JP2974469B2 - 信号伝送回路 - Google Patents

信号伝送回路

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、入出力間が電気的に
絶縁された状態で信号を伝送する自己保持機能を備えた
信号伝送回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】入出力間に絶縁を必要とする信号伝送回
路、例えばソリッドステートリレー（以下「ＳＳＲ」と
呼ぶ）回路は、その出力段がトランジスタ、サイリス
タ、双方向サイリスタ（トライアック）、ＭＯＳＦＥＴ
等で構成されている。このようなＳＳＲ回路にあって、
入力信号がＯＮ状態からＯＦＦ状態に変化した場合であ
っても出力をＯＮ状態に保持し続ける自己保持機能を備
えたものとしては、図６に示すサイリスタカプラ１や図
７に示すトライアックカプラ２がある。
【０００３】図６あるいは図７に示すカプラは、入力側
のフォトダイオード３からの光により出力側のサイリス
タ４あるいはトライアック５がトリガされて導通状態と
なり、出力端子６と高位電源Ｖccに接続された負荷７に
電流が連続的に供給されて駆動される。
【０００４】このようなカプラにあっては、外部から出
力端子６に与えられるサージ性のノイズに対する耐量値
（ｄｖ／ｄｔ）が低いため、抵抗と容量とからなるスナ
バ回路８を出力端子６に接続し、ノイズ耐量を高める対
策が採られていた。
【０００５】しかしながら、このような対策にあって
は、通常動作時に、出力端子６に付加されたスナバ回路
８を介して流れるリーク電流が発生し、回路動作に悪影
響を及ぼしていた。また、スナバ回路８といった外付け
回路が必要となるとともに、スナバ回路８を設けた場合
であっても高められるノイズ耐量には限界が生じ、高い
ノイズ耐量が要求される回路には使用することができな
かった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】以上説明したように、
自己保持機能を有する従来のＳＳＲ回路にあっては、ノ
イズ耐量を高めるための外付けの構成が必要となり、こ
のような構成を付加することにより回路に悪影響を与え
るという不具合を招いていた。また、ノイズ耐量を高め
るための構成を付加した場合であっても、抑制できるノ
イズ耐量は制限されていた。
【０００７】そこで、この発明は、上記に鑑みてなされ
たものであり、その目的とするところは、外付け構成を
必要とすることななく、ノイズ耐量を従来に比して大幅
に高めた自己保持機能を有する信号伝送回路を提供する
ことにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明は、電気信号を光信号に変換する第１の発
光手段とこの第１の発光手段の光信号を受けて電気信号
に変換する第１の受光手段とからなる第１のフォトカプ
ラと、電気信号を光信号に変換する第２の発光手段とこ
の第２の発光手段の光信号を受けて電気信号に変換する
第２の受光手段とからなる第２のフォトカプラを備え、
前記第１の受光手段と前記第２の発光手段とが高位電源
と低位電源間に直列接続されて直列接続点を入力端子と
し、前記第１の発光手段と前記第２の受光手段とが高位
電源と低位電源間に接続されて前記第１の発光手段に駆
動制御される負荷が接続されて構成される。
【０００９】
【作用】上記構成において、この発明は、第２の発光手
段を入力信号により発光させることをトリガとして、出
力側の第１の発光手段と第２の受光手段に電流を流し、
第１の受光手段を導通状態とすることにより、入力信号
を取り去った状態で付加を連続的に駆動するようにして
いる。
【００１０】
【実施例】以下、図面を用いてこの発明の実施例を説明
する。
【００１１】図１はこの発明の第１の実施例に係る信号
伝送回路の回路構成を示す図である。
【００１２】図１において、信号伝送回路は、２組のフ
ォトカプラ１１，１２を備えて構成されている。第１の
フォトカプラ１１は、発光側がフォトダイオード１３に
より、受光側がフォトトランジスタ１４により構成さ
れ、第２のフォトカプラ１２も同様に、発光側がフォト
ダイオード１５により、受光側がフォトトランジスタ１
６により構成されている。
【００１３】第１のフォトカプラ１１と第２のフォトカ
プラ１２とは、第１のフォトカプラ１１のフォトトラン
ジスタ１４と第２のフォトカプラ１２のフォトダイオー
ド１５とが高位電源Ｖｃｃとグランドとの間に直列接続
され、第１のフォトカプラ１１のフォトダイオード１３
と第２のフォトカプラ１２のフォトトランジスタ１６と
が高位電源Ｖｃｃとグランドとの間に直列接続されて、
両フォトカプラ１１，１２が接続されている。
【００１４】また、このような接続構成にあって、フォ
トトランジスタ１４とフォトダイオード１５との直列接
続点を入力端子１７とし、フォトダイオード１３とフォ
トトランジスタ１６との直列接続点を出力端子１８と
し、高位電源Ｖｃｃとフォトダイオード１３との間に駆
動しようとする負荷１９が接続されている。
【００１５】このような構成において、入力端子１７に
パルス信号が与えられると、第２のフォトカプラ１２の
フォトダイオード１５に電流が流れて発光し、これによ
り第２のフォトカプラ１２のフォトトランジスタ１６が
導通状態となる。フォトトランジスタ１６が導通状態に
なると、高位電源Ｖｃｃから負荷１９→第１のフォトカ
プラ１１のフォトダイオード１３→フォトトランジスタ
１６の経路によりグランドに電流が流れてフォトダイオ
ード１３が発光し、これにより第１フォトカプラ１１の
フォトトランジスタ１４が導通状態となる。
【００１６】このような状態においては、入力端子１７
に入力信号が印加されずロウレベル状態になっても、両
フォトカプラ１１，１２は発光及び受光作用を継続する
ため、負荷１９に電流が流れ続けることになる。すなわ
ち、入力信号を取り去っても負荷が連続して駆動され、
自己保持機能（ラッチアップ機能）が実現される。一
方、自己保持機能を解除する場合には、入力端子１７を
グランドレベルとしてフォトダイオード１５の発光を停
止させ、フォトトランジスタ１６を非導通状態にさせれ
ばよい。
【００１７】このような、入出力間が電気的に絶縁され
て信号が伝送され、かつ自己保持機能を備えた信号伝送
回路においては、図６あるいは図７に示したサイリスタ
カプラ１やトライアックカプラ２からなる従来の構成に
比して、急激な電位変化をともなうノイズの耐量を大幅
に向上させることが可能となる。具体的には、ノイズ耐
量値（ｄｖ／ｄｔ）は、従来のサイリスタカプラが１０
Ｖ／μｓ程度、トライアックカプラが５００Ｖ／μｓ程
度であるのに対して、上述した実施例の構成では２００
０Ｖ／μｓ程度を実現することができる。
【００１８】したがって、従来のようにスナバ回路等の
ようにノイズを吸収するための外付回路を設ける必要が
なくなり、構成を簡略化することができる。また、外付
回路を必要としないため、外付回路を付加した場合に生
じるリーク電流が発生しないので、特性を劣化させるよ
うな回路への悪影響を防止することができる。
【００１９】次に、この発明の第２及び第３の実施例を
説明する。
【００２０】図２はこの発明の第２の実施例に係る信号
伝送回路の回路構成を示す図である。なお、図２及び以
下に示す図３乃至図５において、図１と同符号のものは
同一機能を有するものであり、その説明は省略する。
【００２１】図２に示す第２の実施例の特徴とするとこ
ろは、図１に示した第２のフォトカプラ１２のフォトト
ランジスタ１６をダーリントン接続のフォトトランジス
タ２０に置き換えて構成したことにある。このような構
成にあっては、前述した実施例と同様の効果が得られる
とともに、負荷１９に流れる負荷電流を大きくすること
が可能となるため、負荷容量の大きな負荷１９を駆動制
御することができる。
【００２２】図３はこの発明の第３の実施例に係る信号
伝送回路の回路構成を示す図である。この第３の実施例
の特徴とするところは、図１に示した第１のフォトカプ
ラ１１のフォトダイオード１３を互いに逆方向に並列接
続されたフォトダイオード２１に置き換え、図１に示し
た第２のフォトカプラ１２のフォトトランジスタ１６を
フォトＭＯＳＦＥＴ２２に置き換えて構成したことにあ
る。このような構成にあっては、前述した実施例と同様
の効果を得ることができるとともに、負荷１９に交流電
源を接続することにより、交流電流が流れる負荷１９を
駆動制御することができる。
【００２３】上述した実施例の信号伝送回路は、図４あ
るいは図５に示すように、１つのパッケージに集積化し
て収納することができる。
【００２４】図４は図１及び図２に示した実施例におけ
るパッケージの構成を示す図であり、図４(a) に示すよ
うに、フレームＦ１に配置された入力側のフォトトラン
ジスタ１４とフレームＦ３に配置された入力側のフォト
ダイオード１５とが入力端子となるフレームＦ２を介し
て接続され、出力側のフォトダイオード１３及び出力側
のフォトトランジスタ１６，２０がフレームＦ５に共通
配置され、図４(b) に示すように、入力側のフレームＦ
１〜Ｆ３と出力側のフレームＦ４〜Ｆ５が上下に対向配
置され、図４(c) あるいは図４(d) に示すように、回路
は６端子（Ｔ１〜Ｔ６）のパッケージとして収納され
る。
【００２５】図５は図３に示した実施例におけるパッケ
ージの構成を示す図であり、図５(a) に示すように、入
力側の構成は図４と同様であり、フレームＦ７とフレー
ムＦ８に互いに逆方向に並列接続されるフォトダイオー
ド２１が配置され、フレームＦ５及びＦ７に配置された
ＭＯＳＦＥＴ２３とフレームＦ６に配置されたフォトダ
イオード列２４によりフォトＭＯＳＦＥＴ２２が構成さ
れ、図５（b)に示すように、入力側のフレームＦ１〜Ｆ
４と出力側のフレームＦ５〜Ｆ８とが上下に対向配置さ
れ、図５(c) に示すように、回路は８端子（Ｔ１〜Ｔ
８）のパッケージとして収納されている。
【００２６】このように、１つのパッケージに収納され
て外付回路を必要としないため使い易い回路を提供する
ことができる。
【００２７】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、一方のフォトカプラの受光部と他方のフォトカプラ
の発光部を直列接続して入力段を構成し、一方のフォト
カプラの発光部と他方のフォトカプラの受光部を直列接
続して出力段を構成して負荷を駆動制御するようにした
ので、外部に新たな構成を付加することなくノイズ耐量
を大幅に向上させることが可能な自己保持機能を備えた
信号伝送回路を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１の実施例に係る信号伝送回路の
構成を示す図である。
【図２】この発明の第２の実施例に係る信号伝送回路の
構成を示す図である。
【図３】この発明の第３の実施例に係る信号伝送回路の
構成を示す図である。
【図４】図１及び図２に示す回路構成におけるパッケー
ジの構造を示す図である。
【図５】図３に示す回路構成におけるパッケージの構造
を示す図である。
【図６】従来の信号伝送回路の回路構成を示す図であ
る。
【図７】従来の信号伝送回路の他の回路構成を示す図で
ある。
【符号の説明】
１１，１２ フォトカプラ １３，１５，２１ フォトダイオード １４，１６，２０ フォトトランジスタ ２２ フォトＭＯＳＦＥＴ Ｆ１〜Ｆ８ フレーム Ｔ１〜Ｔ８ 端子

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 電気信号を光信号に変換する第１の発光
    手段とこの第１の発光手段の光信号を受けて電気信号に
    変換する第１の受光手段とからなる第１のフォトカプラ
    と、 電気信号を光信号に変換する第２の発光手段とこの第２
    の発光手段の光信号を受けて電気信号に変換す第２の受
    光手段とからなる第２のフォトカプラを備え、 前記第１の受光手段と前記第２の発光手段とが高位電源
    と低位電源間に直列接続されて直列接続点を入力端子と
    し、 前記第１の発光手段と前記第２の受光手段とが高位電源
    と低位電源間に接続されて前記第１の発光手段に駆動制
    御される負荷が接続されてなることを特徴とする信号伝
    送回路。
  2. 【請求項２】 前記発光手段はフォトダイオードからな
    り、前記受光手段はフォトトランジスタからなることを
    特徴とする請求項１記載の信号伝送回路。
  3. 【請求項３】 前記第１の発光手段は互いに逆方向に並
    列接続されたフォトダイオードからなり、前記第２の受
    光手段はフォトＭＯＳＦＥＴからなることを特徴とする
    請求項１記載の信号伝送回路。
  4. 【請求項４】 前記信号伝送回路は、１つのパッケージ
    に収納されてなることを特徴とする請求項１，２又は３
    記載の信号伝送回路。
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