JP3537735B2 - 電流出力装置 - Google Patents
電流出力装置Info
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- JP3537735B2 JP3537735B2 JP2000125381A JP2000125381A JP3537735B2 JP 3537735 B2 JP3537735 B2 JP 3537735B2 JP 2000125381 A JP2000125381 A JP 2000125381A JP 2000125381 A JP2000125381 A JP 2000125381A JP 3537735 B2 JP3537735 B2 JP 3537735B2
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Description
【０００１】本発明は、プラントなどにおいてプロセス
制御などを行う際に用いられる電流出力装置に関し、特
に、入力される電圧信号に応じた電圧信号を出力する電
流出力装置に関する。
制御などを行う際に用いられる電流出力装置に関し、特
に、入力される電圧信号に応じた電圧信号を出力する電
流出力装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、プラントなどにおいて、プロセス
の制御を行う際にバルブやアクチュエータ等の後方機器
に対する電圧信号を、電流出力回路を用いて、一般に４
〜２０ｍＡの電流信号に変換して出力している。電流出
力回路を備えた電流出力装置には、制御回路を備えたモ
ジュールをマウントベースに装着して用いる分離型と、
これらモジュールとマウントベースが一体となっている
一体型のものがあり、プラントなどの現場では、電流出
力装置の小型化が求められている。
の制御を行う際にバルブやアクチュエータ等の後方機器
に対する電圧信号を、電流出力回路を用いて、一般に４
〜２０ｍＡの電流信号に変換して出力している。電流出
力回路を備えた電流出力装置には、制御回路を備えたモ
ジュールをマウントベースに装着して用いる分離型と、
これらモジュールとマウントベースが一体となっている
一体型のものがあり、プラントなどの現場では、電流出
力装置の小型化が求められている。
【０００３】このような電流出力回路の構成例を図４に
示す。従来の電流出力回路は、直流電源２１から電力を
供給され、外部から入力される入力電圧信号Ｖに対応し
た電流信号Ｉを、信号ラインを介して外部負荷２４に供
給する出力回路２２を備える。出力回路２２は、直流電
源２１から電力の供給を受けて、入力電圧信号Ｖに対応
した電流信号Ｉを出力する回路であり、抵抗体２３と差
動増幅器ＯＰとトランジスタＴｒを含んで構成される。
示す。従来の電流出力回路は、直流電源２１から電力を
供給され、外部から入力される入力電圧信号Ｖに対応し
た電流信号Ｉを、信号ラインを介して外部負荷２４に供
給する出力回路２２を備える。出力回路２２は、直流電
源２１から電力の供給を受けて、入力電圧信号Ｖに対応
した電流信号Ｉを出力する回路であり、抵抗体２３と差
動増幅器ＯＰとトランジスタＴｒを含んで構成される。
【０００４】直流電源２１は抵抗値Ｒ0 の抵抗体２３を
介してトランジスタＴｒのコレクタに接続される。ま
た、トランジスタＴｒのベースには差動増幅器ＯＰの出
力端子が接続され、エミッタには外部負荷２４が接続さ
れている。入力電圧信号Ｖは差動増幅器ＯＰの非反転入
力端子に入力され、抵抗体２３を介した直流電源２１が
差動増幅器ＯＰの反転入力端子にフィードバックされて
いる。
介してトランジスタＴｒのコレクタに接続される。ま
た、トランジスタＴｒのベースには差動増幅器ＯＰの出
力端子が接続され、エミッタには外部負荷２４が接続さ
れている。入力電圧信号Ｖは差動増幅器ＯＰの非反転入
力端子に入力され、抵抗体２３を介した直流電源２１が
差動増幅器ＯＰの反転入力端子にフィードバックされて
いる。
【０００５】この出力回路２２に入力電圧信号Ｖが入力
されると、この入力電圧信号Ｖとフィードバックされた
電圧値との差分値が差動増幅器ＯＰによって増幅され、
トランジスタＴｒのベースに与えられる。それにより、
トランジスタＴｒはＯＮとなり、直流電源２１から抵抗
体２３とトランジスタＴｒのコレクタ・エミッタとを介
して外部負荷２４に電流が流れる。
されると、この入力電圧信号Ｖとフィードバックされた
電圧値との差分値が差動増幅器ＯＰによって増幅され、
トランジスタＴｒのベースに与えられる。それにより、
トランジスタＴｒはＯＮとなり、直流電源２１から抵抗
体２３とトランジスタＴｒのコレクタ・エミッタとを介
して外部負荷２４に電流が流れる。
【０００６】外部負荷２４のインピーダンス値は、接続
される後方機器によって異なるが、このような構成の電
流出力回路では、外部負荷２４を含む信号ラインのイン
ピーダンスの値が増減しても、入力電圧信号Ｖに対応し
た電流信号Ｉを出力することができる。したがって、信
号ラインのインピーダンスの値が外部負荷２４の値に対
して無視できないような場合であっても、後方機器では
入力電圧信号Ｖに対応した電流信号Ｉを得ることができ
る。
される後方機器によって異なるが、このような構成の電
流出力回路では、外部負荷２４を含む信号ラインのイン
ピーダンスの値が増減しても、入力電圧信号Ｖに対応し
た電流信号Ｉを出力することができる。したがって、信
号ラインのインピーダンスの値が外部負荷２４の値に対
して無視できないような場合であっても、後方機器では
入力電圧信号Ｖに対応した電流信号Ｉを得ることができ
る。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】この電流出力回路に用
いられる直流電源２１は、外部負荷２４の値が大きい場
合であっても入力電圧信号Ｖに対応した電流信号Ｉが出
力回路２２から出力されるように、十分高い電圧を供給
するものでなければならない。しかし、直流電源２１の
電圧値Ｖ0 を高く設定すると、外部負荷２４の値が小さ
く出力回路２２から出力される電流が大きい場合には、
出力回路２２に供給される電圧が高くなり、出力回路２
２の抵抗体２３及びトランジスタＴｒにおける消費電力
が大きくなる。
いられる直流電源２１は、外部負荷２４の値が大きい場
合であっても入力電圧信号Ｖに対応した電流信号Ｉが出
力回路２２から出力されるように、十分高い電圧を供給
するものでなければならない。しかし、直流電源２１の
電圧値Ｖ0 を高く設定すると、外部負荷２４の値が小さ
く出力回路２２から出力される電流が大きい場合には、
出力回路２２に供給される電圧が高くなり、出力回路２
２の抵抗体２３及びトランジスタＴｒにおける消費電力
が大きくなる。
【０００８】すなわち、外部負荷２４が大きい場合を想
定して直流電源２１の電圧を高く設定すれば、外部負荷
２４の値が小さい場合には出力回路２２における発熱量
が許容限度値を越えてしまい、トランジスタＴｒの故障
の原因となる。そのため、電流出力回路ではこのような
発熱対策として、一般に、トランジスタＴｒにヒートシ
ンク等の放熱板やファンなどの冷却手段が取り付けられ
ている。しかし、これでは冷却手段のスペースが必要と
なってしまい、電流出力装置の小型化が実現されないと
いう欠点があった。
定して直流電源２１の電圧を高く設定すれば、外部負荷
２４の値が小さい場合には出力回路２２における発熱量
が許容限度値を越えてしまい、トランジスタＴｒの故障
の原因となる。そのため、電流出力回路ではこのような
発熱対策として、一般に、トランジスタＴｒにヒートシ
ンク等の放熱板やファンなどの冷却手段が取り付けられ
ている。しかし、これでは冷却手段のスペースが必要と
なってしまい、電流出力装置の小型化が実現されないと
いう欠点があった。
【０００９】本発明は、上記の従来技術の問題を解決す
るためになされたものであって、その目的は、信号ライ
ンを含む外部負荷のインピーダンス値に係わらず入力電
圧信号に対応した電流信号を安定して出力し、かつ、出
力回路における発熱を抑えることのできる電流出力回路
を提供することにある。
るためになされたものであって、その目的は、信号ライ
ンを含む外部負荷のインピーダンス値に係わらず入力電
圧信号に対応した電流信号を安定して出力し、かつ、出
力回路における発熱を抑えることのできる電流出力回路
を提供することにある。
【００１０】
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明にかかる電流出力装置は、直流電源から電力の
供給を受けて入力信号に対応した電流信号を送出する出
力回路を有したモジュールと、コネクタを介してモジュ
ールと着脱可能なマウントベースとを備え、マウントベ
ース及びモジュールは、コネクタを介して装着すること
によって電流出力回路を形成し、電流出力回路は、直流
電源と出力回路との間に挿入された抵抗体と、この抵抗
体と出力回路との接続点にそのカソードが接続されたダ
イオードと、このダイオードのアノードと抵抗体と直流
電源との接続点との間に接続されて出力回路に必要な最
低電圧をダイオードのアノードに印加する定電圧電源と
からなり、抵抗体はマウントベースに設けられているこ
とを特徴とする。このように構成することにより、出力
回路において消費されていた電力の一部を抵抗体で消費
させることによって、出力回路における発熱を抑えるこ
とができ、また、定電圧電源を設けることで直流電源の
電圧値が低い場合や出力回路から出力される電流が大き
い場合であっても電圧信号に対応しした電流信号を供給
することができる。また、発熱体の一部がモジュールか
ら分離されることによりモジュール内の発熱は抑えら
れ、それによって冷却手段が必要なくなるのでモジュー
ルの小型化が可能になる。
に本発明にかかる電流出力装置は、直流電源から電力の
供給を受けて入力信号に対応した電流信号を送出する出
力回路を有したモジュールと、コネクタを介してモジュ
ールと着脱可能なマウントベースとを備え、マウントベ
ース及びモジュールは、コネクタを介して装着すること
によって電流出力回路を形成し、電流出力回路は、直流
電源と出力回路との間に挿入された抵抗体と、この抵抗
体と出力回路との接続点にそのカソードが接続されたダ
イオードと、このダイオードのアノードと抵抗体と直流
電源との接続点との間に接続されて出力回路に必要な最
低電圧をダイオードのアノードに印加する定電圧電源と
からなり、抵抗体はマウントベースに設けられているこ
とを特徴とする。このように構成することにより、出力
回路において消費されていた電力の一部を抵抗体で消費
させることによって、出力回路における発熱を抑えるこ
とができ、また、定電圧電源を設けることで直流電源の
電圧値が低い場合や出力回路から出力される電流が大き
い場合であっても電圧信号に対応しした電流信号を供給
することができる。また、発熱体の一部がモジュールか
ら分離されることによりモジュール内の発熱は抑えら
れ、それによって冷却手段が必要なくなるのでモジュー
ルの小型化が可能になる。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。本実施の形態では、取り付け工事
や保守管理においてより有用である分離型の電流出力装
置に本発明を当てはめた場合について説明する。図１は
本発明の実施の形態にかかる電流出力装置の外観を示す
斜視図である。図１に示すように、電流出力装置は、マ
ウントベース１とＩ／Ｏモジュール２とから構成され、
これらはコネクタ３を介して脱着可能となっている。
を参照して説明する。本実施の形態では、取り付け工事
や保守管理においてより有用である分離型の電流出力装
置に本発明を当てはめた場合について説明する。図１は
本発明の実施の形態にかかる電流出力装置の外観を示す
斜視図である。図１に示すように、電流出力装置は、マ
ウントベース１とＩ／Ｏモジュール２とから構成され、
これらはコネクタ３を介して脱着可能となっている。
【００１３】また、図２はこの装置内の電流出力回路の
構成を示す図である。図２に示すように、マウントベー
ス１には、抵抗体１２と、直流電源１１を接続する外部
電源端子ａと、外部負荷１７を接続する外部負荷端子ｂ
とが設けられている。そしてＩ／Ｏモジュール２には、
定電圧電源１３と、ダイオードＤと、出力回路１４と、
信号変換部１５とが設けられている。ここで、出力回路
１４は、抵抗体１６と、差動増幅器ＯＰと、トランジス
タＴｒとを備え、入力電圧信号Ｖに対応した電流信号Ｉ
を出力するものである。信号変換部１５は、通信処理
部、演算部、Ｄ／Ａ変換部、電圧変換部を備え、通信回
線（図示せず）を介して制御機器（図示せず）から受信
した制御信号をＤ／Ａ変換し、入力電圧信号Ｖとして出
力回路１４に送出するものである。
構成を示す図である。図２に示すように、マウントベー
ス１には、抵抗体１２と、直流電源１１を接続する外部
電源端子ａと、外部負荷１７を接続する外部負荷端子ｂ
とが設けられている。そしてＩ／Ｏモジュール２には、
定電圧電源１３と、ダイオードＤと、出力回路１４と、
信号変換部１５とが設けられている。ここで、出力回路
１４は、抵抗体１６と、差動増幅器ＯＰと、トランジス
タＴｒとを備え、入力電圧信号Ｖに対応した電流信号Ｉ
を出力するものである。信号変換部１５は、通信処理
部、演算部、Ｄ／Ａ変換部、電圧変換部を備え、通信回
線（図示せず）を介して制御機器（図示せず）から受信
した制御信号をＤ／Ａ変換し、入力電圧信号Ｖとして出
力回路１４に送出するものである。
【００１４】マウントベース１とＩ／Ｏモジュール２と
をコネクタ３を介して接続すると、直流電源１１を接続
する外部電源端子ａには、抵抗体１２を介して出力回路
１４が接続される。また、外部電源端子ａには定電圧電
源１３も接続され、この出力もダイオードＤを介して出
力回路１４に接続される。出力回路１４の構成を簡単に
説明すると、直流電源１１は、抵抗値Ｒ0 の抵抗体１６
を介してトランジスタＴｒのコレクタに接続される。ま
た、トランジスタＴｒのベースには差動増幅器ＯＰの出
力端子が接続され、エミッタには外部負荷１７を接続す
る外部負荷端子ｂが接続されている。信号変換部１５は
差動増幅器ＯＰの非反転入力端子に接続され、抵抗体１
６を介した直流電源１１が差動増幅器ＯＰの反転入力端
子にフィードバックされている。
をコネクタ３を介して接続すると、直流電源１１を接続
する外部電源端子ａには、抵抗体１２を介して出力回路
１４が接続される。また、外部電源端子ａには定電圧電
源１３も接続され、この出力もダイオードＤを介して出
力回路１４に接続される。出力回路１４の構成を簡単に
説明すると、直流電源１１は、抵抗値Ｒ0 の抵抗体１６
を介してトランジスタＴｒのコレクタに接続される。ま
た、トランジスタＴｒのベースには差動増幅器ＯＰの出
力端子が接続され、エミッタには外部負荷１７を接続す
る外部負荷端子ｂが接続されている。信号変換部１５は
差動増幅器ＯＰの非反転入力端子に接続され、抵抗体１
６を介した直流電源１１が差動増幅器ＯＰの反転入力端
子にフィードバックされている。
【００１５】直流電源１１の電圧値は一般的に２４
［Ｖ］であることから、出力回路１４は、バラツキを含
めた±６［Ｖ］（１８〜３０［Ｖ］）の電圧が直流電源
１１から供給されている場合に、入力された入力電圧信
号Ｖに対応した４〜２０［ｍＡ］の電流信号Ｉをトラン
ジスタＴｒのエミッタから出力することになる。このと
き、外部負荷端子ｂには、信号ラインを含めて０〜７５
０［Ω］の外部負荷１７が接続されている。
［Ｖ］であることから、出力回路１４は、バラツキを含
めた±６［Ｖ］（１８〜３０［Ｖ］）の電圧が直流電源
１１から供給されている場合に、入力された入力電圧信
号Ｖに対応した４〜２０［ｍＡ］の電流信号Ｉをトラン
ジスタＴｒのエミッタから出力することになる。このと
き、外部負荷端子ｂには、信号ラインを含めて０〜７５
０［Ω］の外部負荷１７が接続されている。
【００１６】ここで、定電圧電源１３は、直流電源１１
の供給を受けて出力回路１４に定電圧Ｖ1 を供給するも
のである。この定電圧Ｖ1 は、出力回路１４が入力電圧
信号Ｖに対応した電流信号Ｉを外部負荷１７に出力する
のに必要な最低電圧である。このように、定電圧電源１
３によって出力回路１４が最大の電流信号（Ｉ＝２０ｍ
Ａ）を出力するのに必要な最低電圧Ｖ1 を供給すること
により、直流電源１１の電圧値Ｖ0 が小さく、かつ出力
すべき電流信号Ｉが大きい場合（たとえばＩ＝２０ｍ
Ａ）に、出力回路１４から出力される電流信号Ｉが不足
するのを防いでいる。
の供給を受けて出力回路１４に定電圧Ｖ1 を供給するも
のである。この定電圧Ｖ1 は、出力回路１４が入力電圧
信号Ｖに対応した電流信号Ｉを外部負荷１７に出力する
のに必要な最低電圧である。このように、定電圧電源１
３によって出力回路１４が最大の電流信号（Ｉ＝２０ｍ
Ａ）を出力するのに必要な最低電圧Ｖ1 を供給すること
により、直流電源１１の電圧値Ｖ0 が小さく、かつ出力
すべき電流信号Ｉが大きい場合（たとえばＩ＝２０ｍ
Ａ）に、出力回路１４から出力される電流信号Ｉが不足
するのを防いでいる。
【００１７】このように、マウントベース１とＩ／Ｏモ
ジュール２とがコネクタ３を介して接続されることによ
り、電流出力回路が形成される。なお、一般的には、電
流出力回路から８チャネル、１６チャネルと多チャネル
の電流信号を出力する。この場合、出力回路１４は出力
する電流信号のチャネル数に合わせて設けるが、抵抗体
１２、定電圧電源１３、ダイオードＤ及び信号変換部１
５は全てのチャネルに共通なものとして１つの電流出力
回路に１つずつ設ける。したがって、図２は電流出力回
路の出力信号が１チャネルのみに着目した場合の図であ
る。
ジュール２とがコネクタ３を介して接続されることによ
り、電流出力回路が形成される。なお、一般的には、電
流出力回路から８チャネル、１６チャネルと多チャネル
の電流信号を出力する。この場合、出力回路１４は出力
する電流信号のチャネル数に合わせて設けるが、抵抗体
１２、定電圧電源１３、ダイオードＤ及び信号変換部１
５は全てのチャネルに共通なものとして１つの電流出力
回路に１つずつ設ける。したがって、図２は電流出力回
路の出力信号が１チャネルのみに着目した場合の図であ
る。
【００１８】次に、図２を参照して、この電流出力回路
の動作を説明する。直流電源１１からの電圧Ｖ0 は、出
力回路１４に設けられたトランジスタＴｒのコレクタに
抵抗体１６を介して供給されている。制御機器（図示せ
ず）から制御信号が受信されると、この信号はＤ／Ａ変
換された後、入力電圧信号Ｖとして差動増幅器ＯＰの非
反転入力端子に入力され、この入力電圧信号Ｖに対応し
た電流信号ＩがトランジスタＴｒのエミッタから出力さ
れる。
の動作を説明する。直流電源１１からの電圧Ｖ0 は、出
力回路１４に設けられたトランジスタＴｒのコレクタに
抵抗体１６を介して供給されている。制御機器（図示せ
ず）から制御信号が受信されると、この信号はＤ／Ａ変
換された後、入力電圧信号Ｖとして差動増幅器ＯＰの非
反転入力端子に入力され、この入力電圧信号Ｖに対応し
た電流信号ＩがトランジスタＴｒのエミッタから出力さ
れる。
【００１９】ここで、電圧Ｖ0 の値が充分大きいときに
は、抵抗体１２によって電圧降下が起きた後の電圧値
が、定電圧電源１３から供給されている出力回路１４に
必要な最低電圧Ｖ1 より大きくなるが、ダイオードＤが
そのアノードを定電圧電源１３側として挿入されている
ので、すなわちダイオードＤがそのカソードを抵抗体１
２と出力回路１４との接続点ｃ側として接続されている
ので、定電圧電源１３側に電流が流入することはなく、
よって出力すべき全ての電流Ｉがマウントベース１上に
ある抵抗値Ｒの抵抗体１２を流れる。このとき、装置内
で消費される電力の一部はマウントベース１側に設けら
れた抵抗体１２で消費され、残りは出力回路１４で消費
される。
は、抵抗体１２によって電圧降下が起きた後の電圧値
が、定電圧電源１３から供給されている出力回路１４に
必要な最低電圧Ｖ1 より大きくなるが、ダイオードＤが
そのアノードを定電圧電源１３側として挿入されている
ので、すなわちダイオードＤがそのカソードを抵抗体１
２と出力回路１４との接続点ｃ側として接続されている
ので、定電圧電源１３側に電流が流入することはなく、
よって出力すべき全ての電流Ｉがマウントベース１上に
ある抵抗値Ｒの抵抗体１２を流れる。このとき、装置内
で消費される電力の一部はマウントベース１側に設けら
れた抵抗体１２で消費され、残りは出力回路１４で消費
される。
【００２０】しかし、Ｖ0 の値が小さく電流Ｉの値が大
きい場合には、マウントベース１上の抵抗体１２におけ
る電圧降下によって、ｃ点における電圧が出力回路１４
に必要な最低電圧Ｖ1 を下回ってしまうような場合があ
る。その場合には、定電圧電源１３がＶ1 を供給し、抵
抗体１２には電流ＩR ＝（Ｖ0−Ｖ1）／Ｒが流れること
によって、装置内で消費される電力の一部がマウントベ
ース１側に設けられた抵抗体１２で消費されると同時
に、出力回路１４から出力される電流信号Ｉが不足する
のを防いでいる。
きい場合には、マウントベース１上の抵抗体１２におけ
る電圧降下によって、ｃ点における電圧が出力回路１４
に必要な最低電圧Ｖ1 を下回ってしまうような場合があ
る。その場合には、定電圧電源１３がＶ1 を供給し、抵
抗体１２には電流ＩR ＝（Ｖ0−Ｖ1）／Ｒが流れること
によって、装置内で消費される電力の一部がマウントベ
ース１側に設けられた抵抗体１２で消費されると同時
に、出力回路１４から出力される電流信号Ｉが不足する
のを防いでいる。
【００２１】次に、実際の動作例をもとに、本実施の形
態を説明する。ここでは、Ｖ1 を出力回路１４の動作範
囲における最低電圧であるＶ1 ＝１８［Ｖ］に設定し、
抵抗体１２の抵抗値Ｒ＝３７．５［Ω］とする。また、
出力する電流信号Ｉは１６チャネルあり、入力された入
力電圧信号Ｖに対応して出力する１６チャネル分の電流
信号の合計Ｉtotal ＝０．１６［Ａ］、０．３２［Ａ］
の２種類の場合について、直流電源１１の電圧値Ｖ0 と
しては、一般的な動作範囲１８〜３０［Ｖ］を考慮し、
Ｖ0 ＝３０，２４，１８［Ｖ］の３種類とした場合につ
いて、図３を参照し説明する。
態を説明する。ここでは、Ｖ1 を出力回路１４の動作範
囲における最低電圧であるＶ1 ＝１８［Ｖ］に設定し、
抵抗体１２の抵抗値Ｒ＝３７．５［Ω］とする。また、
出力する電流信号Ｉは１６チャネルあり、入力された入
力電圧信号Ｖに対応して出力する１６チャネル分の電流
信号の合計Ｉtotal ＝０．１６［Ａ］、０．３２［Ａ］
の２種類の場合について、直流電源１１の電圧値Ｖ0 と
しては、一般的な動作範囲１８〜３０［Ｖ］を考慮し、
Ｖ0 ＝３０，２４，１８［Ｖ］の３種類とした場合につ
いて、図３を参照し説明する。
【００２２】（Ｉtotal ＝０．１６［Ａ］、Ｖ0 ＝３０
［Ｖ］の場合）直流電源１１から出力される電流Ｉ
total ＝０．１６［Ａ］の全てがマウントベース１上の
抵抗体１２を流れると、これによって起きる電圧降下は
６［Ｖ］である。このとき、各出力回路１４には２４
［Ｖ］が供給される。ここで、この電圧値は、定電圧電
源１３から供給されている電圧Ｖ1 ＝１８［Ｖ］より大
きくなるが、定電圧電源１３と各出力回路１４との間に
挿入されたダイオードＤにより定電圧電源１３側に電流
が流入することはない。よって、全ての電流Ｉtotal ＝
０．１６［Ａ］が抵抗体１２を流れ、各出力回路１４に
は、２４［Ｖ］の電圧が供給される。
［Ｖ］の場合）直流電源１１から出力される電流Ｉ
total ＝０．１６［Ａ］の全てがマウントベース１上の
抵抗体１２を流れると、これによって起きる電圧降下は
６［Ｖ］である。このとき、各出力回路１４には２４
［Ｖ］が供給される。ここで、この電圧値は、定電圧電
源１３から供給されている電圧Ｖ1 ＝１８［Ｖ］より大
きくなるが、定電圧電源１３と各出力回路１４との間に
挿入されたダイオードＤにより定電圧電源１３側に電流
が流入することはない。よって、全ての電流Ｉtotal ＝
０．１６［Ａ］が抵抗体１２を流れ、各出力回路１４に
は、２４［Ｖ］の電圧が供給される。
【００２３】（Ｉtotal ＝０．３２［Ａ］、Ｖ0 ＝３０
［Ｖ］の場合）直流電源１１から出力される電流Ｉ
total ＝０．３２［Ａ］の全てがマウントベース１上の
抵抗体１２を流れると、これによって起きる電圧降下は
１２［Ｖ］である。このとき、各出力回路１４には最低
電圧である１８［Ｖ］の電圧が供給される。定電圧電源
１３からの電流は流れない。
［Ｖ］の場合）直流電源１１から出力される電流Ｉ
total ＝０．３２［Ａ］の全てがマウントベース１上の
抵抗体１２を流れると、これによって起きる電圧降下は
１２［Ｖ］である。このとき、各出力回路１４には最低
電圧である１８［Ｖ］の電圧が供給される。定電圧電源
１３からの電流は流れない。
【００２４】（Ｉtotal ＝０．３２［Ａ］、Ｖ0 ＝２４
［Ｖ］の場合）直流電源１１から出力される電流が全て
抵抗体１２に流れた場合、各出力回路１４に入力される
電圧は最低駆動電圧１８［Ｖ］を下回ってしまうので、
抵抗体１２には、ＩR ＝（Ｖ0−Ｖ1）／Ｒ＝０．１６
［Ａ］が流れる。残りの０．１６［Ａ］は定電圧電源１
３に流れ、各出力回路１４には１８［Ｖ］の電圧が入力
される。
［Ｖ］の場合）直流電源１１から出力される電流が全て
抵抗体１２に流れた場合、各出力回路１４に入力される
電圧は最低駆動電圧１８［Ｖ］を下回ってしまうので、
抵抗体１２には、ＩR ＝（Ｖ0−Ｖ1）／Ｒ＝０．１６
［Ａ］が流れる。残りの０．１６［Ａ］は定電圧電源１
３に流れ、各出力回路１４には１８［Ｖ］の電圧が入力
される。
【００２５】（Ｉtotal ＝０．３２［Ａ］、Ｖ0 ＝１８
［Ｖ］の場合）この場合は、Ｖ0 ＝１８［Ｖ］と最低駆
動電圧しか供給されていないので、直流電源１１から出
力される電流が抵抗体１２に流れると、各出力回路１４
に入力される電圧は最低駆動電圧を下回ってしまう。よ
って、電流Ｉtotal ＝０．３２［Ａ］の全てが定電圧電
源１３を流れて各出力回路１４に供給される。このと
き、抵抗体１２の両端の電圧が等しいのでＩR ＝（Ｖ0
−Ｖ1）／Ｒ＝０［Ａ］となり電流は流れず、各出力回
路１４は、定電圧電源１３から１８［Ｖ］の供給を受け
る。
［Ｖ］の場合）この場合は、Ｖ0 ＝１８［Ｖ］と最低駆
動電圧しか供給されていないので、直流電源１１から出
力される電流が抵抗体１２に流れると、各出力回路１４
に入力される電圧は最低駆動電圧を下回ってしまう。よ
って、電流Ｉtotal ＝０．３２［Ａ］の全てが定電圧電
源１３を流れて各出力回路１４に供給される。このと
き、抵抗体１２の両端の電圧が等しいのでＩR ＝（Ｖ0
−Ｖ1）／Ｒ＝０［Ａ］となり電流は流れず、各出力回
路１４は、定電圧電源１３から１８［Ｖ］の供給を受け
る。
【００２６】以上のように、従来は出力回路１４で消費
されていた電力の一部を抵抗体１２で消費するようにし
たので、出力回路１４における発熱を抑えることができ
る。それにより、トランジスタＴｒなどの半導体装置の
劣化、故障の防止に寄与することができる。さらに、発
熱体である抵抗体１２をマウントベース１に設けること
で、出力回路１４だけでなくＩ／Ｏモジュール２内の発
熱も抑えることができる。したがって、出力回路１４内
に放熱構造を設ける必要がなく、制御機器等の小型化も
実現できる。さらに、直流電源１１の電圧が低く、出力
すべき電流信号Ｉが大きい場合においても最低電圧Ｖ1
を出力回路１４に供給し、所定の電流信号Ｉを出力でき
るので、電流出力装置としての安定した動作が実現でき
る。
されていた電力の一部を抵抗体１２で消費するようにし
たので、出力回路１４における発熱を抑えることができ
る。それにより、トランジスタＴｒなどの半導体装置の
劣化、故障の防止に寄与することができる。さらに、発
熱体である抵抗体１２をマウントベース１に設けること
で、出力回路１４だけでなくＩ／Ｏモジュール２内の発
熱も抑えることができる。したがって、出力回路１４内
に放熱構造を設ける必要がなく、制御機器等の小型化も
実現できる。さらに、直流電源１１の電圧が低く、出力
すべき電流信号Ｉが大きい場合においても最低電圧Ｖ1
を出力回路１４に供給し、所定の電流信号Ｉを出力でき
るので、電流出力装置としての安定した動作が実現でき
る。
【００２７】なお、上記実施の形態では定電圧電源１３
及びダイオードＤをＩ／Ｏモジュール２側に設けたが、
両方又はいずれか一方をマウントベース１側に設けるこ
とも可能である。さらに、直流電源１１を装置内に設け
ることも可能である。
及びダイオードＤをＩ／Ｏモジュール２側に設けたが、
両方又はいずれか一方をマウントベース１側に設けるこ
とも可能である。さらに、直流電源１１を装置内に設け
ることも可能である。
【００２８】また、出力回路１４は、図４の出力回路２
２と同じ構成を有するものとして説明を行ったが、これ
に限定されるものではなく、同一の機能を実現する回路
で置き換えることも可能である。また、上記実施の形態
においては、Ｉ／Ｏモジュール２内に信号変換部１５を
備え、受信した制御信号を信号変換部１５においてＤ／
Ａ変換したものを入力電圧信号Ｖとして出力回路１４に
入力しているが、端子またはコネクタを介して電圧値ま
たは電流値で与えられた制御信号を入力電圧信号Ｖとし
て入力する方法等他の方法を用いてもよい。
２と同じ構成を有するものとして説明を行ったが、これ
に限定されるものではなく、同一の機能を実現する回路
で置き換えることも可能である。また、上記実施の形態
においては、Ｉ／Ｏモジュール２内に信号変換部１５を
備え、受信した制御信号を信号変換部１５においてＤ／
Ａ変換したものを入力電圧信号Ｖとして出力回路１４に
入力しているが、端子またはコネクタを介して電圧値ま
たは電流値で与えられた制御信号を入力電圧信号Ｖとし
て入力する方法等他の方法を用いてもよい。
【００２９】
【００３０】
【発明の効果】以上説明したように本発明の電流出力装
置は、マウントベースと、出力回路を有したモジュール
とを備え、マウントベース及びモジュールは、コネクタ
を介して装着することによって電流出力回路を形成し、
電流出力回路は、直流電源と出力回路との間に挿入され
た抵抗体と、この抵抗体と出力回路との接続点にそのカ
ソードが接続されたダイオードと、このダイオードのア
ノードと抵抗体と直流電源との接続点との間に接続され
て出力回路に必要な最低電圧をダイオードのアノードに
印加する定電圧電源とからなり、少なくとも抵抗体はマ
ウントベースに設けられているので、直流電源の電圧が
高い場合であっても、電流出力回路全体で消費する電力
の一部が抵抗体で消費され、さらに発熱体である抵抗体
をマウントベースに設けることで、出力回路だけでなく
Ｉ／Ｏモジュール内の発熱も抑えることができる。した
がって、出力回路内に放熱構造を設ける必要がなく、Ｉ
／Ｏモジュールの小型化も実現できる。さらに、直流電
源の電圧が低い場合には出力回路において生成される電
流の不足分を定電圧電源によって供給することができる
ので、電流出力装置としての安定した動作が実現でき
る。
置は、マウントベースと、出力回路を有したモジュール
とを備え、マウントベース及びモジュールは、コネクタ
を介して装着することによって電流出力回路を形成し、
電流出力回路は、直流電源と出力回路との間に挿入され
た抵抗体と、この抵抗体と出力回路との接続点にそのカ
ソードが接続されたダイオードと、このダイオードのア
ノードと抵抗体と直流電源との接続点との間に接続され
て出力回路に必要な最低電圧をダイオードのアノードに
印加する定電圧電源とからなり、少なくとも抵抗体はマ
ウントベースに設けられているので、直流電源の電圧が
高い場合であっても、電流出力回路全体で消費する電力
の一部が抵抗体で消費され、さらに発熱体である抵抗体
をマウントベースに設けることで、出力回路だけでなく
Ｉ／Ｏモジュール内の発熱も抑えることができる。した
がって、出力回路内に放熱構造を設ける必要がなく、Ｉ
／Ｏモジュールの小型化も実現できる。さらに、直流電
源の電圧が低い場合には出力回路において生成される電
流の不足分を定電圧電源によって供給することができる
ので、電流出力装置としての安定した動作が実現でき
る。
【００３１】さらに、発熱体である抵抗体をＩ／Ｏモジ
ュール外部のマウントベースに設けることにより、モジ
ュール内部の半導体を熱の影響から守ることができる。
また、定電圧電源、ダイオード、出力回路その他の半導
体等の故障率が高い部品を脱着可能なＩ／Ｏモジュール
に設けることで交換がしやすくなり、保守管理において
有用となる。
ュール外部のマウントベースに設けることにより、モジ
ュール内部の半導体を熱の影響から守ることができる。
また、定電圧電源、ダイオード、出力回路その他の半導
体等の故障率が高い部品を脱着可能なＩ／Ｏモジュール
に設けることで交換がしやすくなり、保守管理において
有用となる。
【図１】 本発明の実施の形態にかかる電流出力回路を
備えるマウントベース及びＩ／Ｏモジュールの外観を示
す斜視図である。
備えるマウントベース及びＩ／Ｏモジュールの外観を示
す斜視図である。
【図２】 本発明の実施の形態にかかる電流出力回路の
構成を示す図である。
構成を示す図である。
【図３】 本発明の実施の形態において電圧及び電流の
供給状態を示す説明図である。
供給状態を示す説明図である。
【図４】 従来の電流出力回路の構成例を示す図であ
る。
る。
１…マウントベース、２…Ｉ／Ｏモジュール、３…コネ
クタ、１１…直流電源、１２，１６…抵抗体、１３…定
電圧電源、１４…出力回路、１５…信号変換部、１７…
外部負荷、Ｄ…ダイオード、Ｔｒ…トランジスタ、ＯＰ
…差動増幅器、ａ…外部電源端子、ｂ…外部負荷端子。
クタ、１１…直流電源、１２，１６…抵抗体、１３…定
電圧電源、１４…出力回路、１５…信号変換部、１７…
外部負荷、Ｄ…ダイオード、Ｔｒ…トランジスタ、ＯＰ
…差動増幅器、ａ…外部電源端子、ｂ…外部負荷端子。
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G05F 1/00 - 1/70
G05F 3/00 - 3/30
H03F 1/00 - 3/72
Claims (2)
- 【請求項１】 直流電源から電力の供給を受けて入力信
号に対応した電流信号を送出する出力回路を有したモジ
ュールと、 コネクタを介して前記モジュールと着脱可能なマウント
ベースとを備え、 前記マウントベース及び前記モジュールは、前記コネク
タを介して装着することによって電流出力回路を形成
し、 この電流出力回路は、前記直流電源と前記出力回路との
間に挿入された抵抗体と、この抵抗体と前記出力回路と
の接続点にそのカソードが接続されたダイオードと、こ
のダイオードのアノードと前記抵抗体と前記直流電源と
の接続点との間に接続されて前記出力回路に必要な最低
電圧を前記ダイオードのアノードに印加する定電圧電源
とからなり、 前記抵抗体は、前記マウントベースに設けられているこ
とを特徴とする電流出力装置。 - 【請求項２】 請求項１記載の電流出力装置において、 前記定電圧電源及び前記ダイオードは、前記モジュール
内に設けられている ことを特徴とする電流出力装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000125381A JP3537735B2 (ja) | 2000-04-26 | 2000-04-26 | 電流出力装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000125381A JP3537735B2 (ja) | 2000-04-26 | 2000-04-26 | 電流出力装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001306162A JP2001306162A (ja) | 2001-11-02 |
| JP3537735B2 true JP3537735B2 (ja) | 2004-06-14 |
Family
ID=18635349
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000125381A Expired - Fee Related JP3537735B2 (ja) | 2000-04-26 | 2000-04-26 | 電流出力装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3537735B2 (ja) |
-
2000
- 2000-04-26 JP JP2000125381A patent/JP3537735B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2001306162A (ja) | 2001-11-02 |
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