JP2669973B2 - 光結合装置 - Google Patents
光結合装置Info
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- JP2669973B2 JP2669973B2 JP3227117A JP22711791A JP2669973B2 JP 2669973 B2 JP2669973 B2 JP 2669973B2 JP 3227117 A JP3227117 A JP 3227117A JP 22711791 A JP22711791 A JP 22711791A JP 2669973 B2 JP2669973 B2 JP 2669973B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、発光部と受光部とを同
一パッケージ内に備え、入力電気信号を発光部で一旦光
に変換し、その光を受光部で再び電気信号に変換して出
力するフォトトライアックカプラ等の光結合装置に関す
るものである。
一パッケージ内に備え、入力電気信号を発光部で一旦光
に変換し、その光を受光部で再び電気信号に変換して出
力するフォトトライアックカプラ等の光結合装置に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、光結合装置は、例えば図５に示す
ように、ガリウム砒素赤外発光ダイオード等の発光素子
２１と、フォトトライアック等の受光素子２２から構成
されており、入力電流を発光素子２１で光に変換し、受
光素子２２でその光を受けて電気を断接する機能を備え
ている。
ように、ガリウム砒素赤外発光ダイオード等の発光素子
２１と、フォトトライアック等の受光素子２２から構成
されており、入力電流を発光素子２１で光に変換し、受
光素子２２でその光を受けて電気を断接する機能を備え
ている。
【０００３】そのような光結合装置は、例えば図６に示
すように、受光素子２２で検出し得る光を発光しうる発
光素子２１の最小電流値である最小トリガ電流ＩFTが温
度の上昇に応じて減少する温度特性を有している。この
ような温度特性は、発光素子２１の光出力と受光素子２
２の受光感度のそれぞれの温度特性から決定される。
すように、受光素子２２で検出し得る光を発光しうる発
光素子２１の最小電流値である最小トリガ電流ＩFTが温
度の上昇に応じて減少する温度特性を有している。この
ような温度特性は、発光素子２１の光出力と受光素子２
２の受光感度のそれぞれの温度特性から決定される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記のよう
な温度特性の傾きが大きいため、上記光結合装置を、ソ
リッドステートリレー等の電気機器に組み込む場合、発
光素子２１が動作する、つまり発光する入力電流を設定
する時に、ある温度で発光素子が発光する駆動電流を設
定しても、使用温度が例えば低下すると発光素子が動作
しない可能性がある。よって、入力電流の設定では、常
にこの温度特性を考慮する必要があり、そのような光結
合装置の組み込みに手間取るという問題を生じている。
な温度特性の傾きが大きいため、上記光結合装置を、ソ
リッドステートリレー等の電気機器に組み込む場合、発
光素子２１が動作する、つまり発光する入力電流を設定
する時に、ある温度で発光素子が発光する駆動電流を設
定しても、使用温度が例えば低下すると発光素子が動作
しない可能性がある。よって、入力電流の設定では、常
にこの温度特性を考慮する必要があり、そのような光結
合装置の組み込みに手間取るという問題を生じている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の光結合装置は、
以上の課題を解決するために、電気信号を光に変換する
ガリウム砒素赤外発光ダイオード等の発光素子がケース
内に設けられる一方、上記光を受光して電気信号に変換
するフォトトライアック等の受光素子が上記ケース内に
設けられ、上記発光素子を駆動する駆動回路が設けられ
ている光結合装置において、上記発光素子および受光素
子の温度を検出する温度検出手段が設けられていると共
に、その温度検出手段からの信号に基づいて前記駆動回
路の駆動電流を制御する制御手段が、前記発光素子の光
出力と前記受光素子の受光感度とからなる温度特性によ
り補正された駆動電流温度特性を上記駆動電流に付与す
るように設けられていることを特徴としている。
以上の課題を解決するために、電気信号を光に変換する
ガリウム砒素赤外発光ダイオード等の発光素子がケース
内に設けられる一方、上記光を受光して電気信号に変換
するフォトトライアック等の受光素子が上記ケース内に
設けられ、上記発光素子を駆動する駆動回路が設けられ
ている光結合装置において、上記発光素子および受光素
子の温度を検出する温度検出手段が設けられていると共
に、その温度検出手段からの信号に基づいて前記駆動回
路の駆動電流を制御する制御手段が、前記発光素子の光
出力と前記受光素子の受光感度とからなる温度特性によ
り補正された駆動電流温度特性を上記駆動電流に付与す
るように設けられていることを特徴としている。
【０００６】
【作用】上記の構成によれば、駆動電流の温度特性の傾
きを光結合装置の温度特性の傾きとほぼ合わせて補正す
ることにより、ある所定の温度で光結合装置の動作する
駆動電流を設定すれば、その使用温度が所定の使用温度
範囲においてどのように変化しても、光結合装置を安定
に作動させることができる。
きを光結合装置の温度特性の傾きとほぼ合わせて補正す
ることにより、ある所定の温度で光結合装置の動作する
駆動電流を設定すれば、その使用温度が所定の使用温度
範囲においてどのように変化しても、光結合装置を安定
に作動させることができる。
【０００７】
【実施例】本発明の一実施例について図１ないし図４に
基づいて説明すれば、以下の通りである。光結合装置に
は、図１に示すように、所定の立ち上げ電圧以上の電気
が入力されると、所定波長の赤外線としての光を放射す
るガリウム砒素赤外発光ダイオードからなる発光素子１
が設けられ、また、所定の光を受光するとターンオンす
るフォトトライアックである受光素子２が上記発光素子
１からの光を受光できるように、対向し近接した位置に
設置されている。なお、発光素子１としては、ガリウム
リン赤色発光ダイオードや緑色発光ダイオードを用いる
こともできる。
基づいて説明すれば、以下の通りである。光結合装置に
は、図１に示すように、所定の立ち上げ電圧以上の電気
が入力されると、所定波長の赤外線としての光を放射す
るガリウム砒素赤外発光ダイオードからなる発光素子１
が設けられ、また、所定の光を受光するとターンオンす
るフォトトライアックである受光素子２が上記発光素子
１からの光を受光できるように、対向し近接した位置に
設置されている。なお、発光素子１としては、ガリウム
リン赤色発光ダイオードや緑色発光ダイオードを用いる
こともできる。
【０００８】これら発光素子１および受光素子２はパッ
ケージ（ケース）３内に収容され、そのパッケージ３内
における発光素子１および受光素子２間では、図示しな
いが、透明シリコーン樹脂または半透明エポキシ樹脂が
モールドされて、光の伝達や入出力間の電気的絶縁が施
されている。
ケージ（ケース）３内に収容され、そのパッケージ３内
における発光素子１および受光素子２間では、図示しな
いが、透明シリコーン樹脂または半透明エポキシ樹脂が
モールドされて、光の伝達や入出力間の電気的絶縁が施
されている。
【０００９】さらに、発光素子１および受光素子２の周
囲を被うようにパッケージ３外周面に形成されるジャケ
ットを、難燃性で光を通さない黒色エポキシ樹脂などか
ら形成することで、各光素子１・２に対する外乱光を遮
断している。
囲を被うようにパッケージ３外周面に形成されるジャケ
ットを、難燃性で光を通さない黒色エポキシ樹脂などか
ら形成することで、各光素子１・２に対する外乱光を遮
断している。
【００１０】また、発光素子１には、発光素子１の立ち
上げ電圧より高い所定の電圧を供給する駆動回路４が接
続され、その駆動回路４は定電流回路となっている。そ
の理由は、発光素子１に定格内の電流を流した場合、発
光素子１から出る光の全エネルギーである放射束がほぼ
電流に比例するからである。ただし、外部からの後述す
る制御入力により、駆動回路４の駆動電流が増減できる
ようになっている。
上げ電圧より高い所定の電圧を供給する駆動回路４が接
続され、その駆動回路４は定電流回路となっている。そ
の理由は、発光素子１に定格内の電流を流した場合、発
光素子１から出る光の全エネルギーである放射束がほぼ
電流に比例するからである。ただし、外部からの後述す
る制御入力により、駆動回路４の駆動電流が増減できる
ようになっている。
【００１１】そして、温度の変化に応じてその抵抗値が
変化するサーミスタ等からなる温度検出手段５がパッケ
ージ３に近接あるいは隣接してパッケージ３内の発光素
子１および受光素子２の温度を容易に検出できる位置に
配設されている。
変化するサーミスタ等からなる温度検出手段５がパッケ
ージ３に近接あるいは隣接してパッケージ３内の発光素
子１および受光素子２の温度を容易に検出できる位置に
配設されている。
【００１２】一方、温度検出手段５の抵抗値の変化に応
じて、出力電圧が増減する３端子レギュレーター等の制
御手段６が設けられており、その出力電圧は、駆動回路
４において前述した制御入力である基準電圧Ｖref とし
て用いられている。
じて、出力電圧が増減する３端子レギュレーター等の制
御手段６が設けられており、その出力電圧は、駆動回路
４において前述した制御入力である基準電圧Ｖref とし
て用いられている。
【００１３】ここで、温度検出手段５の所定の動作温度
範囲における温度特性を、発光素子１および受光素子２
の温度特性に応じて適宜選定すること、また、通常、そ
のような温度特性がほぼ比例関係であり、制御手段６に
おける検出感度を調整することで、制御手段６の基準電
圧Ｖref に温度特性が安定に、より適切に付与され、そ
の温度特性は容易に調整可能となっている。
範囲における温度特性を、発光素子１および受光素子２
の温度特性に応じて適宜選定すること、また、通常、そ
のような温度特性がほぼ比例関係であり、制御手段６に
おける検出感度を調整することで、制御手段６の基準電
圧Ｖref に温度特性が安定に、より適切に付与され、そ
の温度特性は容易に調整可能となっている。
【００１４】よって、その基準電圧Ｖref に基づいて出
力される駆動回路４の駆動電流ＩOも発光素子１および
受光素子２の温度特性に応じて、より適切に付与され、
その温度特性の調整もより容易なものとなっている。そ
こで、駆動電流ＩO に対してその温度特性として、例え
ば図２に示すように、所定の動作温度範囲における負の
温度特性（−2000ppm/℃）が付与される。ただし、駆動
電流ＩO の設定には、発光素子１および受光素子２の経
時変化によって決まる最小トリガ電流ＩFTの経時変化を
考慮することも必要である。
力される駆動回路４の駆動電流ＩOも発光素子１および
受光素子２の温度特性に応じて、より適切に付与され、
その温度特性の調整もより容易なものとなっている。そ
こで、駆動電流ＩO に対してその温度特性として、例え
ば図２に示すように、所定の動作温度範囲における負の
温度特性（−2000ppm/℃）が付与される。ただし、駆動
電流ＩO の設定には、発光素子１および受光素子２の経
時変化によって決まる最小トリガ電流ＩFTの経時変化を
考慮することも必要である。
【００１５】また、駆動回路４の一例としては、図３に
示すように、ＯＰアンプ７とトランジスター８とを用い
た定電流回路が使用され、そのＯＰアンプ７の非反転入
力に前述した制御手段６の基準電圧Ｖref が入力され、
よって、上記駆動回路４は、その駆動電流ＩO が、ＩO
＝Ｖref ／ＲO となるように定電流駆動される。これに
より、駆動回路４は定電流回路となっているため、入力
電圧（ＶCC-GND間）の大小にかかわらず、温度が一定で
あるかぎりＩO の電流値は固定される。
示すように、ＯＰアンプ７とトランジスター８とを用い
た定電流回路が使用され、そのＯＰアンプ７の非反転入
力に前述した制御手段６の基準電圧Ｖref が入力され、
よって、上記駆動回路４は、その駆動電流ＩO が、ＩO
＝Ｖref ／ＲO となるように定電流駆動される。これに
より、駆動回路４は定電流回路となっているため、入力
電圧（ＶCC-GND間）の大小にかかわらず、温度が一定で
あるかぎりＩO の電流値は固定される。
【００１６】このような光結合装置を、例えばソリッド
ステートリレー（以下、ＳＳＲという）に適用すると、
図４に示すように、受光素子２の一方の出力端子は直列
に抵抗Ｒ1 を介して、ＡＣ制御用のトライアック９の一
つの主電極に接続され、他方の出力端子はトライアック
９のゲートに接続され、このゲートとトライアック９に
おける他の主電極との間に抵抗Ｒ2 が接続される。ま
た、トライアック９における二つの主電極には、モータ
ー等の負荷１０を介してＡＣ電源が接続される。
ステートリレー（以下、ＳＳＲという）に適用すると、
図４に示すように、受光素子２の一方の出力端子は直列
に抵抗Ｒ1 を介して、ＡＣ制御用のトライアック９の一
つの主電極に接続され、他方の出力端子はトライアック
９のゲートに接続され、このゲートとトライアック９に
おける他の主電極との間に抵抗Ｒ2 が接続される。ま
た、トライアック９における二つの主電極には、モータ
ー等の負荷１０を介してＡＣ電源が接続される。
【００１７】このようなＳＳＲでは、駆動回路４に所定
の入力電圧が印加されると、発光素子１が発光して、受
光素子２がターンオンし、よって、抵抗Ｒ2 の両端に電
位を生じて、その電位差がトライアック９のゲートに入
力されて、トライアック９がターンオンすることによ
り、負荷１０が交流駆動される。
の入力電圧が印加されると、発光素子１が発光して、受
光素子２がターンオンし、よって、抵抗Ｒ2 の両端に電
位を生じて、その電位差がトライアック９のゲートに入
力されて、トライアック９がターンオンすることによ
り、負荷１０が交流駆動される。
【００１８】ところで、従来の光結合装置は、それをＳ
ＳＲ等に用いる場合、光結合装置の最小トリガ電流ＩFT
が温度特性を有することから、その使用環境の温度変化
等が大きいと、常に光結合装置の温度特性を考慮に入れ
て、その組み込み設計をするという手間が必要があっ
た。
ＳＲ等に用いる場合、光結合装置の最小トリガ電流ＩFT
が温度特性を有することから、その使用環境の温度変化
等が大きいと、常に光結合装置の温度特性を考慮に入れ
て、その組み込み設計をするという手間が必要があっ
た。
【００１９】しかしながら、上記実施例の構成では、駆
動電流の温度特性の傾きを光結合装置の温度特性の傾き
とほぼ合わせて補正することができ、よって、ある所定
の温度で光結合装置の動作する駆動電流を設定すれば、
その使用温度が所定の動作温度範囲においてどのように
変化しても、光結合装置を安定に動作させることができ
る。
動電流の温度特性の傾きを光結合装置の温度特性の傾き
とほぼ合わせて補正することができ、よって、ある所定
の温度で光結合装置の動作する駆動電流を設定すれば、
その使用温度が所定の動作温度範囲においてどのように
変化しても、光結合装置を安定に動作させることができ
る。
【００２０】したがって、上記構成では、ソリッドステ
ートリレー等の電気機器への組み込みに際しても、従来
のように光結合装置の温度特性を考慮する必要がなく、
従来生じていた光結合装置の組み込みの際における手間
を省くことができ、そのような光結合装置を用いる際の
組み込み設計が容易なものとなる。
ートリレー等の電気機器への組み込みに際しても、従来
のように光結合装置の温度特性を考慮する必要がなく、
従来生じていた光結合装置の組み込みの際における手間
を省くことができ、そのような光結合装置を用いる際の
組み込み設計が容易なものとなる。
【００２１】なお、上記実施例の構成では、受光素子２
としてフォトトライアックを用いた例を挙げたが、他の
受光素子、例えばフォトサイリスタ、フォトトランジス
タ、フォトＩＣ等を用いたフォトカプラやフォトインタ
ラプタ等に適用することも可能である。また、温度検出
手段５として、熱電対や、トランジスタのベース−エミ
ッタ間の温度変化を利用したＩＣ温度センサなどを用い
てもよい。
としてフォトトライアックを用いた例を挙げたが、他の
受光素子、例えばフォトサイリスタ、フォトトランジス
タ、フォトＩＣ等を用いたフォトカプラやフォトインタ
ラプタ等に適用することも可能である。また、温度検出
手段５として、熱電対や、トランジスタのベース−エミ
ッタ間の温度変化を利用したＩＣ温度センサなどを用い
てもよい。
【００２２】
【発明の効果】本発明の光結合装置は、以上のように、
発光素子と受光素子とが設けられたケース内の温度を検
出する温度検出手段が設けられると共に、発光素子を駆
動する駆動回路の駆動電流を上記温度検出手段からの信
号に基づいて制御する制御手段が、前記発光素子の光出
力と前記受光素子の受光感度とからなる温度特性により
補正された駆動電流温度特性を上記駆動電流に付与する
ように設けられている構成である。
発光素子と受光素子とが設けられたケース内の温度を検
出する温度検出手段が設けられると共に、発光素子を駆
動する駆動回路の駆動電流を上記温度検出手段からの信
号に基づいて制御する制御手段が、前記発光素子の光出
力と前記受光素子の受光感度とからなる温度特性により
補正された駆動電流温度特性を上記駆動電流に付与する
ように設けられている構成である。
【００２３】それゆえ、上記構成は、駆動回路における
駆動電流の温度特性を、前記発光素子の光出力と前記受
光素子の受光感度とにおける温度特性とほぼ合うように
補正することができる。よって、ある所定の温度で駆動
電流を設定すれば、その使用温度が所定の使用温度範囲
においてどのように変化しても、上記構成を安定に作動
させることが可能となる。
駆動電流の温度特性を、前記発光素子の光出力と前記受
光素子の受光感度とにおける温度特性とほぼ合うように
補正することができる。よって、ある所定の温度で駆動
電流を設定すれば、その使用温度が所定の使用温度範囲
においてどのように変化しても、上記構成を安定に作動
させることが可能となる。
【００２４】したがって、上記構成は、ソリッドステー
トリレー等の電気機器への組み込みに際しても、従来の
光結合装置のようにその温度特性を考慮する必要がな
く、従来生じていた光結合装置の組み込みの際における
手間を省くことができるという効果を奏する。
トリレー等の電気機器への組み込みに際しても、従来の
光結合装置のようにその温度特性を考慮する必要がな
く、従来生じていた光結合装置の組み込みの際における
手間を省くことができるという効果を奏する。
【図１】本発明の光結合装置のブロック図である。
【図２】上記光結合装置における駆動電流に対する温度
特性の補正例を示すグラフである。
特性の補正例を示すグラフである。
【図３】上記光結合装置における主に駆動回路について
の説明図である。
の説明図である。
【図４】上記光結合装置をソリッドステートリレーに適
用した例を示すブロック図である。
用した例を示すブロック図である。
【図５】従来例の光結合装置のブロック図である。
【図６】上記光結合装置における発光素子の最小トリガ
電流の温度特性を示すグラフである。
電流の温度特性を示すグラフである。
１ 発光素子 ２ 受光素子 ３ パッケージ（ケース） ４ 駆動回路 ５ 温度検出手段 ６ 制御手段
Claims (1)
- 【請求項１】電気信号を光に変換する発光素子がケース
内に設けられる一方、上記光を受光して電気信号に変換
する受光素子が上記ケース内に設けられ、上記発光素子
を駆動する駆動回路が設けられている光結合装置におい
て、 上記発光素子および受光素子の温度を検出する温度検出
手段が設けられていると共に、その温度検出手段からの
信号に基づいて前記駆動回路の駆動電流を制御する制御
手段が、前記発光素子の光出力と前記受光素子の受光感
度とからなる温度特性により補正された駆動電流温度特
性を上記駆動電流に付与するように設けられていること
を特徴とする光結合装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3227117A JP2669973B2 (ja) | 1991-09-06 | 1991-09-06 | 光結合装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3227117A JP2669973B2 (ja) | 1991-09-06 | 1991-09-06 | 光結合装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0567290A JPH0567290A (ja) | 1993-03-19 |
| JP2669973B2 true JP2669973B2 (ja) | 1997-10-29 |
Family
ID=16855748
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3227117A Expired - Fee Related JP2669973B2 (ja) | 1991-09-06 | 1991-09-06 | 光結合装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2669973B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4114624B2 (ja) * | 2004-03-19 | 2008-07-09 | Ｋｄｄｉ株式会社 | 光送信装置 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59137829A (ja) * | 1983-01-27 | 1984-08-08 | Rohm Co Ltd | フオトセンサ− |
| JPH0645523Y2 (ja) * | 1987-08-10 | 1994-11-24 | 忠道 青 | 木造家屋における気密壁 |
-
1991
- 1991-09-06 JP JP3227117A patent/JP2669973B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0567290A (ja) | 1993-03-19 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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