JP2017142762A - 圧電トランスを用いた2線式信号絶縁回路 - Google Patents
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Abstract
Description
11 一次側入力変調回路部
11a オペアンプ
11b 制御回路部
11c マルチバイブレータ
11d,11e ANDゲート
12,112 スイッチング回路部
12a,12b,112a,112b スイッチング素子
13 圧電トランス部
13a,13b 一次側端子
13c,13d 二次側端子
14 波形整形回路部
14a,14c ダイオードブリッジ
14b バッファ
15 二次側復調回路部
15a 非反転増幅出力回路
PV プロセス変数
TD 2線式伝送器
L1,L2 一対の伝送路
Rs 受信抵抗
Rp 駆動用受信抵抗
Eb 直流電源
Is 電流信号
T1,T2,Vin 入力端子
T3,T4,Vout 出力端子
Vdd 電源端子
Vss 負電源端子
Q,NotQ マルチバイブレータのパルス出力
T,Ta,Tb パルス周期
Tmax,Tmin パルス幅
L 共振用インダクタ
ZD ツェナーダイオード
C1,C2,C3 コンデンサ
R1,R2,R3,R4 抵抗
t1,t2,t3,t4,t5,t6,t7,t8,t9,t10,t11,t12,t13,t14,t15,t16,t17,t18,t19,t20,t21,t22,t23,t24,t25,t26,t27,t28 端子
Claims (7)
- 外部の2線式伝送器から送信される直流電流信号を一対の伝送路を介して受信し、その直流電流信号の大きさに応じて、所定の大きさの出力信号を外部に出力する、圧電トランスを用いた2線式信号絶縁回路であって、
前記直流電流信号の大きさを検出する受信抵抗と、
その受信抵抗を介して入力された受信信号電圧を、所定の周波数の交流電圧に変換した後、共振用インダクタを介して後段に交流電圧を出力するスイッチング回路部と、
そのスイッチング回路部から出力された交流電圧を一次側入力電圧とし、二次側に交流電圧を出力する圧電トランス部と、
その圧電トランス部から出力された二次側出力電圧を整流、平滑、及び矩形化をして後段にパルス信号を出力する波形整形回路部と、
を含み、
前記直流電流信号の大きさに応じて、所定の変調を加えて前記スイッチング回路部を駆動する一次側入力変調回路部と、
その一次側入力変調回路部の方式に対応して、前記波形整形回路部から出力された電圧に所定の復調を加える二次側出力復調回路部と、
を更に含むことを特徴とする、圧電トランスを用いた2線式信号絶縁回路。 - 前記一次側入力変調回路部は、PWM(パルス幅変調)制御を行い、前記二次側出力復調回路部は、RC回路と非反転増幅出力回路を含むことを特徴とする請求項1記載の、圧電トランスを用いた2線式信号絶縁回路。
- 前記一次側入力変調回路部は、PFM(パルス周波数変調)制御を行い、前記二次側出力復調回路部は、RC回路と非反転増幅出力回路を含むことを特徴とする請求項1記載の、圧電トランスを用いた2線式信号絶縁回路。
- 前記二次側出力復調回路部の駆動用電源として、前記圧電トランス部から出力された二次側出力電圧を整流、平滑した後の直流電圧を供給することを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の、圧電トランスを用いた2線式信号絶縁回路。
- 前記一次側入力変調回路部は、前記受信抵抗により検出した電圧を増幅し、所定の変調を加えたパルス信号と、マルチバイブレータのパルス出力とを論理回路出力し、前記スイッチング回路部が含む2つのスイッチング素子が逆論理(相互に反転)となるようにON/OFFのスイッチング制御することを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載の、圧電トランスを用いた2線式信号絶縁回路。
- 前記一次側入力変調回路部は、前記パルス信号と、前記マルチバイブレータのパルス出力Qとの論理積出力を前記スイッチング回路部の駆動電圧として出力する場合に、
前記スイッチング回路部は、2つのスイッチング素子を含み、一方のPチャンネル型FETを電源側とし、他方のNチャンネル型FETをグランド側とし、前記論理積出力をそれぞれのFETのゲート入力とすることを特徴とする請求項5記載の、圧電トランスを用いた2線式信号絶縁回路。 - 前記一次側入力変調回路部は、前記パルス信号と、前記マルチバイブレータのパルス出力Qとの第1論理積出力と、前記パルス信号と前記マルチバイブレータのパルス出力NotQとの第2論理積出力を前記スイッチング回路部の駆動電圧として出力する場合に、
前記スイッチング回路部は、2つのスイッチング素子を含み、電源側及びグランド側のいずれもNチャンネル型FETとし、前記第1論理積出力を一方のNチャンネル型FETのゲート入力とし、前記第2論理積出力を他方のNチャンネル型FETのゲート入力とすることを特徴とする請求項5記載の、圧電トランスを用いた2線式信号絶縁回路。
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