JP3113062B2 - スイッチ回路 - Google Patents
スイッチ回路Info
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Description
端子間に生ずる電圧降下を補償するためのスイッチ回路
に関する。
しては、機械式スイッチ(リレー)や半導体スイッチ等
があった。これらのスイッチはいずれも内部抵抗を有し
ているため、スイッチオンによって電流が流れると電圧
降下が生じ、これが回路電圧の誤差の原因となったり、
又、通電電流により電圧降下が変動する等の欠点があっ
た。これらを解決するものとして、例えば図2に示す提
案(特開昭62−235814号)が既になされてい
る。図2を説明すると、1はスイッチ回路、2は電圧降
下補償回路(以下補償回路と称す)でA,Bはスイッチ
端子である。一方のスイッチ端子Aとオペアンプ20の非
反転入力端子を接続し、もう一方のスイッチ端子Bを抵
抗23を介して前記オペアンプ20の反転入力端子に接続
し、更に、前記オペアンプ20の出力端子とMOSFET
21,22のゲートを接続し、MOSFET21のドレインは
スイッチ端子Aへ電源27、図示極性のダイオード26を介
して接続している。又、MOSFET22のドレインはス
イッチ端子Aへ電源28、ダイオード29を介して接続し、
更に、MOSFET21,22のソースとスイッチ回路1の
一方の通電端子fを接続し、スイッチ回路1のもう一方
の通電端子gはスイッチ端子Bと接続し、又、ツェナー
ダイオード24,25を互いに逆方向の極性にして直列に接
続し、このツェナーダイオード24の一端を前記オペアン
プ20の反転入力端子に、ツェナーダイオード25の一端を
オペアンプ20の出力端子に接続している。
ッチ回路1が閉となった時には、オペアンプ20がスイッ
チ端子A,B間の電位を等しくなるような出力を与え、
それによって、MOSFET21,電源27,ダイオード2
6,又はMOSFET22,電源28,ダイオード29が動作
するため、スイッチ端子A,B間の電圧降下はほぼ零と
なってスイッチ回路1の電圧降下は補償される。一方、
スイッチ回路1が開となった場合には、スイッチ端子
A,B間には電流が流れないが、このときオペアンプ20
の出力は、ツェナーダイオード24,25によりそのツェナ
ー電圧で決まる電圧以上に保持されて、オペアンプ20が
飽和したり破壊されるのを防止している。
路によれば、スイッチ回路が開の状態ではオペアンプ20
の出力がツェナーダイオード24,25のツェナー電圧に保
持されるているため、スイッチ回路が開→閉となった直
後にはスイッチ端子A,B間にも不要の出力電圧が発生
し、オペアンプ20の補償動作が充分開始するまでの期
間、スパイク状のノイズとなって残ることとなる。又、
スイッチ回路が開の時のスイッチ端子A,B間のインピ
ーダンスは抵抗23によって決まり、これを充分大きくす
るためには抵抗23を大きくする必要がある。しかし抵抗
23が大きすぎると、オペアンプ20の反転入力端子のイン
ピーダンスが上がって浮遊容量や外来ノイズの影響を受
け易くなるため、抵抗23をあまり大きくできない。本発
明は上記問題点を解決するためになされたものであり、
スイッチの電圧降下を補償し、かつ補償回路の動作遅れ
によるノイズが発生せず、更に、開路時のインピーダン
スも非常に高い、理想に近いスイッチ回路を提供するこ
とを目的としている。
に、本発明では図1に示すように非反転入力端子を入力
端子Aに接続し、反転入力端子をフィードバック端子と
する演算増幅器20を有する補償回路2と、前記補償回路
と直列に接続して出力端子Bとなる主スイッチ回路1
と、前記補償回路のフィードバック端子Eに1端が接続
され他端を主スイッチ回路1の入力側D及び出力側Bに
接続された切替用の第1,第2の各スイッチ回路3,4
と、前記主スイッチ及び第1,第2の各スイッチに切替
信号を与えるスイッチ駆動回路5とから構成した。
が与えらている場合には、主スイッチ回路1及び切替用
スイッチ回路4は閉となり、切替用スイッチ回路3は開
となるようにスイッチ駆動回路5により制御される。そ
の結果、補償回路2のフィードバック点Eはスイッチ端
子Bが選択されるため、補償回路2及び主スイッチ回路
1の動作により、スイッチ端子A,Bの電位は等しく保
たれ、スイッチ端子A,B間に電流が流れても電圧降下
は発生しない。一方、開/閉制御端子Cよりスイッチ回
路に開の指令が与えられている場合には、主スイッチ回
路1及び切替用スイッチ回路4は開となり、切替用スイ
ッチ回路3は閉となる。その結果、補償回路2のフィー
ドバック点Eは図中D点が選択されるため、スイッチ端
子AとD点が等電位となるよう動作する。このとき、主
スイッチ回路1及び切替用スイッチ回路4は開の状態で
あるため、スイッチ端子A,B間は非常に高いインピー
ダンスとすることができる。なお、補償回路2のフィー
ドバック点Eの入力インピーダンスが充分高い場合に
は、切替用スイッチ回路3,4へは殆んど電流が流れな
いため、これら切替用スイッチ回路3,4による電圧降
下の影響は無視できる値である。主スイッチ回路が開→
閉となった瞬間には、スイッチ端子AとD点は同電位で
あるため、補償回路2に動作遅れがあったとしても、そ
の間は主スイッチ回路1の電圧降下を充分に補償できな
いのみで、不要なノイズを発生することはない。又、主
スイッチ回路1には本来、動作抵抗の充分低い素子を使
うため、補償できない期間の影響は殆んどない。
は本発明によるスイッチ回路の一実施例の構成図であ
り、図2と同一部分については同一符号を付して説明を
省略する。図1において、補償回路2はオペアンプ20の
反転入力端子への抵抗とツェナーダイオードとの接続が
ないことを除いて、図2と同様である。主スイッチ回路
1はMOSFET11,12からなり、その一端はスイッチ
端子Bへ、他端D点は補償回路2を介してスイッチ端子
Aへ接続されている。なお、ソースは共通にして電源58
に、ゲートは夫々フォトカプラー52に接続される。補償
回路2のフィードバック点Eは切替用スイッチ回路3,
4を介してD点及びスイッチ端子Bへ接続されている。
なお、切替用スイッチ回路3,4は共にMOSFET3
1,32,41,42からなる。ここで切替用スイッチ回路3
を構成するMOSFET31,32はソースを共通にして電
源57に接続し、ゲートは夫々フォトカプラー51に、又、
MOSFET31,32の各ドレインはE点,D点に接続さ
れている。同じく切替用スイッチ回路4を構成するMO
SFET41,42も素子構成は前記切替用スイッチ回路3
の場合と同様であり、各ソースは電源59に、又、ゲート
は夫々フォトカプラー53に、MOSFET41,42の各ド
レインはE点,B点に接続されている。主スイッチ回路
1及び切替用スイッチ回路3,4を、開/閉制御端子C
の信号に応じて駆動するため、フォトカプラー51〜54,
抵抗54〜56,電源57〜59,反転回路60からなるスイッチ
駆動回路5を図のように接続する。
開/閉制御端子Cよりスイッチ回路に閉の指令が与えら
れると、フォトカプラー52,53がオン状態となるため、
電源58,59の電圧が、MOSFET11,12,41,42のゲ
ート・ソース間に印加され、主スイッチ回路1及び切替
用スイッチ回路4は閉の状態となる。一方、フォトカプ
ラー51は反転回路60によってオフ状態となる。従って、
電源57の電圧はMOSFET31,32のゲート・ソース間
に印加されず、切替用スイッチ回路3は開の状態とな
る。この状態においては、補償回路2のフィードバック
端子E、即ち、オペアンプ20の反転入力端子は切替用ス
イッチ回路4を介してスイッチ端子Bに接続されている
ため、オペアンプ20はMOSFET21,22、電源27,2
8、ダイオード26,29と共に、スイッチ端子A,B間の
電位を等しく保つ動作を行なう。その結果、スイッチ端
子A,B間に電流が流れてもこの端子間に電圧降下は発
生しない。
に開の指令が与えられると、フォトカプラー51がオン、
フォトカプラー52,53がオフとなるため、前述とは逆の
作用により切替用スイッチ回路3が閉、主スイッチ回路
1及び切替用スイッチ回路4が開の状態となる。その結
果、補償回路2のフィードバック点Eは切替用スイッチ
回路3を介してD点に接続されるため、スイッチ回路は
スイッチ端子AとD点が等電位となるよう動作する。こ
のとき、主スイッチ回路1及び切替用スイッチ回路4は
開の状態であるため、スイッチ端子A,B間はMOSF
ET11,12,41,42のオフ時のインピーダンスで決まる
非常に高いインピーダンスとすることができる。なお、
オペアンプ20の反転入力端子の入力インピーダンスは非
常に高いため、切替用スイッチ回路3,4を構成するM
OSFET31,32,41,42には電流が殆んど流れず、こ
れらの電圧降下の影響は無視できる値である。
路が開→閉となった瞬間には、スイッチ端子AとD点は
同電位であるため、補償回路2に動作遅れがあったとし
てもその間は主スイッチ回路1の電圧降下を充分に補償
できないのみで、不要なノイズを発生することはない。
又、スイッチ回路1を構成するMOSFET11,12は本
来動作抵抗の充分低い素子であるため、電圧降下を補償
できない期間の影響は殆んどない。上記実施例によれ
ば、閉路時の電圧降下は殆んど発生せず、開路時のイン
ピーダンスが非常に高く、かつ開→閉切替時のノイズも
発生しない理想的なスイッチ回路を実現できる。
FET11,12を用いているが、これを機械式のスイッチ
(リレー)や逆並列に接続したサイリスタや双方向サイ
リスタや通常のFETに置き換えても、スイッチ駆動回
路5を若干修正するのみで、同様の作用,効果が得られ
る。又、上記各実施例では補償回路2のオペアンプ20で
MOSFET21,22を駆動しているが、このMOSFE
T21,22に代えて電流増幅率の高いトランジスタや、F
ETとトランジスタをダーリントン接続したエミッタフ
ォロワ回路を用いても同様の作用,効果が得られる。
スイッチ回路と補償回路を直列に接続し、補償回路のフ
ィードバック点を第1,第2の切替用スイッチ回路で切
替える構成としたので、閉路時の電圧降下をほぼ零とな
るよう補償し、一方、開路時のインピーダンスが非常に
高く、かつ補償回路の動作遅れによるノイズが発生しな
い理想的なスイッチ回路を提供することができる。
図。
Claims (1)
- 【請求項1】 非反転入力端子を入力端子に接続し、反
転入力端子をフィードバック端子とする演算増幅器を有
する電圧降下補償回路と、前記電圧降下補償回路と直列
に接続して出力端子となる主スイッチ回路と、前記電圧
降下補償回路のフィードバック端子に1端が接続され他
端を主スイッチ回路の入力側及び出力側に接続された切
替用の第1,第2の各スイッチ回路と、前記主スイッチ
及び第1,第2の各スイッチに切替信号を与えるスイッ
チ駆動回路とを備えたことを特徴とするスイッチ回路。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP04134197A JP3113062B2 (ja) | 1992-04-27 | 1992-04-27 | スイッチ回路 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP04134197A JP3113062B2 (ja) | 1992-04-27 | 1992-04-27 | スイッチ回路 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05304449A JPH05304449A (ja) | 1993-11-16 |
JP3113062B2 true JP3113062B2 (ja) | 2000-11-27 |
Family
ID=15122704
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP04134197A Expired - Fee Related JP3113062B2 (ja) | 1992-04-27 | 1992-04-27 | スイッチ回路 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3113062B2 (ja) |
-
1992
- 1992-04-27 JP JP04134197A patent/JP3113062B2/ja not_active Expired - Fee Related
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JPH05304449A (ja) | 1993-11-16 |
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