JP2012151579A

JP2012151579A - 送信回路及びこれを用いた空調機器

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Publication number: JP2012151579A
Application number: JP2011007459A
Authority: JP
Inventors: Takashi Okano; 貴史岡野
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 2011-01-18
Filing date: 2011-01-18
Publication date: 2012-08-09
Anticipated expiration: 2031-01-18
Also published as: JP5500087B2

Abstract

【課題】空調設備を構成する機器相互間で伝送路を介してデジタル信号の送信を行う送信回路の耐ノイズ性能を向上させる。
【解決手段】蓄電用スイッチ３ａ，３ｂをオンにすることにより充電可能なキャパシタＣ１と、キャパシタＣ１に接続された第１スイッチ１ａ，１ｂをオンにすることによりキャパシタＣ１の電圧を極性非反転で出力する第１出力回路１と、キャパシタＣ１に接続された第２スイッチ２ａ，２ｂをオンにすることによりキャパシタＣ１の電圧を極性反転して出力する第２出力回路２とを設け、制御回路４により、蓄電用スイッチをオンにしてキャパシタＣ１を充電し、かつ、第１スイッチ及び第２スイッチを共にオフにする低レベル出力状態、又は、蓄電用スイッチをオフにして第１スイッチ及び第２スイッチのいずれか一方をオン、他方をオフにする高レベル出力状態を、送信すべきデジタル信号に応じて選択する。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば空調設備を構成する機器間で、信号を送信するための回路に関する。

空調設備を構成する機器間（例えば室内機と室外機）の通信には、例えば、ＡＭＩ(Alternate Mark Inversion)方式の信号伝送が採用されている（特許文献１参照。）。この信号伝送方式は、信号電圧としてプラス、０（実際はバイアス電圧）、マイナスの３値を用い、プラスとマイナスとを交互に割り当てることで直流成分の発生を防止する。また、平衡伝送を行うことによって、コモンモードノイズに強い信号伝送を、実現することができる。

信号伝送に係わる送受信回路のグランド（ＳＧ：Signal Ground）は、通常、結合容量としてのキャパシタを介して、送信回路や電源回路を含む機器筐体のグランド（ＦＧ：Frame Ground）と接続された関係にある。また、機器筐体のグランドは、建物に設けられた接地線を介して大地に接続されている。実際には接地線の線路インピーダンスや、大地への接地抵抗があるので、機器筐体のグランドの電位は０にはならないが、十分に低い安定したレベルに抑えられるべきものである。

特開２００８−２００９２号公報（段落［００３２］）

しかしながら、例えばビル用の空調設備の場合、ビル内の他の種々の機器によって接地線の電位が変動する場合がある。典型的には、スイッチング電源を搭載した機器（例えば大容量サーバーのようなデジタル機器）から接地線を介してノイズ電流が大地へ流れることにより、接地線及び機器筐体のグランドの電位が変動する。この変動は、送信回路のグランドにも影響を与える。また、基板の小型化や高効率化のために、機器筐体にもスイッチング電源が搭載されている。このスイッチング電源は、高周波トランスを使用するので、従前採用されていた低周波トランスと比較した場合、送信回路のグランドと、機器筐体のグランドとの間にあるキャパシタのインピーダンスが低下する。その結果、送信回路のグランドは、機器筐体のグランドの電位変動の影響を受け易くなる。

図９は、例えば空調設備を構成する室外機、室内機、集中制御機器等の相互間での、信号伝送に関する回路図である。ここで、機器のいずれか一方を送信側端末１００、他方を受信側端末２００とすると、送信側端末１００は、一対の送信回路１０１，１０２及び、受信回路１０３を備えている。回路のグランド（ＳＧ）ＧＮＤ＿１は、結合容量Ｃ１を介して、機器筐体のグランドＦＧと接続された関係にある。

一方、受信側端末２００は、一対の送信回路２０１，２０２、受信回路２０３、及び、送信回路２０１，２０１の出力部にそれぞれ接続されたツェナーダイオードＺＤ１，ＺＤ２を備えている。回路のグランド（ＳＧ）ＧＮＤ＿２は、本来は、結合容量Ｃ４を介して、機器筐体のグランドＦＧと接続されるべきであるが、ここに、ノイズ源ｅｎ（ｔ）が介在している状態を想定する。
送信側端末１００と受信側端末２００とを相互に繋ぐ伝送路Ｆ１，Ｆ２の線路インピーダンスはそれぞれ、Ｚ１，Ｚ２である。また、伝送路Ｆ１，Ｆ２のグランドＦＧに対する浮遊容量はそれぞれ、Ｃ２，Ｃ３である。伝送路Ｆ１，Ｆ２の絶対電位は、それぞれ、Ｖ_Ｆ１，Ｖ_Ｆ２とする。

図１２は、上記送信回路１０１，１０２（２０１，２０２も同様）の内部回路図である。送信回路１０１は、電源Ｖｃｃとグランドとの間に、互いに直列に接続された一対のトランジスタＱ１，Ｑ２と、各トランジスタＱ１，Ｑ２と並列接続された抵抗Ｒ１，Ｒ２（抵抗値は同一）と、各トランジスタＱ１，Ｑ２のコレクタ−エミッタ間に形成される寄生ダイオードｄ１，ｄ２とによって構成されている。同様に、送信回路１０２は、電源Ｖｃｃとグランドとの間に、互いに直列に接続された一対のトランジスタＱ３，Ｑ４と、各トランジスタＱ３，Ｑ４と並列接続された抵抗Ｒ３，Ｒ４（抵抗値は同一）と、各トランジスタＱ３，Ｑ４のコレクタ−エミッタ間に形成される寄生ダイオードｄ３，ｄ４とによって構成されている。

各トランジスタＱ１〜Ｑ４のベースには、制御回路（図示せず。）から制御信号が与えられ、オン・オフ制御される。トランジスタＱ１〜Ｑ４が全てオフのときは、電源電圧Ｖｃｃが抵抗分圧され、伝送路Ｆ１，Ｆ２の電位は互いに同じ値となり、これは信号電圧０の状態である。トランジスタＱ１，Ｑ４をオン、他をオフとすると、信号電圧プラスの状態となる。また、トランジスタＱ２，Ｑ３をオン、他をオフとすると、信号電圧マイナスの状態となる。

ここで、例えば、ノイズ源ｅｎ（ｔ）が、図１０の（ａ）に示すような波形であったとすると、受信側から見た伝送路の電位（Ｖ_Ｆ１−ＧＮＤ＿２、Ｖ_Ｆ２−ＧＮＤ＿２）は、（ｂ）に示す反転波形となる。

図１１は、ツェナーダイオード（ＺＤ１，ＺＤ２）の特性を例示する図である。横軸は、伝送路Ｆ１，Ｆ２の電位をＶ_Ｆｎ（ｎ＝１又は２）としたときの、ツェナーダイオードの両端にかかる電圧（Ｖ_Ｆｎ−ＧＮＤ＿２）を表し、縦軸は電流を表す。
ツェナーダイオードのクランプ電圧は、プラス側がＶｚｄ（例えば約５．６Ｖ）、マイナス側がＶｆｚｄ（例えば約−０．７Ｖ）である。通常の信号入力（送出）範囲はバイアス電圧（例えば約２．５Ｖ）を中心としてプラス／マイナス２．５Ｖの範囲内にある。

図１３は、ＡＭＩ信号にコモンモードノイズがどのように影響を与えるかを示すグラフであり、（ａ）は、伝送路Ｆ１における対グランドの電圧Ｖ_Ｆ１−ＧＮＤ＿２の波形例を示している。例えば、ＡＭＩ信号において、信号電圧がプラス、０（バイアス電圧）、マイナス、０、プラスの順になるように信号波形が現れるとき、本来ならば、バイアス電圧を中心として方形波になるはずであるが、ノイズによって例えば図示のような波形となる場合がある。このとき、ツェナーダイオードＺＤ１のプラス側クランプ電圧Ｖｚｄを超える図のハッチング部分、及び、ツェナーダイオードＺＤ１のマイナス側クランプ電圧Ｖｆｚｄを下回る図のハッチング部分は、ツェナーダイオードＺＤ１によってクランプされる。これにより、（ｂ）に示すノイズ電流Ｉｎ１が、ツェナーダイオードＺＤ１に流れる。

また、（ｃ）は、同じノイズに影響を受けた、伝送路Ｆ２における対グランドの電圧Ｖ_Ｆ２−ＧＮＤ＿２の波形例を示している。ツェナーダイオードＺＤ２のプラス側クランプ電圧Ｖｚｄを超える図のハッチング部分、及び、ツェナーダイオードＺＤ２のマイナス側クランプ電圧Ｖｆｚｄを下回る図のハッチング部分は、ツェナーダイオードＺＤ２によってクランプされる。これにより、（ｂ）に示すノイズ電流Ｉｎ２が、ツェナーダイオードＺＤ２に流れる。

受信側端末２００（図９）の受信回路２０３は、図１３の（ａ）に示す信号波形と、（ｃ）に示す信号波形との差をとり、（ｅ）に示す信号波形を得る。ここで、ツェナーダイオードＺＤ１，ＺＤ２によってクランプされない部分は、ノイズが打ち消されるが、クランプされた所は、信号電圧が欠損した形となる。このような欠損によって、欠損部分の電圧の絶対値が、プラス又はマイナスの判定を行うための閾値より小さくなると、本来プラス又はマイナスと判定されるべきところが、０と誤判定される可能性がある。

かかる従来の問題点に鑑み、本発明は、空調設備を構成する機器相互間で伝送路を介してデジタル信号の送信を行う送信回路の耐ノイズ性能を向上させることを目的とする。

（１）本発明は、空調設備を構成する機器相互間で伝送路を介してデジタル信号の送信を行う送信回路であって、信号生成用の電源電圧を導く電路に設けられた蓄電用スイッチと、前記蓄電用スイッチをオンにすることにより充電可能なキャパシタと、前記キャパシタに接続された出力用スイッチを含み、当該出力用スイッチをオンにすることにより前記キャパシタの電圧を出力する出力回路と、前記蓄電用スイッチをオンにして前記キャパシタを充電し、かつ、前記出力用スイッチをオフにする低レベル出力状態、又は、前記蓄電用スイッチをオフにして前記出力用スイッチをオンにする高レベル出力状態を、送信すべきデジタル信号に応じて選択することによって、信号電圧を前記伝送路に送出させる制御回路とを備えたものである。

上記（１）のように構成された送信回路における出力回路と電源電圧との間にはキャパシタが介在し、このキャパシタは蓄電用スイッチのオンにより充電される。キャパシタの電圧が出力回路により出力されるときは、キャパシタは蓄電用スイッチのオフにより電源電圧とは絶縁された状態になる。従って、出力回路の出力する信号電圧には、電源電圧側のノイズが乗って来ない。また、出力回路では独自に、グランドから当該出力回路の電源電圧までの電圧幅を十分に確保することで、コモンモードノイズの影響を抑制することができる。

（２）また、本発明は、空調設備を構成する機器相互間で伝送路を介してデジタル信号の送信を行う送信回路であって、信号生成用の電源電圧を導く電路に設けられた蓄電用スイッチと、前記蓄電用スイッチをオンにすることにより充電可能なキャパシタと、前記キャパシタに接続された第１スイッチを含み、当該第１スイッチをオンにすることにより前記キャパシタの電圧を極性非反転で出力する第１出力回路と、前記キャパシタに接続された第２スイッチを含み、当該第２スイッチをオンにすることにより前記キャパシタの電圧を極性反転して出力する第２出力回路と、前記蓄電用スイッチをオンにして前記キャパシタを充電し、かつ、前記第１スイッチ及び前記第２スイッチを共にオフにする低レベル出力状態、又は、前記蓄電用スイッチをオフにして前記第１スイッチ及び前記第２スイッチのいずれか一方をオン、他方をオフにする高レベル出力状態を、送信すべきデジタル信号に応じて選択することによって、信号電圧を前記伝送路に送出させる制御回路とを備えたものである。

上記（２）のように構成された送信回路における第１出力回路及び第２出力回路と電源電圧との間にはキャパシタが介在し、このキャパシタは蓄電用スイッチのオンにより充電される。キャパシタの電圧がいずれかの出力回路により出力されるときは、キャパシタは蓄電用スイッチのオフにより電源電圧とは絶縁された状態になる。従って、各出力回路の出力する信号電圧には、電源電圧側のノイズが乗って来ない。また、各出力回路では独自に、グランドから当該出力回路の電源電圧までの電圧幅を十分に確保することで、コモンモードノイズの影響を抑制することができる。

（３）また、上記（２）の送信回路において、キャパシタを充電しているときにレベル０の出力、第１スイッチ及び第２スイッチのいずれか一方がオンで他方がオフのときプラスの出力、一方がオフで他方がオンのときマイナスの出力、となるようにしてもよい。
この場合、０、プラス、マイナスの３値により、ＡＭＩ信号の送信を行うことができる。

（４）また、上記（３）の送信回路において、キャパシタの充電は、プラス又はマイナスの出力期間後の残り期間内にも実行されるようにしてもよい。
この場合、次のプラス又はマイナスの出力のための充電を、残り期間を利用して行うことができる。

（５）また、上記（４）の送信回路において、制御回路は、０、プラス、マイナスの出力の合間にキャパシタの充電も放電も行わせない空き時間を設けるようにしてもよい。
この場合、例えばオフになるのが遅れたスイッチがあった場合に、伝送路と信号生成用の電源とが互いに瞬間的に接続されることを、防止することができる。

（６）また、上記（２）〜（５）のいずれかの送信回路において、蓄電用スイッチ、第１スイッチ、及び、第２スイッチは、それぞれ、充電用又は出力用の両極電路に一対設けられることが好ましい。
この場合、両極電路にそれぞれスイッチを設けることで、キャパシタを充電する電源側の電位と、出力側の電位とを、確実に絶縁することができる。

（７）また、本発明は、空調設備を構成し、相互間で伝送路を介してデジタル信号の送信を行う空調機器であって、その送信回路として、
信号生成用の電源電圧を導く電路に設けられた蓄電用スイッチ（３ａ，３ｂ）と、前記蓄電用スイッチ（３ａ，３ｂ）をオンにすることにより充電可能なキャパシタ（Ｃ１）と、前記キャパシタ（Ｃ１）に接続された第１スイッチ（１ａ，１ｂ）を含み、当該第１スイッチ（１ａ，１ｂ）をオンにすることにより前記キャパシタ（Ｃ１）の電圧を極性非反転で出力する第１出力回路（１）と、前記キャパシタ（Ｃ１）に接続された第２スイッチ（２ａ，２ｂ）を含み、当該第２スイッチ（２ａ，２ｂ）をオンにすることにより前記キャパシタ（Ｃ１）の電圧を極性反転して出力する第２出力回路（２）と、前記蓄電用スイッチ（３ａ，３ｂ）をオンにして前記キャパシタ（Ｃ１）を充電し、かつ、前記第１スイッチ（１ａ，１ｂ）及び前記第２スイッチ（２ａ，２ｂ）を共にオフにする低レベル出力状態、又は、前記蓄電用スイッチ（３ａ，３ｂ）をオフにして前記第１スイッチ（１ａ，１ｂ）及び前記第２スイッチ（２ａ，２ｂ）のいずれか一方をオン、他方をオフにする高レベル出力状態を、送信すべきデジタル信号に応じて選択することによって、信号電圧を前記伝送路に送出させる制御回路（４）とを備えたものである。

上記（７）のように構成された空調機器の送信回路における第１出力回路及び第２出力回路と電源電圧との間にはキャパシタが介在し、このキャパシタは蓄電用スイッチのオンにより充電される。キャパシタの電圧がいずれかの出力回路により出力されるときは、キャパシタは蓄電用スイッチのオフにより電源電圧とは絶縁された状態になる。従って、各出力回路の出力する信号電圧には、電源電圧側のノイズが乗って来ない。また、各出力回路では独自に、グランドから当該出力回路の電源電圧までの電圧幅を十分に確保することで、コモンモードノイズの影響を抑制することができる。

本発明の送信回路又はこれを用いた空調機器によれば、送信回路の耐ノイズ性能を向上させることができる。

本発明の一実施形態に係る送信回路の回路図である。スイッチの制御の一例を示すタイムチャートである。キャパシタが充電されるときの電流の流れを示す回路図である。キャパシタの放電により極性非反転で信号を出力する場合の電流の流れを示す回路図である。キャパシタの放電により極性を反転して信号を出力する場合の電流の流れを示す回路図である。キャパシタの充放電を詳細に示す波形図である。バイアス電圧から見た信号電圧の揺れを示す図である。本発明の一実施形態に係る空調機器の相互間での信号伝送に関する回路図である。従来の一般的な、空調設備を構成する室外機、室内機、集中制御機器等の相互間での、信号伝送に関する回路図である。ノイズの波形の一例を示す図である。ツェナーダイオードの特性を例示する図である。従来の送信回路の内部回路図である。ＡＭＩ信号にコモンモードノイズがどのように影響を与えるかを示すグラフである。

図８は、本発明の一実施形態に係る空調機器の相互間での信号伝送に関する回路図である。空調機器とは、空調設備を構成する室外機、室内機、集中制御機器、リモコン装置等である。ここで、機器のいずれか一方を送信側端末１０、他方を受信側端末２０とすると、送信側端末１０は、送信回路Ｓ及び、受信回路Ｒを備えている。回路のグランド（ＳＧ）ＧＮＤ＿１は、結合容量Ｃ１を介して、機器筐体のグランドＦＧと接続された関係にある。

一方、受信側端末２０も、送信回路Ｓ及び、受信回路Ｒを備えている。回路のグランドＧＮＤ＿２は、結合容量Ｃ４を介して、機器筐体のグランドＦＧと接続された関係にある。送信側端末１０と受信側端末２０とを相互に繋ぐ伝送路Ｆ１，Ｆ２の線路インピーダンスはそれぞれ、Ｚ１，Ｚ２である。また、伝送路Ｆ１，Ｆ２のグランドＦＧに対する浮遊容量はそれぞれ、Ｃ２，Ｃ３である。

図１は、本発明の一実施形態に係る、上記送信回路Ｓの回路図である。この送信回路は、空調設備を構成する機器相互間で伝送路Ｆ１，Ｆ２を介してデジタル信号の送信を行う。図において、送信回路Ｓは、信号電圧の出力用の一対の第１スイッチ１ａ，１ｂ及び一対の第２スイッチ２ａ，２ｂと、一対の蓄電用スイッチ３ａ，３ｂと、キャパシタＣ１と、伝送路Ｆ１，Ｆ２へのバイアス電圧を印加するための抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４と、キャパシタＣ１への充電電流を抑制する抵抗Ｒ５，Ｒ６と、ＣＰＵを搭載した制御回路４とを備えている。

蓄電用スイッチ３ａ，３ｂは、信号生成用の電源電圧Ｖｃｃ１を導き、キャパシタＣ１を充電する電路に設けられている。すなわち、キャパシタＣ１は、蓄電用スイッチ３ａ，３ｂをオンにすることにより電源電圧Ｖｃｃ１により充電可能である。なお、電源電圧Ｖｃｃ１としては、定電流源を用いてもよい。その場合には、抵抗Ｒ５，Ｒ６を省略することも可能である。

キャパシタＣ１に接続された第１スイッチ１ａ，１ｂを含む第１出力回路１は、第１スイッチ１ａ，１ｂをオンにすることによりキャパシタＣ１の電圧を極性非反転で出力することができる。また、キャパシタＣ１に接続された第２スイッチ２ａ，２ｂを含む第２出力回路２は、第２スイッチ２ａ，２ｂをオンにすることによりキャパシタＣ１の電圧を極性反転して出力することができる。

上記の各スイッチ１ａ，１ｂ，２ａ，２ｂ，３ａ，３ｂは、アナログスイッチであり、例えばＰチャネル及びＮチャネルのＭＯＳ−ＦＥＴを並列接続して成るものである。各スイッチ１ａ，１ｂ，２ａ，２ｂ，３ａ，３ｂは、ペアとなっている各スイッチ（１ａ，１ｂ／２ａ，２ｂ／３ａ，３ｂ）ごとに、制御回路４によってオン・オフ制御される。ここで、第１スイッチ１ａ，１ｂに対する制御信号をｏｕｔ−ｐ、第２スイッチ２ａ，２ｂに対する制御信号をｏｕｔ−ｍ、蓄電用スイッチ３ａ，３ｂに対する制御信号をＣＨＧとする。

信号生成用の電源電圧Ｖｃｃ１は、例えば５Ｖである。また、伝送路Ｆ１，Ｆ２にバイアス電圧を付与する電源電圧Ｖｃｃ２は、例えば１６Ｖである。抵抗Ｒ１〜Ｒ４の抵抗値は同一である。従って、キャパシタＣ１の両端電圧に基づく信号電圧が出力されないときは、伝送路Ｆ１，Ｆ２の電位Ｖ_Ｆ１，Ｖ_Ｆ２は共に（Ｖｃｃ２／２）であり、これは、信号電圧（Ｖ_Ｆ１−Ｖ_Ｆ２）としてはレベル０の出力状態となる。

図２は、スイッチ１ａ，１ｂ，２ａ，２ｂ，３ａ，３ｂの制御の一例を示すタイムチャートである。図において、左側から、まず、制御信号ＣＨＧがＨレベルのときは、他の制御信号ｏｕｔ−ｐ及びｏｕｔ−ｍはＬレベルである。すなわち、
ＣＨＧ：Ｈレベル
ｏｕｔ−ｐ：Ｌレベル
ｏｕｔ−ｍ：Ｌレベル
であり、蓄電用スイッチ３ａ，３ｂのみがオンになる。この結果、図３に示すように、電源電圧Ｖｃｃ１により、スイッチ３ａ、抵抗Ｒ５、キャパシタＣ１、抵抗Ｒ６、及び、スイッチ３ｂを通ってグランドＧＮＤ（図８のＧＮＤ＿１又はＧＮＤ＿２に相当する。）に充電電流が流れる回路が形成され、キャパシタＣ１は充電される。

キャパシタＣ１の充電中は、他のスイッチ１ａ，１ｂ，２ａ，２ｂはオフであるため、上述のように、信号電圧（Ｖ_Ｆ１−Ｖ_Ｆ２）としてはレベル０の出力状態となり、これは、ＡＭＩ信号では論理１とされる状態である。

次に、図２において、蓄電用スイッチ３ａ，３ｂをオンにする制御信号ＣＨＧがＬレベルになり、短時間的には、以下の状態（充電終了）となる。
ＣＨＧ：Ｌレベル
ｏｕｔ−ｐ：Ｌレベル
ｏｕｔ−ｍ：Ｌレベル
これは、次にキャパシタＣ１の放電が始まるまでの空き時間（デッドタイム）となる。その後、３つの制御信号は、以下の状態になる。
ＣＨＧ：Ｌレベル
ｏｕｔ−ｐ：Ｈレベル
ｏｕｔ−ｍ：Ｌレベル

これにより、キャパシタＣ１は放電の状態となり、図４に示すように、キャパシタＣ１の両端電圧（Ｖｃｃ１）は、第１スイッチ１ａ，１ｂを介して伝送路Ｆ１，Ｆ２間のバイアス電圧に重畳される。重畳による伝送路Ｆ１，Ｆ２の電位Ｖ_Ｆ１，Ｖ_Ｆ２は、
Ｖ_Ｆ１＝（Ｖｃｃ２／２）＋（Ｖｃｃ１／２）
Ｖ_Ｆ２＝（Ｖｃｃ２／２）−（Ｖｃｃ１／２）
となり、信号電圧（Ｖ_Ｆ１−Ｖ_Ｆ２）は、Ｖｃｃ１（例えば５Ｖ）すなわちプラスの状態となり、これは、ＡＭＩ信号では論理０（プラス）とされる状態である。

次に、図２において、蓄電用スイッチ３ａ，３ｂをオンにする制御信号ＣＨＧがＬレベルになり、短時間的には、以下の状態（放電終了・充電開始待ち）となる。
ＣＨＧ：Ｌレベル
ｏｕｔ−ｐ：Ｌレベル
ｏｕｔ−ｍ：Ｌレベル
これは、次にキャパシタＣ１の充電が始まるまでの空き時間（デッドタイム）となる。その後、３つの制御信号は、以下の状態になる。
ＣＨＧ：Ｈレベル
ｏｕｔ−ｐ：Ｌレベル
ｏｕｔ−ｍ：Ｌレベル

これにより、キャパシタＣ１は充電される。キャパシタＣ１の充電中は、他のスイッチ１ａ，１ｂ，２ａ，２ｂはオフであるため、上述のように、信号電圧（Ｖ_Ｆ１−Ｖ_Ｆ２）としてはレベル０の出力状態となり、これは、ＡＭＩ信号では論理１とされる状態である。

次に、図２において、蓄電用スイッチ３ａ，３ｂをオンにする制御信号ＣＨＧがＬレベルになり、短時間的には、以下の状態（充電終了）となる。
ＣＨＧ：Ｌレベル
ｏｕｔ−ｐ：Ｌレベル
ｏｕｔ−ｍ：Ｌレベル
その後、３つの制御信号は、以下の状態になる。
ＣＨＧ：Ｌレベル
ｏｕｔ−ｐ：Ｌレベル
ｏｕｔ−ｍ：Ｈレベル

これにより、キャパシタＣ１は放電の状態となり、図５に示すように、キャパシタＣ１の両端電圧（Ｖｃｃ１）は、第２スイッチ２ａ，２ｂを介して伝送路Ｆ１，Ｆ２間のバイアス電圧に重畳される。重畳による伝送路Ｆ１，Ｆ２の電位Ｖ_Ｆ１，Ｖ_Ｆ２は、
Ｖ_Ｆ１＝（Ｖｃｃ２／２）−（Ｖｃｃ１／２）
Ｖ_Ｆ２＝（Ｖｃｃ２／２）＋（Ｖｃｃ１／２）
となり、信号電圧（Ｖ_Ｆ１−Ｖ_Ｆ２）は、−Ｖｃｃ１（例えば−５Ｖ）すなわちマイナスの状態となり、これは、ＡＭＩ信号では論理０（マイナス）とされる状態である。

以下、同様に、キャパシタＣ１の充電・放電を繰り返しながら、信号電圧が送出される。このようにして制御回路４は、基本的に、（ｉ）蓄電用スイッチ３ａ，３ｂをオンにしてキャパシタＣ１を充電し、かつ、第１スイッチ１ａ，１ｂ及び第２スイッチ２ａ，２ｂを共にオフにする低レベル（０）出力状態、又は、（ｉｉ）蓄電用スイッチ３ａ，３ｂをオフにして第１スイッチ１ａ，１ｂ及び第２スイッチ２ａ，２ｂのいずれか一方をオン、他方をオフにする高レベル（プラス又はマイナス）出力状態を、送信すべきデジタル信号に応じて選択することによって、信号電圧を伝送路Ｆ１，Ｆ２に送出させる。但し、過渡的（空き時間）には、（ｉ）、（ｉｉ）のいずれでもない状態も存在する。

なお、図２は、論理１，０が交互に現れる例を示したが、論理０が続く場合でも、ＡＭＩ信号の場合は、プラス／マイナスを交互に出力することにより、プラス又はマイナスの出力期間後の残り期間内があるので、この残り時間を利用して充電を行うことができる。この場合、図２における論理１の区間が、論理０となり、その直前の論理０（プラス／マイナス）の残り時間に相当することになる。

図６は、キャパシタＣ１の充放電を詳細に示す波形図である。キャパシタＣ１から伝送路Ｆ１，Ｆ２への出力波形（電圧）は、（ａ）に示すように、０の状態を挟んで交互に反転する。放電により電荷を失うので、放電開始時と、放電終了時とでは、若干の電位差がある。キャパシタＣ１の両端電圧は、（ｂ）に示すように、信号出力により漸減し、充電により回復する、という過程を繰り返す。電流（放電／充電）は、（ｃ）に示すように、放電時は両端電圧の漸減に伴って漸減し、充電時は充電完了により自然に０になる。

放電終了後、充電開始までの間には、前述の空き時間があるので、オフになるのが遅れたスイッチがあった場合に、伝送路Ｆ１，Ｆ２と信号生成用の電源Ｖｃｃ１とが互いに瞬間的に接続されることを、防止することができる。また、図２に示すように、０、プラス、マイナスの出力の合間にキャパシタＣ１の充電も放電も行わせない空き時間を設けることにより、確実に、伝送路Ｆ１，Ｆ２と信号生成用の電源Ｖｃｃ１との絶縁を維持し、相互のノイズ侵入を防止することができる。

以上のように、送信回路Ｓにおける第１出力回路１及び第２出力回路２と電源電圧Ｖｃｃ１との間にはキャパシタＣ１が介在し、このキャパシタＣ１は蓄電用スイッチ３ａ，３ｂのオンにより充電される。キャパシタＣ１の電圧がいずれかの出力回路（１又は２）により出力されるときは、キャパシタＣ１は蓄電用スイッチ３ａ，３ｂのオフにより電源電圧Ｖｃｃ１やグランドＧＮＤとは絶縁された状態になる。言い換えれば、伝送路Ｆ１，Ｆ２への直接の信号電圧源となるキャパシタＣ１は、浮いた状態、すなわち、フライング・キャパシタである。従って、各出力回路１，２の出力する信号電圧には、電源電圧Ｖｃｃ１側のグランドの電位が揺らされるノイズが乗って来ない。また、各出力回路１，２では独自に（Ｖｃｃ１には制約されずに）、グランドから当該出力回路１，２の電源電圧Ｖｃｃ２までの電圧幅を十分に確保することで、コモンモードノイズの影響を抑制することができる。従って、耐ノイズ性能に優れた送信回路を提供することができる。

図７は、電圧幅を十分に確保することの意義を示す図である。例えば信号電圧が、２．５Ｖをバイアス電圧として±２．５Ｖの範囲内で送出される場合、図示のように、少しでもノイズによって信号電圧の範囲がずれるとノイズ電流が流れる。しかしながら、例えばＶｃｃ２を１６Ｖとして、バイアス電圧を８Ｖとすれば、ノイズによって信号電圧の範囲が変化してもノイズ電流が流れにくい状態となる。

また、上記実施形態では、蓄電用スイッチ３ａ，３ｂ、第１スイッチ１ａ，１ｂ、及び、第２スイッチ２ａ，２ｂを、それぞれ、充電用又は出力用の両極（高電位側・低電位側）電路に一対設けられている。このように両極電路にそれぞれスイッチを設けることで、キャパシタＣ１を充電する電源側の電位と、出力側の電位とを、確実に絶縁することができる。

なお、上記実施形態の送信回路は、信号伝送にＡＭＩ方式を採用しているが、その他のデジタル信号伝送にも、必要に応じた出力回路を用意すれば、同様に適用可能である。

１：第１出力回路
２：第２出力回路
１ａ，１ｂ：第１スイッチ
２ａ，２ｂ：第２スイッチ
３ａ，３ｂ：蓄電用スイッチ
４：制御回路
１０：送信側端末（空調機器）
２０：受信側端末（空調機器）
Ｃ１：キャパシタ

Claims

空調設備を構成する機器相互間で伝送路を介してデジタル信号の送信を行う送信回路であって、
信号生成用の電源電圧を導く電路に設けられた蓄電用スイッチ（３ａ，３ｂ）と、
前記蓄電用スイッチ（３ａ，３ｂ）をオンにすることにより充電可能なキャパシタ（Ｃ１）と、
前記キャパシタ（Ｃ１）に接続された出力用スイッチ（１ａ，１ｂ／２ａ，２ｂ）を含み、当該出力用スイッチ（１ａ，１ｂ／２ａ，２ｂ）をオンにすることにより前記キャパシタ（Ｃ１）の電圧を出力する出力回路（１）と、
前記蓄電用スイッチ（３ａ，３ｂ）をオンにして前記キャパシタ（Ｃ１）を充電し、かつ、前記出力用スイッチ（１ａ，１ｂ／２ａ，２ｂ）をオフにする低レベル出力状態、又は、前記蓄電用スイッチ（３ａ，３ｂ）をオフにして前記出力用スイッチ（１ａ，１ｂ／２ａ，２ｂ）をオンにする高レベル出力状態を、送信すべきデジタル信号に応じて選択することによって、信号電圧を前記伝送路に送出させる制御回路（４）と
を備えていることを特徴とする送信回路。
空調設備を構成する機器相互間で伝送路を介してデジタル信号の送信を行う送信回路であって、
信号生成用の電源電圧を導く電路に設けられた蓄電用スイッチ（３ａ，３ｂ）と、
前記蓄電用スイッチ（３ａ，３ｂ）をオンにすることにより充電可能なキャパシタ（Ｃ１）と、
前記キャパシタ（Ｃ１）に接続された第１スイッチ（１ａ，１ｂ）を含み、当該第１スイッチ（１ａ，１ｂ）をオンにすることにより前記キャパシタ（Ｃ１）の電圧を極性非反転で出力する第１出力回路（１）と、
前記キャパシタ（Ｃ１）に接続された第２スイッチ（２ａ，２ｂ）を含み、当該第２スイッチ（２ａ，２ｂ）をオンにすることにより前記キャパシタ（Ｃ１）の電圧を極性反転して出力する第２出力回路（２）と、
前記蓄電用スイッチ（３ａ，３ｂ）をオンにして前記キャパシタ（Ｃ１）を充電し、かつ、前記第１スイッチ（１ａ，１ｂ）及び前記第２スイッチ（２ａ，２ｂ）を共にオフにする低レベル出力状態、又は、前記蓄電用スイッチ（３ａ，３ｂ）をオフにして前記第１スイッチ（１ａ，１ｂ）及び前記第２スイッチ（２ａ，２ｂ）のいずれか一方をオン、他方をオフにする高レベル出力状態を、送信すべきデジタル信号に応じて選択することによって、信号電圧を前記伝送路に送出させる制御回路（４）と
を備えていることを特徴とする送信回路。
前記キャパシタ（Ｃ１）を充電しているときにレベル０の出力、前記第１スイッチ（１ａ，１ｂ）及び前記第２スイッチ（２ａ，２ｂ）のいずれか一方がオンで他方がオフのときプラスの出力、一方がオフで他方がオンのときマイナスの出力、となる請求項２記載の送信回路。
前記キャパシタ（Ｃ１）の充電は、前記プラス又はマイナスの出力期間後の残り期間内にも実行される請求項３記載の送信回路。
前記制御回路（４）は、０、プラス、マイナスの出力の合間に前記キャパシタ（Ｃ１）の充電も放電も行わせない空き時間を設ける請求項３記載の送信回路。
前記蓄電用スイッチ（３ａ，３ｂ）、前記第１スイッチ（１ａ，１ｂ）、及び、前記第２スイッチ（２ａ，２ｂ）は、それぞれ、充電用又は出力用の両極電路に一対設けられる請求項２〜５のいずれか１項に記載の送信回路。
空調設備を構成し、相互間で伝送路を介してデジタル信号の送信を行う空調機器であって、その送信回路として、
信号生成用の電源電圧を導く電路に設けられた蓄電用スイッチ（３ａ，３ｂ）と、
前記蓄電用スイッチ（３ａ，３ｂ）をオンにすることにより充電可能なキャパシタ（Ｃ１）と、
前記キャパシタ（Ｃ１）に接続された第１スイッチ（１ａ，１ｂ）を含み、当該第１スイッチ（１ａ，１ｂ）をオンにすることにより前記キャパシタ（Ｃ１）の電圧を極性非反転で出力する第１出力回路（１）と、
前記キャパシタ（Ｃ１）に接続された第２スイッチ（２ａ，２ｂ）を含み、当該第２スイッチ（２ａ，２ｂ）をオンにすることにより前記キャパシタ（Ｃ１）の電圧を極性反転して出力する第２出力回路（２）と、
前記蓄電用スイッチ（３ａ，３ｂ）をオンにして前記キャパシタ（Ｃ１）を充電し、かつ、前記第１スイッチ（１ａ，１ｂ）及び前記第２スイッチ（２ａ，２ｂ）を共にオフにする低レベル出力状態、又は、前記蓄電用スイッチ（３ａ，３ｂ）をオフにして前記第１スイッチ（１ａ，１ｂ）及び前記第２スイッチ（２ａ，２ｂ）のいずれか一方をオン、他方をオフにする高レベル出力状態を、送信すべきデジタル信号に応じて選択することによって、信号電圧を前記伝送路に送出させる制御回路（４）と
を備えていることを特徴とする空調機器。