIG. 1 is adopted.

この図1に示すように、入力回路2の入力端子INおよびCOM間には、抵抗R1およびR2とダイオードD1とが直列接続されており、入力回路2の入力側に閉ループが構成されている。   As shown in FIG. 1, resistors R1 and R2 and a diode D1 are connected in series between the input terminals IN and COM of the input circuit 2, and a closed loop is configured on the input side of the input circuit 2.

抵抗R1およびR2は、入力端子INおよびCOMに与えられる電圧を分圧する分圧回路5(電圧検出回路に相当)として構成されており、この分圧回路5の分圧電圧V1がNPN型のトランジスタTr1のベースに与えられるようになっている。トランジスタTr1は、そのコレクタ−エミッタ間がフォトカプラ4の入力側のダイオードに通ずる通電経路に設けられている。分圧回路5とフォトカプラ4との間には、その通電経路に対して電流抑制回路6および高調波ノイズ除去用のコンデンサC1が設けられている。また、フォトカプラ4の出力はプルアップ抵抗R6を介してPC本体3に入力されている。   The resistors R1 and R2 are configured as a voltage dividing circuit 5 (corresponding to a voltage detection circuit) that divides the voltage applied to the input terminals IN and COM. The divided voltage V1 of the voltage dividing circuit 5 is an NPN transistor. It is given to the base of Tr1. The transistor Tr <b> 1 is provided in a current-carrying path between the collector and the emitter that communicates with the diode on the input side of the photocoupler 4. Between the voltage dividing circuit 5 and the photocoupler 4, a current suppressing circuit 6 and a harmonic noise removing capacitor C1 are provided for the energization path. The output of the photocoupler 4 is input to the PC main body 3 via the pull-up resistor R6.

電流抑制回路6は、例えば定電圧回路6aの出力側に対して抵抗R5が直列接続されることにより構成されている。定電圧回路6aは、NPN型のトランジスタTr2と、抵抗R4と、定電圧ダイオードD2とが図示形態で接続されることにより構成されている。フォトカプラ4の入力側には抵抗R3が並列接続されている。   The current suppression circuit 6 is configured, for example, by connecting a resistor R5 in series to the output side of the constant voltage circuit 6a. The constant voltage circuit 6a is configured by connecting an NPN transistor Tr2, a resistor R4, and a constant voltage diode D2 in the illustrated form. A resistor R3 is connected in parallel to the input side of the photocoupler 4.

ところで、このPC1には所定の規格が定められている。図2には、この規格の入力電圧および入力電流特性を概略的に示している。入力端子INおよびCOMには、パルス信号が与えられる。このパルス信号は、数μs〜十数μs程度の周期を有する信号であり、その振幅も変動する。このとき、入力電圧電流特性が図2の領域X1内であるときに入力回路本体2の出力がオンするように規格が定められており、入力電圧電流特性が図2の領域X2内であるときに出力がオフするように規格が定められている。   By the way, a predetermined standard is defined for the PC 1. FIG. 2 schematically shows the input voltage and input current characteristics of this standard. A pulse signal is given to the input terminals IN and COM. This pulse signal is a signal having a period of about several μs to tens of μs, and its amplitude also varies. At this time, the standard is determined so that the output of the input circuit body 2 is turned on when the input voltage / current characteristic is in the region X1 in FIG. 2, and the input voltage / current characteristic is in the region X2 in FIG. The standard is set so that the output is turned off.

領域X2は、本発明の第2の入力電圧電流領域に相当しており、その領域は、例えば入力電圧が0V以上で所定の第1電圧V1以下、且つ、入力電流が0A以上で所定の第5電流I5以下の条件を満たす入力電圧電流領域、または、入力電圧が0V以上で所定の第2電圧V2以下、且つ、入力電流が0A以上で所定の第2電流I2以下の条件を満たす入力電圧電流領域である。この領域X2内の電圧電流特性の信号が与えられた場合には、入力回路本体2の出力を必ずオフとして出力する必要がある。尚、図2において、第1電圧V1<第2電圧V2、で且つ、第1電流I1<第2電流I2<第3電流I3<第4電流I4<第5電流I5の関係がある。   The region X2 corresponds to the second input voltage current region of the present invention, and the region is, for example, an input voltage of 0 V or more and a predetermined first voltage V1 or less, and an input current of 0 A or more and a predetermined first voltage. An input voltage current region that satisfies a condition of 5 current I5 or less, or an input voltage that satisfies a condition of an input voltage of 0 V or more and a predetermined second voltage V2 or less, and an input current of 0 A or more and a predetermined second current I2 or less. It is a current region. When a voltage / current characteristic signal in the region X2 is given, the output of the input circuit body 2 must be turned off before being output. In FIG. 2, there is a relationship of the first voltage V1 <the second voltage V2, and the first current I1 <the second current I2 <the third current I3 <the fourth current I4 <the fifth current I5.

また、領域X1は、本発明の第1の入力電圧電流領域に相当しており、その領域は、例えば入力電圧が所定の第2電圧V2以上で所定の第3電圧V3以下、且つ、入力電流が所定の第3電流I3以上で所定の第5電流I5以下の条件を満たす入力電圧電流領域である。この領域X1内の電圧電流特性の信号が与えられた場合には、入力回路本体2の出力を必ずオンとして出力する必要がある。   The region X1 corresponds to the first input voltage current region of the present invention, and the region has, for example, an input voltage that is equal to or higher than the predetermined second voltage V2 and equal to or lower than the predetermined third voltage V3, and the input current. Is an input voltage current region that satisfies the condition of the predetermined third current I3 or more and the predetermined fifth current I5 or less. When a voltage-current characteristic signal in this region X1 is given, the output of the input circuit body 2 must be turned on for output.

これらの領域X1およびX2間に設けられた入力電圧電流領域となる領域X3は、不定出力可能な領域と規定されており、規格上ではオンオフの何れの出力も可能である。具体的には、領域X3は、所定の第1電圧V1を超える電圧で且つ所定の第2電圧V2未満となる入力電圧で且つ所定の第2電流I2を超える電流で且つ所定の第5電流I5以下となる入力電流の条件を満たす入力電圧電流領域である。この領域X3内の電圧電流特性の信号が与えられた場合には、入力回路本体2の出力は必ずしもオンもしくはオフに規定されない。   A region X3, which is an input voltage current region provided between these regions X1 and X2, is defined as a region where indefinite output is possible, and on-off output is possible according to the standard. Specifically, the region X3 is an input voltage that exceeds the predetermined first voltage V1 and that is less than the predetermined second voltage V2, a current that exceeds the predetermined second current I2, and a predetermined fifth current I5. This is an input voltage current region that satisfies the following input current conditions. When a signal having a voltage-current characteristic in the region X3 is given, the output of the input circuit body 2 is not necessarily defined as on or off.

このような条件のもとで量産時のバラツキ等にも絶えうる設計を行う必要がある。そこで、本実施形態ではこのような条件のもとで規格を満たすことができる実施形態を説明する。   Under such conditions, it is necessary to make a design that can withstand variations in mass production. Therefore, in the present embodiment, an embodiment that can satisfy the standard under such conditions will be described.

上記構成の作用について説明する。
前述したように、入力端子INおよびCOMにはパルス信号が入力される。このパルス信号は、数μs〜十数μs程度の周期を有する信号であり、その振幅も変動する。そこで本実施形態では入力電圧電流が過渡的に変動した場合のオンオフ特性について説明を行う。図2に示す特性A1〜A3は、本実施形態に係る特性を示しており、特性Bは、従来技術に係る特性を示している。
The operation of the above configuration will be described.
As described above, pulse signals are input to the input terminals IN and COM. This pulse signal is a signal having a period of about several μs to several tens of μs, and its amplitude also varies. Therefore, in this embodiment, the on / off characteristics when the input voltage current fluctuates transiently will be described. Characteristics A1 to A3 shown in FIG. 2 indicate characteristics according to the present embodiment, and characteristic B indicates characteristics according to the related art.

入力電圧Vinおよび入力電流Iinが共に0V、0Aの場合には、フォトカプラ4の入力側には電流Iaが流れないため、フォトカプラ4の出力はオフとなる。この場合、前記した規格を満たす。入力電圧Vinおよび入力電流Iinが除々に上昇すると、ノードN1に対する印加電圧および電流も除々に増加する。すると、コンデンサC1には充電されるが、トランジスタTr1がオフしている間はフォトカプラ4の入力側には電流Iaは流れない。   When the input voltage Vin and the input current Iin are both 0 V and 0 A, the current Ia does not flow to the input side of the photocoupler 4, so the output of the photocoupler 4 is turned off. In this case, the above-mentioned standard is satisfied. When the input voltage Vin and the input current Iin are gradually increased, the applied voltage and current to the node N1 are also gradually increased. Then, although the capacitor C1 is charged, the current Ia does not flow to the input side of the photocoupler 4 while the transistor Tr1 is off.

さらに入力電圧Vinおよび入力電流Iinが増加し、分圧回路5の分圧電圧V1がトランジスタTr1のベースエミッタ間電圧となると、トランジスタTr1はオフ状態からオン状態に遷移する。このとき、オン状態に移行するときの入力回路本体2の各回路素子の設定状態を、フォトカプラ4の入力側に流れる電流Iaが所定の第4電流I4以上の電流となるようにすることが望ましい。この所定の第4電流I4は、フォトカプラ4のオン電流のレベル(動作レベル)のバラツキの上限値(例えば、5mA)を考慮して予め定められた所定の電流値であり、少なくともこの上限値を上回るレベルで設定された電流値である。尚、図2には、フォトカプラ4の素子毎のオン電流のバラツキ範囲H2(例えば、下限値0.1mA、上限値5mA)を示している。   When the input voltage Vin and the input current Iin further increase and the divided voltage V1 of the voltage dividing circuit 5 becomes the base-emitter voltage of the transistor Tr1, the transistor Tr1 transitions from the off state to the on state. At this time, the setting state of each circuit element of the input circuit body 2 when shifting to the ON state is such that the current Ia flowing on the input side of the photocoupler 4 is equal to or greater than a predetermined fourth current I4. desirable. The predetermined fourth current I4 is a predetermined current value determined in advance in consideration of the upper limit value (for example, 5 mA) of the on-current level (operation level) of the photocoupler 4, and at least the upper limit value. It is a current value set at a level exceeding. FIG. 2 shows an ON current variation range H2 (for example, a lower limit value of 0.1 mA and an upper limit value of 5 mA) for each element of the photocoupler 4.

これまでは、比較的応答特性が遅くても良好な出力特性を得ることができるため、オン電流のバラツキの小さいフォトカプラ(図2のバラツキ範囲H1参照)を使用していたが、近年の応答特性の迅速化の要求に伴いオン電流のバラツキ範囲H2の特性を備えたフォトカプラ4を使用する必要を生じている。   In the past, since a good output characteristic can be obtained even if the response characteristic is relatively slow, a photocoupler with a small on-current variation (see variation range H1 in FIG. 2) has been used. With the demand for speeding up the characteristics, it is necessary to use the photocoupler 4 having the characteristics of the on-current variation range H2.

この場合、トランジスタTr1を設けることなくフォトカプラ4を使用して得た特性Bを参照すると、特に、入力電流Iinが所定の第6電流I6以上で第4電流I4未満となる条件を満たす電流である場合には、領域X1内の入力電圧電流特性であるにも関わらず、フォトカプラ4の出力がオンとなっていない場合も考えられる。したがって、入力回路本体2の出力をオンとしなければならない規格を満たすことができない。尚、第6電流I6は、図2に示すように、トランジスタTr1を設けることなく構成した場合において、入力電圧が第2電圧V2を跨ぐときの電流値である。   In this case, referring to the characteristic B obtained by using the photocoupler 4 without providing the transistor Tr1, in particular, the current that satisfies the condition that the input current Iin is equal to or higher than the predetermined sixth current I6 and lower than the fourth current I4. In some cases, the output of the photocoupler 4 may not be turned on despite the input voltage / current characteristics in the region X1. Therefore, the standard that the output of the input circuit body 2 must be turned on cannot be satisfied. As shown in FIG. 2, the sixth current I6 is a current value when the input voltage straddles the second voltage V2 in the case where the transistor Tr1 is not provided.

そこで、本実施形態では、フォトカプラ4の入力電流の動作レベルの上限値を上回るように予め設定された電流値I4を電流Iaが超えたことが想定されるときにフォトカプラ4の入力側に通電するようにトランジスタTr1を切換えている。すなわち、トランジスタTr1が、フォトカプラ4の入力側に通電するように瞬時に切換える。このときの特性を、図2の特性A1〜A3に示している。尚、特性A2は、電流抑制回路6を設けていない場合の特性の一例を示しており、特性A3は、電流抑制回路6を設けたときの特性の一例を示している。   Therefore, in the present embodiment, when it is assumed that the current Ia exceeds the preset current value I4 so as to exceed the upper limit value of the operation level of the input current of the photocoupler 4, the input side of the photocoupler 4 The transistor Tr1 is switched to energize. That is, the transistor Tr1 is instantaneously switched so as to energize the input side of the photocoupler 4. The characteristics at this time are shown as characteristics A1 to A3 in FIG. The characteristic A2 shows an example of the characteristic when the current suppression circuit 6 is not provided, and the characteristic A3 shows an example of the characteristic when the current suppression circuit 6 is provided.

入力電流Iinが第4電流I4を超えたときにトランジスタTr1がオンし、電圧電流特性の傾きが変化している(特性A1およびA2,A3参照)。第4電流I4以下のときにはフォトカプラ4の入力側に電流Iaが流れることがなくなり、フォトカプラ4の出力を安定的にオフに保持することができる。逆に、第4電流I4を超える電流値であるときにはフォトカプラ4の入力側に電流Iaが流れ、フォトカプラ4の入力側に通電電流を流すことができる。フォトカプラ4の入力側に流れる電流Iaが第4電流I4を超えていれば必ず出力をオンできるため、この場合、出力を安定的にオンにすることができるようになる。   When the input current Iin exceeds the fourth current I4, the transistor Tr1 is turned on, and the slope of the voltage-current characteristic changes (see characteristics A1, A2, and A3). When the current is less than or equal to the fourth current I4, the current Ia does not flow to the input side of the photocoupler 4, and the output of the photocoupler 4 can be stably held off. On the other hand, when the current value exceeds the fourth current I4, the current Ia flows on the input side of the photocoupler 4, and the energization current can flow on the input side of the photocoupler 4. Since the output can always be turned on if the current Ia flowing to the input side of the photocoupler 4 exceeds the fourth current I4, in this case, the output can be stably turned on.

したがって、入力電流Iinが所定の第6電流I6以上で第4電流I4未満となる条件を満たす電流であったとしても、フォトカプラ4の入力側には電流が流れることなく、入力回路本体2の出力がオン状態になるという不具合を防止することができる。
また、電流抑制回路6を設けた場合、特性A3に示すように、入力回路本体2に流れる電流を抑制することができ、特に抵抗R5に流れる電流を抑制することができ、入力回路本体2の発熱量を抑えることができる。
Therefore, even if the input current Iin is a current that satisfies the condition that the input current Iin is greater than or equal to the predetermined sixth current I6 and less than the fourth current I4, no current flows on the input side of the photocoupler 4 and the input circuit body 2 The problem that the output is turned on can be prevented.
Further, when the current suppression circuit 6 is provided, the current flowing through the input circuit body 2 can be suppressed as shown by the characteristic A3, and in particular, the current flowing through the resistor R5 can be suppressed. The calorific value can be suppressed.

また、領域X3内の入力電圧電流特性であるときにトランジスタTr1の切換えを行うように入力回路本体2の回路を構成することも好ましい。
入力電圧Vinおよび入力電流Iinが領域X3内の入力電圧電流特性を満たしているときに、トランジスタTr1がフォトカプラ4に対する入力電流Iaをオンするように切換えると、フォトカプラ4には通電されるようになる。この場合、フォトカプラ4の入力に対して電流Iaが安定的に供給されるようになり、領域X1内で規定された電圧電流が入力回路本体2に入力電圧電流VinおよびIinとして入力され、必要に応じて例えばフォトカプラ4の動作レベルの上限値を上回る第4電流I4を超える電流がフォトカプラ4の入力に与えられる。すると、フォトカプラ4が常にオン信号を出力信号として出力するようになる。したがって、入力回路本体2の出力がオンとして適格に保証されるようになる。
It is also preferable to configure the circuit of the input circuit main body 2 so that the transistor Tr1 is switched when the input voltage-current characteristics in the region X3.
If the transistor Tr1 is switched to turn on the input current Ia for the photocoupler 4 when the input voltage Vin and the input current Iin satisfy the input voltage current characteristics in the region X3, the photocoupler 4 is energized. become. In this case, the current Ia is stably supplied to the input of the photocoupler 4, and the voltage current defined in the region X1 is input to the input circuit body 2 as the input voltage currents Vin and Iin. Accordingly, for example, a current exceeding the fourth current I4 exceeding the upper limit value of the operation level of the photocoupler 4 is applied to the input of the photocoupler 4. Then, the photocoupler 4 always outputs an ON signal as an output signal. Therefore, the output of the input circuit body 2 is properly guaranteed to be on.

この後、入力電圧Vinおよび入力電流Iinが低下し、入力回路本体2に与えられる入力電圧電流VinおよびIinが領域X3内の条件を満たしているときに、トランジスタTr1がフォトカプラ4の入力側に流れる電流Iaをオフに切換えると、フォトカプラ4の入力側に対して電流が供給されなくなる。この場合にはフォトカプラ4の出力が常にオフ状態に保持される。したがって、入力回路本体2の出力がオフとして適格に保証されるようになる。これにより、PC本体3に対して適格にオンオフ出力信号を与えることができる。   Thereafter, when the input voltage Vin and the input current Iin are reduced and the input voltage current Vin and Iin applied to the input circuit body 2 satisfy the conditions in the region X3, the transistor Tr1 is moved to the input side of the photocoupler 4. When the flowing current Ia is switched off, no current is supplied to the input side of the photocoupler 4. In this case, the output of the photocoupler 4 is always kept off. Therefore, the output of the input circuit body 2 is properly guaranteed as being off. As a result, an on / off output signal can be given to the PC main body 3 appropriately.

本実施形態によれば、トランジスタTr1が、フォトカプラ4に対する入力電流が所定の第4電流I4を超えることが想定されることを条件としてフォトカプラ4の入力に対して通電するように切換えるため、フォトカプラ4のオン電流のバラツキが大きくてもPC本体3に対してオン信号を安定的に与えることができる。   According to the present embodiment, the transistor Tr1 is switched so as to energize the input of the photocoupler 4 on condition that the input current to the photocoupler 4 exceeds the predetermined fourth current I4. Even if the variation in the on-current of the photocoupler 4 is large, an on signal can be stably given to the PC main body 3.

本実施形態によれば、領域X2の入力電圧電流条件を満たしているときに、トランジスタTr1がオンオフ切換えするようになっているため、領域X1の入力電圧電流条件の場合には入力回路本体2の出力がオンとして適格に保証されるようになり、領域X2の入力電圧電流条件の場合には入力回路本体2の出力がオフとして適格に保証されるようになる。   According to the present embodiment, the transistor Tr1 is switched on and off when the input voltage / current condition of the region X2 is satisfied. Therefore, in the case of the input voltage / current condition of the region X1, the input circuit body 2 The output is properly guaranteed to be on, and the output of the input circuit body 2 is properly guaranteed to be off in the case of the input voltage current condition in the region X2.

本実施形態によれば、電流抑制回路6を設けているため、抵抗R5やフォトカプラ4に対して流れる電流を抑制することができ、発熱量を抑制できる。
本実施形態によれば、分圧回路5がフォトカプラ4の入力側に設けられ、分圧回路5の分圧電圧V1によりトランジスタTr1のオンオフ切換えをしているため、より簡単な回路により構成することができる。
本実施形態によれば、分圧回路5は入力回路本体2の入力端子INおよびCOM間側の電圧を検出しているため、入力端子INおよびCOM間の電圧をより正確に測定することができ、より簡単な回路で構成することができる。
本実施形態によれば、分圧回路5とトランジスタTr1との間に介在して電流抑制回路6が設けられているため、より実用性の高い回路を構成することができる。
According to the present embodiment, since the current suppression circuit 6 is provided, the current flowing to the resistor R5 and the photocoupler 4 can be suppressed, and the amount of generated heat can be suppressed.
According to the present embodiment, since the voltage dividing circuit 5 is provided on the input side of the photocoupler 4 and the transistor Tr1 is switched on and off by the divided voltage V1 of the voltage dividing circuit 5, the circuit is configured with a simpler circuit. be able to.
According to this embodiment, since the voltage dividing circuit 5 detects the voltage between the input terminal IN and COM of the input circuit body 2, the voltage between the input terminal IN and COM can be measured more accurately. It can be configured with a simpler circuit.
According to the present embodiment, since the current suppression circuit 6 is provided between the voltage dividing circuit 5 and the transistor Tr1, a more practical circuit can be configured.

(他の実施形態)
本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下に示す変形もしくは拡張が可能である。
(Other embodiments)
The present invention is not limited to the above embodiment, and for example, the following modifications or expansions are possible.

定電圧回路6a、コンデンサC1、ダイオードD1、抵抗R1およびR2、R3、R5は必要に応じて設ければ良い。
領域X1を、入力電圧電流VinおよびIinが所定の第2電圧V2以上で且つ、所定の第3電流I3以上となる領域と規定したが、これに限定されるものではない。領域X3も同様にこれに限定されるものではない。
The constant voltage circuit 6a, the capacitor C1, the diode D1, and the resistors R1 and R2, R3, and R5 may be provided as necessary.
The region X1 is defined as a region in which the input voltage currents Vin and Iin are equal to or higher than the predetermined second voltage V2 and equal to or higher than the predetermined third current I3, but is not limited thereto. Similarly, the region X3 is not limited to this.

本発明の一実施形態の回路構成を概略的に示す図(その1)The figure which shows schematically the circuit structure of one Embodiment of this invention (the 1) 回路の電圧電流特性および規定を概略的に示す図Diagram showing voltage and current characteristics and specifications of the circuit 回路構成を概略的に示す図(その2)Diagram (2) schematically showing circuit configuration

符号の説明Explanation of symbols

図面中、2は入力回路本体(制御装置の入力回路)、3はプログラマブルコントローラ本体(制御装置)、4はフォトカプラ、5は分圧回路(電圧検出回路)、6は電流抑制回路、9は論理演算部、Tr1はトランジスタ(スイッチング回路)を示す。   In the drawing, 2 is an input circuit body (input circuit of a control device), 3 is a programmable controller body (control device), 4 is a photocoupler, 5 is a voltage dividing circuit (voltage detection circuit), 6 is a current suppression circuit, and 9 is A logical operation unit, Tr1, indicates a transistor (switching circuit).

Claims (6)

出力側にフォトカプラを設け当該フォトカプラの入力電流のレベルが動作レベルを超えるとオン信号を制御装置に出力するように構成された制御装置の入力回路において、
前記フォトカプラの入力に通ずる通電経路に設けられ前記フォトカプラの入力電流の動作レベルを上回るように設定された所定レベルを超えることが想定されることを条件として前記フォトカプラに通電するように切換えるスイッチング回路を備えたことを特徴とする制御装置の入力回路。
In an input circuit of a control device configured to provide a photocoupler on the output side and output an ON signal to the control device when the level of the input current of the photocoupler exceeds the operating level,
The photocoupler is switched to be energized on the condition that it is assumed to exceed a predetermined level that is provided in an energization path that communicates with the input of the photocoupler and is set to exceed the operating level of the input current of the photocoupler. An input circuit for a control device comprising a switching circuit.
出力側にフォトカプラを設け当該フォトカプラの入力電流のレベルに応じてオンオフ信号を制御装置に出力するように構成された制御装置の入力回路において、
入力回路本体が出力オンとなるように規定された前記入力回路本体に対する入力電圧電流の動作領域を第1の入力電圧電流領域とし、
前記入力回路本体が出力オフとなるように規定された前記入力回路本体に対する入力電圧電流の動作領域を第2の入力電圧電流領域としたときに、
前記入力回路本体に印加される入力電圧電流が、前記第1および第2の入力電圧電流領域間において不定出力可能に規定された第3の入力電圧電流領域内の入力電圧電流であることを条件として、前記フォトカプラに対する入力電流をオンオフ通電切換えするスイッチング回路を備えたことを特徴とする制御装置の入力回路。
In an input circuit of a control device configured to provide a photocoupler on the output side and output an on / off signal to the control device in accordance with the level of the input current of the photocoupler,
The operation region of the input voltage current with respect to the input circuit body defined so that the output of the input circuit body is turned on is a first input voltage current region,
When the operation region of the input voltage current with respect to the input circuit body defined so that the output of the input circuit body is turned off is the second input voltage current region,
The condition is that the input voltage current applied to the input circuit body is an input voltage current in a third input voltage current region defined so as to be capable of indefinite output between the first and second input voltage current regions. A control circuit input circuit comprising a switching circuit for switching on / off energization of an input current to the photocoupler.
前記スイッチング回路により前記フォトカプラに対して入力電流が通電切換えされたときに当該フォトカプラに対する入力電流を抑制する電流抑制回路を設けたことを特徴とする請求項1または2記載の制御装置の入力回路。   3. The control device input according to claim 1, further comprising a current suppression circuit for suppressing an input current to the photocoupler when an input current is switched to the photocoupler by the switching circuit. circuit. 前記フォトカプラの入力側の電圧を検出する電圧検出回路を備え、
前記スイッチング回路は、前記電圧検出回路の検出電圧に応じて前記フォトカプラに対して通電切換えすることを特徴とする請求項1ないし3の何れかに記載の制御装置の入力回路。
A voltage detection circuit for detecting the voltage on the input side of the photocoupler;
4. The control circuit input circuit according to claim 1, wherein the switching circuit switches energization to the photocoupler in accordance with a detection voltage of the voltage detection circuit.
前記電圧検出回路は、前記入力回路の入力端子側電圧を検出することを特徴とする請求項4記載の制御装置の入力回路。   The input circuit of the control device according to claim 4, wherein the voltage detection circuit detects an input terminal side voltage of the input circuit. 前記電圧検出回路と前記スイッチング回路との間に介在して前記電流抑制回路が設けられていることを特徴とする請求項4または5記載の制御装置の入力回路。   6. The control circuit input circuit according to claim 4, wherein the current suppression circuit is provided between the voltage detection circuit and the switching circuit.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US11326963B2 (en) 2016-09-12 2022-05-10 Denso Wave Incorporated Isolated signal transmission device and electronic apparatus

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