JP2804862B2 - 送信回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、例えばパルスレーザ
等に使用されるパルス発生回路の光信号送信回路等の送
信回路に関し、特にオン動作するときは十分な大きさの
高周波電流を発光素子に供給して複数の発光素子を高精
度に同期させてオンとできると共に、オフ動作するとき
はサージ電圧を吸収して安定してオフとできる送信回路
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、素子間、回路間または機器間に
おいて情報の伝達を行う場合には、出力側と入力側を伝
送線を介して電気的に接続し、例えば電位差とした情報
を出力側が伝送線を介して入力側に伝達し、伝達された
電位差から入力側が情報を得、その情報に基いて予め設
定されている動作を行うようにすることによってその目
的を達成している。

【０００３】ところで、出力側から伝達された情報によ
って入力側が確実に動作するようにするには、伝達され
る情報が確実、かつ、正確に入力側に入力されることが
必要である。

【０００４】従来、このような要求に応えるものとし
て、例えば図４に示すような光信号送信回路が提案され
ている。この図４は平成３年電気学会産業応用部門全国
大会講演論文集（論文番号１１６）に示された光信号送
信回路の構成を示す回路図である。この図４に示す光信
号送信回路は、例えば電力用半導体デバイスを多段直列
接続し、１つのスイッチングデバイスとして機能させる
ための各半導体デバイスのオン／オフ指令信号出力用と
して用いられる。

【０００５】図において、１は電源、２はこの電源に接
続された電流制限用の抵抗器、３はこの抵抗器２に直列
に接続された複数の発光ダイオード、４はこの複数の発
光ダイオードに対する電流供給をオン／オフするスイッ
チである。図に示すように、この光信号送信回路は、電
源１を抵抗器２を介して発光ダイオード（紙面において
一番上）３のアノードに接続し、この発光ダイオード３
のカソードを次の発光ダイオード３のアノードに接続
し、・・・・発光ダイオード（紙面において一番下）３
のカソードをスイッチ４を介して接地して構成される。

【０００６】また図に示すように、この光信号送信回路
においては、各発光ダイオード３のアノード及びアース
間に浮遊容量５が夫々存在し、そして更にこの図に示す
ように、各発光ダイオード３のアノード及びカソード間
に浮遊容量６が夫々存在する。

【０００７】次に動作について説明する。先ず、スイッ
チ４がオフのときには、各発光ダイオード３並びに抵抗
器２には電流が流れず、各発光ダイオード３の内部のも
れ抵抗等を介して電源１からの電流が各浮遊容量５に夫
々充電される。一方、スイッチ４がオンのときには、各
発光ダイオード３の各カソード電位がアース側から順次
固定され、これによって各発光ダイオード３がアース側
から順にオンする。

【０００８】全ての発光ダイオード３がオンとなった
後、電源１から抵抗器２で制限された電流が各発光ダイ
オード３を流れ、ほぼスイッチ４をオンするタイミング
に同期して各発光ダイオード３を発光させる多数の発光
信号をオンにする。ここでスイッチ４をオフにすると、
各発光ダイオード３の電流経路がなくなり、スイッチ４
をオフするタイミングに同期して各発光ダイオード３を
発光させる多数の発光信号をオフにする。このようにス
イッチ４をオン／オフして発光ダイオード３をオン／オ
フすることによって例えば多段接続された電力用半導体
デバイスにそれぞれ指令信号を供給し、これら各半導体
デバイスをオン／オフさせる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】従来の光信号送信回路
は以上のように構成されているので、スイッチをオンし
たときに、各発光ダイオードの各アノード及びアース間
の浮遊容量からそれぞれ流れる電流がアース電位側の発
光ダイオードほどその電流が重ね合わせられて大きくな
り、これによってアース電位側の発光ダイオードほど発
光タイミングが速くなるという問題点があった。また、
各発光ダイオードの各アノード及びカソード間の浮遊容
量に高周波電流がバイパスされるなどの浮遊容量の影響
によって、数１０ｎｓｅｃ以下のスイッチのオン／オフ
に同期した光信号を送信することができないという問題
点があった。更にまた、スイッチをオフとするときに、
各発光ダイオード並びにスイッチにかかるサージ電圧に
よって安定してオフ動作ができないという問題点があっ
た。

【００１０】この発明はこのような従来の問題点を解決
するためになされたもので、浮遊容量の影響を受けずに
特にスイッチのオン動作に高精度に同期した多数の光信
号を送信でき、スイッチのオフ時のサージ電圧を抑制し
て安定したオフ動作を行うことができる送信回路を得る
ことを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】この発明に係る送信回路
は、電流制限用の抵抗器とコンデンサからなる並列回路
と、この並列回路に直列に接続された複数の発光素子
と、これらの発光素子に直列に接続され、該発光素子に
流れる電流のオン／オフを制御するスイッチと、上記各
発光素子の一方の電極及びアース間を接続するコンデン
サとを備え、上記コンデンサの容量値は高電位側の発光
素子に接続されているものほど大きく設定されているも
のである。

【００１２】また、この発明に係る送信回路は、電流制
限用の抵抗器とコンデンサからなる複数の並列回路と、
これらの並列回路にそれぞれ接続された発光素子からな
る第１及び第２の送信回路と、上記第１及び第２の送信
回路に流れる電流のオン／オフを制御するスイッチとを
備えたものである。

【００１３】

【作用】この発明においては、電流制限用の抵抗器と並
列に接続されたコンデンサ並びに発光素子の一方の電極
及びアース間を接続するコンデンサが放電経路及びバイ
パス経路を形成し、発光ダイオードに流れる電流を均一
にする。

【００１４】また、この発明においては、電流制限用の
抵抗器と並列に接続されたコンデンサが放電経路及びバ
イパス経路を形成し、第１及び第２の送信回路の発光ダ
イオードに流れる電流を均一にする。

【００１５】

【実施例】実施例１．以下、この発明の一実施例を、光
信号送信回路に適用した場合を例に取り、図について説
明する。図１はこの発明の一実施例を示すブロック図で
あり、図において、図４と対応する部分には同一符号を
付し、その詳細説明を省略する。８は電源１からの電流
の制限用の抵抗器２と並列に接続されたコンデンサ、９
は各発光ダイオード３のアノード及びアース間に夫々接
続されたコンデンサで、これらコンデンサ８の容量値
は、例えば高電位側の発光ダイオード（電源１側の発光
ダイオードほど高電位側となる）に接続したものほど大
きく設定している。

【００１６】図に示す光信号送信回路は、電源１を抵抗
器２及びコンデンサ７の並列回路を介して発光ダイオー
ド（電源側に１番近いダイオード）３のアノードに接続
し、この発光ダイオード３のカソードを次の発光ダイオ
ード３のアノードに接続し、・・・・発光ダイオード
（アース側に一番近いダイオード）３のカソードをスイ
ッチ４を介して接地し、各発光ダイオード３のアノード
及びアース間をコンデンサ８で夫々接続して構成され
る。

【００１７】次に動作について説明する。スイッチ４が
オフのときには、各発光ダイオード３並びに抵抗器２に
は電流は流れず、各発光ダイオード３の内部のもれ抵抗
等を介して電源１からの電流が各発光ダイオード３のア
ノード及びカソード間に夫々存在する浮遊容量５及びコ
ンデンサ８の合成容量に夫々充電される。一方、スイッ
チ４を高速にオンしたときには、コンデンサ７を介して
高周波電流が各発光ダイオード３に流れると共に、充電
された各アノード点の合成容量から各発光ダイオード３
側に高周波電流が供給される。

【００１８】この場合、抵抗器２に制限されない高周波
電流で直列に接続された各発光ダイオード３を通電でき
ると共に、各浮遊容量５によって各アノード点から供給
される高周波電流に加え、各アノード点及びアース間に
接続したコンデンサ８により十分な高周波電流を供給す
るので、各発光ダイオード３を瞬時に均一に発光させ
る。ここで、各アノード点に加えたコンデンサ８の容量
を電源１側ほど大きくしているのは、アース側の発光ダ
イオード３に流れる電流ピークを大きくなりすぎないよ
うにするためである。この後、各発光ダイオード３には
抵抗器２で制限される電流値が定常的に流れる。

【００１９】次に、この状態からスイッチ４をオフにす
ると、電源１から抵抗器２を介して各発光ダイオード３
に供給されていた電流が遮断され、各発光ダイオード３
はオフする。このとき、この電流経路内のインダクタン
スによって発光ダイオード３に加わるサージ電圧を発光
ダイオード３の各アノード及びアース間に接続したコン
デンサ８が吸収、即ち、充電する。このようにスイッチ
４をオン／オフして発光ダイオード３をオン／オフする
ことによって例えば多段接続された電力用半導体デバイ
スにそれぞれ指令信号を供給し、これら各半導体デバイ
スをオン／オフさせる。

【００２０】このように本実施例においては、電流制限
用の抵抗器２に並列にコンデンサ７を接続し、更に直列
に接続された各発光ダイオード３のアノード及びアース
間に電源側に近づくにつれて順次容量大きくしたコンデ
ンサ８を夫々接続し、スイッチ４を高速にオンしたとき
には、コンデンサ７を介して高周波電流が各発光ダイオ
ード３に流れると共に、充電された各アノード点の合成
容量から各発光ダイオード３側に高周波電流が供給さ
れ、抵抗器２に制限されない高周波電流で直列に接続さ
れた各発光ダイオード３を通電できると共に、各浮遊容
量５によって各アノード点から供給される高周波電流に
加え、各アノード点及びアース間に接続したコンデンサ
８により十分な高周波電流を供給するので、各発光ダイ
オード３を瞬時に均一に発光させることができる。即
ち、光信号をオンするときは、十分な大きさの高周波電
流を発光ダイオード３に供給でき、これによって、各光
信号を高精度（例えば１０ｎｓｅｃ以下）に同期してオ
ンできる。

【００２１】更にこの状態でスイッチ４をオフにしたと
きには、電流経路内のインダクタンスによって各発光ダ
イオード３に加わるサージ電圧を吸収でき、これによっ
て、安定したオフ動作を行える。また、スイッチ４をオ
フにしたときに電流経路内のインダクタンスによって各
発光ダイオード３に加わるサージ電圧をコンデンサ８の
充電によって吸収するようにしたので、次のオン動作を
するための各コンデンサ７の充電時間を短縮することが
できる。

【００２２】実施例２．又、上記実施例１では各発光ダ
イオード３のアノード及びアース間にコンデンサ８を接
続するようにしているが、この図２に示すように電源１
に一番近い発光ダイオード３のアノード及びアース間だ
けをコンデンサ８で接続するようにしても良い。この場
合、コンデンサ７及び８の容量は、図１に示した各発光
ダイオード３のアノード及びアース間の浮遊容量５や各
発光ダイオード３のアノード及びカソード間の浮遊容量
６の容量より十分大きな容量とする。このようにした場
合においても、上記実施例１と同様の効果を奏する。

【００２３】実施例３．図３は電流制限用の抵抗器２及
びコンデンサ７の並列回路に直列に接続した複数の発光
ダイオード３からなる回路を用いた場合の他の実施態様
を示すもので、電流制限用の抵抗器２及びコンデンサ７
からなる並列回路に複数の発光ダイオード３を接続する
と共に、発光ダイオード３の最も電源側の近くに接続し
たダイオード３のアノード及びアース間をコンデンサ８
で接続して構成される回路を２つ設け、これらを電源１
に対して並列に接続し、更にスイッチ４を介して接地す
る構成としている。

【００２４】この図３によれば、発光ダイオード３の数
が非常に多い場合には、直列接続した発光ダイオード３
のオン電圧の総和が大きくなり、電源１の出力電圧が高
くなるが、このように２系統に分割し、分割した回路を
電源１に対して並列に接続するようにしているので、電
源１の出力電圧を低く抑えることができる。また、この
図３に示す２系統の回路を対称にすれば、上記実施例１
と同様の効果を奏する。

【００２５】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、電流
制限用の抵抗器とコンデンサからなる並列回路と、この
並列回路に直列に接続された複数の発光素子と、これら
の発光素子に直列に接続され、該発光素子に流れる電流
のオン／オフを制御するスイッチと、上記各発光素子の
一方の電極及びアース間を接続するコンデンサとを備
え、上記コンデンサの容量値は高電位側の発光素子に接
続されているものほど大きく設定されているので、光信
号をオンするときは、十分な大きさの高周波電流を発光
素子に供給でき、これによって、各光信号を高精度に同
期してオンできると共に、光信号オフ時、すなわち、各
発光素子に流れる電流を遮断するときに発生するサージ
電圧を吸収でき、安定したオフ動作を行うことができる
という効果がある。

【００２６】また、この発明によれば、電流制限用の抵
抗器とコンデンサからなる複数の並列回路と、これらの
並列回路にそれぞれ接続された発光素子からなる第１及
び第２の送信回路と、上記第１及び第２の送信回路に流
れる電流のオン／オフを制御するスイッチとを備えたの
で、光信号をオンするときは、十分な大きさの高周波電
流を発光素子に供給でき、これによって、各光信号を高
精度に同期してオンできると共に、光信号オフ時、すな
わち、各発光素子に流れる電流を遮断するときに発生す
るサージ電圧を吸収でき、安定したオフ動作を行うこと
ができ、また発光素子を沢山使用した場合においても電
源から出力される電圧を低く抑えることができるという
効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明による送信回路の一実施例を示す回路
図である。

【図２】この発明の他の実施例を示す回路図である。

【図３】この発明の更に他の実施例３を示す回路図であ
る。

【図４】従来の送信回路を示す回路図である。

【符号の説明】

２ 抵抗器 ３ 発光ダイオード ４ スイッチ ７ コンデンサ ８ コンデンサ

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電流制限用の抵抗器とコンデンサからな
   る並列回路と、 この並列回路に直列に接続された複数の発光素子と、 これらの発光素子に直列に接続され、該発光素子に流れ
   る電流のオン／オフを制御するスイッチと、 上記各発光素子の一方の電極及びアース間を接続するコ
   ンデンサとを備え、上記コンデンサの容量値は高電位側
   の発光素子に接続されているものほど大きく設定されて
   いることを特徴とする送信回路。
2. 【請求項２】 電流制限用の抵抗器とコンデンサからな
   る複数の並列回路と、 これらの並列回路にそれぞれ接続された発光素子からな
   る第１及び第２の送信回路と、 上記第１及び第２の送信回路に流れる電流のオン／オフ
   を制御するスイッチとを備えたことを特徴とする送信回
   路。