JP3244156B2 - ユニバーサル制御出力回路 - Google Patents
ユニバーサル制御出力回路Info
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Description
ナログ信号や接点信号等の複数種類の出力信号を有する
出力回路に係り、特にこれら出力信号を共通の端子を用
いて出力する改良に関する。
かかる特開平4−373007号公報等に開示されてい
る。このような装置においては、4−20mAのような
アナログ電流信号はアナログ出力モジュールから供給さ
れ、オープンコレクタ出力信号はリレー出力モジュール
から供給され、電圧パルス出力信号はアナログ出力モジ
ュールから供給される。電気炉であればソリッドステー
トリレーSSRによりヒータを制御するが、この制御信
号としてSSRの種類に応じてアナログ電流信号若しく
は電圧パルス出力信号が送られる。また電気炉の冷却を
するバルブの弁開度制御信号としてオープンコレクタ出
力信号が用いられている。そして、温度調節計では制御
出力としてアナログ電流信号、電圧パルス出力信号若し
くはオープンコレクタ出力信号の何れかをスイッチで選
択する形式になっている。
の操作出力に応じて出力端子を設けるのは煩雑である。
そこで、従来はアナログ電流信号と電圧パルス出力信号
を共通の端子で出力し、オープンコレクタ出力信号は別
端子としていた。ところが近年一層の低価格化に対処す
るため、これら3種類の操作出力を全て共通化した端子
構造が望まれていた。本発明はこのような課題を解決し
たもので、3種類の操作出力を全て共通の端子から出力
するユニバーサル制御出力回路を提供することを目的と
する。
発明は、入力されるオンオフ信号をアナログ電圧信号に
変換するフィルタ回路と、電流制御部が出力端子に出力
するアナログ電流信号を電圧信号に変換する電流電圧変
換部と、この電流電圧変換部の出力信号と当該フィルタ
回路から送られるアナログ電圧信号との偏差を取る誤差
検出回路と、この誤差検出回路の偏差信号がゼロとなる
ように当該アナログ電流信号を制御する前記電流制御部
と、入力されるパルス信号がベースに与えられ、コレク
タは前記出力端子に接続され、エミッタはコモン端子に
接続され、前記パルス信号に応じてオンオフするトラン
ジスタとを有している。
るときは、前記トランジスタをオフすると共に、前記フ
ィルタ回路にオンオフ信号を供給し、電圧パルス信号を
負荷に供給するときは、前記フィルタ回路にオン信号を
供給して前記電流制御部から一定電流を供給すると共
に、前記トランジスタにパルス信号を供給して、当該ト
ランジスタにより当該電流制御部から当該負荷に供給す
る一定電流をオンオフし、オープンコレクタ出力信号を
負荷に供給するときは、前記フィルタ回路にオフ信号を
供給して前記電流制御部からの電流供給を停止すると共
に、前記トランジスタに直流電源を接続すると共にパル
ス信号によりオンオフし、アナログ電流信号、電圧パル
ス信号、オープンコレクタ出力信号を共通の出力端子か
ら出力することを特徴としている。
あるオンオフ信号入力用に、フィルタ部、電流電圧変換
部、誤差検出回路並びに電流制御部を有している。パル
ス信号入力用にトランジスタを有している。アナログ電
流信号を負荷に供給するときは、オンオフ信号入力回路
を用い、パルス信号入力回路をオフする。電圧パルス信
号を負荷に供給するときは、オンオフ信号入力回路を定
電流源に転用し、パルス信号入力回路でこの定電流源を
オンオフ制御する。オープンコレクタ出力信号を負荷に
供給するときは、オンオフ信号入力回路をオフし、パル
ス信号入力回路に直流電源を接続してパルス信号を出力
する。
は本発明の一実施例を示すユニバーサル制御出力回路の
構成ブロック図である。図において、オンオフ信号絶縁
部10は、パルス幅制御信号PWMを入力して、入力さ
れたオンオフ波形に対応するオンオフ信号を出力する。
フィルタ部20は、オンオフ信号絶縁部10から送られ
たオンオフ信号のデューティ比に応じたアナログ電圧を
求めるもので、パルス幅制御信号PWMをD/A変換し
ている。
グ電流信号を変換した電圧信号とフィルタ部20で平滑
化したアナログ電圧信号との誤差信号を検出する。電流
制御部40は、誤差検出部30の偏差信号がゼロとなる
ようにアナログ電流信号を出力端子OUTに出力する。
電流電圧変換部50は、電流制御部40が出力端子OU
Tに出力するアナログ電流信号を電圧信号に変換する回
路である。これら誤差検出部30、電流制御部40並び
に電流電圧変換部50の帰還制御ループは、電圧制御定
電流回路として作用する。
力して、入力されたオンオフ波形に対応するパルス信号
を出力するもので、絶縁にはフォトカプラPC2を用い
ている。出力回路70は、パルス信号絶縁部60から送
られるパルス信号に応動して負荷側にパルス信号を出力
するもので、ここでは電流制御部40の出力電流をトラ
ンジスタを用いてオンオフする構成としている。
である。図において、オンオフ信号絶縁部10では、フ
ォトカプラPC1の発光ダイオードにPWM信号が入力
され、受光トランジスタのコレクタ端子には直流電圧源
Vccが接続され、エミッタ端子には抵抗R11を介して
定電圧ダイオードD11が接続されている。定電圧ダイ
オードD11はPWM信号がオンの時、オン電圧レベル
を一定電圧に保持するもので、例えば2.5Vとする。
フィルタ部20では、定電圧ダイオードD11と並列に
接続された抵抗R21と、この抵抗R21と並列に接続
された抵抗R22とコンデンサC21の直列回路を有し
ている。フィルタ部20で平滑化した電圧信号はコンデ
ンサC21に蓄えられる。
マイナス端子には、入力抵抗R31を介してコンデンサ
C21の出力電圧が入力され、プラス端子には電流電圧
変換部50からの信号が入力され、マイナス端子と出力
端子との間には積分用のコンデンサC31が接続されて
いる。電流制御部40では、トランジスタTr1のベー
ス端子とオペアンプU31の出力端子の間には抵抗R4
1が挿入され、ベース・エミッタ端子間には抵抗R42
が接続され、エミッタ端子には24V等の直流電源Vcc
が接続されている。電流電圧変換部50では、抵抗R5
1がトランジスタTr1のコレクタ端子に接続されたも
ので、電流電圧変換を行う。オペアンプU51は差動ア
ンプで、プラス端子には抵抗R51のコレクタ端子側と
接続された抵抗R52と接地抵抗R53が接続されてい
る。またマイナス端子には、抵抗R51のダイオード側
と接続された抵抗R54と帰還抵抗R55が接続されて
いる。オペアンプU51の出力端子とオペアンプU31
のプラス端子との間には、抵抗R56が接続されてい
る。ダイオードD51はアノード端子側が抵抗R51に
接続され、カソード端子側がトランジスタTr2のコレ
クタ端子に接続されると共に、出力端子OUTに接続さ
れたもので、トランジスタTr1に逆電圧が印加されな
いように保護をする。
PC2の発光ダイオードが抵抗R61を介して直流電圧
源Vccと接続され、パルス信号が入力されると共に、受
光トランジスタのコレクタ端子が抵抗R61を介して直
流電圧源Vccと接続され、エミッタ端子が抵抗R63を
介して接地されている。出力回路70では、トランジス
タTr2のベース端子にフォトカプラPC2の受光トラ
ンジスタのエミッタ端子が接続されると共に、エミッタ
端子は接地されている。ゼナーダイオードD71はトラ
ンジスタTr2のベース・コレクタ端子間に挿入された
もので、COM・OUT端子間に過大電圧が印加された
ときに、トランジスタTr2を保護する。ダイオードD
72とコンデンサC71の並列回路は、トランジスタT
r2のコレクタ・エミッタ端子間に挿入されたもので、
トランジスタTr2の保護をする。
力端子OUT並びにコモン端子COMの3端子構成とし
ており、負荷の接続形式としては2種類ある。第1は出
力端子OUTとコモン端子COMに負荷LBを接続する
もので、アナログ電流出力と電圧パルス信号の場合に用
いられる。第2は直流電源端子Vccと出力端子OUTに
負荷LAを接続するもので、オープンコレクタ出力の場
合に用いられる。ここでは、直流電源端子Vccとコモン
端子COMの間に24V等の直流外部電源BATが接続
されている。
明する。図3は4−20mA等のアナログ電流を負荷L
Bに供給する場合の構成図である。フォトカプラPC2
をオフして、実質的にパルス信号絶縁部60と出力回路
70の大部分を取り除いた回路と同一になっている。フ
ォトカプラPC1には、オンオフ信号PWMが送られる
ので、オンオフ信号絶縁部10とフィルタ回路20によ
りオンオフ信号のデューティ比に応じたアナログ電圧信
号に変換する。そして、誤差検出部30、電流制御部4
0並びに電流電圧変換部50の帰還制御ループにより、
アナログ電圧信号に応じたアナログ電流信号を負荷LB
に供給する。
る場合の構成図である。一般に電圧パルス信号用の負荷
LBは数百Ω程度なので、負荷電流は[電源電圧/負荷
抵抗]以上は流れない。まず、フォトカプラPC1には
オン信号が送られるので、オンオフ信号絶縁部10とフ
ィルタ回路20により[オン時間:オフ時間=1:0]
に応じたアナログ電圧信号が発生する。そして、誤差検
出部30、電流制御部40並びに電流電圧変換部50の
帰還制御ループにより、負荷LBに流れる負荷電流を一
定電流に制限して、トランジスタTr2がオンした時や
負荷LBを誤って短絡させた場合等に過大電流により回
路が損傷するのを防止している。電圧パルス信号はフォ
トカプラPC2で絶縁されてトランジスタTr2に送ら
れる。すると、出力回路70は電流制御部40から負荷
LBに加えられる電圧をトランジスタTr2によりオン
オフする。
接続する場合の構成図である。フォトカプラPC1には
オフ信号が送られるので、オンオフ信号絶縁部10とフ
ィルタ回路20により[オン時間:オフ時間=0:1]
に応じたアナログ電圧信号が発生する。そして、誤差検
出部30、電流制御部40並びに電流電圧変換部50の
帰還制御ループでは、アナログ出力電流をゼロにする。
オープンコレクタ出力はフォトカプラPC2で絶縁され
てトランジスタTr2に送られる。すると、出力回路7
0はトランジスタTr2のオンオフに応じて、直流外部
電源BATから送られる24V等の定電圧信号を負荷L
Aに供給する。
側の絶縁を確保するため、オンオフ信号絶縁部10とパ
ルス信号絶縁部60を設けてフォトカプラPCを実装し
ているが、安全規格等の制限がなく信号の絶縁が不要な
場合は、フォトカプラPCを設けなくても動作に支障は
ない。
ランジスタTr1を要部とする電流出力回路と、トラン
ジスタTr2を要部とするオープンコレクタ出力回路を
合体させることでパルス出力機能を実現したので、出力
端子を3種類の出力の間で共通にできるという効果があ
る。例えば、4チャンネル多点調節計の場合、本発明に
よれば出力端子4、コモン端子1、外部電源端子1の6
端子で実現できる。これに対して、従来のようにアナロ
グ電流信号と電圧パルス出力信号を共通の端子で出力
し、オープンコレクタ出力信号は別端子とする構成によ
れば、前者にはコモン端子を含めて5端子、後者にもコ
モン端子を含めて5端子必要で、他に外部電源端子1が
付設されるから、同一機能で最低11端子必要とされて
いた。
回路の構成ブロック図である。
給する場合の構成図である。
成図である。
合の構成図である。
Claims (1)
- 【請求項1】入力されるオンオフ信号をアナログ電圧信
号に変換するフィルタ回路と、電流制御部が出力端子に
出力するアナログ電流信号を電圧信号に変換する電流電
圧変換部と、この電流電圧変換部の出力信号と当該フィ
ルタ回路から送られるアナログ電圧信号との偏差を取る
誤差検出回路と、この誤差検出回路の偏差信号がゼロと
なるように当該アナログ電流信号を制御する前記電流制
御部と、 入力されるパルス信号がベースに与えられ、コレクタは
前記出力端子に接続され、エミッタはコモン端子に接続
され、前記パルス信号に応じてオンオフするトランジス
タとを有し、 アナログ電流信号を負荷に供給するときは、前記トラン
ジスタをオフすると共に、前記フィルタ回路にオンオフ
信号を供給し、 電圧パルス信号を負荷に供給するときは、前記フィルタ
回路にオン信号を供給して前記電流制御部から一定電流
を供給すると共に、前記トランジスタにパルス信号を供
給して、当該トランジスタにより当該電流制御部から当
該負荷に供給する一定電流をオンオフし、 オープンコレクタ出力信号を負荷に供給するときは、前
記フィルタ回路にオフ信号を供給して前記電流制御部か
らの電流供給を停止すると共に、前記トランジスタに直
流電源を接続すると共にパルス信号によりオンオフし、 前記アナログ電流信号、電圧パルス信号、オープンコレ
クタ出力信号を共通の出力端子から出力する ことを特徴
とするユニバーサル制御出力回路。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP23489994A JP3244156B2 (ja) | 1994-09-29 | 1994-09-29 | ユニバーサル制御出力回路 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP23489994A JP3244156B2 (ja) | 1994-09-29 | 1994-09-29 | ユニバーサル制御出力回路 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0895603A JPH0895603A (ja) | 1996-04-12 |
JP3244156B2 true JP3244156B2 (ja) | 2002-01-07 |
Family
ID=16978051
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP23489994A Expired - Fee Related JP3244156B2 (ja) | 1994-09-29 | 1994-09-29 | ユニバーサル制御出力回路 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3244156B2 (ja) |
-
1994
- 1994-09-29 JP JP23489994A patent/JP3244156B2/ja not_active Expired - Fee Related
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JPH0895603A (ja) | 1996-04-12 |
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