JP2013225807A - Signal transmission circuit, power unit and lighting device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a signal transmission circuit, a power unit and a lighting device that implement desired signal resolution while suppressing power consumption.SOLUTION: A signal transmission circuit 30 comprises: a photo coupler 21; a current amplification section 40; a current-voltage conversion section 50 and the like. The current amplification section 40 includes transistors 221, 231, resistances 222, 232 and the like, and amplifies a current flowing through a phototransistor 212. The current-voltage conversion section 50 includes a resistance 24, and converts the current amplified by the current amplification section 40 to a voltage. The current-voltage conversion section 50 transmits (outputs) the conversion voltage to a microcomputer 14 on an output side of the phototransistor 212.

Description

本発明は、フォトカプラに入力された信号を信号判別部に出力する信号伝達回路、該信号伝達回路を備える電源ユニット及び該電源ユニットを備える照明装置に関する。   The present invention relates to a signal transmission circuit that outputs a signal input to a photocoupler to a signal determination unit, a power supply unit including the signal transmission circuit, and a lighting device including the power supply unit.

複数の回路素子で構成される回路(例えば、電源回路など)内の回路を電気的に絶縁するためにフォトカプラが利用されている。例えば、出力電圧を制御回路へ帰還させる帰還回路にフォトカプラを用いることにより、出力側の回路と制御回路とを電気的に絶縁することができるスイッチング電源装置が開示されている(特許文献1参照)。   A photocoupler is used to electrically insulate a circuit in a circuit composed of a plurality of circuit elements (for example, a power supply circuit). For example, a switching power supply device that can electrically insulate an output side circuit from a control circuit by using a photocoupler in a feedback circuit that feeds back an output voltage to a control circuit is disclosed (see Patent Document 1). ).

特開2003−174769号公報JP 2003-174769 A

特許文献1の電源装置に用いられるフォトカプラでは、入力側のLEDに入力された信号が一旦光に変換され、変換された光が出力側のフォトトランジスタへ伝達され、フォトカプラの出力側から信号が出力される。   In the photocoupler used in the power supply device of Patent Document 1, the signal input to the LED on the input side is once converted into light, and the converted light is transmitted to the phototransistor on the output side, and the signal is output from the output side of the photocoupler. Is output.

図13は従来のフォトカプラ303を備える回路の一例を示す回路図であり、図14は従来のフォトカプラ303の入力波形及び出力波形の一例を示すタイムチャートである。図13に示すように、フォトカプラ303は、入力側のLED304、LED304と電気的に絶縁された出力側のフォトトランジスタ305を備える。LED304には入力抵抗301の一端が接続され、入力抵抗301の他端は信号の入力端Vinである。また、フォトトランジスタ305には出力抵抗302の一端が接続され、出力抵抗302の他端には電源VCCを接続してある。フォトトランジスタ305と出力抵抗302との接続ノードは、信号の出力端Voutである。   FIG. 13 is a circuit diagram showing an example of a circuit including a conventional photocoupler 303, and FIG. 14 is a time chart showing an example of an input waveform and an output waveform of the conventional photocoupler 303. As shown in FIG. 13, the photocoupler 303 includes an input-side LED 304 and an output-side phototransistor 305 that is electrically insulated from the LED 304. One end of an input resistor 301 is connected to the LED 304, and the other end of the input resistor 301 is a signal input end Vin. One end of the output resistor 302 is connected to the phototransistor 305, and the power supply VCC is connected to the other end of the output resistor 302. A connection node between the phototransistor 305 and the output resistor 302 is a signal output terminal Vout.

図14に示すように、入力端Vinに印加される信号(矩形状のパルス信号)が時刻t1で立ち下がった場合、LED304に流れていた電流が0となり、フォトトランジスタ305はオン状態からオフ状態へ遷移し、出力端Voutの電圧が上昇する。   As shown in FIG. 14, when the signal (rectangular pulse signal) applied to the input terminal Vin falls at time t1, the current flowing through the LED 304 becomes 0, and the phototransistor 305 is turned from the on state to the off state. And the voltage at the output terminal Vout rises.

しかし、一般的にフォトトランジスタ305のコレクタ・エミッタ間容量(以下、出力容量とも称する)は比較的大きな値であるため、出力抵抗302を介して当該出力容量を充電するのに要する時間が長くなる。このため、図14に示すように、出力端Voutの信号の立ち上がり時間Δt1は長くなる。例えば、出力抵抗302が100Ωでは、立ち上がり時間Δt1は略10〜20μs程度であり、出力抵抗302が1kΩでは、立ち上がり時間Δt1は略30〜100μs程度であり、出力抵抗302が10kΩでは、立ち上がり時間Δt1は略100〜300μs程度である。   However, since the collector-emitter capacitance (hereinafter also referred to as output capacitance) of the phototransistor 305 is generally a relatively large value, it takes a long time to charge the output capacitance via the output resistor 302. . For this reason, as shown in FIG. 14, the rise time Δt1 of the signal at the output terminal Vout becomes longer. For example, when the output resistance 302 is 100Ω, the rise time Δt1 is about 10 to 20 μs, when the output resistance 302 is 1 kΩ, the rise time Δt1 is about 30 to 100 μs, and when the output resistance 302 is 10 kΩ, the rise time Δt1. Is about 100 to 300 μs.

フォトカプラ303に入力される信号(例えば、矩形波パルス)の周波数が、例えば、1kHzであるとした場合に、信号のデューティ比の分解能を5%以内とする(例えば、デューティ比が5%、あるいは95%の信号を正しく認識する)ためには、1kHzの5%である、20μs以下のパルス幅の信号を正しく認識する必要がある。   When the frequency of a signal (for example, a rectangular wave pulse) input to the photocoupler 303 is 1 kHz, for example, the resolution of the duty ratio of the signal is within 5% (for example, the duty ratio is 5%, In order to correctly recognize a 95% signal), it is necessary to correctly recognize a signal having a pulse width of 20 μs or less, which is 5% of 1 kHz.

すなわち、図13に示すようなフォトカプラ303の回路では、出力端の信号の立ち上がり時間が長いため、立ち上がり時間を短くするためには、出力抵抗を小さくする必要があるが、出力抵抗を小さくすると出力抵抗での電力消費が増大し、現実的ではない。一方で、電力消費を抑えるために出力抵抗を大きな値にすると、出力端の立ち上がり時間が長くなり、所望の信号分解能を得ることができない。   That is, in the circuit of the photocoupler 303 as shown in FIG. 13, since the rise time of the signal at the output terminal is long, it is necessary to reduce the output resistance in order to shorten the rise time. Power consumption at the output resistance increases, which is not realistic. On the other hand, if the output resistance is set to a large value in order to suppress power consumption, the rise time of the output end becomes long and a desired signal resolution cannot be obtained.

また、図13に示すようなフォトカプラ303の回路では、LED304に流れる電流Ifを小さくすると、LED304に流れる電流Ifに対するフォトトランジスタ305に流れる電流Icの比である電流伝達率(CTR:Current Transfer Ratio)が小さくなるため、出力端Voutの電圧レベルがローレベル(GNDレベル)まで低下しない。さらに、電流Ifを小さくするとCTRが小さくなるだけでなく、Ic=CTR×Ifであるため、Icはさらに小さくなる。このため、LED304に流れる電流Ifを小さくすることができず、フォトカプラ303に対して信号を出力する回路(例えば、調光信号を出力する回路)の出力電力が大きくなるという問題もあった。   Further, in the circuit of the photocoupler 303 as shown in FIG. 13, when the current If flowing through the LED 304 is reduced, the current transfer ratio (CTR: Current Transfer Ratio) which is the ratio of the current Ic flowing through the phototransistor 305 to the current If flowing through the LED 304 ) Becomes smaller, the voltage level of the output terminal Vout does not drop to the low level (GND level). Further, when the current If is decreased, not only the CTR is decreased, but also Ic is further decreased because Ic = CTR × If. For this reason, the current If flowing through the LED 304 cannot be reduced, and the output power of a circuit that outputs a signal to the photocoupler 303 (for example, a circuit that outputs a dimming signal) increases.

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、電力消費を抑制しつつ所望の信号分解能を得ることができる信号伝達回路、該信号伝達回路を備える電源ユニット及び該電源ユニットを備える照明装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such circumstances, and a signal transmission circuit capable of obtaining a desired signal resolution while suppressing power consumption, a power supply unit including the signal transmission circuit, and an illumination device including the power supply unit The purpose is to provide.

本発明に係る信号伝達回路は、フォトカプラを備え、該フォトカプラに入力された信号を信号判別部に伝達する信号伝達回路において、前記フォトカプラのフォトトランジスタに流れる電流を増幅する電流増幅部と、該電流増幅部で増幅した電流を電圧に変換する第1電流電圧変換部とを備えることを特徴とする。   A signal transmission circuit according to the present invention includes a photocoupler, and in the signal transmission circuit that transmits a signal input to the photocoupler to a signal determination unit, a current amplification unit that amplifies a current flowing through a phototransistor of the photocoupler; And a first current-voltage converter that converts the current amplified by the current amplifier into a voltage.

本発明にあっては、フォトカプラのフォトトランジスタに流れる電流を増幅する電流増幅部と、当該電流増幅部で増幅した電流を電圧に変換する第1電流電圧変換部とを備える。そして、第1電流電圧変換部で変換した電圧を信号判別部に伝達する。信号判別部は、例えば、信号伝達回路が出力する信号を受信する回路である。信号判別部としては、例えば、マイクロコンピュータ(マイコン)などの信号を判別する機能を有するものである。フォトトランジスタに直接出力抵抗を接続するのではなく、フォトトランジスタの出力側にフォトトランジスタに流れる電流を増幅する電流増幅部と、電流増幅部で増幅した電流を電圧に変換する第1電流電圧変換部とを備えることにより、フォトトランジスタに流れる電流を小さくして、出力信号の立ち上がりの高速化を実現して所望の信号分解能を得ることができる。また、出力信号(出力電圧)の遷移時間を短くすることができるので、出力抵抗を大きな値(例えば、1kΩ、10kΩなど)にすることができ、出力抵抗での電力消費を低減することができる。また、電流増幅部を備えるので、フォトカプラのLEDに流れる電流を小さくすることができ(フォトカプラの入力抵抗を大きくすることができ)、さらに、出力端Voutの電圧レベルがローレベル(GNDレベル、接地レベル)まで低下しないという問題も解消することができる。また、フォトカプラのLEDに流れる電流を小さくすることができるので、フォトカプラに対して信号を出力する外部回路(例えば、調光信号を出力する回路)の出力電力を小さくすることができ、1つの外部回路で多くのフォトカプラを駆動することが可能となる。   The present invention includes a current amplifying unit that amplifies the current flowing through the phototransistor of the photocoupler, and a first current-voltage converting unit that converts the current amplified by the current amplifying unit into a voltage. Then, the voltage converted by the first current-voltage conversion unit is transmitted to the signal determination unit. The signal determination unit is a circuit that receives a signal output from the signal transmission circuit, for example. As a signal discrimination | determination part, it has a function which discriminate | determines signals, such as a microcomputer (microcomputer), for example. Rather than directly connecting an output resistor to the phototransistor, a current amplifier that amplifies the current flowing through the phototransistor on the output side of the phototransistor, and a first current-voltage converter that converts the current amplified by the current amplifier into a voltage , The current flowing through the phototransistor can be reduced, the output signal rising speed can be increased, and a desired signal resolution can be obtained. In addition, since the transition time of the output signal (output voltage) can be shortened, the output resistance can be increased (for example, 1 kΩ, 10 kΩ, etc.), and power consumption at the output resistance can be reduced. . In addition, since the current amplifying unit is provided, the current flowing through the LED of the photocoupler can be reduced (the input resistance of the photocoupler can be increased), and the voltage level of the output terminal Vout is low level (GND level). The problem of not decreasing to the ground level) can also be solved. In addition, since the current flowing through the LED of the photocoupler can be reduced, the output power of an external circuit that outputs a signal to the photocoupler (for example, a circuit that outputs a dimming signal) can be reduced. Many photocouplers can be driven by one external circuit.

本発明に係る信号伝達回路は、フォトカプラを備え、該フォトカプラに入力された信号を信号判別部に伝達する信号伝達回路において、前記フォトカプラのフォトトランジスタに流れる電流を電圧に変換する第2電流電圧変換部と、該第2電流電圧変換部で変換した電圧を増幅する電圧増幅部とを備えることを特徴とする。   A signal transmission circuit according to the present invention includes a photocoupler, and in the signal transmission circuit that transmits a signal input to the photocoupler to a signal determination unit, a second current that converts a current flowing through a phototransistor of the photocoupler into a voltage is second. A current-voltage conversion unit and a voltage amplification unit that amplifies the voltage converted by the second current-voltage conversion unit.

本発明にあっては、フォトトランジスタに流れる電流を電圧に変換する第2電流電圧変換部と、当該第2電流電圧変換部で変換した電圧を増幅する電圧増幅部とを備える。そして、電圧増幅部で増幅した電圧を信号判別部に伝達する。信号判別部は、例えば、信号伝達回路が出力する信号を受信する回路である。信号判別部としては、例えば、マイクロコンピュータ(マイコン)などの信号を判別する機能を有するものである。フォトトランジスタに直接出力抵抗を接続するのではなく、フォトトランジスタに流れる電流を電圧に変換する第2電流電圧変換部と、第2電流電圧変換部で変換した電圧を増幅する電圧増幅部とを備えることにより、フォトトランジスタに流れる電流を小さくして、出力信号の立ち上がりの高速化を実現して所望の信号分解能を得ることができる。また、出力信号(出力電圧)の遷移時間を短くすることができるので、出力抵抗を大きな値(例えば、1kΩ、10kΩなど)にすることができ、出力抵抗での電力消費を低減することができる。また、電流電圧変換部で変換した電圧を増幅する電圧増幅部を備えるので、フォトカプラのLEDに流れる電流を小さくすることができ(フォトカプラの入力抵抗を大きくすることができ)、さらに、出力端Voutの電圧レベルがローレベル(GNDレベル、接地レベル)まで低下しないという問題も解消することができる。また、フォトカプラのLEDに流れる電流を小さくすることができるので、フォトカプラに対して信号を出力する外部回路(例えば、調光信号を出力する回路)の出力電力を小さくすることができ、1つの外部回路で多くのフォトカプラを駆動することが可能となる。   The present invention includes a second current-voltage conversion unit that converts a current flowing through the phototransistor into a voltage, and a voltage amplification unit that amplifies the voltage converted by the second current-voltage conversion unit. Then, the voltage amplified by the voltage amplification unit is transmitted to the signal determination unit. The signal determination unit is a circuit that receives a signal output from the signal transmission circuit, for example. As a signal discrimination | determination part, it has a function which discriminate | determines signals, such as a microcomputer (microcomputer), for example. Rather than connecting the output resistor directly to the phototransistor, a second current-voltage converter that converts the current flowing through the phototransistor into a voltage and a voltage amplifier that amplifies the voltage converted by the second current-voltage converter As a result, the current flowing through the phototransistor can be reduced, the output signal rising speed can be increased, and a desired signal resolution can be obtained. In addition, since the transition time of the output signal (output voltage) can be shortened, the output resistance can be increased (for example, 1 kΩ, 10 kΩ, etc.), and power consumption at the output resistance can be reduced. . In addition, since a voltage amplification unit that amplifies the voltage converted by the current-voltage conversion unit is provided, the current flowing to the LED of the photocoupler can be reduced (the input resistance of the photocoupler can be increased), and the output The problem that the voltage level of the terminal Vout does not decrease to the low level (GND level, ground level) can also be solved. In addition, since the current flowing through the LED of the photocoupler can be reduced, the output power of an external circuit that outputs a signal to the photocoupler (for example, a circuit that outputs a dimming signal) can be reduced. Many photocouplers can be driven by one external circuit.

本発明に係る信号伝達回路は、前記電流増幅部は、前記フォトトランジスタに直列に接続した第1のトランジスタと、前記フォトトランジスタと前記第1のトランジスタとの接続ノードにベース又はゲートを接続した第2のトランジスタとを有し、前記第1電流電圧変換部は、前記第2のトランジスタに直列に接続した抵抗を有することを特徴とする。   In the signal transmission circuit according to the present invention, the current amplification unit includes a first transistor connected in series to the phototransistor, and a base or gate connected to a connection node between the phototransistor and the first transistor. The first current-voltage conversion unit has a resistor connected in series to the second transistor.

本発明にあっては、電流増幅部は、フォトトランジスタに直列に接続した第1のトランジスタと、当該フォトトランジスタと第1のトランジスタとの接続ノードにベース又はゲートを接続した第2のトランジスタとを有する。第1電流電圧変換部は、第2のトランジスタに直列に接続した抵抗を有する。第1のトランジスタ及び第2のトランジスタは、それぞれNPN型のトランジスタでもよく、PNP型のトランジスタでもよく、NチャネルFETでもよく、あるいは、PチャネルFETでもよい。NPN型のトランジスタの場合、第1のトランジスタのコレクタをフォトトランジスタに接続し、第2のトランジスタのベースをフォトトランジスタと第1のトランジスタとの接続ノードに接続してあり、第2のトランジスタのコレクタに抵抗を接続してある。また、PNP型のトランジスタの場合、第1のトランジスタのコレクタをフォトトランジスタに接続し、第2のトランジスタのベースをフォトトランジスタと第1のトランジスタとの接続ノードに接続してあり、第2のトランジスタのコレクタに抵抗を接続してある。また、NチャネルFETの場合、第1のトランジスタのドレインをフォトトランジスタに接続し、第2のトランジスタのゲートをフォトトランジスタと第1のトランジスタとの接続ノードに接続してあり、第2のトランジスタのドレインに抵抗を接続してある。また、PチャネルFETの場合、第1のトランジスタのドレインをフォトトランジスタに接続し、第2のトランジスタのゲートをフォトトランジスタと第1のトランジスタとの接続ノードに接続してあり、第2のトランジスタのドレインに抵抗を接続してある。   In the present invention, the current amplifying unit includes a first transistor connected in series to the phototransistor, and a second transistor having a base or gate connected to a connection node between the phototransistor and the first transistor. Have. The first current-voltage converter has a resistor connected in series to the second transistor. Each of the first transistor and the second transistor may be an NPN transistor, a PNP transistor, an N-channel FET, or a P-channel FET. In the case of an NPN type transistor, the collector of the first transistor is connected to the phototransistor, the base of the second transistor is connected to the connection node between the phototransistor and the first transistor, and the collector of the second transistor A resistor is connected to In the case of a PNP type transistor, the collector of the first transistor is connected to the phototransistor, the base of the second transistor is connected to the connection node between the phototransistor and the first transistor, and the second transistor A resistor is connected to the collector. In the case of an N-channel FET, the drain of the first transistor is connected to the phototransistor, the gate of the second transistor is connected to the connection node between the phototransistor and the first transistor, A resistor is connected to the drain. In the case of a P-channel FET, the drain of the first transistor is connected to the phototransistor, and the gate of the second transistor is connected to the connection node between the phototransistor and the first transistor. A resistor is connected to the drain.

第1及び第2のトランジスタが、NPN型又はNチャネルFETの場合、フォトトランジスタと直列に接続された第1のトランジスタと、フォトトランジスタと第1のトランジスタとの接続ノードにベース又はゲートを接続した第2のトランジスタとを備えることにより、フォトトランジスタがオンの状態では、フォトトランジスタのコレクタの電圧は電源電圧VCC(例えば、5V)であり、フォトトランジスタのエミッタの電圧が、第1のトランジスタがオン状態となることにより、0.7V程度となり、結果としてフォトトランジスタのコレクタ・エミッタ間の電圧は約4.3Vとなる。そして、フォトトランジスタがオフ状態となると、フォトトランジスタのエミッタの電圧は接地レベル(例えば、0V)になるので、フォトトランジスタのコレクタ・エミッタ間の電圧は約5.0Vとなり、フォトトランジスタがオン状態からオフ状態に遷移する際に、フォトトランジスタのコレクタ・エミッタ間の電圧は約0.7Vしか上昇しない。このため、フォトトランジスタのコレクタ・エミッタ間の出力容量を充電するための時間が短縮され、出力電圧の遷移時間を高速化することができ、所望の信号分解能を得ることができる。   When the first and second transistors are NPN type or N-channel FET, the base or gate is connected to the connection node between the first transistor connected in series with the phototransistor and the phototransistor and the first transistor. With the second transistor, when the phototransistor is on, the collector voltage of the phototransistor is the power supply voltage VCC (for example, 5 V), and the emitter voltage of the phototransistor is As a result, the voltage becomes about 0.7 V, and as a result, the voltage between the collector and the emitter of the phototransistor becomes about 4.3 V. When the phototransistor is turned off, the emitter voltage of the phototransistor is at the ground level (for example, 0 V), so that the voltage between the collector and the emitter of the phototransistor is about 5.0 V, and the phototransistor is turned on. When transitioning to the off state, the voltage between the collector and the emitter of the phototransistor rises only about 0.7V. Therefore, the time for charging the output capacitance between the collector and the emitter of the phototransistor is shortened, the output voltage transition time can be increased, and a desired signal resolution can be obtained.

また、第1及び第2のトランジスタが、PNP型又はPチャネルFETの場合、フォトトランジスタと直列に接続された第1のトランジスタと、フォトトランジスタと第1のトランジスタとの接続ノードにベース又はゲートを接続した第2のトランジスタとを備えることにより、フォトトランジスタがオンの状態では、フォトトランジスタのエミッタの電圧は接地レベル(例えば、0V)であり、フォトトランジスタのコレクタの電圧が、第1のトランジスタがオン状態となることにより、電源電圧VCC(5V)−0.7V=約4.3V程度となり、結果としてフォトトランジスタのコレクタ・エミッタ間の電圧は約4.3V(電源電圧VCC(5V)−0.7V)となる。そして、フォトトランジスタがオフ状態となると、フォトトランジスタのコレクタの電圧は電源電圧VCC(5V)になるので、フォトトランジスタがオン状態からオフ状態に遷移する際に、フォトトランジスタのコレクタ・エミッタ間の電圧は約0.7Vしか上昇しない。このため、フォトトランジスタのコレクタ・エミッタ間の出力容量を充電するための時間が短縮され、出力電圧の遷移時間を高速化することができ、所望の信号分解能を得ることができる。   In the case where the first and second transistors are PNP type or P-channel FET, a base or gate is connected to a connection node between the first transistor connected in series with the phototransistor and the phototransistor and the first transistor. By providing the second transistor connected, when the phototransistor is on, the voltage of the emitter of the phototransistor is at a ground level (eg, 0 V), and the voltage of the collector of the phototransistor is By being in the ON state, the power supply voltage VCC (5 V) −0.7 V = about 4.3 V, and as a result, the voltage between the collector and the emitter of the phototransistor is about 4.3 V (power supply voltage VCC (5 V) −0). .7V). When the phototransistor is turned off, the collector voltage of the phototransistor becomes the power supply voltage VCC (5 V). Therefore, when the phototransistor transitions from the on state to the off state, the voltage between the collector and the emitter of the phototransistor Rises only about 0.7V. Therefore, the time for charging the output capacitance between the collector and the emitter of the phototransistor is shortened, the output voltage transition time can be increased, and a desired signal resolution can be obtained.

また、第1電流電圧変換部としての抵抗に直列に接続した第2のトランジスタの出力容量(例えば、コレクタ・ベース間の容量)は、フォトトランジスタの出力容量に比べて2〜3桁程度小さいので、第2のトランジスタがオン状態からオフ状態に遷移する際の出力容量の充電に要する時間が短く、出力する信号の立ち上がり時間を高速化することができ、所望の信号分解能を得ることができる。また、第1及び第2のトランジスタにより、出力抵抗に流れる電流を増幅させることができるので、出力抵抗を大きな値(例えば、1kΩ、10kΩなど)にすることができ、出力抵抗での電力消費を低減することができる。   Also, the output capacity of the second transistor connected in series with the resistor as the first current-voltage converter (for example, the capacity between the collector and the base) is about 2 to 3 orders of magnitude smaller than the output capacity of the phototransistor. The time required for charging the output capacitance when the second transistor transitions from the on state to the off state is short, the rise time of the output signal can be increased, and a desired signal resolution can be obtained. Further, since the current flowing through the output resistance can be amplified by the first and second transistors, the output resistance can be increased (for example, 1 kΩ, 10 kΩ, etc.), and the power consumption at the output resistance can be reduced. Can be reduced.

本発明に係る信号伝達回路は、前記第1及び第2のトランジスタそれぞれに抵抗を直列に接続してあることを特徴とする。   The signal transmission circuit according to the present invention is characterized in that a resistor is connected in series to each of the first and second transistors.

本発明にあっては、第1のトランジスタ及び第2のトランジスタそれぞれに抵抗(それぞれ第1及び第2の抵抗と称する)を直列に接続してある。第1の抵抗の抵抗値を大きくすると第2のトランジスタに対するバイアス電圧を大きくすることができるので、電流増幅部の電流増幅率を大きくすることができる。第1及び第2の抵抗の値を適宜設定することにより、所望の電流増幅率を得ることができる。また、電流増幅率を可変することができるので、フォトカプラのLEDに流れる電流を小さくした場合に、電流伝達率(CTR)が低下したとしても、出力抵抗には十分な電流を流すことができ、出力端Voutの電圧レベルがローレベル(GNDレベル、接地レベル)まで低下しないという問題を防止することができる。また、フォトカプラのLEDに流れる電流を小さくすることができるので、フォトカプラに対して信号を出力する外部装置(例えば、調光信号を出力する調光器など)の出力電力を小さくすることができ、1つの外部装置で多くのフォトカプラを駆動することが可能となる。   In the present invention, resistors (referred to as first and second resistors, respectively) are connected in series to the first transistor and the second transistor, respectively. When the resistance value of the first resistor is increased, the bias voltage for the second transistor can be increased, so that the current amplification factor of the current amplification unit can be increased. A desired current gain can be obtained by appropriately setting the values of the first and second resistors. In addition, since the current amplification factor can be varied, even when the current flowing through the LED of the photocoupler is reduced, even if the current transfer rate (CTR) is reduced, a sufficient current can flow through the output resistance. The problem that the voltage level of the output terminal Vout does not decrease to the low level (GND level, ground level) can be prevented. In addition, since the current flowing through the LED of the photocoupler can be reduced, the output power of an external device that outputs a signal to the photocoupler (for example, a dimmer that outputs a dimming signal) can be reduced. It is possible to drive many photocouplers with one external device.

本発明に係る信号伝達回路は、前記電流増幅部は、前記フォトトランジスタに直列に接続した抵抗素子と、前記フォトトランジスタと前記抵抗素子との接続ノードにベース又はゲートを接続したトランジスタとを有し、前記第1電流電圧変換部は、前記トランジスタに直列に接続した抵抗を有することを特徴とする。   In the signal transmission circuit according to the present invention, the current amplifying unit includes a resistance element connected in series to the phototransistor, and a transistor having a base or a gate connected to a connection node between the phototransistor and the resistance element. The first current-voltage conversion unit includes a resistor connected in series to the transistor.

本発明にあっては、電流増幅部は、フォトトランジスタに直列に接続した抵抗素子と、フォトトランジスタと抵抗素子との接続ノードにベース又はゲートを接続したトランジスタとを有する。また、第1電流電圧変換部は、当該トランジスタに直列に接続した抵抗を有する。トランジスタは、NPN型のトランジスタでもよく、PNP型のトランジスタでもよく、NチャネルFETでもよく、あるいは、PチャネルFETでもよい。NPN型トランジスタの場合、フォトトランジスタと抵抗素子との接続ノードにベースを接続してあり、抵抗にコレクタを接続してある。また、PNP型トランジスタの場合、フォトトランジスタと抵抗素子との接続ノードにベースを接続してあり、抵抗にコレクタを接続してある。また、NチャネルFET又はPチャネルFETの場合、フォトトランジスタと抵抗素子との接続ノードにゲートを接続してあり、抵抗にドレインを接続してある。   In the present invention, the current amplifying unit includes a resistance element connected in series to the phototransistor, and a transistor having a base or a gate connected to a connection node between the phototransistor and the resistance element. In addition, the first current-voltage converter has a resistor connected in series to the transistor. The transistor may be an NPN-type transistor, a PNP-type transistor, an N-channel FET, or a P-channel FET. In the case of an NPN transistor, a base is connected to a connection node between a phototransistor and a resistance element, and a collector is connected to a resistor. In the case of a PNP transistor, the base is connected to the connection node between the phototransistor and the resistance element, and the collector is connected to the resistor. In the case of an N-channel FET or P-channel FET, the gate is connected to the connection node between the phototransistor and the resistance element, and the drain is connected to the resistor.

電流増幅部のトランジスタが、NPN型又はNチャネルFETの場合、フォトトランジスタと抵抗素子との接続ノードにベース又はゲートを接続したトランジスタを備えることにより、フォトトランジスタがオンの状態では、フォトトランジスタのコレクタの電圧は電源電圧VCC(例えば、5V)であり、フォトトランジスタのエミッタの電圧が、第2の素子であるトランジスタがオン状態となることにより、0.7V程度となり、結果としてフォトトランジスタのコレクタ・エミッタ間の電圧は略4.3Vとなる。そして、フォトトランジスタがオフ状態となると、フォトトランジスタのエミッタの電圧は接地レベル(例えば、0V)になるので、フォトトランジスタがオン状態からオフ状態に遷移する際に、フォトトランジスタのコレクタ・エミッタ間の電圧は約0.7Vしか上昇しない。このため、フォトトランジスタのコレクタ・エミッタ間の出力容量を充電するための時間が短縮され、出力電圧の遷移時間を高速化することができ、所望の信号分解能を得ることができる。また、フォトトランジスタに直列に抵抗素子を接続するので、フォトトランジスタに直列にトランジスタを接続する場合に比べて、回路構成が簡略化され、低価格を実現することができる。   When the transistor of the current amplifying unit is an NPN type or N-channel FET, a transistor having a base or a gate connected to a connection node between the phototransistor and the resistance element is provided. Is the power supply voltage VCC (for example, 5 V), and the emitter voltage of the phototransistor becomes approximately 0.7 V when the transistor as the second element is turned on. The voltage between the emitters is about 4.3V. When the phototransistor is turned off, the voltage at the emitter of the phototransistor becomes the ground level (for example, 0 V). Therefore, when the phototransistor transitions from the on state to the off state, the voltage between the collector and the emitter of the phototransistor The voltage rises only about 0.7V. Therefore, the time for charging the output capacitance between the collector and the emitter of the phototransistor is shortened, the output voltage transition time can be increased, and a desired signal resolution can be obtained. In addition, since the resistance element is connected in series to the phototransistor, the circuit configuration is simplified and a low price can be realized as compared with the case where the transistor is connected in series to the phototransistor.

また、電流増幅部のトランジスタが、PNP型又はPチャネルFETの場合、フォトトランジスタと抵抗素子との接続ノードにベース又はゲートを接続したトランジスタを備えることにより、フォトトランジスタがオンの状態では、フォトトランジスタのコレクタの電圧は接地レベル(例えば、0V)であり、フォトトランジスタのコレクタの電圧が、第2の素子であるトランジスタがオン状態となることにより、電源電圧VCC(5V)−0.7V=約4.3V程度となり、結果としてフォトトランジスタのコレクタ・エミッタ間の電圧は約4.3V(電源電圧VCC(5V)−0.7V)となる。そして、フォトトランジスタがオフ状態となると、フォトトランジスタのコレクタの電圧は電源電圧VCC(5V)になるので、フォトトランジスタがオン状態からオフ状態に遷移する際に、フォトトランジスタのコレクタ・エミッタ間の電圧は約0.7Vしか上昇しない。このため、フォトトランジスタのコレクタ・エミッタ間の出力容量を充電するための時間が短縮され、出力電圧の遷移時間を高速化することができ、所望の信号分解能を得ることができる。また、フォトトランジスタに直列に抵抗素子を接続するので、フォトトランジスタに直列にトランジスタを接続する場合に比べて、回路構成が簡略化され、低価格を実現することができる。   Further, when the transistor of the current amplifying unit is a PNP type or P-channel FET, the phototransistor is provided with a transistor having a base or a gate connected to a connection node between the phototransistor and the resistance element. The collector voltage of the phototransistor is at the ground level (for example, 0 V), and the voltage of the collector of the phototransistor is changed to the power supply voltage VCC (5 V) −0.7 V = approximately by turning on the transistor as the second element. As a result, the voltage between the collector and the emitter of the phototransistor is about 4.3 V (power supply voltage VCC (5 V) −0.7 V). When the phototransistor is turned off, the collector voltage of the phototransistor becomes the power supply voltage VCC (5 V). Therefore, when the phototransistor transitions from the on state to the off state, the voltage between the collector and the emitter of the phototransistor Rises only about 0.7V. Therefore, the time for charging the output capacitance between the collector and the emitter of the phototransistor is shortened, the output voltage transition time can be increased, and a desired signal resolution can be obtained. In addition, since the resistance element is connected in series to the phototransistor, the circuit configuration is simplified and a low price can be realized as compared with the case where the transistor is connected in series to the phototransistor.

また、第1電流電圧変換部である抵抗に直列に接続したトランジスタの出力容量(例えば、コレクタ・エミッタ間の容量)は、フォトトランジスタの出力容量に比べて2〜3桁程度小さいので、トランジスタがオン状態からオフ状態に遷移する際の出力容量の充電に要する時間が短く、出力する信号の立ち上がり時間を高速化することができ、所望の信号分解能を得ることができる。   In addition, the output capacitance (for example, the capacitance between the collector and the emitter) of the transistor connected in series with the resistor that is the first current-voltage converter is about two to three orders of magnitude smaller than the output capacitance of the phototransistor. The time required for charging the output capacitance when transitioning from the on state to the off state is short, the rise time of the output signal can be increased, and a desired signal resolution can be obtained.

本発明に係る信号伝達回路は、前記第2電流電圧変換部は、前記フォトトランジスタに直列に接続した抵抗素子を有し、前記電圧増幅部は、基準電圧源と、前記フォトトランジスタと前記抵抗素子との接続ノードに一の入力端を接続してあり、前記基準電圧源に他の入力端を接続した演算増幅器とを有することを特徴とする。   In the signal transmission circuit according to the present invention, the second current-voltage conversion unit includes a resistance element connected in series to the phototransistor, and the voltage amplification unit includes a reference voltage source, the phototransistor, and the resistance element. And an operational amplifier in which another input terminal is connected to the reference voltage source.

本発明にあっては、第2電流電圧変換部は、フォトトランジスタに直列に接続した抵抗素子を有する。また、電圧増幅部は、基準電圧源と、フォトトランジスタと抵抗素子との接続ノードに一の入力端を接続してあり、基準電圧源に他の入力端を接続した演算増幅器とを有する。例えば、フォトトランジスタのコレクタを電源電圧VCCに接続し、フォトトランジスタのエミッタに第2電流電圧変換部の抵抗素子を接続し、演算増幅器の一の入力端(例えば、非反転入力端)をフォトトランジスタのエミッタと当該抵抗素子との接続ノードに接続する。複数の分圧抵抗の他端に電源電圧VCCに接続し、演算増幅器の他の入力端(例えば、反転入力端)を分圧抵抗同士の接続ノードに接続する。すなわち、演算増幅器の他の入力端(例えば、反転入力端)には、電源電圧VCCを分圧抵抗で分圧された電圧が基準電圧源の基準電圧として印加される。なお、基準電圧源は、電源電圧を分圧抵抗で分圧する構成に限定されず、直接基準電圧源を演算増幅器の他の入力端に接続する構成でもよい。   In the present invention, the second current-voltage converter has a resistance element connected in series to the phototransistor. The voltage amplifying unit includes a reference voltage source, and an operational amplifier in which one input terminal is connected to a connection node between the phototransistor and the resistance element, and another input terminal is connected to the reference voltage source. For example, the collector of the phototransistor is connected to the power supply voltage VCC, the resistance element of the second current-voltage converter is connected to the emitter of the phototransistor, and one input terminal (for example, non-inverting input terminal) of the operational amplifier is connected to the phototransistor. To the connection node between the emitter and the resistance element. The other end of the plurality of voltage dividing resistors is connected to the power supply voltage VCC, and the other input terminal (for example, the inverting input terminal) of the operational amplifier is connected to a connection node between the voltage dividing resistors. That is, a voltage obtained by dividing the power supply voltage VCC with a voltage dividing resistor is applied as the reference voltage of the reference voltage source to the other input terminal (for example, the inverting input terminal) of the operational amplifier. Note that the reference voltage source is not limited to the configuration in which the power supply voltage is divided by the voltage dividing resistor, and may be a configuration in which the reference voltage source is directly connected to the other input terminal of the operational amplifier.

演算増幅器は、入力端の電位差が0.1V程度でも動作するので、例えば、フォトトランジスタがオンの状態では、フォトトランジスタのコレクタの電圧が電源電圧VCC(例えば、5V)となり、フォトトランジスタのエミッタの電圧が、0.1V程度とすることができ、結果としてフォトトランジスタのコレクタ・エミッタ間の電圧は約4.9Vとなる。そして、フォトトランジスタがオフ状態となると、フォトトランジスタのエミッタの電圧は接地レベル(例えば、0V)になるので、フォトトランジスタがオン状態からオフ状態に遷移する際に、フォトトランジスタのコレクタ・エミッタ間の電圧は約0.1Vしか上昇しない。このため、フォトトランジスタのコレクタ・エミッタ間の出力容量を充電するための時間が短縮され、出力電圧の遷移時間を一層高速化することができ、所望の信号分解能を得ることができる。   Since the operational amplifier operates even when the potential difference at the input terminal is about 0.1 V, for example, when the phototransistor is on, the collector voltage of the phototransistor becomes the power supply voltage VCC (for example, 5 V), and the emitter of the phototransistor The voltage can be about 0.1V. As a result, the voltage between the collector and the emitter of the phototransistor is about 4.9V. When the phototransistor is turned off, the voltage at the emitter of the phototransistor becomes the ground level (for example, 0 V). Therefore, when the phototransistor transitions from the on state to the off state, the voltage between the collector and the emitter of the phototransistor The voltage rises only about 0.1V. For this reason, the time for charging the output capacitance between the collector and the emitter of the phototransistor is shortened, the transition time of the output voltage can be further increased, and a desired signal resolution can be obtained.

本発明に係る信号伝達回路は、前記第2電流電圧変換部は、前記抵抗素子と並列に接続したダイオードを有することを特徴とする。   The signal transmission circuit according to the present invention is characterized in that the second current-voltage converter has a diode connected in parallel with the resistance element.

本発明にあっては、第2電流電圧変換部は、抵抗素子と並列に接続したダイオードを有する。ダイオードを備えることにより、例えば、フォトトランジスタのエミッタの電圧をダイオードの順方向電圧程度の電圧でクリップ(制限)することができ、フォトトランジスタがオフ状態となった場合に、フォトトランジスタのエミッタの電圧が電源電圧まで上昇することを防止することができる。   In the present invention, the second current-voltage converter has a diode connected in parallel with the resistance element. By providing the diode, for example, the voltage of the emitter of the phototransistor can be clipped (limited) by a voltage about the forward voltage of the diode, and when the phototransistor is turned off, the voltage of the emitter of the phototransistor Can be prevented from rising to the power supply voltage.

本発明に係る信号伝達回路は、前記基準電圧源は、電源電圧源と、該電源電圧源に直列に接続された複数の分圧抵抗とを有し、前記分圧抵抗同士の接続ノードに、前記演算増幅器の他の入力端が接続されてあることを特徴とする。   In the signal transmission circuit according to the present invention, the reference voltage source includes a power supply voltage source and a plurality of voltage dividing resistors connected in series to the power supply voltage source, and a connection node between the voltage dividing resistors is The other input terminal of the operational amplifier is connected.

本発明にあっては、分圧抵抗を用いて基準電圧を生成することができるので、分圧抵抗の抵抗値を適宜設定することにより、所望の基準電圧で演算増幅器を動作させることができる。   In the present invention, since the reference voltage can be generated using the voltage dividing resistor, the operational amplifier can be operated with a desired reference voltage by appropriately setting the resistance value of the voltage dividing resistor.

本発明に係る信号伝達回路は、前記第2電流電圧変換部は、前記フォトトランジスタに直列に接続したダイオードを有し、前記電圧増幅部は、前記フォトトランジスタと前記ダイオードとの接続ノードにベース又はゲートを接続したトランジスタと、該トランジスタに直列に接続した抵抗とを有することを特徴とする。   In the signal transmission circuit according to the present invention, the second current-voltage conversion unit includes a diode connected in series to the phototransistor, and the voltage amplification unit is based on a connection node between the phototransistor and the diode. The transistor includes a transistor connected to a gate and a resistor connected in series to the transistor.

本発明にあっては、第2電流電圧変換部は、フォトトランジスタに直列に接続したダイオードを有する。また、電圧増幅部は、フォトトランジスタと当該ダイオードとの接続ノードにベース又はゲートを接続したトランジスタと、当該トランジスタに直列に接続した抵抗とを有する。なお、より具体的には、フォトトランジスタに直列に接続したダイオードが複数ある(複数直列接続したダイオードがある)場合、フォトトランジスタと当該ダイオードとの接続ノードに抵抗を介してトランジスタのベース又はゲートを接続する。トランジスタは、NPN型のトランジスタでもよく、PNP型のトランジスタでもよく、NチャネルFETでもよく、あるいは、PチャネルFETでもよい。NPN型トランジスタの場合、フォトトランジスタとダイオードとの接続ノードにベースを接続してあり、抵抗にコレクタを接続してある。また、PNP型トランジスタの場合、フォトトランジスタとダイオードとの接続ノードにベースを接続してあり、抵抗にコレクタを接続してある。また、NチャネルFET又はPチャネルFETの場合、フォトトランジスタとダイオードとの接続ノードにゲートを接続してあり、抵抗にドレインを接続してある。   In the present invention, the second current-voltage converter has a diode connected in series with the phototransistor. The voltage amplification unit includes a transistor having a base or a gate connected to a connection node between the phototransistor and the diode, and a resistor connected in series to the transistor. More specifically, when there are a plurality of diodes connected in series to the phototransistor (a plurality of diodes connected in series), the base or gate of the transistor is connected to the connection node between the phototransistor and the diode via a resistor. Connecting. The transistor may be an NPN-type transistor, a PNP-type transistor, an N-channel FET, or a P-channel FET. In the case of an NPN transistor, a base is connected to a connection node between a phototransistor and a diode, and a collector is connected to a resistor. In the case of a PNP transistor, a base is connected to a connection node between a phototransistor and a diode, and a collector is connected to a resistor. In the case of an N-channel FET or P-channel FET, the gate is connected to the connection node between the phototransistor and the diode, and the drain is connected to the resistor.

電圧増幅部のトランジスタが、NPN型又はNチャネルFETの場合、フォトトランジスタとダイオードとの接続ノードにベース又はゲートを接続したトランジスタを備えることにより、フォトトランジスタがオンの状態では、フォトトランジスタのコレクタの電圧が電源電圧VCC(例えば、5V)となり、フォトトランジスタのエミッタの電圧が、ダイオードがオン状態となることにより、1.4V程度となり、結果としてフォトトランジスタのコレクタ・エミッタ間の電圧は約3.6Vとなる。そして、フォトトランジスタがオフ状態となると、フォトトランジスタのエミッタの電圧は接地レベル(例えば、0V)になるので、フォトトランジスタがオン状態からオフ状態に遷移する際に、フォトトランジスタのコレクタ・エミッタ間の電圧は約1.4Vしか上昇しない。このため、フォトトランジスタのコレクタ・エミッタ間の出力容量を充電するための時間が短縮され、出力電圧の遷移時間を高速化することができ、所望の信号分解能を得ることができる。また、フォトトランジスタに直列にダイオードを接続するので、フォトトランジスタに直列にトランジスタを接続する場合に比べて、回路構成が簡略化され、低価格を実現することができる。   When the transistor of the voltage amplification unit is an NPN type or an N-channel FET, a transistor having a base or a gate connected to a connection node between the phototransistor and the diode is provided, so that when the phototransistor is on, the collector of the phototransistor The voltage becomes the power supply voltage VCC (for example, 5 V), and the emitter voltage of the phototransistor becomes about 1.4 V when the diode is turned on. As a result, the voltage between the collector and the emitter of the phototransistor is about 3. 6V. When the phototransistor is turned off, the voltage at the emitter of the phototransistor becomes the ground level (for example, 0 V). Therefore, when the phototransistor transitions from the on state to the off state, the voltage between the collector and the emitter of the phototransistor The voltage rises only about 1.4V. Therefore, the time for charging the output capacitance between the collector and the emitter of the phototransistor is shortened, the output voltage transition time can be increased, and a desired signal resolution can be obtained. Further, since the diode is connected in series with the phototransistor, the circuit configuration is simplified and a low price can be realized as compared with the case where the transistor is connected in series with the phototransistor.

また、電圧増幅部のトランジスタが、PNP型又はPチャネルFETの場合、フォトトランジスタと第1の素子であるダイオードとの接続ノードにベース又はゲートを接続したトランジスタを備えることにより、フォトトランジスタがオンの状態では、フォトトランジスタのエミッタの電圧は接地レベル(例えば、0V)であり、フォトトランジスタのコレクタの電圧が、第2の素子であるトランジスタがオン状態となることにより、電源電圧VCC(5V)−1.4V=3.6V程度となり、結果としてフォトトランジスタのコレクタ・エミッタ間の電圧は約3.6V(電源電圧VCC(5V)−1.4V)となる。そして、フォトトランジスタがオフ状態となると、フォトトランジスタのコレクタの電圧は電源電圧VCC(5V)になるので、フォトトランジスタがオン状態からオフ状態に遷移する際に、フォトトランジスタのコレクタ・エミッタ間の電圧は約1.4Vしか上昇しない。このため、フォトトランジスタのコレクタ・エミッタ間の出力容量を充電するための時間が短縮され、出力電圧の遷移時間を高速化することができ、所望の信号分解能を得ることができる。また、フォトトランジスタに直列にダイオードを接続するので、フォトトランジスタに直列にトランジスタを接続する場合に比べて、回路構成が簡略化され、低価格を実現することができる。   In addition, when the transistor of the voltage amplification unit is a PNP type or P-channel FET, a transistor having a base or a gate connected to a connection node between the phototransistor and the diode as the first element is provided so that the phototransistor is turned on. In this state, the emitter voltage of the phototransistor is at the ground level (for example, 0 V), and the collector voltage of the phototransistor is turned on by turning on the transistor as the second element, so that the power supply voltage VCC (5 V) − As a result, the voltage between the collector and the emitter of the phototransistor is about 3.6 V (power supply voltage VCC (5 V) −1.4 V). When the phototransistor is turned off, the collector voltage of the phototransistor becomes the power supply voltage VCC (5 V). Therefore, when the phototransistor transitions from the on state to the off state, the voltage between the collector and the emitter of the phototransistor Only rises about 1.4V. Therefore, the time for charging the output capacitance between the collector and the emitter of the phototransistor is shortened, the output voltage transition time can be increased, and a desired signal resolution can be obtained. Further, since the diode is connected in series with the phototransistor, the circuit configuration is simplified and a low price can be realized as compared with the case where the transistor is connected in series with the phototransistor.

また、電圧増幅部において、抵抗に直列に接続したトランジスタの出力容量(例えば、コレクタ・エミッタ間の容量)は、フォトトランジスタの出力容量に比べて2〜3桁程度小さいので、トランジスタがオン状態からオフ状態に遷移する際の出力容量の充電に要する時間が短く、出力する信号の立ち上がり時間を高速化することができ、所望の信号分解能を得ることができる。   In the voltage amplification unit, the output capacitance of the transistor connected in series with the resistor (for example, the capacitance between the collector and the emitter) is about two to three orders of magnitude smaller than the output capacitance of the phototransistor. The time required for charging the output capacitance when transitioning to the off state is short, the rise time of the output signal can be increased, and a desired signal resolution can be obtained.

本発明に係る電源ユニットは、前述の発明のいずれか1つに係る信号伝達回路と、該信号伝達回路が出力する調光信号に基づいて光源へ供給する電力を制御する電力制御部とを備えることを特徴とする。   A power supply unit according to the present invention includes a signal transmission circuit according to any one of the above-described inventions, and a power control unit that controls power supplied to the light source based on a dimming signal output from the signal transmission circuit. It is characterized by that.

本発明にあっては、信号伝達回路と、信号伝達回路が出力する調光信号に基づいて光源へ供給する電力を制御する電力制御部とを備える。これにより、電力消費を抑制しつつ調光信号の分解能を大きくして所望の分解能を得ることができる電源ユニットを実現することができる。   The present invention includes a signal transmission circuit and a power control unit that controls power supplied to the light source based on a dimming signal output from the signal transmission circuit. Thereby, it is possible to realize a power supply unit capable of obtaining a desired resolution by increasing the resolution of the dimming signal while suppressing power consumption.

本発明に係る電源ユニットは、前記信号伝達回路は、外部調光器からのPWM信号を受信し、該PWM信号のデューティ比に応じて光源へ供給する電力を10%以下に制御することを特徴とする。   In the power supply unit according to the present invention, the signal transmission circuit receives a PWM signal from an external dimmer, and controls the power supplied to the light source to 10% or less according to the duty ratio of the PWM signal. And

本発明にあっては、信号伝達回路は、外部調光器からのPWM信号を受信し、受信したPWM信号のデューティ比に応じて光源へ供給する電力を10%以下に制御する。これにより、光源の出力を10%以下の分解能で制御することができる。   In the present invention, the signal transmission circuit receives the PWM signal from the external dimmer, and controls the power supplied to the light source to 10% or less according to the duty ratio of the received PWM signal. Thereby, the output of the light source can be controlled with a resolution of 10% or less.

本発明に係る照明装置は、光源と、前述の発明に係る電源ユニットとを備えることを特徴とする。   An illumination device according to the present invention includes a light source and the power supply unit according to the above-described invention.

本発明にあっては、光源と、電源ユニットとを備える。これにより、電力消費を抑制しつつ調光信号の分解能を大きくして所望の分解能を得ることができる照明装置を実現することができる。   In this invention, a light source and a power supply unit are provided. Thereby, it is possible to realize an illuminating device capable of obtaining a desired resolution by increasing the resolution of the dimming signal while suppressing power consumption.

本発明によれば、出力信号の立ち上がりの高速化を実現して所望の信号分解能を得ることができる。また、フォトカプラの入力抵抗を大きくすることができる。さらに、電力消費を抑制することができる。   According to the present invention, a desired signal resolution can be obtained by increasing the speed of rising of an output signal. In addition, the input resistance of the photocoupler can be increased. Furthermore, power consumption can be suppressed.

本実施の形態の照明装置の構成の一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of a structure of the illuminating device of this Embodiment. 本実施の形態の信号伝達回路の第1例を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the 1st example of the signal transmission circuit of this Embodiment. 本実施の形態の信号伝達回路の第1例を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the 1st example of the signal transmission circuit of this Embodiment. 本実施の形態の信号伝達回路のフォトカプラの入力波形及び出力波形の一例を示すタイムチャートである。It is a time chart which shows an example of the input waveform and output waveform of the photocoupler of the signal transmission circuit of this Embodiment. 本実施の形態の信号伝達回路の第2例を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the 2nd example of the signal transmission circuit of this Embodiment. 本実施の形態の信号伝達回路の第2例を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the 2nd example of the signal transmission circuit of this Embodiment. 本実施の形態の信号伝達回路の第3例を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the 3rd example of the signal transmission circuit of this Embodiment. 本実施の形態の信号伝達回路の第3例を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the 3rd example of the signal transmission circuit of this Embodiment. 本実施の形態の信号伝達回路の第4例を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the 4th example of the signal transmission circuit of this Embodiment. 本実施の形態の信号伝達回路の第5例を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the 5th example of the signal transmission circuit of this Embodiment. 本実施の形態の信号伝達回路の第6例を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the 6th example of the signal transmission circuit of this Embodiment. 本実施の形態の信号伝達回路の第7例を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the 7th example of the signal transmission circuit of this Embodiment. 従来のフォトカプラを備える回路の一例を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows an example of the circuit provided with the conventional photocoupler. 従来のフォトカプラの入力波形及び出力波形の一例を示すタイムチャートである。It is a time chart which shows an example of the input waveform and output waveform of the conventional photocoupler.

以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて説明する。図1は本実施の形態の照明装置100の構成の一例を示すブロック図である。図1に示すように、照明装置100は、電源ユニット80、光源90などを備える。   Hereinafter, the present invention will be described with reference to the drawings illustrating embodiments thereof. FIG. 1 is a block diagram illustrating an example of the configuration of the illumination device 100 according to the present embodiment. As shown in FIG. 1, the lighting device 100 includes a power supply unit 80, a light source 90, and the like.

光源90は、例えば、1個のLEDモジュール、あるいは直列接続された複数のLEDモジュールを備える。なお、光源90は、複数のLEDが直列接続された一群のLEDを1つ備えるものでもよく、あるいは一群のLEDを複数並列に接続した構成でよい。また、光源90は、LEDモジュールに限定されるものではなく、EL(Electro-Luminescence)等の他の光源であってもよい。   The light source 90 includes, for example, one LED module or a plurality of LED modules connected in series. The light source 90 may include one group of LEDs in which a plurality of LEDs are connected in series, or may have a configuration in which a plurality of groups of LEDs are connected in parallel. The light source 90 is not limited to the LED module, and may be another light source such as EL (Electro-Luminescence).

電源ユニット80は、交流電源からのノイズを除去するとともに、電源ユニット80で発生するノイズが電源ラインを通じて外部へ伝搬するのを防止するためのノイズフィルタ10、交流電源からの交流電圧を整流する整流回路11、整流後の電圧を昇圧するとともに、力率を改善するためのPFC(Power Factor Control)昇圧回路12、PWM制御回路を有し光源90に供給するための所要の電圧を出力するDC−DCコンバータ13、光源90を調光する調光信号を外部(例えば、調光器、リモートコントロールなど)から受信する信号伝達回路30、光源90に流れる電流を検出する電流検出部15、電源ユニット80の動作を制御するとともに、光源90に供給する電力(電流)を制御するマイクロコンピュータ14などを備える。なお、DC−DCコンバータ13及びマイクロコンピュータ14は、光源90へ供給する電力を制御する電力制御部として機能する。   The power supply unit 80 removes noise from the AC power supply and prevents noise generated in the power supply unit 80 from propagating to the outside through the power supply line, and rectification that rectifies the AC voltage from the AC power supply. The circuit 11 boosts the voltage after rectification, and has a PFC (Power Factor Control) booster circuit 12 for improving the power factor, a PWM control circuit, and outputs a required voltage to be supplied to the light source 90. DC converter 13, signal transmission circuit 30 for receiving a dimming signal for dimming light source 90 from the outside (for example, dimmer, remote control, etc.), current detection unit 15 for detecting a current flowing through light source 90, and power supply unit 80 And a microcomputer 14 for controlling power (current) supplied to the light source 90. The DC-DC converter 13 and the microcomputer 14 function as a power control unit that controls the power supplied to the light source 90.

信号判別部としてのマイクロコンピュータ14は、信号伝達回路30が伝達(出力)した調光信号(出力信号)を取得し、取得した調光信号に応じたPWM信号をDC−DCコンバータ13へ出力する。信号判別部は、例えば、信号伝達回路30が出力する調光信号を受信するとともに、受信した調光信号を判別する回路である。   The microcomputer 14 as a signal determination unit acquires the dimming signal (output signal) transmitted (output) by the signal transmission circuit 30 and outputs a PWM signal corresponding to the acquired dimming signal to the DC-DC converter 13. . The signal determination unit is, for example, a circuit that receives the dimming signal output from the signal transmission circuit 30 and discriminates the received dimming signal.

調光信号は、例えば、周波数が1kHzの矩形状のパルス波形であり、調光信号のデューティ比に応じて光源90を調光することができる。例えば、調光信号のデューティ比を10%〜90%の範囲で変化させた場合に、調光レベルを100%〜10%の範囲で変化させることができ、調光信号のデューティ比を95%にしたときに、光源90を消灯させることができる。   The dimming signal is, for example, a rectangular pulse waveform having a frequency of 1 kHz, and the light source 90 can be dimmed according to the duty ratio of the dimming signal. For example, when the duty ratio of the dimming signal is changed in the range of 10% to 90%, the dimming level can be changed in the range of 100% to 10%, and the duty ratio of the dimming signal is 95%. In this case, the light source 90 can be turned off.

図2及び図3は本実施の形態の信号伝達回路30の第1例を示す回路図である。図2に示す信号伝達回路30は、図3に示す信号伝達回路30と同様の構成をなし、等価な回路構成であるが、図2の信号伝達回路30は、フォトカプラ21のフォトトランジスタ212に流れる電流を増幅する電流増幅部40、及び電流増幅部40で増幅した電流を電圧に変換する電流電圧変換部50などを備えるものとみることができる。一方、図3の信号伝達回路30は、フォトカプラ21のフォトトランジスタ212に流れる電流を電圧に変換する電流電圧変換部60、及び電流電圧変換部60で変換した電圧を増幅する電圧増幅部70などを備えるものとみることができる。   2 and 3 are circuit diagrams showing a first example of the signal transmission circuit 30 according to the present embodiment. The signal transmission circuit 30 shown in FIG. 2 has the same configuration as the signal transmission circuit 30 shown in FIG. 3 and has an equivalent circuit configuration, but the signal transmission circuit 30 in FIG. It can be considered to include a current amplifying unit 40 that amplifies the flowing current, a current-voltage converting unit 50 that converts the current amplified by the current amplifying unit 40 into a voltage, and the like. On the other hand, the signal transmission circuit 30 in FIG. 3 includes a current-voltage conversion unit 60 that converts a current flowing through the phototransistor 212 of the photocoupler 21 into a voltage, a voltage amplification unit 70 that amplifies the voltage converted by the current-voltage conversion unit 60, and the like. Can be seen as having

まず、図2について説明する。図2に示すように、4つのダイオード204、205、206、207で構成されたダイオードブリッジにより、抵抗201と抵抗208で分圧された調光信号、あるいは、抵抗202と抵抗208で分圧された調光信号がフォトカプラ21のLED211に入力される。ダイオードブリッジを備えることにより、調光信号の極性が正又は負に逆転しても、LED211に調光信号を入力することができる。また、入力端の間には、サージアブソーバ203を接続することにより、フォトカプラ21を保護している。   First, FIG. 2 will be described. As shown in FIG. 2, a dimming signal divided by a resistor 201 and a resistor 208 or a voltage divided by a resistor 202 and a resistor 208 by a diode bridge composed of four diodes 204, 205, 206, and 207. The adjusted light signal is input to the LED 211 of the photocoupler 21. By providing the diode bridge, the dimming signal can be input to the LED 211 even if the polarity of the dimming signal is reversed to positive or negative. Further, the photocoupler 21 is protected by connecting a surge absorber 203 between the input ends.

信号伝達回路30は、フォトカプラ21のフォトトランジスタ212に流れる電流を増幅する電流増幅部40、電流増幅部40で増幅した電流を電圧に変換する第1電流電圧変換部としての電流電圧変換部50などを備える。そして、電流電圧変換部50で変換した電圧をフォトトランジスタ212の出力側であるマイクロコンピュータ14へ伝達(出力)する。   The signal transmission circuit 30 includes a current amplification unit 40 that amplifies the current flowing through the phototransistor 212 of the photocoupler 21, and a current-voltage conversion unit 50 as a first current-voltage conversion unit that converts the current amplified by the current amplification unit 40 into a voltage. Etc. Then, the voltage converted by the current-voltage converter 50 is transmitted (output) to the microcomputer 14 on the output side of the phototransistor 212.

電流増幅部40は、トランジスタ221、231、抵抗222、232を備える。また、電流電圧変換部50は、抵抗24を備える。抵抗24は、フォトトランジスタ212の出力側の出力抵抗に相当する。なお、電流電圧変換部50は、抵抗に限定されるものではなく、ダイオード、あるいはツェナーダイオード等であってもよい。   The current amplification unit 40 includes transistors 221 and 231 and resistors 222 and 232. The current-voltage conversion unit 50 includes a resistor 24. The resistor 24 corresponds to an output resistor on the output side of the phototransistor 212. The current-voltage conversion unit 50 is not limited to a resistor, and may be a diode, a Zener diode, or the like.

フォトトランジスタ212に直接出力抵抗を接続するのではなく、フォトトランジスタ212の出力側にフォトトランジスタ212に流れる電流を増幅する電流増幅部40と、電流増幅部40で増幅した電流を電圧に変換する電流電圧変換部50とを備えることにより、フォトトランジスタ212に流れる電流を小さくして、出力端Voutの出力信号(出力電圧)の立ち上がりの高速化を実現して所望の信号分解能を得ることができる。   Rather than directly connecting an output resistor to the phototransistor 212, a current amplifier 40 that amplifies the current flowing through the phototransistor 212 on the output side of the phototransistor 212, and a current that converts the current amplified by the current amplifier 40 into a voltage By providing the voltage conversion unit 50, the current flowing through the phototransistor 212 can be reduced, the rise of the output signal (output voltage) of the output terminal Vout can be speeded up, and a desired signal resolution can be obtained.

また、出力信号(出力電圧)の遷移時間を短くすることができるので、出力抵抗(抵抗24)を大きな値(例えば、1kΩ、10kΩなど)にすることができ、出力抵抗での電力消費を低減することができる。   In addition, since the transition time of the output signal (output voltage) can be shortened, the output resistance (resistor 24) can be set to a large value (for example, 1 kΩ, 10 kΩ, etc.), and power consumption at the output resistance is reduced. can do.

また、電流増幅部40を備えるので、フォトカプラのLEDに流れる電流を小さくすることができ(フォトカプラの入力抵抗を大きくすることができ)、さらに、出力端Voutの電圧レベルがローレベル(GNDレベル、接地レベル)まで低下しないという問題も解消することができる。また、フォトカプラのLEDに流れる電流を小さくすることができるので、フォトカプラに対して信号を出力する外部回路(例えば、調光信号を出力する回路)の出力電力を小さくすることができ、1つの外部回路で多くのフォトカプラを駆動することが可能となる。以下、GNDレベルと接地レベルとは同義である。   Further, since the current amplifying unit 40 is provided, the current flowing through the LED of the photocoupler can be reduced (the input resistance of the photocoupler can be increased), and the voltage level of the output terminal Vout is low (GND). The problem that the level does not drop to the ground level) can also be solved. In addition, since the current flowing through the LED of the photocoupler can be reduced, the output power of an external circuit that outputs a signal to the photocoupler (for example, a circuit that outputs a dimming signal) can be reduced. Many photocouplers can be driven by one external circuit. Hereinafter, the GND level and the ground level are synonymous.

以下、図2の構成について詳細に説明する。フォトトランジスタ212のコレクタ4には電源電圧VCC(例えば、5V)を接続してあり、フォトトランジスタ212のエミッタ3には、電流増幅部40のトランジスタ221のコレクタを接続してある。トランジスタ221のエミッタには抵抗222を接続してあり、抵抗222の他端は接地レベルに接続してある。   Hereinafter, the configuration of FIG. 2 will be described in detail. A power supply voltage VCC (for example, 5 V) is connected to the collector 4 of the phototransistor 212, and the collector of the transistor 221 of the current amplification unit 40 is connected to the emitter 3 of the phototransistor 212. A resistor 222 is connected to the emitter of the transistor 221, and the other end of the resistor 222 is connected to the ground level.

電源電圧VCCには、電流電圧変換部50としての抵抗24を接続してあり、抵抗24には、電流増幅部40のトランジスタ231のコレクタを接続してある。トランジスタ231のエミッタには抵抗232を接続してあり、抵抗232の他端は接地レベルに接続してある。なお、図2の構成において、抵抗222、232は省略することもできる。   The power supply voltage VCC is connected to a resistor 24 as a current-voltage converter 50, and the resistor 24 is connected to the collector of the transistor 231 of the current amplifier 40. A resistor 232 is connected to the emitter of the transistor 231, and the other end of the resistor 232 is connected to the ground level. In the configuration of FIG. 2, the resistors 222 and 232 can be omitted.

トランジスタ221のベースにトランジスタ231のベースを接続するとともに、トランジスタ231のベースをフォトトランジスタ212のエミッタ3とトランジスタ221のコレクタとの接続ノードに接続してある。そして、トランジスタ231のコレクタに出力端Voutを設けてある。なお、図2に示すように、トランジスタ231のベースをフォトトランジスタ212のエミッタ3とトランジスタ221のコレクタとの接続ノードに直接接続する構成でもよく、あるいは、抵抗又はトランジスタ等の素子を介してトランジスタ231のベースをフォトトランジスタ212のエミッタ3とトランジスタ221のコレクタとの接続ノードに接続してもよい。   The base of the transistor 231 is connected to the base of the transistor 221, and the base of the transistor 231 is connected to a connection node between the emitter 3 of the phototransistor 212 and the collector of the transistor 221. An output terminal Vout is provided at the collector of the transistor 231. 2, the base of the transistor 231 may be directly connected to the connection node between the emitter 3 of the phototransistor 212 and the collector of the transistor 221, or the transistor 231 may be connected via a resistor or an element such as a transistor. May be connected to a connection node between the emitter 3 of the phototransistor 212 and the collector of the transistor 221.

フォトトランジスタ212と直列に接続されたトランジスタ221と、フォトトランジスタ212とトランジスタ221との接続ノードにベースを接続したトランジスタ231とを備えることにより、フォトトランジスタ212がオンの状態では、フォトトランジスタ212のコレクタ4の電圧は電源電圧VCC(例えば、5V)であり、フォトトランジスタ212のエミッタ3の電圧が、第1のトランジスタ221がオン状態となることにより、0.7V程度となり、結果としてフォトトランジスタ212のコレクタ・エミッタ間の電圧は約4.3Vとなる。そして、調光信号がローレベルとなって、LED211に印加されていた矩形状のパルス波形が0Vに下がると、フォトトランジスタ212がオフ状態となり、フォトトランジスタ212のエミッタの電圧は接地レベル(例えば、0V)になるのでフォトトランジスタ212のコレクタ・エミッタ間の電圧は約5.0Vとなる。すなわち、フォトトランジスタ212がオン状態からオフ状態に遷移する際に、フォトトランジスタ212のコレクタ・エミッタ間の電圧は約0.7Vしか上昇しない。このため、フォトトランジスタ212のコレクタ・エミッタ間の出力容量を充電するための時間が短縮され、出力端Voutの出力電圧の遷移時間を高速化することができ、所望の信号分解能を得ることができる。   By including a transistor 221 connected in series with the phototransistor 212 and a transistor 231 having a base connected to a connection node between the phototransistor 212 and the transistor 221, the collector of the phototransistor 212 is turned on when the phototransistor 212 is on. 4 is a power supply voltage VCC (for example, 5 V), and the voltage of the emitter 3 of the phototransistor 212 becomes about 0.7 V when the first transistor 221 is turned on. The voltage between the collector and the emitter is about 4.3V. When the dimming signal becomes low level and the rectangular pulse waveform applied to the LED 211 falls to 0V, the phototransistor 212 is turned off, and the emitter voltage of the phototransistor 212 is set to the ground level (for example, 0V), the voltage between the collector and the emitter of the phototransistor 212 is about 5.0V. That is, when the phototransistor 212 transitions from the on state to the off state, the voltage between the collector and the emitter of the phototransistor 212 increases only by about 0.7V. Therefore, the time for charging the output capacitance between the collector and the emitter of the phototransistor 212 is shortened, the transition time of the output voltage at the output terminal Vout can be increased, and a desired signal resolution can be obtained. .

所望の信号分解能とは、例えば、調光信号のデューティ比が5%、あるいは95%である状態を正しく認識することができる程度の分解能であり、調光信号の周波数を1kHzとすると、1kHzの5%である、20μsの時間幅のパルス波形を正しく認識することができる程度を意味する。つまりは、出力端Voutからの出力信号(出力電圧)の立ち上がり時間が20μs以内である場合に、所望の分解能を得ることができる。   The desired signal resolution is, for example, a resolution that can correctly recognize a state in which the duty ratio of the dimming signal is 5% or 95%. If the frequency of the dimming signal is 1 kHz, 1 kHz This means that the pulse waveform having a time width of 20 μs, which is 5%, can be correctly recognized. That is, a desired resolution can be obtained when the rise time of the output signal (output voltage) from the output terminal Vout is within 20 μs.

次に、図3について説明する。図3に示す信号伝達回路30は、フォトトランジスタ212に流れる電流を電圧に変換する第2電流電圧変換部としての電流電圧変換部60、電流電圧変換部60で変換した電圧を増幅する電圧増幅部70など備える。そして、電圧増幅部70で増幅した電圧をフォトトランジスタ212の出力側であるマイクロコンピュータ14へ伝達(出力)する。   Next, FIG. 3 will be described. A signal transmission circuit 30 shown in FIG. 3 includes a current-voltage conversion unit 60 as a second current-voltage conversion unit that converts a current flowing through the phototransistor 212 into a voltage, and a voltage amplification unit that amplifies the voltage converted by the current-voltage conversion unit 60 70 etc. Then, the voltage amplified by the voltage amplifier 70 is transmitted (output) to the microcomputer 14 on the output side of the phototransistor 212.

電流電圧変換部60は、トランジスタ221、抵抗222などを備える。また、電圧増幅部70は、トランジスタ231、抵抗232、抵抗24などを備える。   The current-voltage conversion unit 60 includes a transistor 221, a resistor 222, and the like. The voltage amplifier 70 includes a transistor 231, a resistor 232, a resistor 24, and the like.

フォトトランジスタ212に直接出力抵抗を接続するのではなく、フォトトランジスタ212に流れる電流を電圧に変換する電流電圧変換部60と、電流電圧変換部60で変換した電圧を増幅する電圧増幅部70とを備えることにより、フォトトランジスタ212に流れる電流を小さくして、出力端Voutの出力信号(出力電圧)の立ち上がりの高速化を実現して所望の信号分解能を得ることができる。   Rather than directly connecting an output resistor to the phototransistor 212, a current-voltage converter 60 that converts the current flowing through the phototransistor 212 into a voltage, and a voltage amplifier 70 that amplifies the voltage converted by the current-voltage converter 60 are provided. By providing, the current flowing through the phototransistor 212 can be reduced, the rising speed of the output signal (output voltage) of the output terminal Vout can be increased, and a desired signal resolution can be obtained.

また、出力信号(出力電圧)の遷移時間を短くすることができるので、出力抵抗(抵抗24)を大きな値(例えば、1kΩ、10kΩなど)にすることができ、出力抵抗での電力消費を低減することができる。   In addition, since the transition time of the output signal (output voltage) can be shortened, the output resistance (resistor 24) can be set to a large value (for example, 1 kΩ, 10 kΩ, etc.), and power consumption at the output resistance is reduced. can do.

また、電流電圧変換部60で変換した電圧を増幅する電圧増幅部70を備えるので、フォトカプラ21のLED211に流れる電流を小さくすることができ(フォトカプラ21の入力抵抗を大きくすることができ)、さらに、出力端Voutの電圧レベルがローレベル(GNDレベル)まで低下しないという問題も解消することができる。また、フォトカプラ21のLED211に流れる電流を小さくすることができるので、フォトカプラ21に対して信号を出力する外部回路(例えば、調光信号を出力する回路)の出力電力を小さくすることができ、1つの外部回路で多くのフォトカプラを駆動することが可能となる。   In addition, since the voltage amplification unit 70 that amplifies the voltage converted by the current-voltage conversion unit 60 is provided, the current flowing through the LED 211 of the photocoupler 21 can be reduced (the input resistance of the photocoupler 21 can be increased). Furthermore, the problem that the voltage level of the output terminal Vout does not decrease to the low level (GND level) can also be solved. In addition, since the current flowing through the LED 211 of the photocoupler 21 can be reduced, the output power of an external circuit that outputs a signal to the photocoupler 21 (for example, a circuit that outputs a dimming signal) can be reduced. Many photocouplers can be driven by one external circuit.

以下、図3の構成について詳細に説明する。フォトトランジスタ212のコレクタ4には電源電圧VCC(例えば、5V)を接続してあり、フォトトランジスタ212のエミッタ3には、電流電圧変換部60のトランジスタ221のコレクタを接続してある。トランジスタ221のエミッタには抵抗222を接続してあり、抵抗222の他端は接地レベルに接続してある。   Hereinafter, the configuration of FIG. 3 will be described in detail. A power supply voltage VCC (for example, 5 V) is connected to the collector 4 of the phototransistor 212, and the collector of the transistor 221 of the current-voltage converter 60 is connected to the emitter 3 of the phototransistor 212. A resistor 222 is connected to the emitter of the transistor 221, and the other end of the resistor 222 is connected to the ground level.

電圧増幅部70は、電源電圧VCCに抵抗24を接続してあり、抵抗24には、トランジスタ231のコレクタを接続してある。トランジスタ231のエミッタには抵抗232を接続してあり、抵抗232の他端は接地レベルに接続してある。なお、図3の構成においても、抵抗222、232は省略することもできる。   In the voltage amplifying unit 70, the resistor 24 is connected to the power supply voltage VCC, and the collector of the transistor 231 is connected to the resistor 24. A resistor 232 is connected to the emitter of the transistor 231, and the other end of the resistor 232 is connected to the ground level. Note that the resistors 222 and 232 can also be omitted in the configuration of FIG.

電流電圧変換部60のトランジスタ221のベースにトランジスタ231のベースを接続するとともに、トランジスタ231のベースをフォトトランジスタ212のエミッタ3とトランジスタ221のコレクタとの接続ノードに接続してある。そして、トランジスタ231のコレクタに出力端Voutを設けてある。   The base of the transistor 231 is connected to the base of the transistor 221 of the current-voltage converter 60, and the base of the transistor 231 is connected to a connection node between the emitter 3 of the phototransistor 212 and the collector of the transistor 221. An output terminal Vout is provided at the collector of the transistor 231.

フォトトランジスタ212と直列に接続されたトランジスタ221と、フォトトランジスタ212とトランジスタ221との接続ノードにベースを接続したトランジスタ231とを備えることにより、フォトトランジスタ212がオンの状態では、フォトトランジスタ212のコレクタ4の電圧は電源電圧VCC(例えば、5V)であり、フォトトランジスタ212のエミッタ3の電圧が、第1のトランジスタ221がオン状態となることにより、0.7V程度となり、結果としてフォトトランジスタ212のコレクタ・エミッタ間の電圧は約4.3Vとなる。そして、調光信号がローレベルとなって、LED211に印加されていた矩形状のパルス波形が0Vに下がると、フォトトランジスタ212がオフ状態となり、フォトトランジスタ212のエミッタの電圧は接地レベル(例えば、0V)になるのでフォトトランジスタ212のコレクタ・エミッタ間の電圧は約5.0Vとなる。すなわち、フォトトランジスタ212がオン状態からオフ状態に遷移する際に、フォトトランジスタ212のコレクタ・エミッタ間の電圧は約0.7Vしか上昇しない。このため、フォトトランジスタ212のコレクタ・エミッタ間の出力容量を充電するための時間が短縮され、出力端Voutの出力電圧の遷移時間を高速化することができ、所望の信号分解能を得ることができる。   By including a transistor 221 connected in series with the phototransistor 212 and a transistor 231 having a base connected to a connection node between the phototransistor 212 and the transistor 221, the collector of the phototransistor 212 is turned on when the phototransistor 212 is on. 4 is a power supply voltage VCC (for example, 5 V), and the voltage of the emitter 3 of the phototransistor 212 becomes about 0.7 V when the first transistor 221 is turned on. The voltage between the collector and the emitter is about 4.3V. When the dimming signal becomes low level and the rectangular pulse waveform applied to the LED 211 falls to 0V, the phototransistor 212 is turned off, and the emitter voltage of the phototransistor 212 is set to the ground level (for example, 0V), the voltage between the collector and the emitter of the phototransistor 212 is about 5.0V. That is, when the phototransistor 212 transitions from the on state to the off state, the voltage between the collector and the emitter of the phototransistor 212 increases only by about 0.7V. Therefore, the time for charging the output capacitance between the collector and the emitter of the phototransistor 212 is shortened, the transition time of the output voltage at the output terminal Vout can be increased, and a desired signal resolution can be obtained. .

図4は本実施の形態の信号伝達回路30のフォトカプラの入力波形及び出力波形の一例を示すタイムチャートである。図4に示すように、入力端Vinに印加される信号(矩形状のパルス信号)が時刻t2で立ち下がった場合、LED211に流れていた電流が0となり、フォトトランジスタ212はオン状態からオフ状態へ遷移し、出力端Voutの電圧が上昇する。   FIG. 4 is a time chart showing an example of an input waveform and an output waveform of the photocoupler of the signal transmission circuit 30 of the present embodiment. As shown in FIG. 4, when the signal (rectangular pulse signal) applied to the input terminal Vin falls at time t2, the current flowing through the LED 211 becomes 0, and the phototransistor 212 is turned from the on state to the off state. And the voltage at the output terminal Vout rises.

図13に例示した従来の構成にあっては、フォトトランジスタがオン状態からオフ状態に遷移する際に、フォトトランジスタのコレクタ・エミッタ間の電圧は約5V上昇するため、コレクタ・エミッタ間の出力容量を充電するのに長時間(例えば、100μs程度)要した。本実施の形態では、フォトトランジスタ212がオン状態からオフ状態に遷移する際に、フォトトランジスタ212のコレクタ・エミッタ間の電圧は約0.7Vしか上昇する必要がない。このため、フォトトランジスタ212のコレクタ・エミッタ間の出力容量を充電するための時間が短縮され、出力端Voutの出力電圧の遷移時間Δt2が短くなり(例えば、10μs程度)、出力信号の立ち上がりを高速化することができる。   In the conventional configuration illustrated in FIG. 13, when the phototransistor transitions from the on state to the off state, the voltage between the collector and the emitter of the phototransistor rises by about 5V. It took a long time (for example, about 100 μs) to charge the battery. In this embodiment, when the phototransistor 212 transitions from the on state to the off state, the voltage between the collector and the emitter of the phototransistor 212 needs to increase only by about 0.7V. For this reason, the time for charging the output capacitance between the collector and the emitter of the phototransistor 212 is shortened, the transition time Δt2 of the output voltage at the output terminal Vout is shortened (for example, about 10 μs), and the rise of the output signal is accelerated. Can be

上述のように、出力信号の応答速度(立ち上がり時間)を高速化することができるので、例えば、調光信号のデューティ比が95%以上となった場合に、光源90を消灯させるという機能を照明装置100に組み込むことができ、例えば、人感センサを搭載した照明装置では、人が照明装置の近くにいないときに、消灯することができ、照明装置の電力消費を低減することができ、省エネ機能を備えた照明装置を実現することができる。   As described above, the response speed (rise time) of the output signal can be increased. For example, when the duty ratio of the dimming signal becomes 95% or more, the function of turning off the light source 90 is illuminated. For example, a lighting device equipped with a human sensor can be turned off when a person is not near the lighting device, and power consumption of the lighting device can be reduced. A lighting device having a function can be realized.

また、図2及び図3に示すように、トランジスタ221及びトランジスタ231それぞれに抵抗222、232を直列に接続することもできる。この場合、抵抗222の抵抗値を大きくするとトランジスタ231に対するバイアス電圧を大きくすることができるので、電流増幅率を大きくすることができる。すなわち、抵抗222、232の抵抗値を適宜設定することにより、所望の電流増幅率を得ることができる。   Further, as shown in FIGS. 2 and 3, resistors 222 and 232 can be connected in series to the transistor 221 and the transistor 231, respectively. In this case, if the resistance value of the resistor 222 is increased, the bias voltage for the transistor 231 can be increased, so that the current amplification factor can be increased. That is, a desired current gain can be obtained by appropriately setting the resistance values of the resistors 222 and 232.

また、電流増幅率を可変することができるので、フォトカプラ21のLED211に流れる電流を小さくした場合に、フォトカプラ21の電流伝達率(CTR)が低下したとしても、フォトトランジスタ212の出力側の抵抗24には十分な電流を流すことができ、出力端Voutの電圧レベルがローレベル(GNDレベル)まで低下しないという問題を防止することができる。また、フォトカプラ21のLED211に流れる電流を小さくすることができるので、フォトカプラに対して信号を出力する外部装置(例えば、調光信号を出力する調光器など)の出力電力を小さくすることができ、1つの外部装置で多くのフォトカプラを駆動することが可能となる。   In addition, since the current amplification factor can be varied, even when the current flowing through the LED 211 of the photocoupler 21 is reduced, even if the current transfer rate (CTR) of the photocoupler 21 is reduced, the output side of the phototransistor 212 is reduced. A sufficient current can flow through the resistor 24, and the problem that the voltage level of the output terminal Vout does not decrease to a low level (GND level) can be prevented. Further, since the current flowing through the LED 211 of the photocoupler 21 can be reduced, the output power of an external device that outputs a signal to the photocoupler (for example, a dimmer that outputs a dimming signal) can be reduced. It is possible to drive many photocouplers with one external device.

図2及び図3の例では、トランジスタ221、231は、NPN型のトランジスタであったが、トランジスタはNPN型トランジスタに限定されるものではない。例えば、トランジスタ221、231として、NチャネルFETを用いることができる。NチャネルFETを用いる場合には、フォトトランジスタ212のコレクタ4には電源電圧VCC(例えば、5V)を接続してあり、フォトトランジスタ212のエミッタ3には、NチャネルFET221のドレインを接続してある。NチャネルFET221のソースには抵抗222を接続してあり、抵抗222の他端は接地レベルに接続してある。   2 and 3, the transistors 221 and 231 are NPN transistors, but the transistors are not limited to NPN transistors. For example, N-channel FETs can be used as the transistors 221 and 231. When an N-channel FET is used, the power supply voltage VCC (for example, 5 V) is connected to the collector 4 of the phototransistor 212, and the drain of the N-channel FET 221 is connected to the emitter 3 of the phototransistor 212. . A resistor 222 is connected to the source of the N-channel FET 221, and the other end of the resistor 222 is connected to the ground level.

電源電圧VCCには、抵抗24を接続してあり、抵抗24には、NチャネルFET231のドレインを接続してある。NチャネルFET231のソースには抵抗232を接続してあり、抵抗232の他端は接地レベルに接続してある。   A resistor 24 is connected to the power supply voltage VCC, and the drain of the N-channel FET 231 is connected to the resistor 24. A resistor 232 is connected to the source of the N-channel FET 231 and the other end of the resistor 232 is connected to the ground level.

NチャネルFET221のゲートにNチャネルFET231のゲートを接続するとともに、NチャネルFET231のゲートをフォトトランジスタ212のエミッタ3とNチャネルFET221のドレインとの接続ノードに接続してある。そして、NチャネルFET231のドレインに出力端Voutを設けてある。NチャネルFETを用いた場合の動作は、NPN型トランジスタの場合と同様であるので省略する。   The gate of the N channel FET 231 is connected to the gate of the N channel FET 221, and the gate of the N channel FET 231 is connected to a connection node between the emitter 3 of the phototransistor 212 and the drain of the N channel FET 221. An output terminal Vout is provided at the drain of the N-channel FET 231. Since the operation when the N-channel FET is used is the same as that of the NPN transistor, the description thereof is omitted.

また、前述のトランジスタ221、231に代えて、PNP型トランジスタを用いることもできる。図5及び図6は本実施の形態の信号伝達回路31の第2例を示す回路図である。図5に示す信号伝達回路31は、図6に示す信号伝達回路31と同様の構成をなし、等価な回路構成であるが、図5の信号伝達回路31は、フォトカプラ21のフォトトランジスタ212に流れる電流を増幅する電流増幅部41、及び電流増幅部41で増幅した電流を電圧に変換する電流電圧変換部51などを備えるものとみることができる。一方、図6の信号伝達回路31は、フォトカプラ21のフォトトランジスタ212に流れる電流を電圧に変換する電流電圧変換部61、及び電流電圧変換部61で変換した電圧を増幅する電圧増幅部71などを備えるものとみることができる。   Further, a PNP transistor can be used instead of the transistors 221 and 231 described above. 5 and 6 are circuit diagrams showing a second example of the signal transmission circuit 31 of the present embodiment. The signal transmission circuit 31 shown in FIG. 5 has the same configuration as the signal transmission circuit 31 shown in FIG. 6 and has an equivalent circuit configuration, but the signal transmission circuit 31 in FIG. 5 is connected to the phototransistor 212 of the photocoupler 21. It can be considered to include a current amplifying unit 41 that amplifies the flowing current, a current-voltage converting unit 51 that converts the current amplified by the current amplifying unit 41 into a voltage, and the like. On the other hand, the signal transmission circuit 31 in FIG. 6 includes a current-voltage conversion unit 61 that converts the current flowing through the phototransistor 212 of the photocoupler 21 into a voltage, a voltage amplification unit 71 that amplifies the voltage converted by the current-voltage conversion unit 61, and the like. Can be seen as having

まず、図5について説明する。信号伝達回路31は、フォトカプラ21のフォトトランジスタ212に流れる電流を増幅する電流増幅部41、電流増幅部41で増幅した電流を電圧に変換する第1電流電圧変換部としての電流電圧変換部51などを備える。そして、電流電圧変換部51で変換した電圧をフォトトランジスタ212の出力側であるマイクロコンピュータ14へ伝達(出力)する。   First, FIG. 5 will be described. The signal transmission circuit 31 includes a current amplifying unit 41 that amplifies the current flowing through the phototransistor 212 of the photocoupler 21 and a current-voltage converting unit 51 as a first current-voltage converting unit that converts the current amplified by the current amplifying unit 41 into a voltage. Etc. The voltage converted by the current-voltage converter 51 is transmitted (output) to the microcomputer 14 on the output side of the phototransistor 212.

電流増幅部41は、PNP型トランジスタであるトランジスタ227、235、抵抗226、236を備える。また、電流電圧変換部51は、抵抗24を備える。抵抗24は、フォトトランジスタ212の出力側の出力抵抗に相当する。なお、電流電圧変換部51は、抵抗に限定されるものではなく、ダイオード、あるいはツェナーダイオード等であってもよい。   The current amplifying unit 41 includes transistors 227 and 235 that are PNP transistors and resistors 226 and 236. In addition, the current-voltage conversion unit 51 includes a resistor 24. The resistor 24 corresponds to an output resistor on the output side of the phototransistor 212. The current-voltage conversion unit 51 is not limited to a resistor, and may be a diode, a Zener diode, or the like.

図5の構成においても、図2の構成と同様に、出力端Voutの出力信号(出力電圧)の立ち上がりの高速化を実現して所望の信号分解能を得ることができ、出力抵抗での電力消費を低減することができる。また、フォトカプラ21の入力抵抗を大きくすることができ、さらに、出力端Voutの電圧レベルがローレベル(GNDレベル)まで低下しないという問題も解消することができる。また、1つの外部回路で多くのフォトカプラを駆動することが可能となる。   In the configuration of FIG. 5 as well, as in the configuration of FIG. 2, the rising speed of the output signal (output voltage) at the output terminal Vout can be increased to obtain a desired signal resolution, and power consumption at the output resistance can be achieved. Can be reduced. Further, the input resistance of the photocoupler 21 can be increased, and further, the problem that the voltage level of the output terminal Vout does not decrease to the low level (GND level) can be solved. In addition, many photocouplers can be driven by one external circuit.

以下、図5の構成について詳細に説明する。電源電圧VCC(例えば、5V)には、抵抗226の一端を接続し、抵抗226の他端には、トランジスタ227のエミッタを接続してある。トランジスタ227のコレクタは、フォトトランジスタ212のコレクタ4に接続してあり、フォトトランジスタ212のエミッタ3は接地レベルに接続してある。   Hereinafter, the configuration of FIG. 5 will be described in detail. One end of the resistor 226 is connected to the power supply voltage VCC (for example, 5 V), and the emitter of the transistor 227 is connected to the other end of the resistor 226. The collector of the transistor 227 is connected to the collector 4 of the phototransistor 212, and the emitter 3 of the phototransistor 212 is connected to the ground level.

また、電源電圧VCCには、抵抗236の一端を接続してあり、抵抗236の他端にはトランジスタ235のエミッタを接続してある。トランジスタ235のコレクタには、電流電圧変換部51としての抵抗24の一端を接続してあり、抵抗24の他端は接地レベルに接続してある。トランジスタ227のベースには、トランジスタ235のベースを接続してあり、トランジスタ235のベースは、フォトトランジスタ212のコレクタとトランジスタ227のコレクタとの接続ノードに接続してある。そして、トランジスタ235のコレクタに出力端Voutを設けてある。   Further, one end of a resistor 236 is connected to the power supply voltage VCC, and the emitter of the transistor 235 is connected to the other end of the resistor 236. The collector of the transistor 235 is connected to one end of the resistor 24 as the current-voltage conversion unit 51, and the other end of the resistor 24 is connected to the ground level. The base of the transistor 227 is connected to the base of the transistor 227, and the base of the transistor 235 is connected to a connection node between the collector of the phototransistor 212 and the collector of the transistor 227. An output terminal Vout is provided at the collector of the transistor 235.

フォトトランジスタ212と直列に接続されたトランジスタ227と、フォトトランジスタ212とトランジスタ227との接続ノードにベースを接続したトランジスタ235とを備えることにより、フォトトランジスタ212がオンの状態では、トランジスタ227がオン状態となることにより、フォトトランジスタ212のコレクタ4の電圧が略4.3Vとなり、フォトトランジスタ212のエミッタ3の電圧は接地レベル(0V)であるから、結果としてフォトトランジスタ212のコレクタ・エミッタ間の電圧は約4.3V(電源電圧VCC(5V)-0.7V)となる。そして、調光信号がローレベルとなって、LED211に印加されていた矩形状のパルス波形が0Vに下がると、フォトトランジスタ212がオフ状態となり、フォトトランジスタ212のコレクタの電圧は電源電圧VCC(例えば、5V)となる。すなわち、フォトトランジスタ212がオン状態からオフ状態に遷移する際に、フォトトランジスタ212のコレクタ・エミッタ間の電圧は約0.7Vしか上昇しない。このため、フォトトランジスタ212のコレクタ・エミッタ間の出力容量を充電するための時間が短縮され、出力端Voutの出力電圧の遷移時間を高速化することができ、所望の信号分解能を得ることができる。   By including a transistor 227 connected in series with the phototransistor 212 and a transistor 235 having a base connected to a connection node between the phototransistor 212 and the transistor 227, the transistor 227 is turned on when the phototransistor 212 is on. As a result, the voltage of the collector 4 of the phototransistor 212 becomes approximately 4.3 V, and the voltage of the emitter 3 of the phototransistor 212 is at the ground level (0 V). Is about 4.3 V (power supply voltage VCC (5 V) −0.7 V). When the dimming signal becomes low level and the rectangular pulse waveform applied to the LED 211 falls to 0V, the phototransistor 212 is turned off, and the collector voltage of the phototransistor 212 is set to the power supply voltage VCC (for example, 5V). That is, when the phototransistor 212 transitions from the on state to the off state, the voltage between the collector and the emitter of the phototransistor 212 increases only by about 0.7V. Therefore, the time for charging the output capacitance between the collector and the emitter of the phototransistor 212 is shortened, the transition time of the output voltage at the output terminal Vout can be increased, and a desired signal resolution can be obtained. .

次に、図6について説明する。図6に示す信号伝達回路31は、フォトトランジスタ212に流れる電流を電圧に変換する第2電流電圧変換部としての電流電圧変換部61、電流電圧変換部61で変換した電圧を増幅する電圧増幅部71など備える。そして、電圧増幅部71で増幅した電圧をフォトトランジスタ212の出力側であるマイクロコンピュータ14へ伝達(出力)する。   Next, FIG. 6 will be described. The signal transmission circuit 31 shown in FIG. 6 includes a current-voltage converter 61 as a second current-voltage converter that converts the current flowing through the phototransistor 212 into a voltage, and a voltage amplifier that amplifies the voltage converted by the current-voltage converter 61. 71 etc. are provided. Then, the voltage amplified by the voltage amplifier 71 is transmitted (output) to the microcomputer 14 on the output side of the phototransistor 212.

電流電圧変換部61は、PNP型トランジスタであるトランジスタ227、抵抗226などを備える。また、電圧増幅部71は、PNP型トランジスタであるトランジスタ235、抵抗236、抵抗24などを備える。   The current-voltage conversion unit 61 includes a transistor 227 that is a PNP transistor, a resistor 226, and the like. The voltage amplifying unit 71 includes a transistor 235 that is a PNP transistor, a resistor 236, a resistor 24, and the like.

図6の構成においても、図3の構成と同様に、出力端Voutの出力信号(出力電圧)の立ち上がりの高速化を実現して所望の信号分解能を得ることができ、出力抵抗での電力消費を低減することができる。また、フォトカプラ21の入力抵抗を大きくすることができ、さらに、出力端Voutの電圧レベルがローレベル(GNDレベル)まで低下しないという問題も解消することができる。また、1つの外部回路で多くのフォトカプラを駆動することが可能となる。なお、図6の構成は、図5の構成と等価であるので、詳細な説明は省略する。   In the configuration of FIG. 6, as in the configuration of FIG. 3, the rising speed of the output signal (output voltage) of the output terminal Vout can be increased to obtain a desired signal resolution, and the power consumption at the output resistor is achieved. Can be reduced. Further, the input resistance of the photocoupler 21 can be increased, and further, the problem that the voltage level of the output terminal Vout does not decrease to the low level (GND level) can be solved. In addition, many photocouplers can be driven by one external circuit. The configuration in FIG. 6 is equivalent to the configuration in FIG.

図5及び図6の例では、PNP型のトランジスタを備える構成であったが、トランジスタはPNP型トランジスタに限定されるものではない。例えば、PチャネルFETを用いることができる。PチャネルFETを用いる場合には、トランジスタのベース、コレクタ、エミッタをそれぞれゲート、ドレイン、ソースと読み替えればよい。また、PチャネルFETを用いる場合の動作はPNP型トランジスタの場合と同様である。   In the example of FIGS. 5 and 6, the PNP transistor is used, but the transistor is not limited to the PNP transistor. For example, a P-channel FET can be used. When a P-channel FET is used, the base, collector, and emitter of the transistor may be read as the gate, drain, and source, respectively. The operation when using a P-channel FET is the same as that of a PNP transistor.

図2、図3、図5及び図6の例では、抵抗24に直列に接続したトランジスタ231、235の出力容量(例えば、コレクタ・エミッタ間の容量)は、フォトトランジスタ212の出力容量に比べて2〜3桁程度小さいので、トランジスタ231、235がオン状態からオフ状態に遷移する際の出力容量の充電に要する時間が短く、出力する信号の立ち上がり時間を高速化することができ、所望の信号分解能を得ることができる。また、トランジスタ221、227及びトランジスタ231、235により、抵抗24に流れる電流を増幅させることができるので、抵抗24を大きな値(例えば、1kΩ、10kΩなど)にすることができ、抵抗24での電力消費を低減することができる。   2, 3, 5, and 6, the output capacitance of the transistors 231 and 235 connected in series to the resistor 24 (for example, the capacitance between the collector and the emitter) is larger than the output capacitance of the phototransistor 212. Since it is about two to three digits smaller, the time required for charging the output capacitance when the transistors 231 and 235 transition from the on state to the off state is short, the rise time of the output signal can be increased, and the desired signal can be increased. Resolution can be obtained. Further, since the current flowing through the resistor 24 can be amplified by the transistors 221, 227 and the transistors 231, 235, the resistor 24 can have a large value (for example, 1 kΩ, 10 kΩ, etc.), and the power at the resistor 24 can be increased. Consumption can be reduced.

図7及び図8は本実施の形態の信号伝達回路32の第3例を示す回路図である。図7に示す信号伝達回路32は、図8に示す信号伝達回路32と同様の構成をなし、等価な回路構成であるが、図7の信号伝達回路32は、フォトカプラ21のフォトトランジスタ212に流れる電流を増幅する電流増幅部42、及び電流増幅部42で増幅した電流を電圧に変換する電流電圧変換部50などを備えるものとみることができる。一方、図8の信号伝達回路32は、フォトカプラ21のフォトトランジスタ212に流れる電流を電圧に変換する電流電圧変換部62、及び電流電圧変換部62で変換した電圧を増幅する電圧増幅部70などを備えるものとみることができる。   7 and 8 are circuit diagrams showing a third example of the signal transmission circuit 32 of the present embodiment. The signal transmission circuit 32 shown in FIG. 7 has the same configuration as the signal transmission circuit 32 shown in FIG. 8 and has an equivalent circuit configuration, but the signal transmission circuit 32 in FIG. 7 is connected to the phototransistor 212 of the photocoupler 21. It can be considered to include a current amplifying unit 42 that amplifies the flowing current, a current-voltage converting unit 50 that converts the current amplified by the current amplifying unit 42 into a voltage, and the like. On the other hand, the signal transmission circuit 32 in FIG. 8 includes a current-voltage conversion unit 62 that converts a current flowing through the phototransistor 212 of the photocoupler 21 into a voltage, a voltage amplification unit 70 that amplifies the voltage converted by the current-voltage conversion unit 62, and the like. Can be seen as having

まず、図7について説明する。図7の信号伝達回路32は、フォトカプラ21のフォトトランジスタ212に流れる電流を増幅する電流増幅部42、及び電流増幅部42で増幅した電流を電圧に変換する電流電圧変換部50などを備える。そして、電流電圧変換部50で変換した電圧をフォトトランジスタ212の出力側であるマイクロコンピュータ14へ伝達(出力)する。   First, FIG. 7 will be described. The signal transmission circuit 32 in FIG. 7 includes a current amplification unit 42 that amplifies the current flowing through the phototransistor 212 of the photocoupler 21, a current-voltage conversion unit 50 that converts the current amplified by the current amplification unit 42 into a voltage, and the like. Then, the voltage converted by the current-voltage converter 50 is transmitted (output) to the microcomputer 14 on the output side of the phototransistor 212.

電流増幅部42は、トランジスタ231、抵抗223、232を備える。また、電流電圧変換部50は、抵抗24を備える。抵抗24は、フォトトランジスタ212の出力側の出力抵抗に相当する。なお、電流電圧変換部50は、抵抗に限定されるものではなく、ダイオード、あるいはツェナーダイオード等であってもよい。図2の第1例との相違点は、トランジスタ221に代えて抵抗(抵抗素子)223を用いる点である。なお、図2の抵抗222は具備しない。   The current amplifying unit 42 includes a transistor 231 and resistors 223 and 232. The current-voltage conversion unit 50 includes a resistor 24. The resistor 24 corresponds to an output resistor on the output side of the phototransistor 212. The current-voltage conversion unit 50 is not limited to a resistor, and may be a diode, a Zener diode, or the like. A difference from the first example of FIG. 2 is that a resistor (resistive element) 223 is used instead of the transistor 221. Note that the resistor 222 of FIG. 2 is not provided.

フォトトランジスタ212に直接出力抵抗を接続するのではなく、フォトトランジスタ212の出力側にフォトトランジスタ212に流れる電流を増幅する電流増幅部42と、電流増幅部42で増幅した電流を電圧に変換する電流電圧変換部50とを備えることにより、フォトトランジスタ212に流れる電流を小さくして、出力端Voutの出力信号(出力電圧)の立ち上がりの高速化を実現して所望の信号分解能を得ることができる。   Rather than directly connecting an output resistor to the phototransistor 212, a current amplifying unit 42 that amplifies the current flowing through the phototransistor 212 on the output side of the phototransistor 212, and a current that converts the current amplified by the current amplifying unit 42 into a voltage By providing the voltage conversion unit 50, the current flowing through the phototransistor 212 can be reduced, the rise of the output signal (output voltage) of the output terminal Vout can be speeded up, and a desired signal resolution can be obtained.

また、出力信号(出力電圧)の遷移時間を短くすることができるので、出力抵抗(抵抗24)を大きな値(例えば、1kΩ、10kΩなど)にすることができ、出力抵抗での電力消費を低減することができる。   In addition, since the transition time of the output signal (output voltage) can be shortened, the output resistance (resistor 24) can be set to a large value (for example, 1 kΩ, 10 kΩ, etc.), and power consumption at the output resistance is reduced. can do.

また、電流増幅部42を備えるので、フォトカプラのLEDに流れる電流を小さくすることができ(フォトカプラの入力抵抗を大きくすることができ)、さらに、出力端Voutの電圧レベルがローレベル(GNDレベル)まで低下しないという問題も解消することができる。また、フォトカプラのLEDに流れる電流を小さくすることができるので、フォトカプラに対して信号を出力する外部回路(例えば、調光信号を出力する回路)の出力電力を小さくすることができ、1つの外部回路で多くのフォトカプラを駆動することが可能となる。   Further, since the current amplifying unit 42 is provided, the current flowing through the LED of the photocoupler can be reduced (the input resistance of the photocoupler can be increased), and the voltage level of the output terminal Vout is low (GND). The problem that the level does not decrease to the level) can also be solved. In addition, since the current flowing through the LED of the photocoupler can be reduced, the output power of an external circuit that outputs a signal to the photocoupler (for example, a circuit that outputs a dimming signal) can be reduced. Many photocouplers can be driven by one external circuit.

図7に示すように、フォトトランジスタ212のコレクタ4には電源電圧VCC(例えば、5V)を接続してあり、フォトトランジスタ212のエミッタ3には、抵抗223の一端を接続してある。抵抗223の他端は接地レベルに接続してある。   As shown in FIG. 7, a power supply voltage VCC (for example, 5 V) is connected to the collector 4 of the phototransistor 212, and one end of a resistor 223 is connected to the emitter 3 of the phototransistor 212. The other end of the resistor 223 is connected to the ground level.

電源電圧VCCには、電流電圧変換部50としての抵抗24の一端を接続してあり、抵抗24の他端には、トランジスタ231のコレクタを接続してある。トランジスタ231のエミッタには抵抗232の一端を接続してあり、抵抗232の他端は接地レベルに接続してある。   One end of a resistor 24 serving as a current-voltage converter 50 is connected to the power supply voltage VCC, and the collector of a transistor 231 is connected to the other end of the resistor 24. One end of a resistor 232 is connected to the emitter of the transistor 231 and the other end of the resistor 232 is connected to the ground level.

トランジスタ231のベースをフォトトランジスタ212のエミッタ3と抵抗223との接続ノードに接続してある。そして、トランジスタ231のコレクタに出力端Voutを設けてある。なお、図7に示すように、トランジスタ231のベースをフォトトランジスタ212のエミッタ3と抵抗223との接続ノードに直接接続する構成でもよく、あるいは、抵抗又はトランジスタ等の素子を介してトランジスタ231のベースをフォトトランジスタ212のエミッタ3と抵抗223との接続ノードに接続してもよい。   The base of the transistor 231 is connected to the connection node between the emitter 3 of the phototransistor 212 and the resistor 223. An output terminal Vout is provided at the collector of the transistor 231. As shown in FIG. 7, the base of the transistor 231 may be directly connected to the connection node between the emitter 3 of the phototransistor 212 and the resistor 223, or the base of the transistor 231 may be connected via an element such as a resistor or a transistor. May be connected to a connection node between the emitter 3 of the phototransistor 212 and the resistor 223.

フォトトランジスタ212と抵抗223との接続ノードにベースを接続したトランジスタ231を備えることにより、フォトトランジスタ212がオンの状態では、フォトトランジスタ212のコレクタの電圧は電源電圧VCC(例えば、5V)であり、フォトトランジスタ212のエミッタの電圧が、トランジスタ231がオン状態となることにより、0.7V程度となり、結果としてフォトトランジスタ212のコレクタ・エミッタ間の電圧は略4.3Vとなる。そして、フォトトランジスタ212がオフ状態となると、フォトトランジスタ212のエミッタの電圧は接地レベル(0V)になり、フォトトランジスタ212のコレクタ・エミッタ間の電圧は略5.0Vとなるので、フォトトランジスタ212がオン状態からオフ状態に遷移する際に、フォトトランジスタ212のコレクタ・エミッタ間の電圧は約0.7Vしか上昇しない。このため、フォトトランジスタ212のコレクタ・エミッタ間の出力容量を充電するための時間が短縮され、出力端Voutの出力電圧の遷移時間を高速化することができ、所望の信号分解能を得ることができる。また、フォトトランジスタ212に直列に抵抗223を接続するので、フォトトランジスタに直列にトランジスタを接続する場合に比べて、回路構成が簡略化され、低価格を実現することができる。   By providing the transistor 231 whose base is connected to the connection node between the phototransistor 212 and the resistor 223, when the phototransistor 212 is on, the collector voltage of the phototransistor 212 is the power supply voltage VCC (for example, 5V). When the transistor 231 is turned on, the voltage of the emitter of the phototransistor 212 becomes about 0.7 V, and as a result, the voltage between the collector and the emitter of the phototransistor 212 becomes about 4.3 V. When the phototransistor 212 is turned off, the voltage at the emitter of the phototransistor 212 is at the ground level (0V), and the voltage between the collector and the emitter of the phototransistor 212 is approximately 5.0V. At the transition from the on state to the off state, the voltage between the collector and the emitter of the phototransistor 212 rises only by about 0.7V. Therefore, the time for charging the output capacitance between the collector and the emitter of the phototransistor 212 is shortened, the transition time of the output voltage at the output terminal Vout can be increased, and a desired signal resolution can be obtained. . In addition, since the resistor 223 is connected in series to the phototransistor 212, the circuit configuration is simplified and low cost can be realized as compared with the case where a transistor is connected in series to the phototransistor.

次に、図8について説明する。図8の信号伝達回路32は、フォトトランジスタ212に流れる電流を電圧に変換する第2電流電圧変換部としての電流電圧変換部62、電流電圧変換部62で変換した電圧を増幅する電圧増幅部70など備える。そして、電圧増幅部70で増幅した電圧をフォトトランジスタ212の出力側であるマイクロコンピュータ14へ伝達(出力)する。   Next, FIG. 8 will be described. The signal transmission circuit 32 in FIG. 8 includes a current-voltage conversion unit 62 as a second current-voltage conversion unit that converts a current flowing through the phototransistor 212 into a voltage, and a voltage amplification unit 70 that amplifies the voltage converted by the current-voltage conversion unit 62. Prepare. Then, the voltage amplified by the voltage amplifier 70 is transmitted (output) to the microcomputer 14 on the output side of the phototransistor 212.

電流電圧変換部62は、抵抗223を備える。また、電圧増幅部70は、図3の構成と同様に、トランジスタ231、抵抗232、抵抗24などを備える。   The current-voltage conversion unit 62 includes a resistor 223. The voltage amplification unit 70 includes a transistor 231, a resistor 232, a resistor 24, and the like, similarly to the configuration of FIG.

フォトトランジスタ212に直接出力抵抗を接続するのではなく、フォトトランジスタ212に流れる電流を電圧に変換する電流電圧変換部62と、電流電圧変換部62で変換した電圧を増幅する電圧増幅部70とを備えることにより、フォトトランジスタ212に流れる電流を小さくして、出力端Voutの出力信号(出力電圧)の立ち上がりの高速化を実現して所望の信号分解能を得ることができる。   Rather than connecting an output resistor directly to the phototransistor 212, a current-voltage converter 62 that converts the current flowing through the phototransistor 212 into a voltage, and a voltage amplifier 70 that amplifies the voltage converted by the current-voltage converter 62 are provided. By providing, the current flowing through the phototransistor 212 can be reduced, the rising speed of the output signal (output voltage) of the output terminal Vout can be increased, and a desired signal resolution can be obtained.

図7及び図8の第3例では、NPN型のトランジスタを用いる構成であるが、NPN型のトランジスタに代えて、NチャネルFETを用いることもできる。NチャネルFETを用いる場合には、トランジスタのベース、コレクタ、エミッタをそれぞれゲート、ドレイン、ソースと読み替えればよい。   In the third example of FIGS. 7 and 8, an NPN transistor is used. However, an N-channel FET can be used instead of the NPN transistor. When an N-channel FET is used, the base, collector, and emitter of the transistor may be read as the gate, drain, and source, respectively.

また、図7及び図8のNPN型のトランジスタに代えて、PNP型のトランジスタを用いることもできる。PNP型のトランジスタを用いる場合は、図5に例示した構成のトランジスタ227及び抵抗226を抵抗に置き換えればよい。   Further, instead of the NPN transistor in FIGS. 7 and 8, a PNP transistor can be used. In the case of using a PNP transistor, the transistor 227 and the resistor 226 having the structure illustrated in FIG. 5 may be replaced with resistors.

PNP型のトランジスタを用いる場合、図5又は図6の構成と同様に、フォトトランジスタ212がオンの状態では、フォトトランジスタ212のコレクタ4の電圧は略4.3Vであり、フォトトランジスタ212のエミッタ3の電圧は接地レベル(0V)であるから、結果としてフォトトランジスタ212のコレクタ・エミッタ間の電圧は約4.3V(電源電圧VCC(5V)-0.7V)となる。そして、調光信号がローレベルとなって、LED211に印加されていた矩形状のパルス波形が0Vに下がると、フォトトランジスタ212がオフ状態となり、フォトトランジスタ212のコレクタの電圧は電源電圧VCC(例えば、5V)となる。すなわち、フォトトランジスタ212がオン状態からオフ状態に遷移する際に、フォトトランジスタ212のコレクタ・エミッタ間の電圧は約0.7Vしか上昇しない。このため、フォトトランジスタ212のコレクタ・エミッタ間の出力容量を充電するための時間が短縮され、出力端Voutの出力電圧の遷移時間を高速化することができ、所望の信号分解能を得ることができる。また、PNP型のトランジスタに代えてPチャネルFETを用いることもできる。なお、フォトトランジスタ212のエミッタの電圧は接地レベル(0V)である。   When a PNP transistor is used, the voltage of the collector 4 of the phototransistor 212 is approximately 4.3 V when the phototransistor 212 is on, as in the configuration of FIG. 5 or FIG. Therefore, the voltage between the collector and the emitter of the phototransistor 212 is about 4.3 V (power supply voltage VCC (5 V) −0.7 V). When the dimming signal becomes low level and the rectangular pulse waveform applied to the LED 211 falls to 0V, the phototransistor 212 is turned off, and the collector voltage of the phototransistor 212 is set to the power supply voltage VCC (for example, 5V). That is, when the phototransistor 212 transitions from the on state to the off state, the voltage between the collector and the emitter of the phototransistor 212 increases only by about 0.7V. Therefore, the time for charging the output capacitance between the collector and the emitter of the phototransistor 212 is shortened, the transition time of the output voltage at the output terminal Vout can be increased, and a desired signal resolution can be obtained. . In addition, a P-channel FET can be used instead of the PNP transistor. Note that the emitter voltage of the phototransistor 212 is at the ground level (0 V).

図7及び図8の構成においても、抵抗24に直列に接続したトランジスタ231の出力容量(例えば、コレクタ・エミッタ間の容量)は、フォトトランジスタ212の出力容量に比べて2〜3桁程度小さいので、トランジスタ231がオン状態からオフ状態に遷移する際の出力容量の充電に要する時間が短く、出力する信号の立ち上がり時間を高速化することができ、所望の信号分解能を得ることができる。   7 and 8 also, the output capacitance of the transistor 231 connected in series with the resistor 24 (for example, the capacitance between the collector and the emitter) is about two to three orders of magnitude smaller than the output capacitance of the phototransistor 212. The time required for charging the output capacitance when the transistor 231 transitions from the on state to the off state is short, the rise time of the output signal can be increased, and a desired signal resolution can be obtained.

図9は本実施の形態の信号伝達回路33の第4例を示す回路図である。図9の信号伝達回路33は、フォトトランジスタ212に流れる電流を電圧に変換する第2電流電圧変換部としての電流電圧変換部62、電流電圧変換部62で変換した電圧を増幅する電圧増幅部73など備える。そして、電圧増幅部73で増幅した電圧をフォトトランジスタ212の出力側であるマイクロコンピュータ14へ伝達(出力)する。   FIG. 9 is a circuit diagram showing a fourth example of the signal transmission circuit 33 of the present embodiment. The signal transmission circuit 33 in FIG. 9 includes a current-voltage conversion unit 62 as a second current-voltage conversion unit that converts a current flowing through the phototransistor 212 into a voltage, and a voltage amplification unit 73 that amplifies the voltage converted by the current-voltage conversion unit 62. Prepare. Then, the voltage amplified by the voltage amplifier 73 is transmitted (output) to the microcomputer 14 on the output side of the phototransistor 212.

電流電圧変換部62は、抵抗223を備える。また、電圧増幅部73は、基準電圧源としての抵抗24、233、及びフォトトランジスタ212と抵抗素子223との接続ノードに一の入力端を接続してあり、基準電圧源としての抵抗24と抵抗233との接続ノードに他の入力端を接続した演算増幅器234などを有する。抵抗24、233は、電源電圧VCCを分圧する分圧抵抗である。   The current-voltage conversion unit 62 includes a resistor 223. The voltage amplifying unit 73 has one input terminal connected to the resistors 24 and 233 serving as the reference voltage source and a connection node between the phototransistor 212 and the resistor 223, and the resistor 24 serving as the reference voltage source and the resistor An operational amplifier 234 having another input terminal connected to a connection node with 233 is included. The resistors 24 and 233 are voltage dividing resistors that divide the power supply voltage VCC.

図9に示すように、フォトトランジスタ212のコレクタ4を電源電圧VCCに接続し、フォトトランジスタ212のエミッタ3に抵抗223の一端を接続し、抵抗223の他端を接地レベルに接続してある。分圧抵抗である抵抗24の他端に電源電圧VCCに接続し、抵抗24の一端に抵抗233の一端を接続してある。抵抗233の他端は接地レベルに接続してある。   As shown in FIG. 9, the collector 4 of the phototransistor 212 is connected to the power supply voltage VCC, one end of the resistor 223 is connected to the emitter 3 of the phototransistor 212, and the other end of the resistor 223 is connected to the ground level. The other end of the resistor 24 which is a voltage dividing resistor is connected to the power supply voltage VCC, and one end of the resistor 233 is connected to one end of the resistor 24. The other end of the resistor 233 is connected to the ground level.

そして、演算増幅器234の一の入力端(例えば、非反転入力端)をフォトトランジスタ212のエミッタと抵抗223との接続ノードに接続する。演算増幅器234の他の入力端(例えば、反転入力端)を抵抗24と抵抗233との接続ノードに接続する。すなわち、演算増幅器234の他の入力端(例えば、反転入力端)には、電源電圧VCCを抵抗24と抵抗233とで分圧された電圧(例えば、基準電圧)が印加される。演算増幅器234の出力端をVoutとする。なお、基準電圧源は、電源電圧VCCを分圧抵抗で分圧する構成に限定されず、直接基準電圧源を演算増幅器234の他の入力端に接続する構成でもよい。   Then, one input terminal (for example, non-inverting input terminal) of the operational amplifier 234 is connected to a connection node between the emitter of the phototransistor 212 and the resistor 223. The other input terminal (for example, the inverting input terminal) of the operational amplifier 234 is connected to a connection node between the resistor 24 and the resistor 233. That is, a voltage (for example, a reference voltage) obtained by dividing the power supply voltage VCC by the resistor 24 and the resistor 233 is applied to the other input terminal (for example, the inverting input terminal) of the operational amplifier 234. The output terminal of the operational amplifier 234 is Vout. Note that the reference voltage source is not limited to a configuration in which the power supply voltage VCC is divided by a voltage dividing resistor, and may be a configuration in which the reference voltage source is directly connected to the other input terminal of the operational amplifier 234.

演算増幅器234の非反転入力端に印加される電圧は、フォトトランジスタ212に流れる電流に応じて大きく(高く)なる。また、演算増幅器234の反転入力端に印加される電圧は、抵抗24に流れる電流に応じて大きく(高く)なる。すなわち、抵抗24、抵抗233、223の抵抗値を適宜設定することにより、演算増幅器234の出力端VoutをHi/Lowと切り替えるためのフォトカプラ21の出力電流の閾値を決めることができる。   The voltage applied to the non-inverting input terminal of the operational amplifier 234 becomes larger (higher) according to the current flowing through the phototransistor 212. Further, the voltage applied to the inverting input terminal of the operational amplifier 234 becomes larger (higher) according to the current flowing through the resistor 24. That is, the threshold value of the output current of the photocoupler 21 for switching the output terminal Vout of the operational amplifier 234 to Hi / Low can be determined by appropriately setting the resistance values of the resistor 24 and the resistors 233 and 223.

演算増幅器234は、入力端の電位差が0.1V程度でも動作するので、例えば、フォトトランジスタ212がオンの状態では、フォトトランジスタ212のコレクタ4の電圧が電源電圧VCC(例えば、5V)となり、フォトトランジスタ212のエミッタ3の電圧が、0.1V程度とすることができ、結果としてフォトトランジスタ212のコレクタ・エミッタ間の電圧は約4.9Vとなる。そして、フォトトランジスタ212がオフ状態となると、フォトトランジスタ212のエミッタの電圧は接地レベル(例えば、0V)になるので、フォトトランジスタ212がオン状態からオフ状態に遷移する際に、フォトトランジスタ212のコレクタ・エミッタ間の電圧は約0.1Vしか上昇しない。このため、フォトトランジスタ212のコレクタ・エミッタ間の出力容量を充電するための時間が短縮され、出力端Voutの出力電圧の遷移時間を一層高速化することができ、所望の信号分解能を得ることができる。   Since the operational amplifier 234 operates even when the potential difference at the input terminal is about 0.1 V, for example, when the phototransistor 212 is on, the voltage at the collector 4 of the phototransistor 212 becomes the power supply voltage VCC (for example, 5 V), The voltage of the emitter 3 of the transistor 212 can be about 0.1V, and as a result, the voltage between the collector and the emitter of the phototransistor 212 is about 4.9V. When the phototransistor 212 is turned off, the voltage of the emitter of the phototransistor 212 is at the ground level (for example, 0 V). Therefore, when the phototransistor 212 transitions from the on state to the off state, the collector of the phototransistor 212 -The voltage between emitters rises only about 0.1V. Therefore, the time for charging the output capacitance between the collector and the emitter of the phototransistor 212 is shortened, the transition time of the output voltage at the output terminal Vout can be further increased, and a desired signal resolution can be obtained. it can.

図10は本実施の形態の信号伝達回路34の第5例を示す回路図である。図10の信号伝達回路34は、フォトトランジスタ212に流れる電流を電圧に変換する第2電流電圧変換部としての電流電圧変換部64、電流電圧変換部64で変換した電圧を増幅する電圧増幅部73など備える。そして、電圧増幅部73で増幅した電圧をフォトトランジスタ212の出力側であるマイクロコンピュータ14へ伝達(出力)する。図9の例との相違点は、抵抗223の両端にダイオード224を接続して点である。ダイオード224を具備することにより、フォトトランジスタ212のエミッタ3の電圧をダイオードの順方向電圧程度の電圧でクリップ(制限)することができ、フォトトランジスタ212がオン状態で出力電流が大きくなった場合(例えば、フォトカプラのCTRが増加する低温状態となった場合)に、フォトトランジスタ212のエミッタ3の電圧が大きく上昇することを防止することができる。   FIG. 10 is a circuit diagram showing a fifth example of the signal transmission circuit 34 of the present embodiment. The signal transmission circuit 34 in FIG. 10 includes a current-voltage conversion unit 64 as a second current-voltage conversion unit that converts a current flowing through the phototransistor 212 into a voltage, and a voltage amplification unit 73 that amplifies the voltage converted by the current-voltage conversion unit 64. Prepare. Then, the voltage amplified by the voltage amplifier 73 is transmitted (output) to the microcomputer 14 on the output side of the phototransistor 212. A difference from the example of FIG. 9 is that a diode 224 is connected to both ends of the resistor 223. By providing the diode 224, the voltage of the emitter 3 of the phototransistor 212 can be clipped (limited) by a voltage approximately equal to the forward voltage of the diode, and the output current increases when the phototransistor 212 is on ( For example, it is possible to prevent the emitter 3 voltage of the phototransistor 212 from significantly increasing in a low temperature state where the CTR of the photocoupler increases.

図11は本実施の形態の信号伝達回路35の第6例を示す回路図である。図11の信号伝達回路35は、フォトトランジスタ212に流れる電流を電圧に変換する第2電流電圧変換部としての電流電圧変換部65、電流電圧変換部64で変換した電圧を増幅する電圧増幅部73など備える。図10の例との相違点は、抵抗223を具備しない点である。図11の例では、抵抗223が不要であるので、コストを低減することができる。   FIG. 11 is a circuit diagram showing a sixth example of the signal transmission circuit 35 of the present embodiment. The signal transmission circuit 35 in FIG. 11 includes a current-voltage conversion unit 65 as a second current-voltage conversion unit that converts a current flowing through the phototransistor 212 into a voltage, and a voltage amplification unit 73 that amplifies the voltage converted by the current-voltage conversion unit 64. Prepare. The difference from the example of FIG. 10 is that the resistor 223 is not provided. In the example of FIG. 11, since the resistor 223 is not necessary, the cost can be reduced.

図12は本実施の形態の信号伝達回路36の第7例を示す回路図である。図12の信号伝達回路36は、フォトトランジスタ212に流れる電流を電圧に変換する第2電流電圧変換部としての電流電圧変換部66、電流電圧変換部66で変換した電圧を増幅する電圧増幅部76など備える。電流電圧変換部66は、ダイオード224、225を有し、電圧増幅部76は、抵抗24、237、トランジスタ231を有する。   FIG. 12 is a circuit diagram showing a seventh example of the signal transmission circuit 36 of the present embodiment. The signal transmission circuit 36 of FIG. 12 includes a current-voltage conversion unit 66 as a second current-voltage conversion unit that converts a current flowing through the phototransistor 212 into a voltage, and a voltage amplification unit 76 that amplifies the voltage converted by the current-voltage conversion unit 66. Prepare. The current-voltage conversion unit 66 includes diodes 224 and 225, and the voltage amplification unit 76 includes resistors 24 and 237 and a transistor 231.

図12に示すように、フォトトランジスタ212のコレクタ4には電源電圧VCC(例えば、5V)を接続してあり、フォトトランジスタ212のエミッタ3には、直列接続した2つのダイオード224、225のうち、ダイオード224のアノードを接続してある。ダイオード225のカソードは接地レベルに接続してある。   As shown in FIG. 12, a power supply voltage VCC (for example, 5 V) is connected to the collector 4 of the phototransistor 212, and the emitter 3 of the phototransistor 212 is connected to two of the diodes 224 and 225 connected in series. The anode of the diode 224 is connected. The cathode of diode 225 is connected to ground level.

電源電圧VCCには、抵抗24の一端を接続してあり、抵抗24の他端には、トランジスタ231のコレクタを接続してある。トランジスタ231のエミッタは接地レベルに接続してある。   One end of the resistor 24 is connected to the power supply voltage VCC, and the collector of the transistor 231 is connected to the other end of the resistor 24. The emitter of transistor 231 is connected to ground level.

トランジスタ231のベースとフォトトランジスタ212のエミッタ3とダイオード224のアノードとの接続ノードとの間には抵抗237を接続してある。これにより、トランジスタ231のベース・エミッタ間の電圧は約0.7Vになる。そして、トランジスタ231のコレクタに出力端Voutを設けてある。なお、図12に示すように、抵抗237を介してトランジスタ231のベースをフォトトランジスタ212のエミッタ3とダイオード224との接続ノードに接続する構成でもよく、あるいは、抵抗237以外の他の素子、例えば、トランジスタ等の素子を介してトランジスタ231のベースをフォトトランジスタ212のエミッタ3とダイオード224との接続ノードに接続してもよい。あるいは、ダイオードの数が図12の例のように2つではなく、例えば、1つである場合、トランジスタ231のベース・エミッタ間には約0.7Vの電圧が印加されることになるので、トランジスタ231のベースをフォトトランジスタ212のエミッタ3とダイオードとの接続ノードに直接接続することもできる。   A resistor 237 is connected between the base of the transistor 231 and the connection node between the emitter 3 of the phototransistor 212 and the anode of the diode 224. As a result, the voltage between the base and the emitter of the transistor 231 becomes about 0.7V. An output terminal Vout is provided at the collector of the transistor 231. As shown in FIG. 12, the base of the transistor 231 may be connected to a connection node between the emitter 3 of the phototransistor 212 and the diode 224 via a resistor 237, or other elements other than the resistor 237, for example, The base of the transistor 231 may be connected to a connection node between the emitter 3 of the phototransistor 212 and the diode 224 through an element such as a transistor. Alternatively, when the number of diodes is not two as in the example of FIG. 12 but one, for example, a voltage of about 0.7 V is applied between the base and emitter of the transistor 231. The base of the transistor 231 can be directly connected to the connection node between the emitter 3 and the diode of the phototransistor 212.

フォトトランジスタ212とダイオード224との接続ノードに抵抗237を介してベースを接続したトランジスタ231を備えることにより、フォトトランジスタ212がオンの状態では、フォトトランジスタ212のコレクタ4の電圧は電源電圧VCC(例えば、5V)であり、フォトトランジスタ212のエミッタ3の電圧が、ダイオード224、225がオン状態となることにより、1.4V程度となり、結果としてフォトトランジスタ212のコレクタ・エミッタ間の電圧は約3.6Vとなる。そして、フォトトランジスタ212がオフ状態となると、フォトトランジスタ212のエミッタの電圧は接地レベル(0V)になるので、フォトトランジスタ212がオン状態からオフ状態に遷移する際に、フォトトランジスタ212のコレクタ・エミッタ間の電圧は約1.4Vしか上昇しない。このため、フォトトランジスタ212のコレクタ・エミッタ間の出力容量を充電するための時間が短縮され、出力端Voutの出力電圧の遷移時間を高速化することができ、所望の信号分解能を得ることができる。また、フォトトランジスタ212に直列にダイオードを接続するので、フォトトランジスタに直列にトランジスタを接続する場合に比べて、回路構成が簡略化され、低価格を実現することができる。   By providing the transistor 231 having the base connected to the connection node between the phototransistor 212 and the diode 224 via the resistor 237, the voltage of the collector 4 of the phototransistor 212 is the power supply voltage VCC (for example, when the phototransistor 212 is on) 5V), and the voltage of the emitter 3 of the phototransistor 212 becomes about 1.4V when the diodes 224 and 225 are turned on. As a result, the voltage between the collector and the emitter of the phototransistor 212 is about 3.V. 6V. When the phototransistor 212 is turned off, the voltage at the emitter of the phototransistor 212 becomes the ground level (0 V). Therefore, when the phototransistor 212 transitions from the on state to the off state, the collector-emitter of the phototransistor 212 The voltage between them rises only about 1.4V. Therefore, the time for charging the output capacitance between the collector and the emitter of the phototransistor 212 is shortened, the transition time of the output voltage at the output terminal Vout can be increased, and a desired signal resolution can be obtained. . In addition, since a diode is connected in series to the phototransistor 212, the circuit configuration is simplified and a low price can be realized as compared with the case where a transistor is connected in series to the phototransistor.

図12の第7例では、NPN型のトランジスタを用いる構成であるが、NPN型のトランジスタに代えて、NチャネルFETを用いることもできる。NチャネルFETを用いる場合には、トランジスタのベース、コレクタ、エミッタをそれぞれゲート、ドレイン、ソースと読み替えればよい。   In the seventh example of FIG. 12, an NPN transistor is used, but an N-channel FET may be used instead of the NPN transistor. When an N-channel FET is used, the base, collector, and emitter of the transistor may be read as the gate, drain, and source, respectively.

また、図12のNPN型のトランジスタに代えて、PNP型のトランジスタを用いることもできる。PNP型のトランジスタを用いる場合は、図5に例示した構成のトランジスタ227及び抵抗226を、ダイオード224、225に置き換えればよい。   Further, a PNP transistor can be used instead of the NPN transistor in FIG. In the case of using a PNP transistor, the transistors 227 and the resistor 226 having the structure illustrated in FIG. 5 may be replaced with the diodes 224 and 225.

PNP型のトランジスタを用いる場合、図5又は図6の構成と同様に、フォトトランジスタ212がオンの状態では、フォトトランジスタ212のエミッタ3の電圧は接地レベル(0V)であり、フォトトランジスタ212のコレクタ電圧が、トランジスタ231がオン状態となることにより、約3.6V(電源電圧VCC(5V)-1.4V)となり、結果としてフォトトランジスタ212のコレクタ・エミッタ間の電圧は約3.6Vとなる。そして、調光信号がローレベルとなって、LED211に印加されていた矩形状のパルス波形が0Vに下がると、フォトトランジスタ212がオフ状態となり、フォトトランジスタ212のコレクタの電圧は電源電圧VCC(例えば、5V)となる。すなわち、フォトトランジスタ212がオン状態からオフ状態に遷移する際に、フォトトランジスタ212のコレクタ・エミッタ間の電圧は約1.4Vしか上昇しない。このため、フォトトランジスタ212のコレクタ・エミッタ間の出力容量を充電するための時間が短縮され、出力端Voutの出力電圧の遷移時間を高速化することができ、所望の信号分解能を得ることができる。また、PNP型のトランジスタに代えてPチャネルFETを用いることもできる。   When a PNP type transistor is used, the voltage of the emitter 3 of the phototransistor 212 is at the ground level (0 V) when the phototransistor 212 is on, as in the configuration of FIG. When the transistor 231 is turned on, the voltage becomes about 3.6 V (power supply voltage VCC (5 V) −1.4 V). As a result, the voltage between the collector and the emitter of the phototransistor 212 becomes about 3.6 V. . When the dimming signal becomes low level and the rectangular pulse waveform applied to the LED 211 falls to 0V, the phototransistor 212 is turned off, and the collector voltage of the phototransistor 212 is set to the power supply voltage VCC (for example, 5V). That is, when the phototransistor 212 transitions from the on state to the off state, the voltage between the collector and the emitter of the phototransistor 212 increases only by about 1.4V. Therefore, the time for charging the output capacitance between the collector and the emitter of the phototransistor 212 is shortened, the transition time of the output voltage at the output terminal Vout can be increased, and a desired signal resolution can be obtained. . In addition, a P-channel FET can be used instead of the PNP transistor.

上述のように、本実施の形態によれば、出力信号の立ち上がりの高速化を実現して所望の信号分解能を得ることができる。また、フォトカプラの入力抵抗を大きくすることができる。さらに、電力消費を抑制することができる。   As described above, according to the present embodiment, it is possible to achieve a high-speed rise of the output signal and obtain a desired signal resolution. In addition, the input resistance of the photocoupler can be increased. Furthermore, power consumption can be suppressed.

また、電源ユニット80は、信号伝達回路30、31、32、33、34、35、36と、信号伝達回路が出力する調光信号に基づいて光源90へ供給する電力(電流)を制御する電力制御部(電流制御部)としてのDC−DCコンバータ13及びマイクロコンピュータ14とを備える。これにより、電力消費を抑制しつつ調光信号の分解能を大きくして所望の分解能を得ることができる電源ユニット及び照明装置を実現することができる。   The power supply unit 80 also controls the power (current) supplied to the light source 90 based on the signal transmission circuits 30, 31, 32, 33, 34, 35, and 36 and the dimming signal output from the signal transmission circuit. A DC-DC converter 13 and a microcomputer 14 are provided as a control unit (current control unit). As a result, it is possible to realize a power supply unit and an illuminating device that can obtain desired resolution by increasing the resolution of the dimming signal while suppressing power consumption.

信号伝達回路30、31、32、33、34、35、36は、外部調光器からのPWM信号を受信し、受信したPWM信号のデューティ比に応じて光源90へ供給する電力を10%以下に制御する。これにより、光源の出力を10%以下の分解能で制御することができる。   The signal transmission circuits 30, 31, 32, 33, 34, 35, and 36 receive the PWM signal from the external dimmer, and the power supplied to the light source 90 is 10% or less according to the duty ratio of the received PWM signal. To control. Thereby, the output of the light source can be controlled with a resolution of 10% or less.

上述の実施の形態では、信号伝達回路で調光信号を伝達(出力)する構成であったが、伝達(出力)する信号は調光信号に限定されるものではなく、フォトカプラを用いるものであって、1kHz程度を超える周波数を有する矩形状のパルス波形をなす信号のデューティ比の大小に応じて状態制御を行うものであれば、どのような信号に対しても本実施の形態を適用することができる。   In the above-described embodiment, the dimming signal is transmitted (output) by the signal transmission circuit, but the signal to be transmitted (output) is not limited to the dimming signal, and uses a photocoupler. The present embodiment is applied to any signal as long as state control is performed according to the duty ratio of a signal having a rectangular pulse waveform having a frequency exceeding about 1 kHz. be able to.

13 DC−DCコンバータ
14 マイクロコンピュータ
21 フォトカプラ
211 LED
212 フォトトランジスタ
24 抵抗
30、31、32、33、34、35、36 信号伝達回路
221、227、231、235 トランジスタ
222、223、226、232、233、236、237 抵抗
224、225 ダイオード
234 演算増幅器
40、41、42 電流増幅部
50、51、60、61、62、64、65、66 電流電圧変換部
70、71、73、76 電圧増幅部
80 電源ユニット
90 光源
13 DC-DC converter 14 Microcomputer 21 Photocoupler 211 LED
212 Phototransistor 24 Resistor 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36 Signal transmission circuit 221, 227, 231, 235 Transistor 222, 223, 226, 232, 233, 236, 237 Resistor 224, 225 Diode 234 Operational amplifier 40, 41, 42 Current amplification unit 50, 51, 60, 61, 62, 64, 65, 66 Current-voltage conversion unit 70, 71, 73, 76 Voltage amplification unit 80 Power supply unit 90 Light source

Claims (12)

フォトカプラを備え、該フォトカプラに入力された信号を信号判別部に伝達する信号伝達回路において、
前記フォトカプラのフォトトランジスタに流れる電流を増幅する電流増幅部と、
該電流増幅部で増幅した電流を電圧に変換する第1電流電圧変換部と
を備えることを特徴とする信号伝達回路。
In a signal transmission circuit including a photocoupler and transmitting a signal input to the photocoupler to a signal determination unit,
A current amplifying unit for amplifying the current flowing through the phototransistor of the photocoupler;
A signal transmission circuit comprising: a first current-voltage conversion unit that converts the current amplified by the current amplification unit into a voltage.
フォトカプラを備え、該フォトカプラに入力された信号を信号判別部に伝達する信号伝達回路において、
前記フォトカプラのフォトトランジスタに流れる電流を電圧に変換する第2電流電圧変換部と、
該第2電流電圧変換部で変換した電圧を増幅する電圧増幅部と
を備えることを特徴とする信号伝達回路。
In a signal transmission circuit including a photocoupler and transmitting a signal input to the photocoupler to a signal determination unit,
A second current-voltage converter for converting a current flowing through the phototransistor of the photocoupler into a voltage;
A signal transmission circuit comprising: a voltage amplification unit that amplifies the voltage converted by the second current-voltage conversion unit.
前記電流増幅部は、
前記フォトトランジスタに直列に接続した第1のトランジスタと、
前記フォトトランジスタと前記第1のトランジスタとの接続ノードにベース又はゲートを接続した第2のトランジスタと
を有し、
前記第1電流電圧変換部は、
前記第2のトランジスタに直列に接続した抵抗を有することを特徴とする請求項1に記載の信号伝達回路。
The current amplifier is
A first transistor connected in series to the phototransistor;
A second transistor having a base or a gate connected to a connection node between the phototransistor and the first transistor;
The first current-voltage converter is
The signal transmission circuit according to claim 1, further comprising a resistor connected in series to the second transistor.
前記第1及び第2のトランジスタそれぞれに抵抗を直列に接続してあることを特徴とする請求項3に記載の信号伝達回路。   4. The signal transmission circuit according to claim 3, wherein a resistor is connected in series to each of the first and second transistors. 前記電流増幅部は、
前記フォトトランジスタに直列に接続した抵抗素子と、
前記フォトトランジスタと前記抵抗素子との接続ノードにベース又はゲートを接続したトランジスタと
を有し、
前記第1電流電圧変換部は、
前記トランジスタに直列に接続した抵抗を有することを特徴とする請求項1に記載の信号伝達回路。
The current amplifier is
A resistance element connected in series to the phototransistor;
A transistor having a base or a gate connected to a connection node between the phototransistor and the resistance element;
The first current-voltage converter is
The signal transmission circuit according to claim 1, further comprising a resistor connected in series with the transistor.
前記第2電流電圧変換部は、
前記フォトトランジスタに直列に接続した抵抗素子を有し、
前記電圧増幅部は、
基準電圧源と、
前記フォトトランジスタと前記抵抗素子との接続ノードに一の入力端を接続してあり、前記基準電圧源に他の入力端を接続した演算増幅器と
を有することを特徴とする請求項2に記載の信号伝達回路。
The second current-voltage converter is
Having a resistance element connected in series to the phototransistor;
The voltage amplifier is
A reference voltage source;
3. The operational amplifier having one input terminal connected to a connection node between the phototransistor and the resistance element and having another input terminal connected to the reference voltage source. Signal transmission circuit.
前記第2電流電圧変換部は、
前記抵抗素子と並列に接続したダイオードを有することを特徴とする請求項6に記載の信号伝達回路。
The second current-voltage converter is
The signal transmission circuit according to claim 6, further comprising a diode connected in parallel with the resistance element.
前記基準電圧源は、
電源電圧源と、
該電源電圧源に直列に接続された複数の分圧抵抗と
を有し、
前記分圧抵抗同士の接続ノードに、前記演算増幅器の他の入力端が接続されてあることを特徴とする請求項6又は請求項7に記載の信号伝達回路。
The reference voltage source is
A power supply voltage source;
A plurality of voltage dividing resistors connected in series to the power supply voltage source;
8. The signal transmission circuit according to claim 6, wherein another input terminal of the operational amplifier is connected to a connection node between the voltage dividing resistors.
前記第2電流電圧変換部は、
前記フォトトランジスタに直列に接続したダイオードを有し、
前記電圧増幅部は、
前記フォトトランジスタと前記ダイオードとの接続ノードにベース又はゲートを接続したトランジスタと、
該トランジスタに直列に接続した抵抗と
を有することを特徴とする請求項2に記載の信号伝達回路。
The second current-voltage converter is
A diode connected in series with the phototransistor;
The voltage amplifier is
A transistor having a base or gate connected to a connection node between the phototransistor and the diode;
The signal transmission circuit according to claim 2, further comprising: a resistor connected in series to the transistor.
請求項1から請求項9までのいずれか1項に記載の信号伝達回路と、該信号伝達回路が出力する調光信号に基づいて光源へ供給する電力を制御する電力制御部とを備えることを特徴とする電源ユニット。   A signal transmission circuit according to any one of claims 1 to 9, and a power control unit that controls power supplied to the light source based on a dimming signal output from the signal transmission circuit. A featured power supply unit. 前記信号伝達回路は、
外部調光器からのPWM信号を受信し、該PWM信号のデューティ比に応じて光源へ供給する電力を10%以下に制御することを特徴とする請求項10に記載の電源ユニット。
The signal transmission circuit is
11. The power supply unit according to claim 10, wherein the power supply unit receives a PWM signal from an external dimmer and controls power supplied to the light source to 10% or less in accordance with a duty ratio of the PWM signal.
光源と、請求項10又は請求項11に記載の電源ユニットとを備えることを特徴とする照明装置。   An illumination apparatus comprising: a light source; and the power supply unit according to claim 10 or 11.
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