JP2008172513A - Photo coupler circuit - Google Patents

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恒男 前原
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To considerably extend the life of a photo coupler circuit. <P>SOLUTION: A current-carrying current to a light emission portion 4 at a photo coupler circuit 1 is suppressed to a low level until a predetermined time is past. Then, the current-carrying current to the light emission portion 4 is increased. Thereby, longer life extension can be realized for the photo coupler circuit 1 by a simple circuit structure. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、フォトカプラ回路に関し、詳しくはそのLED発光部の寿命延長技術に関する。   The present invention relates to a photocoupler circuit, and more particularly to a technique for extending the life of an LED light emitting unit.

LEDからなる発光部とフォトダイオードやフォトトランジスタからなる受光部とのペアを用いるフォトカプラ回路が電気絶縁信号伝送用途に広く用いられている。発光部は、簡単には図7に示すように電流制限抵抗を通じてドライバトランジスタ20により断続駆動される。下記の特許文献1は、図8に示すように発光部を定電流駆動することを提案している。LEDの発光光量の低下特性(寿命特性)を図9に示す。
特開平5-21850号公報
A photocoupler circuit using a pair of a light emitting unit made of an LED and a light receiving unit made of a photodiode or a phototransistor is widely used for electrical insulation signal transmission. The light emitting unit is intermittently driven by the driver transistor 20 through a current limiting resistor as shown in FIG. The following Patent Document 1 proposes that the light emitting unit is driven with a constant current as shown in FIG. FIG. 9 shows the reduction characteristic (lifetime characteristic) of the light emission amount of the LED.
Japanese Patent Laid-Open No. 5-21850

図8に示すフォトカプラの発光部の定電流駆動方式は、図7に示す電流制限抵抗を用いた定電圧駆動方式よりも温度による駆動電流のばらつきを抑え設計寿命を長くすることができる。しかしながら、図9に示すように、信号の確実伝送が可能な低電流値iaでの通電を行ったとしても、発光光量は電流特性aに従って経年劣化し、時点t0において寿命を迎えてしまう。   The constant current driving method of the light emitting portion of the photocoupler shown in FIG. 8 can suppress the variation of the driving current due to temperature and extend the design life as compared with the constant voltage driving method using the current limiting resistor shown in FIG. However, as shown in FIG. 9, even if energization is performed at a low current value ia that enables reliable signal transmission, the amount of emitted light deteriorates over time according to the current characteristic a and reaches the end of its life at time t0.

定電流駆動における電流値と寿命との関係を図9を参照して更に説明する。駆動電流を増大すると伝達発光量閾値までのマージンは大きくなるが、発光素子の劣化が早くなり寿命が長くならない。逆に駆動電流を小さくすると発光素子そのものの寿命は長くなるが、伝達発光量閾値までのマージンが少ないため寿命が長くならないことがわかる。   The relationship between the current value and the lifetime in the constant current drive will be further described with reference to FIG. When the drive current is increased, the margin to the transmitted light emission amount threshold value is increased, but the deterioration of the light emitting element is accelerated and the lifetime is not prolonged. Conversely, when the drive current is reduced, the lifetime of the light emitting element itself is extended, but it is understood that the lifetime does not increase because the margin to the transmitted light emission amount threshold is small.

本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、回路構成の複雑化を抑止しつつ大幅な寿命延長が可能なフォトカプラ回路を提供することをその目的としている。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a photocoupler circuit capable of significantly extending the life while suppressing the complexity of the circuit configuration.

上記課題を解決するこの発明は、発光部及び受光部を有するフォトカプラと、前記フォトカプラの入力電流を断続制御する駆動回路とを備えるフォトカプラ回路において、前記発光部の発光量の経年劣化に相関を有する経年劣化信号を求め、この経年劣化信号の状態に応じて上記経年劣化の増大時に前記発光部のオン電流を増大させる電流補償回路を有することを特徴としている。   This invention which solves the above-mentioned problem is a photocoupler circuit comprising a photocoupler having a light emitting part and a light receiving part, and a drive circuit for intermittently controlling the input current of the photocoupler. The present invention is characterized by having a current compensation circuit that obtains an aged signal having a correlation and increases the on-current of the light emitting unit when the aged deterioration increases according to the state of the aged signal.

すなわち、この発明は、運用初期には信号伝送可能な範囲でなるべく低電流で発光部を駆動してその劣化を防ぎ、発光光量の低下に対しては発光部への通電電流を段階的乃至連続的に増大することにより対処する。このようにすれば、簡素な回路構成によりフォトカプラ回路の寿命を延長することができる。   That is, according to the present invention, in the initial stage of operation, the light emitting unit is driven with a current as low as possible within a range where signal transmission is possible to prevent the deterioration. To deal with the increase. In this way, the lifetime of the photocoupler circuit can be extended with a simple circuit configuration.

好適な態様において、前記電流補償回路は、前記経年劣化信号として前記フォトカプラの累積電源オン時間を検出し、前記累積電源オン時間が所定しきい値を超えた場合に前記駆動回路を制御して前記フォトカプラのオン電流を増大させる。このようにすれば、簡素な回路構成により発光部の寿命を大幅に延長することができる。   In a preferred aspect, the current compensation circuit detects a cumulative power-on time of the photocoupler as the aging deterioration signal, and controls the drive circuit when the cumulative power-on time exceeds a predetermined threshold value. The on-current of the photocoupler is increased. In this way, the lifetime of the light emitting unit can be greatly extended with a simple circuit configuration.

好適な態様において、前記駆動回路は、前記発光部のオン電流を所定の定電流値に一定化する定電流回路からなり、前記電流補償回路は、上記経年劣化の増大時に実質的に前記定電流値を増大させる。このようにすれば、定電流回路の一部を変更するだけで発光部の寿命延長が可能となり、回路構成が簡素となり、加えて定電流駆動による寿命延長効果を期待できる。   In a preferred aspect, the drive circuit comprises a constant current circuit that stabilizes an on-current of the light emitting unit to a predetermined constant current value, and the current compensation circuit substantially includes the constant current when the aging deterioration increases. Increase the value. In this way, it is possible to extend the life of the light emitting section by simply changing a part of the constant current circuit, the circuit configuration is simplified, and in addition, the effect of extending the life by constant current driving can be expected.

好適な態様において、前記電流補償回路は、前記発光部の通電電流を断続制御するドライバトランジスタと、前記ドライバトランジスタと直列接続された抵抗回路と、前記抵抗回路の電圧降下と所定のしきい値電圧とを比較するコンパレータと、前記コンパレータの出力及び入力パルス信号により前記ドライバトランジスタを断続制御するON/OFF制御回路とを有する。このようにすれば、回路構成を簡素化して発光部の寿命延長を実現することができる。   In a preferred aspect, the current compensation circuit includes a driver transistor that intermittently controls an energization current of the light emitting unit, a resistor circuit connected in series with the driver transistor, a voltage drop of the resistor circuit, and a predetermined threshold voltage And an ON / OFF control circuit for intermittently controlling the driver transistor by the output of the comparator and an input pulse signal. In this way, the circuit configuration can be simplified and the life of the light emitting part can be extended.

好適な態様において、前記駆動回路は、前記フォトカプラの出力の良不良を判別するとともに、不良である場合に前記発光部への通電を禁止する不良時通電禁止回路を有する。これにより、回路構成を共用化しつつ不良時通電禁止を実現することができる。   In a preferred aspect, the drive circuit includes a failure-time energization prohibition circuit that discriminates whether the output of the photocoupler is good or bad, and inhibits the energization of the light emitting unit when it is defective. Thereby, it is possible to realize the prohibition of energization at the time of failure while sharing the circuit configuration.

好適な態様において、前記電流補償回路は、前記発光部の温度に相関を有する電気量を検出するとともに、前記電気量に基づいて前記温度が高い場合に低い場合よりも前記発光部への通電電流を低減する。これにより、更に回路共用化を図りつつ寿命延長を実現することができる。   In a preferred aspect, the current compensation circuit detects an amount of electricity having a correlation with the temperature of the light emitting unit, and based on the amount of electricity, the current flowing to the light emitting unit is lower than when the temperature is high. Reduce. This makes it possible to extend the life while further sharing the circuit.

本発明のフォトカプラ回路の好適実施態様を図面を参照して説明する。なお、本発明は下記の実施形態に限定解釈されるべきものではなく、その他の公知技術の組み合わせにより本発明の技術思想を実現できる。   A preferred embodiment of the photocoupler circuit of the present invention will be described with reference to the drawings. The present invention should not be construed as being limited to the following embodiments, and the technical idea of the present invention can be realized by a combination of other known techniques.

(全体構成)
図1は、この実施例のフォトカプラ回路を示す回路図である。1はフォトカプラ、2はフォトカプラ1の入力電流を断続制御する駆動回路、3は駆動回路のオン時入力電流量を調整するマイコン内蔵のコントローラ(本発明で言う電流調整回路)、4はフォトカプラ1の発光部、5はフォトカプラ1の受光部である。フォトカプラ1の内部回路自体は従来通りであり、周知かつ本発明と無関係であるため説明は省略する。
(overall structure)
FIG. 1 is a circuit diagram showing a photocoupler circuit of this embodiment. 1 is a photocoupler, 2 is a drive circuit for intermittently controlling the input current of the photocoupler 1, 3 is a controller with built-in microcomputer that adjusts the input current amount when the drive circuit is on (current adjustment circuit in the present invention), and 4 is a photo The light emitting unit 5 of the coupler 1 is a light receiving unit of the photocoupler 1. The internal circuit itself of the photocoupler 1 is conventional and is well known and irrelevant to the present invention.

(駆動回路の構成)
駆動回路2は、フォトカプラ1の発光部4の通電電流を断続制御するソースホロワトランジスタであるドライバトランジスタ20と、ドライバトランジスタ20を断続制御するON/OFF制御回路21と、電流調整用のコンパレータ22と、ドライバトランジスタ20の負荷をなす抵抗回路23とからなる。
(Configuration of drive circuit)
The drive circuit 2 includes a driver transistor 20 that is a source follower transistor that intermittently controls the energization current of the light emitting unit 4 of the photocoupler 1, an ON / OFF control circuit 21 that intermittently controls the driver transistor 20, and a current adjustment comparator. 22 and a resistance circuit 23 which forms a load on the driver transistor 20.

抵抗回路23は、ドライバトランジスタ20の負荷抵抗をなす抵抗素子24、25及びトランジスタ26とからなる。互いに直列接続された抵抗素子25及び負荷抵抗値切替用のトランジスタ26は、抵抗素子24と並列接続されている。   The resistance circuit 23 includes resistance elements 24 and 25 that form a load resistance of the driver transistor 20 and a transistor 26. The resistance element 25 and the load resistance value switching transistor 26 connected in series with each other are connected in parallel with the resistance element 24.

ドライバトランジスタ20と抵抗回路23の接続点は、コンパレータ22の−入力端に接続され、コンパレータ22の+入力端には所定のしきい値電圧が印加されている。コンパレータ22の出力電圧はON/OFF制御回路21に入力され、ドライバトランジスタ20のドレインは、フォトカプラ1の発光部4を通じて一定の電源電圧が印加されている。この実施形態では、ON/OFF制御回路21は、入力パルス信号電圧とコンパレータ22の出力電圧との論理積電圧によりドライバトランジスタ20を導通させるアンドゲートと、このアンドゲートの出力インピーダンスを低減するための電流増幅バッファとにより構成されている。   A connection point between the driver transistor 20 and the resistance circuit 23 is connected to a negative input terminal of the comparator 22, and a predetermined threshold voltage is applied to a positive input terminal of the comparator 22. The output voltage of the comparator 22 is input to the ON / OFF control circuit 21, and a constant power supply voltage is applied to the drain of the driver transistor 20 through the light emitting unit 4 of the photocoupler 1. In this embodiment, the ON / OFF control circuit 21 includes an AND gate that makes the driver transistor 20 conductive by a logical product voltage of the input pulse signal voltage and the output voltage of the comparator 22, and an output impedance for reducing the output impedance of the AND gate. And a current amplification buffer.

(駆動回路の動作説明)
まず、トランジスタ26がオフし、抵抗素子25に電流が流れない状態の動作を説明する。ON/OFF制御回路21は、外部から入力される入力パルス信号に応じてドライバトランジスタ20を断続させる。ドライバトランジスタ20のオンにより発光部(LED)4及び抵抗回路23(ここでは抵抗素子24)に電流が流れ、抵抗回路23に生じる電圧降下が上記しきい値電圧を超えるとコンパレータ22の出力電圧がローレベルとなってドライバトランジスタ20がオフし、このオフにより抵抗回路23の電圧降下がしきい値電圧未満となるとコンパレータ22の出力電圧がハイレベルとなってドライバトランジスタ20がオンする。これにより、入力パルス電圧がハイレベルである期間に発光部4に流れる電流は、しきい値電圧を抵抗回路23の抵抗値で割った値に調整される。
(Explanation of drive circuit operation)
First, an operation in a state where the transistor 26 is turned off and no current flows through the resistance element 25 will be described. The ON / OFF control circuit 21 switches the driver transistor 20 in response to an input pulse signal input from the outside. When the driver transistor 20 is turned on, a current flows through the light emitting section (LED) 4 and the resistor circuit 23 (here, the resistor element 24). When the voltage drop generated in the resistor circuit 23 exceeds the threshold voltage, the output voltage of the comparator 22 is The driver transistor 20 is turned off at a low level, and when the voltage drop of the resistance circuit 23 becomes less than the threshold voltage due to this turn-off, the output voltage of the comparator 22 becomes a high level and the driver transistor 20 is turned on. Thereby, the current flowing through the light emitting unit 4 during the period when the input pulse voltage is at the high level is adjusted to a value obtained by dividing the threshold voltage by the resistance value of the resistance circuit 23.

次に、トランジスタ26がオンし、抵抗素子25に電流が流れる状態の動作を説明する。トランジスタ26のオンにより、抵抗回路23の抵抗値は、トランジスタ26のオン抵抗値を無視すれば抵抗素子24、25の並列合成抵抗(r24・r25/(r24+r25)となる。抵抗回路23のこの抵抗値減少が生じると、コンパレータ22は、抵抗回路23に流れ込む電流がそれ以前に比べて((r24+r25)/r25)=(r24/r25+1))倍になるまで反転せず、その結果、入力パルス信号電圧がハイレベルである場合にドライバトランジスタ20を通じて発光部4に流れる電流は、それ以前に比べて(r24/r25+1))倍に増加する。   Next, an operation in a state where the transistor 26 is turned on and a current flows through the resistance element 25 will be described. When the transistor 26 is turned on, the resistance value of the resistance circuit 23 becomes a parallel combined resistance (r24 · r25 / (r24 + r25) of the resistance elements 24 and 25 if the on-resistance value of the transistor 26 is ignored. When the value decreases, the comparator 22 does not invert until the current flowing into the resistance circuit 23 becomes ((r24 + r25) / r25) = (r24 / r25 + 1)) times before that, and as a result, the input pulse signal When the voltage is at a high level, the current flowing through the light emitting unit 4 through the driver transistor 20 increases (r24 / r25 + 1) times as much as before.

(コントローラ3の動作説明)
次に、マイコン構成のコントローラ3の動作を図2に示すフローチャートを参照して説明する。以下のルーチンは電源オンの間一定インタバルで繰り返されるものとする。
(Explanation of operation of controller 3)
Next, the operation of the controller 3 having a microcomputer configuration will be described with reference to the flowchart shown in FIG. The following routine shall be repeated at a constant interval during power-on.

まず、電源電圧を検出して(S100)、それが所定しきい値を超えるまで待機し、超えたらトランジスタ26に駆動電流切替信号としてのローレベルを出力する(S102)。これにより、フォトカプラ1の発光部4への通電電流は上記低レベルとなる。その後、累積電源オン時間が所定の一定時間を超えたかどうかを判定し(S104)、超えていなければ、いままでの累積電源オン時間をカウントするカウンタに上記インタバル時間を加算し(S106)、ステップS104に戻る。累積電源オン時間が所定の一定時間を超えていれば、トランジスタ26に駆動電流切替信号としてのハイレベルを出力し(S108)、ルーチンを終了する。これにより、フォトカプラ1の発光部4への通電電流は上記高レベルとなる。   First, a power supply voltage is detected (S100), and it waits until it exceeds a predetermined threshold value, and when it exceeds, a low level as a drive current switching signal is output to the transistor 26 (S102). Thereby, the energization current to the light emitting part 4 of the photocoupler 1 becomes the low level. Thereafter, it is determined whether or not the accumulated power-on time has exceeded a predetermined fixed time (S104). If not, the interval time is added to a counter that counts the accumulated power-on time so far (S106). Return to S104. If the accumulated power-on time exceeds a predetermined fixed time, a high level as a drive current switching signal is output to the transistor 26 (S108), and the routine is terminated. Thereby, the energization current to the light emitting part 4 of the photocoupler 1 becomes the high level.

(実施例効果)
以上説明したこの実施形態によれば、次の効果を奏することができる。
(Example effect)
According to this embodiment described above, the following effects can be obtained.

まず、フォトカプラ1の発光部4をなすLEDの累積電源オン時間が所定値を超えたら通電電流を増大するため、フォトカプラ1の発光部4をなすLEDの発光量がその経年劣化により低下しても、発光量を補償することができる。その結果、LED発光量の経年劣化により、フォトカプラ1が電気絶縁伝送するパルス信号のデューテイ比が変化するのを抑止し、伝送失敗を抑止することができる。   First, when the cumulative power-on time of the LED forming the light emitting unit 4 of the photocoupler 1 exceeds a predetermined value, the energization current increases, so the light emission amount of the LED forming the light emitting unit 4 of the photocoupler 1 decreases due to its aging degradation. Even in this case, the light emission amount can be compensated. As a result, it is possible to suppress a change in the duty ratio of a pulse signal that is electrically insulated and transmitted by the photocoupler 1 due to aged deterioration of the LED light emission amount, thereby suppressing a transmission failure.

また、フォトカプラ1の累積電源オン時間がまだ発光量の経年劣化が問題となるレベルに達しない状態では、発光部4への通電電流を絞ることができるため、発光部4の寿命を延長することができ、消費電力も低減することができる。   In addition, in a state where the cumulative power-on time of the photocoupler 1 has not yet reached a level at which the aging deterioration of the light emission amount does not become a problem, the current flowing to the light emitting unit 4 can be reduced, thereby extending the life of the light emitting unit 4. And power consumption can be reduced.

発光光量の時間変化を示す特性図を図3に示す。aは電流値iaでの発光量、bは電流値ibでの発光量、cは電流値icでの発光量である。ic>ib>icである。フォトカプラの信号伝送不良が生じる必要伝達光量しきい値以下よりも発光光量が低下するまでの時間は、通電電流が大きいほぼ早くなる。   FIG. 3 is a characteristic diagram showing the change in the amount of emitted light over time. a is the light emission amount at the current value ia, b is the light emission amount at the current value ib, and c is the light emission amount at the current value ic. ic> ib> ic. The time until the light emission quantity decreases below the required transmission light quantity threshold value at which the signal transmission failure of the photocoupler occurs is substantially faster when the energization current is large.

そこで、この実施形態では、ここでは累積電源オン時間が所定時間Tとなる時点t1に達するまでは電流値icを発光部4に通電し、超えたら電流値icでの発光量を行う。いままで低い電流値である電流値icでの発光量を行っていたため、その後の発光光量の時間変化は特性線dとなるため、時点t2まで寿命を延長することができる。   Therefore, in this embodiment, the current value ic is energized to the light emitting unit 4 until the time t1 when the accumulated power-on time reaches the predetermined time T, and when it exceeds, the light emission amount at the current value ic is performed. Since the light emission amount at the current value ic, which is a low current value, has been performed so far, the subsequent temporal change in the light emission amount becomes the characteristic line d, so that the lifetime can be extended to time t2.

更に、この実施形態では、フォトカプラ1の発光部4に通電する電流を定電流回路に抵抗素子25及びトランジスタ26を追加するだけで回路を構成することができ、上記機能を得るための回路負担を減らすことができる。なお、図2に示すルーチンは、他の回路の動作制御を行うマイコンのプログラムステップを若干追加するのみであり、ほとんど回路構成が複雑化することはない。   Furthermore, in this embodiment, the circuit can be configured simply by adding the resistance element 25 and the transistor 26 to the constant current circuit, and the circuit load for obtaining the above function. Can be reduced. Note that the routine shown in FIG. 2 only adds a few program steps of a microcomputer that controls the operation of other circuits, and the circuit configuration is hardly complicated.

(変形態様)
上記実施形態では、図2のステップS106に示すように累積電源オン時間をカウントしたが、電源がオン状態でも入力パルス信号が無い状態あるいはそのオンデューテイ比が小さい状態が続く場合などがある。この場合には、フォトカプラ1の発光部4がオンしないためその発光量の経年劣化を招かない可能性が考えられる。
(Modification)
In the above embodiment, the accumulated power-on time is counted as shown in step S106 of FIG. 2, but there may be a case where there is no input pulse signal or a small on-duty ratio even when the power is on. In this case, since the light emitting part 4 of the photocoupler 1 is not turned on, there is a possibility that the light emission amount will not deteriorate over time.

そこで、この態様では、入力パルス信号のハイレベル期間に良好な正相関をもつパルス信号をコントローラ3に読み込み、このパルス信号のハイレベル期間をカウントして累積発光時間を求め、この累積発光時間が所定値に達したら、上記抵抗値切替を行う。このようにすれば、より実際の経年劣化に即した電流補償を発光部4に与えることができる。   Therefore, in this aspect, a pulse signal having a good positive correlation in the high level period of the input pulse signal is read into the controller 3, and the accumulated light emission time is obtained by counting the high level period of the pulse signal. When the predetermined value is reached, the resistance value is switched. In this way, it is possible to provide the light emitting unit 4 with current compensation that is more suitable for actual aging degradation.

たとえば、入力パルス信号のハイレベル期間に良好な正相関をもつパルス信号として、図4に示すように入力パルス信号をコンデンサ積分回路6で積分し、それがある一定電圧に達したらモノマルチ7によりカウンタ8に1個のパルス電圧をカウンタ8に出力し、積分回路6のコンデンサをリセットする。コントローラ3は定期的にカウンタ8の数値を読み込み、カウンタ8が所定値に達したら自己の不揮発メモリの記憶値に1だけ加算し、カウンタ8をクリアする。コントローラ3は上記不揮発メモリの記憶値を累積発光時間とする。   For example, as a pulse signal having a good positive correlation during the high level period of the input pulse signal, the input pulse signal is integrated by the capacitor integrating circuit 6 as shown in FIG. One pulse voltage is output to the counter 8 to the counter 8, and the capacitor of the integrating circuit 6 is reset. The controller 3 periodically reads the numerical value of the counter 8, and when the counter 8 reaches a predetermined value, adds 1 to the stored value of its own nonvolatile memory and clears the counter 8. The controller 3 uses the stored value of the nonvolatile memory as the accumulated light emission time.

このようにすれば、上記実施形態よりも更に適切に発光部4の通電電流切替が可能となる。   In this way, it is possible to switch the energization current of the light emitting unit 4 more appropriately than in the above embodiment.

(変形態様)
上記実施形態では、発光部4の発光量経年劣化の補償のために、ドライバトランジスタ20の負荷抵抗である抵抗回路23の抵抗値を切り替えたが、その代わりに、コンパレータ22の+入力端に印加するしきい値電圧を切り替えても良い。この切替は、たとえばコントローラ3が出力する通電電流値に相当するデジタル信号をD/A変換するなどしてアナログしきい電圧を発生させ、これをホールド回路にホールドしてコンパレータ22の+入力端に印加すればよい。
(Modification)
In the above embodiment, the resistance value of the resistance circuit 23 that is the load resistance of the driver transistor 20 is switched in order to compensate for the aging deterioration of the light emitting unit 4, but instead, the resistance value is applied to the + input terminal of the comparator 22. The threshold voltage to be switched may be switched. For this switching, for example, an analog threshold voltage is generated by D / A conversion of a digital signal corresponding to the energization current value output from the controller 3, and this is held in the hold circuit and applied to the + input terminal of the comparator 22. What is necessary is just to apply.

(変形態様)
上記実施形態では、発光部4の発光量経年劣化の補償のために、ドライバトランジスタ20の抵抗回路23の抵抗値を切り替えたが、その代わりに、レギュレータなどを用いて発光部4に印加する電源電圧を調整してもよい。
(Modification)
In the above embodiment, the resistance value of the resistance circuit 23 of the driver transistor 20 is switched to compensate for the aging deterioration of the light emission amount of the light emitting unit 4. The voltage may be adjusted.

(変形態様)
上記実施形態では、発光部4の発光量経年劣化の補償のために、所定の累積時間に達したらトランジスタを26をオンして発光部4のオン時電流量を切替えたが、累積時間の増大とともに発光部4のオン時電流量を徐増してもよい。
(Modification)
In the above embodiment, in order to compensate for the aging deterioration of the light emission amount of the light emitting unit 4, when the predetermined cumulative time is reached, the transistor 26 is turned on to switch the on-state current amount of the light emitting unit 4. At the same time, the on-state current amount of the light emitting unit 4 may be gradually increased.

たとえば、図1に示すトランジスタ26のゲート電圧をアナログ制御することにより抵抗回路23の抵抗値を調整すれば上記オン時電流量を徐増を実現できることは当業者であれば理解されるであろう。   For example, those skilled in the art will understand that the ON current amount can be gradually increased by adjusting the resistance value of the resistance circuit 23 by analog control of the gate voltage of the transistor 26 shown in FIG. .

(変形態様)
上記実施形態では、コントローラ3の電源電圧を発光部4のそれと共通としたが、コントローラ3の電源電圧をフォトカプラ1の受光部5と共通とし、コントローラ3から駆動回路2側へは異なるフォトカプラを通じてパルス信号伝送してもよい。
(Modification)
In the above embodiment, the power supply voltage of the controller 3 is the same as that of the light emitting unit 4. However, the power supply voltage of the controller 3 is the same as that of the light receiving unit 5 of the photocoupler 1, and the photocoupler is different from the controller 3 to the drive circuit 2 side. A pulse signal may be transmitted through.

(変形態様)
その他の変形態様を図5を参照して説明する。
(Modification)
Other modifications will be described with reference to FIG.

この態様は、ON/OFF制御回路21を、3入力アンドゲート21A及び電流増幅バッファ10に変更するとともに、コントローラ3に図6に示す不良時通電禁止ルーチンを追加したものである。   In this embodiment, the ON / OFF control circuit 21 is changed to a three-input AND gate 21A and a current amplification buffer 10, and a failure energization prohibiting routine shown in FIG.

3入力アンドゲート21Aには、図1と同じ入力パルス信号及びコンパレータ22の出力信号とともに、コントローラ3から不良時通電禁止信号が入力される。この不良時通電禁止信号は、フォトカプラ1の異常を検出しない場合にハイレベルとなり、異常を検出した場合にローレベルとなり、3入力アンドゲート21Aを遮断し、ドライバトランジスタ20を停止させる。   A failure energization prohibition signal is input from the controller 3 to the 3-input AND gate 21A together with the same input pulse signal and the output signal of the comparator 22 as in FIG. The failure energization prohibition signal is at a high level when no abnormality of the photocoupler 1 is detected, and at a low level when an abnormality is detected, the three-input AND gate 21A is cut off and the driver transistor 20 is stopped.

この不良時通電禁止ルーチンを説明すると、まず電源オンからの累積オン時間が所定のしきい値時間を超えたかどうかを判定し、超えていなければこの累積オン時間をインクリメントし、超えたらフォトカプラ1の受光部がこのしきい値時間の間に少なくとも一個のパルス信号を出力したかどうかを判定し、パルス信号を出力していればフォトカプラ1は正常と判定し、パルス信号を出力していなければ不良と判定して上記3入力アンドゲート21Aに不良時通電禁止信号(ローレベル)を出力する。   The failure energization prohibiting routine will be described. First, it is determined whether or not the accumulated on-time from the power-on has exceeded a predetermined threshold time, and if not exceeded, the accumulated on-time is incremented. It is determined whether the light receiving unit outputs at least one pulse signal during this threshold time, and if it outputs a pulse signal, the photocoupler 1 determines that it is normal and outputs a pulse signal. If it is determined as defective, a failure energization prohibition signal (low level) is output to the 3-input AND gate 21A.

このようにすれば、ほとんど回路構成を複雑化することなくフォトカプラ1の異常時にその動作を停止させることができる。なお、コントローラ3には、電源オンから所定時間内にフォトカプラ1を通じてのテスト用のパルス信号伝送を行うようにしても良く、あるいはフォトカプラ1には電源オンすれば所定周期で常時パルス伝送が行われるようにし、そのデューティ比の変更により信号伝送がなされるようにしてもよい。フォトカプラ1の伝送不良を検出する不良検出方式としては公知の他の方式を採用しても良い。   In this way, the operation can be stopped when the photocoupler 1 is abnormal with almost no complicated circuit configuration. The controller 3 may be configured to transmit a test pulse signal through the photocoupler 1 within a predetermined time after the power is turned on. Alternatively, the photocoupler 1 may be constantly transmitted with a pulse at a predetermined cycle when the power is turned on. The signal transmission may be performed by changing the duty ratio. As a failure detection method for detecting a transmission failure of the photocoupler 1, another known method may be adopted.

(変形態様)
その他の変形態様を図5を参照して説明する。
(Modification)
Other modifications will be described with reference to FIG.

この態様は、ON/OFF制御回路21を3入力アンドゲート21Aに変更するとともに、コントローラ3に下記に説明する不良時通電禁止ルーチンを追加したものである。   In this embodiment, the ON / OFF control circuit 21 is changed to a three-input AND gate 21A, and a failure energization prohibiting routine described below is added to the controller 3.

3入力アンドゲート21Aには、図1と同じ入力パルス信号及びコンパレータ22の出力信号とともに、コントローラ3から不良時通電禁止信号が入力される。この不良時通電禁止信号は、フォトカプラ1の異常を検出しない場合にハイレベルとなり、異常を検出した場合にローレベルとなり、3入力アンドゲート21Aを遮断し、ドライバトランジスタ20を停止させる。   A failure energization prohibition signal is input from the controller 3 to the 3-input AND gate 21A together with the same input pulse signal and the output signal of the comparator 22 as in FIG. The failure energization prohibition signal is at a high level when no abnormality of the photocoupler 1 is detected, and at a low level when an abnormality is detected, the three-input AND gate 21A is cut off and the driver transistor 20 is stopped.

コントローラ3にて行われる不良時通電禁止ルーチンを説明すると、まず電源オンからの累積オン時間が所定のしきい値時間を超えたかどうかを判定し、超えていなければこの累積オン時間をインクリメントし、超えたらフォトカプラ1の受光部5がこのしきい値時間の間に少なくとも一個のパルス信号を出力したかどうかを判定し、パルス信号を出力していればフォトカプラ1は正常と判定し、パルス信号を出力していなければ不良と判定して上記3入力アンドゲート21Aに不良時通電禁止信号(ローレベル)を出力する。   The failure energization prohibition routine performed by the controller 3 will be described. First, it is determined whether or not the accumulated on-time from the power-on has exceeded a predetermined threshold time, and if not, the accumulated on-time is incremented. If exceeded, it is determined whether or not the light receiving unit 5 of the photocoupler 1 has output at least one pulse signal during this threshold time. If the pulse signal is output, it is determined that the photocoupler 1 is normal and the pulse is output. If no signal is output, it is determined as defective and a power failure prohibition signal (low level) is output to the 3-input AND gate 21A.

このようにすれば、ほとんど回路構成を複雑化することなくフォトカプラ1の異常時にその動作を停止させることができる。なお、フォトカプラ1の受光部5のパルス信号出力の有無はフォトカプラ1の受光部5側にて計測するため、コントローラ3がフォトカプラ1の発光部4側にある場合には、計測信号をフォトカプラ1を通じてコントローラ3に伝送する。逆に、コントローラ3がフォトカプラ1の受光部5側にある場合にはコントローラ3はフォトカプラを通じて3入力アンドゲート21Aに不良時通電禁止信号を出力する。   In this way, the operation can be stopped when the photocoupler 1 is abnormal with almost no complicated circuit configuration. Since the presence or absence of the pulse signal output of the light receiving unit 5 of the photocoupler 1 is measured on the light receiving unit 5 side of the photocoupler 1, when the controller 3 is on the light emitting unit 4 side of the photocoupler 1, a measurement signal is sent. The data is transmitted to the controller 3 through the photocoupler 1. Conversely, when the controller 3 is on the light receiving unit 5 side of the photocoupler 1, the controller 3 outputs a failure energization prohibition signal to the 3-input AND gate 21A through the photocoupler.

(変形態様)
その他の変形態様を図6を参照して説明する。
(Modification)
Other modifications will be described with reference to FIG.

この態様は、コントローラ3に温度補償ルーチンを追加するとともに、コンパレータ22の+入力端に印加するしきい値電圧をこの温度補償ルーチンの出力する信号により連続的に調整する点をその特徴とする。   This aspect is characterized in that a temperature compensation routine is added to the controller 3 and the threshold voltage applied to the + input terminal of the comparator 22 is continuously adjusted by a signal output from the temperature compensation routine.

まず、図8に示す温度補償ルーチンを説明する。まず、フォトカプラ1の温度に正相関をもつ温度信号を読み込む。この温度信号は、フォトカプラ1と同一回路基板に実装されたサーミスタの温度を検出しても良い。あるいは入力パルス信号のデューティ比により発光部4の通電発熱量による発光部4の温度上昇を上記サーミスタ温度に加算して発光部4の温度としてもよい。   First, the temperature compensation routine shown in FIG. 8 will be described. First, a temperature signal having a positive correlation with the temperature of the photocoupler 1 is read. This temperature signal may detect the temperature of the thermistor mounted on the same circuit board as the photocoupler 1. Alternatively, the temperature of the light emitting unit 4 may be obtained by adding the temperature rise of the light emitting unit 4 due to the amount of heat generated by the light emitting unit 4 according to the duty ratio of the input pulse signal to the thermistor temperature.

コントローラ3は、求めた上記発光部4の温度に応じて、それが高温時にはトランジスタ26のゲート電圧を低下させるか、あるいはコンパレータ22の参照電圧Vrefを調整することにより、発光部4の温度が高い場合にはドライバトランジスタ20のオン電流を減らし、発光部4の温度が低い場合にはドライバトランジスタ20のオン電流を増やす。LEDの発光光量はその温度に正相関をもつため、このようにすれば、高温時に電流を減らして発光部4の寿命を延長することができる。   The controller 3 reduces the gate voltage of the transistor 26 or adjusts the reference voltage Vref of the comparator 22 according to the calculated temperature of the light emitting unit 4 when the temperature is high, thereby increasing the temperature of the light emitting unit 4. In this case, the on-current of the driver transistor 20 is reduced, and when the temperature of the light emitting unit 4 is low, the on-current of the driver transistor 20 is increased. Since the amount of light emitted from the LED has a positive correlation with the temperature, the life of the light emitting unit 4 can be extended by reducing the current at high temperatures.

図6に回路例を示す。コントローラ3は、参照電圧Vrefに相当するデジタル信号Sを演算し、それをD/Aコンバータ11を通じてサンプルホールド回路12に定期的にサンプルホールドさせ、このサンプルホールド電圧を参照電圧Vrefとしてコンパレータ22の+入力端に印加すればよい。   FIG. 6 shows a circuit example. The controller 3 calculates a digital signal S corresponding to the reference voltage Vref, periodically samples and holds it through the D / A converter 11 in the sample-and-hold circuit 12, and uses the sample-and-hold voltage as the reference voltage Vref. What is necessary is just to apply to an input terminal.

実施形態のフォトカプラ回路を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the photocoupler circuit of embodiment. 図1のコントローラの電流切替動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the electric current switching operation | movement of the controller of FIG. 図1のフォトカプラ回路における発光光量の時間変化図である。It is a time change figure of the emitted light quantity in the photocoupler circuit of FIG. 変形態様のフォトカプラ回路を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the photocoupler circuit of a deformation | transformation aspect. 変形態様のON/OFF制御回路を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the ON / OFF control circuit of a deformation | transformation aspect. 変形態様のフォトカプラ回路を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the photocoupler circuit of a deformation | transformation aspect. 従来のフォトカプラ回路を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the conventional photocoupler circuit. 従来のフォトカプラ回路を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the conventional photocoupler circuit. 従来のフォトカプラ回路における発光光量の時間変化図である。It is a time change figure of the emitted light quantity in the conventional photocoupler circuit.

符号の説明Explanation of symbols

1 フォトカプラ
2 駆動回路(電流補償回路、不良時通電禁止回路)
3 コントローラ(電流補償回路、不良時通電禁止回路)
4 発光部
5 受光部
6 積分回路
7 モノマルチ
8 カウンタ
10 電流増幅バッファ
11 コンバータ
12 サンプルホールド回路
20 ドライバトランジスタ
21 制御回路
21A 3入力アンドゲート
22 コンパレータ
23 抵抗回路
24 抵抗素子
25 抵抗素子
26 トランジスタ
1 Photocoupler 2 Drive circuit (current compensation circuit, circuit for prohibiting energization when defective)
3 Controller (current compensation circuit, circuit for prohibiting energization when defective)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 4 Light emission part 5 Light reception part 6 Integration circuit 7 Mono multi 8 Counter 10 Current amplification buffer 11 Converter 12 Sample hold circuit 20 Driver transistor 21 Control circuit 21A 3 input AND gate 22 Comparator 23 Resistance circuit 24 Resistance element 25 Resistance element 26 Transistor

Claims (6)

発光部及び受光部を有するフォトカプラと、前記フォトカプラの入力電流を断続制御する駆動回路とを備えるフォトカプラ回路において、
前記発光部の発光量の経年劣化に相関を有する経年劣化信号を求め、この経年劣化信号の状態に応じて上記経年劣化の増大時に前記発光部のオン電流を増大させる電流補償回路を有することを特徴とするフォトカプラ回路。
In a photocoupler circuit comprising a photocoupler having a light emitting part and a light receiving part, and a drive circuit for intermittently controlling the input current of the photocoupler,
It has a current compensation circuit for obtaining an aging deterioration signal having a correlation with the aging deterioration of the light emission amount of the light emitting section and increasing the on-current of the light emitting section when the aging deterioration increases according to the state of the aging deterioration signal. A characteristic photocoupler circuit.
請求項1記載のフォトカプラ回路において、
前記電流補償回路は、
前記経年劣化信号として前記フォトカプラの累積電源オン時間を検出し、前記累積電源オン時間が所定しきい値を超えた場合に前記駆動回路を制御して前記フォトカプラのオン電流を増大させるフォトカプラ回路。
The photocoupler circuit according to claim 1.
The current compensation circuit is:
A photocoupler that detects the accumulated power-on time of the photocoupler as the aging degradation signal and controls the drive circuit to increase the on-current of the photocoupler when the accumulated power-on time exceeds a predetermined threshold value circuit.
請求項1又は2記載のフォトカプラ回路において、
前記駆動回路は、
前記発光部のオン電流を所定の定電流値に一定化する定電流回路からなり、
前記電流補償回路は、上記経年劣化の増大時に実質的に前記定電流値を増大させるフォトカプラ回路。
The photocoupler circuit according to claim 1 or 2,
The drive circuit is
A constant current circuit that stabilizes the on-current of the light emitting unit to a predetermined constant current value,
The current compensation circuit is a photocoupler circuit that substantially increases the constant current value when the aging deterioration increases.
請求項3記載のフォトカプラ回路において、
前記電流補償回路は、
前記発光部の通電電流を断続制御するドライバトランジスタと、
前記ドライバトランジスタと直列接続された抵抗回路と、
前記抵抗回路の電圧降下と所定のしきい値電圧とを比較するコンパレータと、
前記コンパレータの出力及び入力パルス信号により前記ドライバトランジスタを断続制御するON/OFF制御回路と、
を有するフォトカプラ回路。
The photocoupler circuit according to claim 3,
The current compensation circuit is:
A driver transistor for intermittently controlling the energization current of the light emitting unit;
A resistor circuit connected in series with the driver transistor;
A comparator for comparing a voltage drop of the resistance circuit with a predetermined threshold voltage;
An ON / OFF control circuit for intermittently controlling the driver transistor by an output of the comparator and an input pulse signal;
A photocoupler circuit.
請求項1記載のフォトカプラ回路において、
前記駆動回路は、
前記フォトカプラの出力の良不良を判別するとともに、不良である場合に前記発光部への通電を禁止する不良時通電禁止回路を有するフォトカプラ回路。
The photocoupler circuit according to claim 1.
The drive circuit is
A photocoupler circuit having a failure energization prohibition circuit that discriminates whether the output of the photocoupler is good or bad and prohibits the energization of the light emitting unit when it is defective.
請求項1記載のフォトカプラ回路において、
前記電流補償回路は、
前記発光部の温度に相関を有する電気量を検出するとともに、前記電気量に基づいて前記温度が高い場合に低い場合よりも前記発光部への通電電流を低減するフォトカプラ回路。
The photocoupler circuit according to claim 1.
The current compensation circuit is:
A photocoupler circuit that detects an amount of electricity having a correlation with the temperature of the light emitting unit, and reduces a current supplied to the light emitting unit based on the amount of electricity when the temperature is high and lower than when the temperature is low.
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