JP4103673B2 - Optical communication device - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、光通信装置に関し、特に、パワーエレクトロニクス技術を応用した電力変換装置とこの電力変換装置に各種動作定数等を定義するための外部周辺装置との間で光通信によりデータ伝送を行う際に用いられる光通信装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、パワーエレクトロニクス技術を応用した電力変換装置（以下、パワエレ装置という。）においては、図１０に示すように、パワエレ装置１０に外部周辺装置２０を接続し、この外部周辺装置２０によって、パワエレ装置１０の定数設定や、データ表示、或いはデータ収集等を行うようにしている。
【０００３】
一般に、前記外部周辺装置２０は、前記パワエレ装置１０に常時接続されるわけではなく、パワエレ装置１０を設置する際における調整時や、メンテナンス時等といった、外部周辺装置２０を必要とする時にのみ例えば通信ケーブル８０によって接続するようにしている。
また、パワエレ装置１０は、一般に内部に高電圧・大電流部が存在し、また、ノイズの厳しい環境下で使用されるため、絶縁とノイズ対策とを兼ねて、図１１に示すように、パワエレ装置１０及び外部周辺装置２０のそれぞれに、電気信号を光信号に変換するためのＥ／Ｏ変換器３２、光信号を電気信号に変換するためのＯ／Ｅ変換器３４、及びパラレル信号及びシリアル信号との間で信号変換を行う信号変換器３６を設け、パワエレ装置１０と外部周辺装置２０との間を光ファイバケーブル（以後、光ケーブルともいう。）Ｌによって接続し、光通信によってデータ伝送を行うようにした方法も提案されている。なお、図１１中の１５は、パワエレ装置１０において、パワエレ装置を構成する図示しない各種半導体デバイス等の動作制御を行うための制御装置である。
【０００４】
前記外部周辺装置２０としては、開発期間の短縮や、コストダウンのために、市販品を用いることも多く、例えば、パーソナルコンピュータ等の処理装置２５にＥ／Ｏ変換器３２及びＯ／Ｅ変換器３４のアダプタを装着し、これらＥ／Ｏ変換器３２及びＯ／Ｅ変換器３４と処理装置２５との間で前記信号変換器３６を介して信号授受を行うことによって、処理装置２５を外部周辺装置２０として流用するようにしている。
【０００５】
前記パワエレ装置１０と外部周辺装置２０との間の通信方式としては、調歩同期式通信によってデータ伝送を行うことが多く、前述のようにパーソナルコンピュータ等の処理装置２５等にＥ／Ｏ変換器３２及びＯ／Ｅ変換器３４のアダプタを装着してこれを外部周辺装置２０とする場合には、光ケーブルＬ上では、通信のビット状態の“１”を光点灯、“０”を光消灯としている場合が多い。
【０００６】
ところで、先に述べたように、外部周辺装置２０はメンテナンス時等の必要な場合にのみ、光ファイバケーブルを用いてパワエレ装置１０と接続され、調歩同期式通信によりデータ伝送を行うといった使用法がなされることが多い。つまり、パワエレ装置１０における外部周辺装置２０との間での光通信は、パワエレ装置１０の動作時間のうちその大部分においてアイドル状態、つまり無通信状態となる。
【０００７】
ここで、調歩同期式通信においては、アイドル状態、つまり無通信状態においても、ビット状態を“１”として送信し、光通信を行う双方の装置間で、このアイドル状態における信号を互いに監視することによって、光ケーブルＬや光通信装置各部が正常動作しているかどうか等といった異常監視を行っている。このため、パワエレ装置１０側の光通信装置では、その動作時間の大部分を占めるアイドル状態において、Ｅ／Ｏ変換器３２の発光素子が発光することになる。この発光素子には、寿命があるため、不要な期間にも発光させるということは、その分寿命を早めていることと同等となり、また、電力消費量も増加するという問題がある。
【０００８】
これを回避するために、図１２に示すように、パワエレ装置１０の内部に通信許可部９０を設け、外部周辺装置２０をパワエレ装置１０に接続してこれら間で通信を行う場合には、パワエレ装置１０が送信すべき送信信号をＡＮＤ回路９２の一方の入力端子に入力し、他方の入力端子にはスイッチ回路ＳＷの出力を入力するようにし、通常はスイッチ回路ＳＷにおいてＬＯＷレベルの信号を選択することにより、Ｅ／Ｏ変換器３２の発光素子を発光不可の状態にしておき、通信を行う場合には、手動によりスイッチＳＷを操作してＨＩＧＨレベルの信号に切り替えることによってＥ／Ｏ変換器３２の発光素子を発光可能な状態に切り替え、その後通信を行うようにする方法が提案されている。
【０００９】
また、例えば、接続先に対して送信する情報がない場合には光通信を行うための光通信装置への電源供給を行わず、送信すべき情報があるときにのみ電源供給を行うと共に、接続先から光通信装置の立ち上げ要求が行われたときに光通信装置への電源供給を行うことによって、光通信を行うときにのみ光通信装置への電源供給を行うようにした方法等も提案されている（例えば、特許文献１）。
【００１０】
【特許文献１】
特開平８−２５６１０５号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述のように、スイッチＳＷを手動により操作してＥ／Ｏ変換器３２の発光素子を発光可能な状態に切り替えるようにした場合、上述のように、光通信は常時使用されるわけではないため、場合によっては、スイッチ回路ＳＷの接点が酸化し、これに起因して接触不良等が発生するといった新たな問題を引き起こす場合がある。また、必要なときにのみ光通信装置への電源供給を行うようにした方法においても電源供給を行うか行わないかの制御を、接点式のスイッチ手段によって行う場合には、この場合も同様にスイッチ手段の劣化問題が発生することになる。
【００１２】
そこで、この発明は、上記従来の未解決の点に着目してなされたものであり、光素子の延命化と消費電力の抑制を図ると共に、これらを実現するための手段がその構成部品の劣化等に起因して正常に動作しない状態となることを回避可能な光通信装置を提供することを目的としている。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の請求項１に係る光通信装置は、電気信号をこれに応じた光信号に変換して送信する光送信手段と、光信号を受信しこれに応じた電気信号に変換しこれを受信信号とする光受信手段と、当該光受信手段からの受信信号に基づき、自装置が、外部装置との光通信が可能な通信可能状態にあるか否かを判定し、通信可能状態にあると判別されるときにのみ前記光送信手段の作動を許可する通信状態判別手段と、当該通信状態判別手段により作動許可が通知されたときにのみ前記光送信手段を作動可能状態に制御する作動制御手段と、を備えた光通信装置であって、前記外部装置から、当該外部装置が自装置と光通信が可能な通信可能状態にあり且つ無通信状態にあることを表す第１のレベルの電気信号相当の光信号を入力すると共に、予め設定された最大データ長以内のデータ長の単位からなり且つ少なくとも前記第１のレベルの電気信号を含む通信データを入力し、前記光受信手段は、自装置と前記外部装置との光通信が物理的に不可であるとき、前記第１のレベルの電気信号とは異なる第２のレベルの電気信号を前記受信信号として出力する構成を有し、前記通信状態判別手段は、前記受信信号における前記第２のレベルの電気信号の継続時間が前記最大データ長に応じて設定されるしきい値よりも短いとき、通信可能状態であると判定することを特徴としている。
【００１６】
つまり、通信可能状態では、第２のレベルの電気信号の継続時間が決まることを利用して通信状態判別手段により通信可能状態であるかどうかを判別し、通信可能状態であると判別されるときにのみ作動制御手段によって、光送信手段を作動可能状態とするようにしたから、無通信状態においては光送信手段を発光させるような通信方式の場合であっても、外部装置と光通信を行う必要がなく外部装置を接続していない場合等には、光送信手段は作動しないから、不必要な状態にも係わらずに光送信手段が作動することが回避されることになり、その分光送信手段の寿命の延長や消費電力の低減を図ることが可能となる。
【００１７】
また、請求項２に係る光通信装置は、前記通信状態判別手段は、前記受信信号を入力し、前記第２のレベルの電気信号を受信したとき計測を開始し且つその計測時間が前記最大データ長に基づいて設定された最大計測時間に達したときにタイムアップしたことを通知するタイムアップ信号を出力すると共に、前記第１のレベルの電気信号を受信したとき前記計測時間をその初期値にリセットするタイマ回路から構成され、前記タイムアップ信号を、前記作動許可を通知するための信号として用いることを特徴としている。
【００１８】
また、請求項３に係る光通信装置は、前記通信状態判別手段は、前記受信信号を入力し、前記第１のレベルの電気信号を受信している間、所定周期でトリガ信号を出力するトリガ信号発生手段と、当該トリガ信号発生手段からのトリガ信号をトリガとして規定時間、信号を出力するリトリガブルモノステーブルマルチバイブレータとで構成され、前記規定時間は、前記最大データ長に基づいて設定された最大経過時間に相当する値に設定され、前記リトリガブルモノステーブルマルチバイブレータの出力信号を、前記作動許可を通知するための信号として用いることを特徴としている。
【００１９】
また、請求項４に係る光通信装置は、前記光通信の通信方式は、調歩同期式通信であって、前記通信データの末尾に付加されるストップビットとして、前記第１のレベルの電気信号が設定されることを特徴としている。
したがって、通信状態判別手段によって、通信状態を判別するために新たに信号を設けることなく、ストップビットを流用することによって容易に実現することが可能となる。
【００２０】
また、請求項５に係る光通信装置は、パワーエレクトロニクス技術を応用した電力変換装置に適用されることを特徴としている。
つまり、パワーエレクトロニクス技術を応用した電力変換装置においては、メンテナンス時に、外部装置とのデータ伝送を行う場合に、光通信装置を使用するようにしているから、このように、絶縁等の点で光通信による外部装置とのデータ通信が好ましいがその使用頻度が特に少ない電力変換装置に適用することによって、非通信状態であるときには光送信手段を作動不可状態とすることにより、消費電力削減や光送信手段の寿命の点などにおいて大いに効果を得ることが可能となる。
【００２１】
さらに、請求項６に係る光通信装置は、前記作動制御手段は、前記通信状態判別手段での判別結果に応じて動作する無接点方式のスイッチであることを特徴としている。
つまり、例えば、光通信装置を使用する頻度が少なくすなわち作動制御手段が動作する頻度が少ない場合、作動制御手段が接点式のスイッチ等で構成されている場合には、この作動制御手段が劣化する場合がありこれに伴って、いざ使用する場合に正常に動作しない場合がある。しかしながら、作動制御手段として無接点式のスイッチを用いるようにしているから、使用頻度が少ないためにこれが劣化することに起因して作動制御手段が正常動作しないといったことを回避することが可能となる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態を説明する。
図１は、本発明の第１の実施の形態における光通信装置３０の一例であって、外部周辺装置２０と光通信を行うパワエレ装置１０に適用したものである。
図１に示すように、パワエレ装置１０と外部周辺装置２０とは、光ファイバケーブル（以下、光ケーブルという。）Ｌで接続されるようになっている。前記外部周辺装置２０は、図１１に示す従来の外部周辺装置２０と同様に構成され、前記パワエレ装置１０に対し、制御定数情報、或いはパワエレ装置１０で保持する各種データの送信要求等を行い、パワエレ装置１０への制御定数の設定、パワエレ装置１０における制御データの収集或いはそのデータ表示等を行う。
【００２３】
また、パワエレ装置１０において、各部の制御処理等を行う制御装置１５では、通知された制御定数情報に基づいて図示しない各種半導体デバイス等を制御すると共に、データの送信要求に応じて指定されたデータを外部周辺装置２０に送信する。
第１の実施の形態における光通信装置３０は、図１に示すように、入力されるシリアル信号からなる電気信号を光信号に変換し光ケーブルＬに出力するＥ／Ｏ変換器３２と、光ケーブルＬから光信号を受信し、これをシリアル信号からなる電気信号に変換するＯ／Ｅ変換器３４と、前記制御装置１５と前記Ｅ／Ｏ変換器３２及びＯ／Ｅ変換器３４との間に介挿され、前記Ｏ／Ｅ変換器３４で変換した電気信号を受信信号として入力しこれを指定されたビット数のパラレル信号に変換し前記制御装置１５に出力すると共に、前記制御装置１５からのパラレル信号からなる送信信号をシリアル信号に変換する信号変換器３６と、を備えている。さらに、前記Ｏ／Ｅ変換器３４からの受信信号をもとに、パワエレ装置１０に光ケーブルＬが接続されているかどうかを検出し、光ケーブルＬが接続されていることを検出したとき前記Ｅ／Ｏ変換器３２の作動許可を通知する許可信号を出力する光ケーブル接続監視部３８と、当該光ケーブル接続監視部３８からの許可信号に基づき、光ケーブル接続監視部３８から作動許可が通知されたとき前記信号変換器３６からの出力信号を前記Ｅ／Ｏ変換器３２に出力し、前記作動許可が通知されないとき前記Ｅ／Ｏ変換器３２の発光素子を非点灯状態とする信号を前記Ｅ／Ｏ変換器３２に出力する通信許可部４０とを備えている。
【００２４】
そして、前記パワエレ装置１０と外部周辺装置２０とは、調歩同期式通信方式によって予め設定されたデータ単位でデータ伝送を行うようになっている。
図２は、パワエレ装置１０と外部周辺装置２０との間で授受される通信データのデータフォーマットを表したものであって、図２において左端を先頭とし、先頭から順に、１ビットのスタートビット、７ビット又は８ビットからなるデータビット、１ビットのパリティビット、及びストップビットから構成され、このストップビットは、前記データビットが８ビットの場合には１ビット、前記データビットが７ビットの場合には２ビットから構成される。そして、このスタートビットからストップビットまでを通信データの１単位としてデータ伝送を行うようになっている。また、前記スタートビットはＬＯＷレベルつまり“０”、前記ストップビットはＨＩＧＨレベルつまり“１”に設定される。なお、前記パリティビットは必ずしも設定しなくてもよい。
【００２５】
そして、前記Ｅ／Ｏ変換器３２及びＯ／Ｅ変換器３４は公知のＥ／Ｏ変換器及びＯ／Ｅ変換器と同様に構成され、前記Ｏ／Ｅ変換器３４は、光ケーブルＬが接続されていないときにはＬＯＷレベルの信号を出力するようになっている。また、前記パワエレ装置１０及び外部周辺装置２０においては、光ケーブルＬが接続されており且つアイドル状態つまり無通信状態においては送信信号としてＨＩＧＨレベルの信号を設定するようになっている。
【００２６】
前記光ケーブル接続監視部３８は、図３に示すように、タイマ回路５１と、このタイマ回路５１の初期値を設定するための初期値設定部５２とを備えている。この初期値設定部５２は、例えば、ジャンパ抵抗（０Ω抵抗）等を使用してＬＯＷレベル固定信号及びＨＩＧＨレベル固定信号へ接続することで、ビットパターンを形成し、これを初期値として前記タイマ回路５１に入力するようになっている。
【００２７】
前記タイマ回路５１は、クロック信号ＣＬＫが入力されるクロック端子ＴCLK と、Ｏ／Ｅ変換器３４の出力である受信信号が入力されるイネーブル端子＊ＥＮ及びロード端子ＬＤと、前記初期値設定部５２からの初期値Ｃ0 を入力する初期値入力端子ＴC0と、タイマ回路５１がタイムアップ値ＣUPに達したときＨＩＧＨレベルとなるタイムアップ信号ＵＰを出力する出力端子＊ＵＰと、を備えている。
【００２８】
ここで、パワエレ装置１０と外部周辺装置２０との間で授受される通信データは、前記図２に示すようなフォーマットで形成され、スタートビットは“０”、ストップビットは“１”であり、通信データ内のビット数は決まっている。したがって、パワエレ装置１０と外部周辺装置２０との間でデータ伝送が行われているときには、受信信号として“０”が継続する最大ビット数は決まってくる。つまり、スタートビットの１ビット、データビットの７又は８ビット、及びパリティビットの１ビットが全て零であるときに最大となる。よって、受信信号“０”が継続する期間が、前記最大ビット数の転送に要する時間Ｔmax を超えて継続するとき、これは通信データではないとみなすことができる。したがって、前記タイムアップ値ＣUPは、このタイムアップ値ＣUPに相当する時間Ｔupが、前記最大ビット数の転送に要する時間Ｔmax よりも大きな値（Ｔup＞Ｔmax ）となるように設定する。
【００２９】
そして、アイドル状態、つまり無通信状態では受信信号は“１”、また、光ケーブルＬが接続されていない状態では受信信号は“０”となるから、受信信号“０”が継続する期間が、前記最大ビット数の転送に要する時間Ｔmax を超えて継続し、通信データではないとみなされるということは、すなわち、光ケーブルＬが接続されていない状態か、或いは光ケーブルＬが接続されていても外部周辺装置２０が稼動していない状態等、光通信が不可能な状態であるとみなすことができる。なお、以後、光ケーブルＬが接続されていない状態とは、上述のように、光ケーブルＬが物理的に接続されていない状態、外部周辺装置２０が稼動していない状態等、光通信が不可能な状態にあることを表すものとする。
【００３０】
よって、前記タイマ回路５１でのタイムアップ値ＣUPとして、前記最大ビット数に相当する値を設定することによって、光ケーブルＬが接続されている状態であるか否かを判断することができる。
なお、タイマ回路５１は、クロック端子ＴCLK 及びロード端子ＬＤへの入力信号の立ち上がりをアクティブとし、また、イネーブル端子＊ＥＮへの入力信号及び出力端子＊ＵＰの立ち下がりをアクティブとする。
【００３１】
前記クロック端子ＴCLK には、例えば、マイクロコンピュータ等で構成される前記制御装置１５で生成されたクロック信号ＣＬＫが入力される。なお、このクロック信号ＣＬＫの周期ＴC は、図２に示す通信データの１ビットのデータ当たりのデータ時間ＴD よりも小さな値（ＴC ＜ＴD ）となるように設定される。
そして、タイマ回路５１は、前記イネーブル端子＊ＥＮへの入力がＬＯＷレベルとなったときにこれをトリガとしてクロック端子ＴCLK に入力されるクロック信号ＣＬＫの立ち上がりをトリガとしてクロック信号ＣＬＫのカウントを開始する。なお、ここではクロック信号ＣＬＫの立ち上がりをトリガとしてクロック信号ＣＬＫのカウントを行う場合について説明したが、クロック信号の立ち下がりをトリガとしてクロック信号ＣＬＫのカウントを行うようにしてもよい。
【００３２】
また、タイマ回路５１は、ロード端子ＬＤへの入力信号がＨＩＧＨレベルであるとき、初期値設定部５２からの初期値Ｃ0 をロードし、タイマ値Ｃを初期値Ｃ0 にセットする。そして、前記タイマ値Ｃが予め設定したタイムアップ値ＣUPに達しない間はＬＯＷレベル、タイマ値Ｃが前記上限値ＣUPに達したときにはＨＩＧＨレベルとなるタイムアップ信号ＵＰを出力し、このタイムアップ信号ＵＰの反転出力が前記許可信号として前記通信許可部４０に出力される。
【００３３】
前記通信許可部４０は、ＡＮＤ回路４２から構成され、前記タイマ回路５１からの許可信号と、信号変換器３６からの前記外部周辺装置２０に送信すべき送信信号とを入力し、前記許可信号がＨＩＧＨレベルであるときに送信信号をＥ／Ｏ変換器３２に出力し、許可信号がＬＯＷレベルであるときにはＬＯＷレベルの信号を出力する。
【００３４】
図４は、タイマ回路５１に使用可能なタイマ回路（例えば、ＴＴＬの７４１６１等）の動作を説明するためのタイミングチャートであって、（ａ）はクロック端子ＴCLK へ入力されるクロック信号ＣＬＫ、（ｂ）はｄ）はタイマ回路５１のタイマ値Ｃ、（ｅ）は出力端子＊ＵＰの反転出力を表す。なお、図４は、タイマ回路５１に使用可能なタイマ回路の動作を説明するためのタイミングチャートであるため、イネーブル端子＊ＥＮへの入力信号とロード端子ＬＤへの入力信号とは独立した信号としているが、タイマ回路５１のイネーブル端子＊ＥＮへの入力信号及びロード端子ＬＤへの入力信号の波形は同一の波形となる。
【００３５】
図４に示すように、ロード端子ＬＤへの入力信号がＨＩＧＨレベルとなると、クロック信号ＣＬＫの立ち上がる時点ｔ１で初期値Ｃ０がロードされタイマ値ＣはＣ０に初期設定される。この時点では、イネーブル端子＊ＥＮへの入力信号はＨＩＧＨレベルであるからクロック信号のカウントは行われない。したがって、タイマ値Ｃは初期値Ｃ０を維持する。また、タイマ値Ｃは初期値Ｃ0 であるから出力端子＊ＵＰの反転出力はＨＩＧＨレベルとなる。
【００３６】
この状態から、イネーブル端子＊ＥＮへの入力信号がＬＯＷレベルとなると、時点ｔ２ではロード端子ＬＤへの入力信号はＬＯＷレベルであるから、タイマ回路５１はクロック信号ＣＬＫのカウントを開始し、クロック信号ＣＬＫの立ち上がりのタイミングでタイマ値Ｃが初期値Ｃ０から増加する。
そして、再度ロード端子ＬＤへの入力信号がＨＩＧＨレベルとなると、時点ｔ３でこれをトリガとして初期値Ｃ０がロードされるから、タイマ値Ｃはこの時点で初期値Ｃ０にリセットされ、時点ｔ４ではロード端子ＬＤへの入力信号はＬＯＷレベルであるから、時点ｔ４から、再度クロック信号ＣＬＫが立ち上がる毎にタイマ値Ｃが増加する。そして、時点ｔ５で、タイマ値Ｃがタイムアップ値ＣUPに達すると、出力端子＊ＵＰの出力がＨＩＧＨレベルとなるから、その反転出力はＬＯＷレベルに切り替わる。また、タイマ回路５１はクロック信号ＣＬＫのカウントを停止する。よって、出力端子＊ＵＰの反転出力はＬＯＷレベルを維持する。
【００３７】
次に、上記第１の実施の形態の動作を、図５のタイミングチャートを伴って説明する。
図５において、（ａ）はＯ／Ｅ変換器３４の出力である外部周辺装置２０からの受信信号、（ｂ）は光ケーブル接続監視部３８の出力である許可信号、（ｃ）はタイマ回路５１のタイマ値Ｃである。
【００３８】
今、光ケーブルＬにより、パワエレ装置１０と外部周辺装置２０とが接続されている状態で、これら間での通信が行われていない無通信状態、つまりアイドル状態では、Ｏ／Ｅ変換器３４の出力はＨＩＧＨレベルとなり、ロード端子ＬＤへの入力信号がＨＩＧＨレベルであるから、初期値設定部５２から初期値Ｃ０がタイマ回路５１にロードされる。したがって、タイマ値Ｃはロードされた初期値Ｃ０を維持することになる。また、タイマ回路５１がタイムアップしていない間はタイムアップ信号ＵＰはＬＯＷレベルを維持するから、許可信号はＨＩＧＨレベルを維持することになる。よって、通信許可部４０では、信号変換器３６から入力される送信信号をそのままＥ／Ｏ変換器３２に出力するから、Ｅ／Ｏ変換器３２の発光素子は送信信号に応じて発光することになる。つまり無通信状態のときには、送信信号はＨＩＧＨレベルに設定されるから、Ｅ／Ｏ変換器３２の発光素子は発光状態となり、外部周辺装置２０にＨＩＧＨレベルの信号が送信されることになる。したがって、外部周辺装置２０側ではパワエレ装置１０からＨＩＧＨレベルの信号を受信することによって、これに基づく異常監視を行うことが可能となる。
【００３９】
そして、時点ｔ１１で外部周辺装置２０から通信データを受信し、そのスタートビットとして設定されている“０”つまりＬＯＷレベルの信号を受信すると、イネーブル端子＊ＥＮ及びロード端子ＬＤへの入力信号がＬＯＷレベルに切り替わるから、タイマ回路５１では、クロック信号ＣＬＫのカウントを開始し、クロック信号ＣＬＫを入力する毎にタイマ値Ｃが増加する。
【００４０】
そして、タイマ値Ｃは、受信信号が“０”つまりＬＯＷレベルである間は、クロック信号ＣＬＫを入力する毎に増加し、時点ｔ１２で受信信号が“１”、つまり通信データとして“１”を受信したときには、ロード端子ＬＤへの入力信号がＨＩＧＨレベルに切り替わることから、初期値Ｃ０がロードされる。したがって、この時点でタイマ値ＣはＣ０にリセットされる。そして、以後、受信信号が“０”である間はクロック信号を入力する毎に増加する。そして、タイマ回路５１がタイムアップしていない間は、引き続き許可信号はＨＩＧＨレベルとなるから、外部周辺装置２０への送信信号の送信は可能である。
【００４１】
そして、所定のデータ単位の通信データを受信し、時点ｔ１３で、通信データのストップビットが入力されると、ストップビットは“１”に設定されているから、ロード端子ＬＤへの入力がＨＩＧＨレベルとなる。よって、タイマ値Ｃは初期値Ｃ０にリセットされる。
そして、その後無通信状態となると、Ｏ／Ｅ変換器３４からの受信信号としてＨＩＧＨレベルの受信信号が出力されるからタイマ値Ｃは引き続き初期値Ｃ０を維持する。
【００４２】
このとき、タイマ回路５１はタイムアップしないから許可信号はＨＩＧＨレベルを維持する。したがって、例えば外部周辺装置２０から通信データを入力し、次にパワエレ装置１０からその応答として通信データを送信する場合或いは無通信状態である場合には、許可信号はＨＩＧＨレベルを維持するから、通信許可部４０に入力される送信信号はそのままＥ／Ｏ変換器３２に出力され、パワエレ装置１０からの通信データの送信が可能となる。
【００４３】
そして、再度外部周辺装置２０から通信データを入力する状態となると、通信データのスタートビット“０”を受信したときにクロック信号ＣＬＫのカウントが行われ、通信データがＨＩＧＨレベルとなる毎に逐次タイマ値ＣがＣ０にリセットされる。そして、通信データの受信を終了し、アイドル状態となるとタイマ値Ｃは初期値Ｃ0 に維持される状態となり、許可信号はＨＩＧＨレベルを維持するから、折り返し送信信号がある場合には、これを送信することが可能となる。
【００４４】
そして、この状態から時点ｔ１４でパワエレ装置１０から光ケーブルＬを取り外すと、Ｏ／Ｅ変換器３４の出力はＬＯＷレベルに切り替わる。
したがって、タイマ値Ｃはクロック信号ＣＬＫが入力される毎に増加し、タイマ値Ｃがタイムアップ値ＣUPに達する時点ｔ１５でタイムアップする。これによって、タイマ回路５１では、クロック信号ＣＬＫのカウントを停止し、また、タイムアップ信号ＵＰがＨＩＧＨレベルに切り替わるから、許可信号はＬＯＷレベルとなる。
【００４５】
つまり、光ケーブルＬが接続されていない状態では、パワエレ装置１０の制御装置１５から無通信状態における送信信号としてＨＩＧＨレベルの信号を送信したとしても、通信許可部４０の出力はＬＯＷレベルとなるから、この時点でＥ／Ｏ変換器３２の発光素子は、発光不可の状態となり、消灯状態となる。
そして、時点ｔ１６で再度光ケーブルＬを接続し、外部周辺装置２０から無通信状態の通信データとしてＨＩＧＨレベルの信号を入力すると、受信信号がＨＩＧＨレベルである間は，初期値Ｃ０がロードされることになってタイマ値Ｃは初期値Ｃ０を維持することになり、許可信号はＨＩＧＨレベルとなる。したがって、この状態から、パワエレ装置１０からの通信データの送信が可能となる。
【００４６】
ここで、例えば、通信データとして、全ビットが零に設定されたデータを受信した場合、スタートビットは“０”であるからこの時点でタイマ回路５１のカウントが開始され、以後、零が継続するためタイマ値Ｃはクロック信号ＣＬＫを受信する毎に増加することになる。しかしながら、ストップビットは“１”として送信されるから、このストップビットの“１”を受信した時点でタイマ値Ｃは初期値Ｃ0 にリセットされることになる。ここで、タイムアップ値ＣUPは、タイムアップ値ＣUPに達するまでの所要時間が、前記通信データにおいて零が継続する場合の最大ビット数の転送に要する時間Ｔmax よりも長くなるように設定されているから、全ビット零のデータを受信した場合には、タイマ回路５１が、タイムアップすることはない。
【００４７】
このように、光ケーブル接続監視部３８において、光ケーブルＬが接続されて外部周辺装置２０との間での光通信が可能な状態であるかどうかを検出し、光ケーブルＬが接続され、光通信が可能な状態であるときにのみＥ／Ｏ変換器３２を発光可能状態とし、外部周辺装置２０が作動していないときや外部ケーブルＬが接続されていないとき等、光通信が不可能な状態にあるきには、Ｅ／Ｏ変換器３２を発光不可状態とするようにしたから、光ケーブルＬが接続されていない場合等に、Ｅ／Ｏ変換器３２が不必要に発光状態となることを回避することができる。
【００４８】
よって、消費電力の削減、Ｅ／Ｏ変換器３２の発光素子の寿命の短縮を防止することができると共に、光ケーブル接続監視部３８においては、Ｏ／Ｅ変換器３４の出力信号に基づいて判断し、これに応じてＡＮＤ回路４２からなる通信許可部４０によってＥ／Ｏ変換器３２を発光可能とするかどうかを制御するようにしたから、接点スイッチ等を用いてＥ／Ｏ変換器３２を発光可能とするか否かを制御するようにした場合のように、接点が劣化することに起因して異常動作することなく、実現することができる。
【００４９】
また、このとき、光通信において通常受信する無通信状態のＨＩＧＨレベルの信号及び光ケーブルＬが接続されていないときＯ／Ｅ変換器３４から出力されるＬＯＷレベルの信号を利用して、光ケーブルＬが接続されて光通信が可能な状態であるかどうかを判定するようになっているから、Ｅ／Ｏ変換器３２の発光制御を実現するに伴って、パワエレ装置１０と外部周辺装置２０との間の通信データの伝送手順に何ら制約を受けることなく、また、これら通信データの伝送に伴う処理内容の変更を伴うことなく容易に実現することができる。
【００５０】
また、このとき、外部周辺装置２０との間での通信が可能な状態であればＥ／Ｏ変換器３２は発光可能な状態に制御される。よって、例えば外部周辺装置２０からの指示に応じてＥ／Ｏ変換器３２を発光可能な状態に制御するような方法を用いた場合には、外部周辺装置２０からの指示が得られない限りパワエレ装置２０は発光不可の状態となるため、パワエレ装置２０側からの送信は不可となる。しかしながら、上記第１の実施の形態においては、上述のように、外部周辺装置２０からの指示を受ける必要はなく、通信可能な状態であれば発光可能な状態となるから、パワエレ装置１０側に何ら制約を与えることなく実現することができる。また、外部周辺装置２０との間での通信が可能な状態であればＥ／Ｏ変換器３２は発光可能な状態に自動的に制御されるから、Ｅ／Ｏ変換器３２を発光可能な状態に切り替えるという作業を行う必要はなく、オペレータは光ケーブルＬを接続するだけでよく、容易に実現することができる。
【００５１】
また、前記タイマ回路５１のタイマ値Ｃの初期値Ｃ０を初期値設定部５２からロードするようにしているから、例えば、パワエレ装置１０と外部周辺装置２０との間で授受する通信データの単位として設定したデータ長が異なるパワエレ装置１０に適用する場合であっても、初期値設定部５２における初期値Ｃ０をデータ長に応じて調整するだけで容易に適用することができる。
【００５２】
また、このように、通常あまり光通信を行わないような場合であっても、光通信を行う場合には、何ら支障なく光通信を行うことができるから、特に、一般に内部に高電圧・大電流部が存在し、また、ノイズの厳しい環境下で使用され、且つ、メンテナンス時等にのみ使用され通常あまり使用されることのない、パワエレ装置１０と外部周辺装置２０との間の光通信に適用することにより、絶縁とノイズ対策との点、また、光通信装置内の各部の劣化等に点からも好適である。
【００５３】
なお、上記第１の実施の形態においては、タイマ回路５１としてアップカウンタを適用し、タイマ値Ｃがタイムアップ値ＣUPに達したときにタイムアップとした場合について説明したが、これに限るものではなく、例えばダウンカウンタを適用するようにしてもよく、要は、経過時間を計測し所定時間経過したときにＬＯＷレベルとなる信号を出力することの可能な回路であれば適用することができる。
【００５４】
次に、本発明の第２の実施の形態を説明する。
この第２の実施の形態は、光ケーブル接続監視部３８の構成が異なること以外は上記第１の実施の形態と同様であるので同一部には同一符号を付与しその詳細な説明は省略する。
この第２の実施の形態における光ケーブル接続監視部３８は、図６に示すように、Ｏ／Ｅ変換器３４の出力信号を入力しトリガ信号を出力するトリガ発生器５３と、このトリガ発生器５３からのトリガ信号を入力するリトリガブル回路５４とから構成される。
【００５５】
前記トリガ発生器５３は、Ｏ／Ｅ変換器３４からの出力信号をイネーブル端子ＥＮに入力し、イネーブル端子ＥＮへの入力信号がＨＩＧＨレベルである間、所定周期Ｔ１でＨＩＧＨレベルとなるトリガ信号を、繰り返し送信する。なお、前記周期Ｔ１は、例えば後述するリトリガブル回路５４の保持期間Ｔfrよりも十分短い時間に設定される。
【００５６】
つまり、図７に示すように、イネーブル端子ＥＮへの入力信号（図７（ａ））が時点ｔ２１でＨＩＧＨレベルとなると、トリガ発生器５３は、所定周期Ｔ１でＨＩＧＨレベルとなるトリガ信号（図７（ｂ））を出力する。そして、イネーブル端子ＥＮへの入力信号がＨＩＧＨレベルである間、トリガ信号を所定周期Ｔ１で繰り返し出力し、時点ｔ２２でイネーブル端子ＥＮへの入力信号がＬＯＷレベルになるとトリガ信号の出力を停止する。そして、時点ｔ２３で再度イネーブル端子ＥＮへの入力信号がＨＩＧＨレベルとなると再度トリガ信号を所定周期Ｔ１で出力する。
【００５７】
また、前記リトリガブル回路５４は、例えば、ＴＴＬシリーズの７４１２３等のＩＣ回路からなるリトリガブルモノステーブルマルチバイブレータで構成され、トリガ発生器５３から出力されるトリガ信号をトリガ入力端子ＴＲＧＩＮに入力し、トリガ信号のＨＩＧＨレベルへの立ち上がりをトリガとして予め設定した保持期間Ｔfrの間ＨＩＧＨレベルとなる許可信号を出力する。そして、前記保持期間Ｔfrが経過する前に新たにトリガ信号を入力した場合には、再度この時点を基点として前記保持期間Ｔfrの計測を開始する。
【００５８】
つまり、図８に示すように、時点ｔ３１でトリガ信号入力端子ＴＲＧＩＮにトリガ信号が入力されると（図８（ａ））、出力端子Ｑの出力（図８（ｂ））はＨＩＧＨレベルとなる。そして、トリガ信号を時点ｔ３１で入力した後、保持期間Ｔfrが経過する以前（Ｔa1＞Ｔfr）の時点ｔ３２で再度トリガ信号を入力すると、出力信号はＨＩＧＨレベルを維持し、この時点ｔ３２から再度保持期間Ｔfrの計測を開始する。同様に、時点ｔ３２でトリガ信号を入力した時点から保持期間Ｔfrが経過する以前（Ｔa2＞Ｔfr）の時点ｔ３３でトリガ信号を入力するとＨＩＧＨレベルを維持する。そして、時点ｔ３４でトリガ信号を入力した時点で再度保持期間Ｔfrの計測を開始し、時点ｔ３４から保持期間Ｔfrが経過してもトリガ信号を受信しない場合には、保持期間Ｔfrが経過した時点ｔ３５で出力信号はＬＯＷレベルとなる。
【００５９】
前記リトリガブル回路５４には、調整手段５４ａが設けられ、この調整手段５４ａによって、リトリガブル回路５４の保持期間Ｔfrを調整するようになっている。
前記保持期間Ｔfrは、前記タイムアップ値ＣUPに相当する時間Ｔupと同様に、前記最大ビット数の転送に要する時間Ｔmax より大きな値となるように設定される。
【００６０】
次に、上記第２の実施の形態の動作を図９を伴って説明する。
なお、図９において、（ａ）はトリガ発生器５３のイネーブル端子ＥＮに入力される受信信号、（ｂ）はトリガ発生器５３から出力されるトリガ信号、（ｃ）はリトリガブル回路５４から出力される許可信号である。
今、光ケーブルＬにより、パワエレ装置１０と外部周辺装置２０とが接続されている状態で、これら間での通信が行われていない無通信状態、つまりアイドル状態では、Ｏ／Ｅ変換器３４の出力はＨＩＧＨレベルとなり、トリガ発生器５３のイネーブル端子ＥＮへの入力信号がＨＩＧＨレベルであるから、トリガ信号が所定周期Ｔ１で出力される。したがって、リトリガブル回路５４では、トリガ信号の立ち上がりの時点から保持期間Ｔfrの間、ＨＩＧＨレベルとなる信号を出力する。前記トリガ信号は、前記イネーブル端子ＥＮへの入力信号がＨＩＧＨレベルである間、繰り返し送信されるから、前記リトリガブル回路５４の出力はＨＩＧＨレベルを維持する。よって、通信許可部４０への許可信号はＨＩＧＨレベルを維持するから、Ｅ／Ｏ変換器３２は送信信号を送信可能な状態を維持し、したがって、アイドル状態を表すＨＩＧＨレベルの送信信号を送信することになる。
【００６１】
この状態から、外部周辺装置２０から通信データを受信し、時点ｔ４１でそのスタートビットとして設定されているＬＯＷレベルの信号を受信すると、イネーブル端子ＥＮへの入力信号がＬＯＷレベルに切り替わることから、トリガ信号の出力が停止する。リトリガブル回路５４では、時点ｔ４１から保持期間Ｔfrが経過するまでの間は、その出力である許可信号をＨＩＧＨレベルに維持するから、Ｅ／Ｏ変換器３２は引き続き発光可能状態に維持される。
【００６２】
そして、リトリガブル回路５４では、時点ｔ４１から保持期間Ｔfrの計測を開始し、保持期間Ｔfrが経過するよりも前に、受信信号としてＨＩＧＨレベルの信号を受信すると、この時点ｔ４２で、トリガ発生器５３からトリガ信号が発生される。したがって、リトリガブル回路５４の出力、つまり許可信号は引き続きＨＩＧＨレベルを維持する。
【００６３】
そして、以後、受信信号が“０”である間はトリガ発生器５３からトリガ信号が出力されないが、時点ｔ４２から保持期間Ｔfrが経過しない間は許可信号はＨＩＧＨレベルに維持され、外部周辺装置２０への送信信号の送信は可能である。そして、所定のデータ単位の通信データを受信し、時点ｔ４３で、通信データのストップビットが入力されると、ストップビットは“１”に設定されているから、トリガ発生器５３から再度トリガ信号が発生される。したがって、許可信号は引き続きＨＩＧＨレベルを維持し、その後無通信状態となると、Ｏ／Ｅ変換器３４からの受信信号としてＨＩＧＨレベルの受信信号が出力されるからトリガ発生器５３から引き続きトリガ信号が発生され、許可信号はＨＩＧＨレベルを維持する。よって受信信号を入力し、次にパワエレ装置１０から通信データを送信する場合或いは無通信状態である場合には、許可信号はＨＩＧＨレベルを維持するから、通信許可部４０に入力される送信信号はそのままＥ／Ｏ変換器３２に出力され、パワエレ装置１０からの送信が行われることになる。
【００６４】
そして、再度外部周辺装置２０から通信データを入力する状態となり、通信データのスタートビット“０”を受信するとトリガ信号の出力が停止されるが、保持期間Ｔfrが経過するまでの間は、許可信号はＨＩＧＨレベルに維持され、通信データとして“１”を受信するとトリガ信号が発生されて再度保持期間Ｔfrの計測が開始される。
【００６５】
そして、通信データの受信を終了し、アイドル状態となるとイネーブル端子ＥＮへの入力信号がＨＩＧＨレベルに維持されるから許可信号は引き続きＨＩＧＨレベルに維持され、折り返し送信信号がある場合には、これを送信することが可能となる。
この状態から時点ｔ４４でパワエレ装置１０から光ケーブルＬを取り外すと、Ｏ／Ｅ変換器３４の出力はＬＯＷレベルに切り替わる。
【００６６】
したがって、トリガ信号の出力が停止され、時点ｔ４４からの経過時間が、時点ｔ４５で保持期間Ｔfrに達すると、この時点でリトリガブル回路５４の出力はＬＯＷレベルに切り替わるから許可信号はＬＯＷレベルとなる。
したがって、通信許可部４０の出力はＬＯＷレベルとなるから、この時点でＥ／Ｏ変換器３２の発光素子は、発光不可の状態となり、消灯状態となる。
【００６７】
そして、時点ｔ４６で再度光ケーブルＬを接続した場合には、無通信状態である間はＯ／Ｅ変換器３４の出力はＨＩＧＨレベルとなるから、トリガ発生器５３への入力信号がＨＩＧＨレベルとなり、これによってトリガ信号が発生されるから、許可信号はＨＩＧＨレベルとなる。したがって、この状態から、パワエレ装置１０からの通信データの送信が可能となる。
【００６８】
そして、通信データとして全て“０”が設定されたデータを受信した場合であっても、無通信状態では受信信号は“１”であるから、通信データとして“０”を受信した時点では、リトリガブル回路５４では保持期間Ｔfrは出力をＨＩＧＨレベルに維持するから、許可信号はＨＩＧＨレベルを維持し、以後、零が継続するためトリガ信号は出力されないが、保持期間Ｔfrの間は許可信号はＨＩＧＨレベルを維持する。そして、“１”に設定されたストップビットを受信した時点で、再度トリガ発生器５３からトリガ信号が出力されるから、この時点で、リトリバブル回路５４の保持期間Ｔfrの計測が新たに開始されることになる。
【００６９】
ここで、保持期間Ｔfrは、前記通信データにおいて零が継続する場合の最大ビット数の転送に要する時間Ｔmax よりも長くなるように設定されているから、全ビット零のデータを受信した場合に、ストップビットを受信するまでの間に許可信号がＬＯＷレベルに切り替わることはない。
したがって、この場合も上記第１の実施の形態と同等の作用効果を得ることができる。
【００７０】
また、この場合も調整手段５４ａによって、保持期間Ｔfrを調整することができるから、通信データのデータ単位の変更に対しても容易に対処することができる。
なお、上記各実施の形態においては、パワエレ装置１０と外部周辺装置２０との間において光通信を行う場合について説明したが、これに限るものではなく、光通信によって通信を行う装置であれば適用することができる。
【００７１】
また、上記各実施の形態においては、図２に示すデータフォーマットで通信データの伝送を行うようにした場合について説明したが、これに限るものではなく、スタートビットとして“０”及びストップビット“１”とし、これらスタートビット及びストップビットを、所定のデータ長の送信データの前及び後にそれぞれ付加した形式のデータフォーマットであれば適用することができる。
【００７２】
また、上記各実施の形態においては、スタートビット及びストップビットをそれぞれ“０”又は“１”に固定するようにした場合について説明したが、これに限るものではなく、“０”及び“１”に固定されるビットを、通信データの予め設定した任意の位置にそれぞれ設定するようにしてもよく、また、位置を固定せずに通信データの何れかに“０”及び“１”を含むようにした場合でも適用することができる。また、光ケーブルＬの接続状態を検出するためには必ずしも通信データの先頭のビット、上記各実施の形態においては、スタートビットが“０”である必要はなく、任意に設定することができる。
【００７３】
また、上記各実施の形態においては、調歩同期式の通信方式により光通信を行う場合について説明したが、これに限るものではなく、上述のように、通信データに“１”を含み、且つ通信データ長が予め設定した規定値を超えない範囲であれば、前記データ長の規定値に応じてタイマ回路５１のタイムアップ値ＣUP或いは前記リトリガブル回路５４の保持期間Ｔfrを設定するようにすればよい。
【００７４】
また、上記各実施の形態においては、光ケーブルＬが接続されていないきには“０”、無通信状態のときには“１”を受信信号とした場合について説明したが、これに限るものではなく、光ケーブルＬが接続されていないきには“１”、無通信状態のときには“０”を受信信号とする場合であっても適用することができ、この場合には、上記各実施の形態における“１”及び“０”の論理値関係が逆となるようにすればよい。
【００７５】
なお、上記各実施の形態において、Ｅ／Ｏ変換器３２が光送信手段に対応し、Ｏ／Ｅ変換器３４が光受信手段に対応し、第１のレベルの電気信号が論理値“１”に対応し、第２のレベルの電気信号が論理値“０”に対応し、光ケーブル状態監視部３８が通信状態判別手段に対応し、通信許可部４０が作動制御手段に対応し、トリガ発生器５３がトリガ信号発生手段に対応している。
【００７７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の請求項１に係る光通信装置によれば、光通信による外部装置との通信が可能な通信可能状態であり且つ無通信状態のときには受信信号は第１のレベルの電気信号であり、また、非通信可能状態であるときには受信信号が前記第１のレベルの電気信号とは異なる第２のレベルの電気信号であり、且つ、通信データの最大データ長が決まっており且つこの通信データ中に少なくとも第１のレベルの電気信号を含むことを利用し、つまり、通信可能状態では、第２のレベルの電気信号の継続時間が決まることを利用して通信状態判別手段により通信可能状態であるかどうかを判別し、通信可能状態であると判別されるときにのみ作動制御手段によって、光送信手段を作動可能状態とするようにしたから、無通信状態においては光送信手段を発光させるような通信方式の場合であっても、外部装置と光通信を行う必要がなく外部装置を接続していない場合等には、光送信手段は作動しないから、不必要な状態にも係わらずに光送信手段が作動することを回避することができ、その分光送信手段の寿命の延長及び消費電力の低減を図ることができる。
【００７８】
また、請求項２に係る光通信装置によれば、通信状態判別手段としてタイマ回路を用い、受信信号として第２のレベルの電気信号を受信したとき計測を開始し且つその計測時間が前記最大データ長に基づいて設定された最大計測時間に達したときにタイムアップ信号を出力させると共に、第１のレベルの電気信号を受信したときには計測時間をその初期値にリセットするようにしたから、通信可能状態であるかどうかを容易に判断することができると共に、前記タイムアップ信号を前記作動許可を通知するための信号として用いることによってその通知を容易に行うことができる。
【００７９】
また、請求項３に係る光通信装置によれば、受信信号として第１のレベルの電気信号を受信している間、所定周期でトリガ信号を出力するトリガ信号発生手段と、このトリガ信号発生手段からのトリガ信号をトリガとして規定時間、信号を出力するリトリガブルモノステーブルマルチバイブレータとから通信状態判別手段を構成し、リトリガブルモノステーブルマルチバイブレータの規定時間として、最大データ長に基づいて設定された最大経過時間に相当する値を設定するようにしたから、通信可能状態であるかどうかを容易に判断することができると共に、前記リトリガブルモノステーブルマルチバイブレータの出力信号を、前記作動許可を通知するための信号として用いることによって、その通知を容易に行うことができる。
【００８０】
また、請求項４に係る光通信装置によれば、調歩同期式通信方式の際に、通信データの末尾に付加されるストップビットとして、第１のレベルの電気信号を設定するようにしたから、通信状態判別手段での判別に必要とする第１のレベルの電気信号を新たに設けることなく、容易に実現することができる。
また、請求項５に係る光通信装置によれば、パワーエレクトロニクス技術を応用した電力変換装置に適用するようにしたから、特に、このような電力変換装置においては、メンテナンス時に、外部装置とのデータ伝送を行う場合等、光通信装置を使用する頻度が比較的少ないから、不必要なときには光送信手段を作動不可状態とすることによって大いに効果を得ることができる。
【００８１】
さらに、請求項６に係る光通信装置によれば、作動制御手段として、通信状態判別手段での判別結果に応じて動作する電気式のスイッチを用いるようにしたから、光通信装置を使用する頻度が少なくすなわち作動制御手段が動作する頻度が少ない場合であっても、作動制御手段を頻度が少ないためにこれが劣化することに起因して作動制御手段が正常動作しないといったことを回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態における光通信装置の一例を示す概略構成図である。
【図２】光通信による通信データのデータフォーマットの一例である。
【図３】図１の光ケーブル接続監視部３８及び通信許可部４０の詳細を示す構成図である。
【図４】タイマ回路５１の動作説明に供するタイミングチャートである。
【図５】第１の実施の形態の動作説明に供するタイミングチャートである。
【図６】第２の実施の形態における光ケーブル接続監視部３８の詳細を示す構成図である。
【図７】図６のトリガ発生器５３の動作説明に供するタイミングチャートである。
【図８】図６のリトリガブル回路５４の動作説明に供するタイミングチャートである。
【図９】第２の実施の形態に動作説明に供するタイミングチャートである。
【図１０】従来のパワエレ装置１０と外部周辺装置２０との接続方法を説明するための説明図である。
【図１１】従来のパワエレ装置１０と外部周辺装置２０との接続方法を説明するための説明図である。
【図１２】従来のパワエレ装置１０と外部周辺装置２０との接続方法を説明するための説明図である。
【符号の説明】
１０ パワエレ装置（電力変換装置）
２０ 外部周辺装置
３０ 光通信装置
３２ Ｅ／Ｏ変換器
３４ Ｏ／Ｅ変換器
３８ 光ケーブル接続監視部
４０ 通信許可部
４２ ＡＮＤ回路
５１ タイマ回路
５２ 初期値設定部
５３ トリガ発生器
５４ リトリガブル回路[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an optical communication device, and in particular, when data transmission is performed by optical communication between a power conversion device applying power electronics technology and an external peripheral device for defining various operation constants and the like in the power conversion device. TECHNICAL FIELD
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, in a power conversion device (hereinafter referred to as a power electronics device) that applies power electronics technology, an external peripheral device 20 is connected to the power electronics device 10 as shown in FIG. 10 constants, data display, data collection, etc. are performed.
[0003]
In general, the external peripheral device 20 is not always connected to the power electronics device 10, but only when the external peripheral device 20 is required, such as during adjustment when installing the power electronics device 10 or during maintenance. The communication cable 80 is used for connection.
In addition, the power electronics device 10 generally has a high voltage and large current portion therein, and is used in a severe noise environment. Therefore, as shown in FIG. In each of the device 10 and the external peripheral device 20, an E / O converter 32 for converting an electric signal into an optical signal, an O / E converter 34 for converting an optical signal into an electric signal, and a parallel signal and serial A signal converter 36 that performs signal conversion between signals is provided, the power electronics device 10 and the external peripheral device 20 are connected by an optical fiber cable (hereinafter also referred to as an optical cable) L, and data transmission is performed by optical communication. There is also a proposed method. Note that reference numeral 15 in FIG. 11 denotes a control device for performing operation control of various semiconductor devices (not shown) constituting the power electronics device in the power electronics device 10.
[0004]
As the external peripheral device 20, a commercial product is often used for shortening the development period or reducing the cost. For example, the processing device 25 such as a personal computer has an E / O converter 32 and an O / E converter. 34 adapters are mounted, and the E / O converter 32, the O / E converter 34, and the processing device 25 exchange signals via the signal converter 36 so that the processing device 25 is connected to the external peripheral. The device 20 is diverted.
[0005]
As a communication method between the power electronics device 10 and the external peripheral device 20, data transmission is often performed by asynchronous communication, and the E / O converter 32 is connected to the processing device 25 such as a personal computer as described above. In the case where the adapter of the O / E converter 34 is mounted and used as the external peripheral device 20, on the optical cable L, the communication bit state “1” is turned on and “0” is turned off. There are many cases.
[0006]
By the way, as described above, the external peripheral device 20 is connected to the power electronics device 10 using an optical fiber cable only when necessary for maintenance or the like, and is used for data transmission by asynchronous communication. Often done. That is, the optical communication between the power electronics device 10 and the external peripheral device 20 is in an idle state, that is, a no-communication state in most of the operation time of the power electronics device 10.
[0007]
Here, in asynchronous communication, even in the idle state, that is, in the no-communication state, the bit state is transmitted as “1”, and the signals in the idle state are mutually monitored between both apparatuses performing optical communication. Thus, abnormality monitoring such as whether or not the optical cable L and each part of the optical communication apparatus are operating normally is performed. For this reason, in the optical communication device on the power electronics device 10 side, the light emitting element of the E / O converter 32 emits light in an idle state that occupies most of the operation time. Since this light emitting element has a lifetime, emitting light during an unnecessary period is equivalent to increasing the lifetime, and there is a problem that power consumption increases.
[0008]
In order to avoid this, as shown in FIG. 12, when a communication permission unit 90 is provided inside the power electronics device 10 and the external peripheral device 20 is connected to the power electronics device 10 and performs communication between them, The transmission signal to be transmitted by the device 10 is input to one input terminal of the AND circuit 92, and the output of the switch circuit SW is input to the other input terminal. Normally, the switch circuit SW selects a LOW level signal. By doing so, the light emitting element of the E / O converter 32 is set in a state incapable of emitting light, and when performing communication, the E / O converter is manually operated to switch to a HIGH level signal by operating the switch SW. A method has been proposed in which 32 light emitting elements are switched to a state capable of emitting light, and then communication is performed.
[0009]
Also, for example, when there is no information to be transmitted to the connection destination, power is not supplied to the optical communication device for performing optical communication, and power is supplied only when there is information to be transmitted and connection is established. Proposal of a method that supplies power to the optical communication device only when performing optical communication by supplying power to the optical communication device when a request for starting the optical communication device is made. (For example, Patent Document 1).
[0010]
[Patent Document 1]
JP-A-8-256105
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
However, as described above, when the switch SW is manually operated to switch the light emitting element of the E / O converter 32 to a state capable of emitting light, as described above, optical communication is not always used. Therefore, depending on the case, the contact of the switch circuit SW may be oxidized, which may cause a new problem such as contact failure. Also, in the case where the power supply to the optical communication apparatus is supplied only when necessary, whether or not to supply power is controlled by contact-type switch means in this case as well. A deterioration problem of the switch means occurs.
[0012]
Therefore, the present invention has been made paying attention to the above-mentioned unsolved points in the past, and it is intended to extend the life of the optical element and suppress the power consumption, and the means for realizing these are deterioration of the component parts. An object of the present invention is to provide an optical communication apparatus that can avoid a state of not operating normally due to the above.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
  In order to achieve the above object, claim 1 of the present invention is provided.The optical communication device according to the present invention includes an optical transmission unit that converts an electrical signal into an optical signal corresponding thereto and transmits the optical signal, and an optical reception unit that receives the optical signal, converts the optical signal into an electrical signal corresponding thereto, and uses the received signal as a reception signalAnd whether or not the device itself is in a communicable state capable of optical communication with an external device based on the received signal from the optical receiver, and only when it is determined that the device is in a communicable state Light comprising: a communication state determination unit that permits operation of the optical transmission unit; and an operation control unit that controls the optical transmission unit to an operable state only when an operation permission is notified by the communication state determination unit. An optical signal corresponding to a first level electrical signal indicating that the external device is in a communicable state capable of optical communication with the own device and in a non-communication state is input from the external device In addition, communication data including a unit of a data length within a preset maximum data length and including at least the first level electric signal is input. Optical communication is a thing The second level electrical signal different from the first level electrical signal is output as the received signal, and the communication state determining means is configured to output the second level electrical signal different from the first level electrical signal. When the duration of the electric signal of level 2 is shorter than a threshold value set according to the maximum data length, it is determined that the communication is possible.
[0016]
That is, in the communicable state, it is determined whether the communicable state is determined by the communication state determining means using the determination of the duration of the electric signal of the second level, and when it is determined that the communicable state is determined Since the optical transmission means is made operable only by the operation control means, optical communication with an external device is performed even in the case of a communication system in which the optical transmission means emits light in a non-communication state. When there is no need and no external device is connected, the optical transmission means does not operate, so that it is avoided that the optical transmission means operate in spite of an unnecessary state. It is possible to extend the life of the means and reduce power consumption.
[0017]
  Claims2In the optical communication device according to the first aspect, the communication state determination unit inputs the reception signal, starts measurement when the second level electric signal is received, and sets the measurement time based on the maximum data length. Output a time-up signal to notify that the time is up when the maximum measured time is reached.,The timer circuit is configured to reset the measurement time to its initial value when the first level electric signal is received, and the time-up signal is used as a signal for notifying the operation permission.RukoIt is characterized by.
[0018]
  Claims3In the optical communication device according to the first aspect, the communication state determination unit inputs the received signal, and1Trigger signal generating means for outputting a trigger signal at a predetermined cycle while receiving an electrical signal of a level, and a retriggerable monostable for outputting a signal for a specified time using the trigger signal from the trigger signal generating means as a trigger Multi vibratorWhenThe specified time is set to a value corresponding to the maximum elapsed time set based on the maximum data length, and an output signal of the retriggerable monostable multivibrator is notified of the operation permission. Used as a signalRukoIt is characterized by.
[0019]
  Claims4In the optical communication device according to the present invention, the communication method of the optical communication is asynchronous communication, and the first-level electric signal is set as a stop bit added to the end of the communication data.RukoIt is characterized by.
  Therefore, a new signal is provided for determining the communication state by the communication state determining means.WithoutIt can be easily realized by diverting the stop bit.
[0020]
  Claims5The optical communication device according to the present invention is characterized in that it is applied to a power conversion device to which power electronics technology is applied.
  In other words, in power converters using power electronics technology, optical communication devices are used for data transmission with external devices during maintenance. Data communication with external devices by communication is preferable, but by applying to power converters that are particularly rarely used, the optical transmission means is disabled when in a non-communication state, thereby reducing power consumption and optical transmission. It is possible to obtain a great effect in terms of the life of the means.
[0021]
  And claims6The optical communication apparatus according to the present invention is characterized in that the operation control means is a contactless switch that operates in accordance with a determination result of the communication state determination means.
  That is, for example, when the frequency of using the optical communication device is low, that is, when the operation control means operates less frequently, and the operation control means is configured by a contact type switch or the like, the operation control means deteriorates. In some cases, it may not work properly when used. However, since the contactless switch is used as the operation control means, it is possible to avoid that the operation control means does not operate normally due to the deterioration of the use frequency because the use frequency is low. .
[0022]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described.
FIG. 1 shows an example of an optical communication device 30 according to the first embodiment of the present invention, which is applied to a power electronics device 10 that performs optical communication with an external peripheral device 20.
As shown in FIG. 1, the power electronics device 10 and the external peripheral device 20 are connected by an optical fiber cable (hereinafter referred to as an optical cable) L. The external peripheral device 20 is configured in the same manner as the conventional external peripheral device 20 shown in FIG. 11, and sends control constant information or various data transmission requests held by the power electronics device 10 to the power electronics device 10. Setting of control constants to the power electronics device 10, collection of control data in the power electronics device 10, and data display thereof are performed.
[0023]
In the power electronics device 10, the control device 15 that performs control processing for each unit controls various semiconductor devices (not shown) based on the notified control constant information, and data specified in response to a data transmission request. Is transmitted to the external peripheral device 20.
As shown in FIG. 1, the optical communication device 30 according to the first embodiment includes an E / O converter 32 that converts an electric signal including an input serial signal into an optical signal and outputs the optical signal to the optical cable L, and the optical cable L. Between the control device 15 and the E / O converter 32 and O / E converter 34. The O / E converter 34 receives an optical signal from the optical signal and converts it into an electrical signal composed of a serial signal. The electric signal inserted and converted by the O / E converter 34 is input as a received signal, converted into a parallel signal having a specified number of bits, and output to the control device 15. And a signal converter 36 for converting a transmission signal composed of a signal into a serial signal. Further, based on the received signal from the O / E converter 34, it is detected whether the optical cable L is connected to the power electronics device 10, and when it is detected that the optical cable L is connected, the E / O Based on the permission signal from the optical cable connection monitoring unit 38 and the optical cable connection monitoring unit 38 that outputs a permission signal for notifying the operation permission of the converter 32, the signal conversion is performed when the operation permission is notified from the optical cable connection monitoring unit 38. An output signal from the device 36 is output to the E / O converter 32, and when the operation permission is not notified, a signal for turning off the light emitting element of the E / O converter 32 is output to the E / O converter 32. And a communication permission unit 40 for outputting to the network.
[0024]
The power electronics device 10 and the external peripheral device 20 perform data transmission in units of data set in advance by an asynchronous communication method.
FIG. 2 shows a data format of communication data exchanged between the power electronics device 10 and the external peripheral device 20, and in FIG. 2, the left end is the head, and one start bit in order from the head, It consists of 7 bits or 8 data bits, 1 parity bit, and stop bit. This stop bit is 1 bit when the data bit is 8 bits and 7 bits when the data bit is 7 bits. Consists of 2 bits. Then, data transmission is performed with this start bit to stop bit as one unit of communication data. The start bit is set to LOW level, that is, “0”, and the stop bit is set to HIGH level, that is, “1”. Note that the parity bit is not necessarily set.
[0025]
  The E / O converter 32 and the O / E converter 34 are configured in the same manner as known E / O converters and O / E converters.34Is configured to output a LOW level signal when the optical cable L is not connected. In the power electronics device 10 and the external peripheral device 20, the optical cable L is connected, and a HIGH level signal is set as a transmission signal in an idle state, that is, a no-communication state.
[0026]
As shown in FIG. 3, the optical cable connection monitoring unit 38 includes a timer circuit 51 and an initial value setting unit 52 for setting an initial value of the timer circuit 51. The initial value setting unit 52 forms a bit pattern by connecting to a LOW level fixed signal and a HIGH level fixed signal using, for example, a jumper resistor (0Ω resistor) or the like, and uses the timer circuit as an initial value. 51 is input.
[0027]
The timer circuit 51 includes a clock terminal TCLK to which a clock signal CLK is input, an enable terminal * EN and a load terminal LD to which a reception signal that is an output of the O / E converter 34 is input, and the initial value setting unit 52. , And an output terminal * UP for outputting a time-up signal UP that becomes HIGH when the timer circuit 51 reaches the time-up value CUP.
[0028]
Here, the communication data exchanged between the power electronics device 10 and the external peripheral device 20 is formed in the format as shown in FIG. 2, the start bit is “0”, the stop bit is “1”, The number of bits in the communication data is fixed. Therefore, when data transmission is performed between the power electronics device 10 and the external peripheral device 20, the maximum number of bits in which “0” continues as a received signal is determined. In other words, the maximum is obtained when one start bit, seven or eight data bits, and one parity bit are all zero. Therefore, when the period during which the received signal “0” continues exceeds the time Tmax required to transfer the maximum number of bits, this can be regarded as not communication data. Therefore, the time-up value CUP is set so that the time Tup corresponding to the time-up value CUP is larger than the time Tmax required for transferring the maximum number of bits (Tup> Tmax).
[0029]
The reception signal is “1” in the idle state, that is, the no-communication state, and the reception signal is “0” in the state where the optical cable L is not connected. It is considered that the data is considered not to be communication data for more than the time Tmax required to transfer the maximum number of bits. That is, the external peripheral device is in a state where the optical cable L is not connected or the optical cable L is connected. It can be considered that optical communication is impossible, such as a state in which 20 is not operating. Hereinafter, the state in which the optical cable L is not connected means that optical communication is impossible, such as the state in which the optical cable L is not physically connected and the state in which the external peripheral device 20 is not operating as described above. It shall represent that it is in a state.
[0030]
Therefore, by setting a value corresponding to the maximum number of bits as the time-up value CUP in the timer circuit 51, it can be determined whether or not the optical cable L is connected.
Note that the timer circuit 51 activates the rising of the input signal to the clock terminal TCLK and the load terminal LD, and activates the input signal to the enable terminal * EN and the falling of the output terminal * UP.
[0031]
For example, a clock signal CLK generated by the control device 15 configured by a microcomputer or the like is input to the clock terminal TCLK. The period T of the clock signal CLKCIs the data time T per bit of communication data shown in FIG.DSmaller value (TC<TD).
Then, when the input to the enable terminal * EN becomes the LOW level, the timer circuit 51 uses this as a trigger to start counting the clock signal CLK using the rising edge of the clock signal CLK input to the clock terminal TCLK as a trigger. . Although the case where the clock signal CLK is counted using the rising edge of the clock signal CLK as a trigger has been described here, the clock signal CLK may be counted using the falling edge of the clock signal as a trigger.
[0032]
When the input signal to the load terminal LD is at the HIGH level, the timer circuit 51 loads the initial value C0 from the initial value setting unit 52 and sets the timer value C to the initial value C0. Then, a time-up signal UP is output, which is LOW level while the timer value C does not reach the preset time-up value CUP, and becomes HIGH level when the timer value C reaches the upper limit value CUP. An inverted output of UP is output to the communication permission unit 40 as the permission signal.
[0033]
  The communication permission unit 40 includes an AND circuit 42 and the timer circuit 51.FromAnd a transmission signal to be transmitted from the signal converter 36 to the external peripheral device 20, and when the permission signal is at a high level, the transmission signal is output to the E / O converter 32. When the permission signal is at the LOW level, a LOW level signal is output.
[0034]
FIG. 4 is a timing chart for explaining the operation of a timer circuit (for example, TTL 74161) that can be used for the timer circuit 51. FIG. 4A shows a clock signal CLK input to the clock terminal TCLK. b) shows the timer value C of the timer circuit 51, and (e) shows the inverted output of the output terminal * UP. 4 is a timing chart for explaining the operation of the timer circuit that can be used in the timer circuit 51. Therefore, the input signal to the enable terminal * EN and the input signal to the load terminal LD are independent signals. However, the waveforms of the input signal to the enable terminal * EN and the input signal to the load terminal LD of the timer circuit 51 are the same.
[0035]
As shown in FIG. 4, when the input signal to the load terminal LD becomes HIGH level, the initial value C0 is loaded at the time t1 when the clock signal CLK rises, and the timer value C is initialized to C0. At this time, since the input signal to the enable terminal * EN is at the HIGH level, the clock signal is not counted. Therefore, the timer value C maintains the initial value C0. In addition, since the timer value C is the initial value C0, the inverted output of the output terminal * UP becomes HIGH level.
[0036]
In this state, when the input signal to the enable terminal * EN becomes the LOW level, the input signal to the load terminal LD is at the LOW level at time t2, so the timer circuit 51 starts counting the clock signal CLK, and the clock signal The timer value C increases from the initial value C0 at the rising timing of CLK.
Then, when the input signal to the load terminal LD again becomes HIGH level, the initial value C0 is loaded at the time t3 as a trigger, so the timer value C is reset to the initial value C0 at this time, and loaded at the time t4. Since the input signal to the terminal LD is at the LOW level, the timer value C increases every time the clock signal CLK rises again from time t4. At time t5, when the timer value C reaches the time-up value CUP, the output of the output terminal * UP becomes HIGH level, so that the inverted output is switched to LOW level. The timer circuit 51 stops counting the clock signal CLK. Therefore, the inverted output of the output terminal * UP maintains the LOW level.
[0037]
Next, the operation of the first embodiment will be described with reference to the timing chart of FIG.
5, (a) is a received signal from the external peripheral device 20 that is an output of the O / E converter 34, (b) is a permission signal that is an output of the optical cable connection monitoring unit 38, and (c) is a timer circuit 51. Timer value C.
[0038]
Now, in a state where the power electronics device 10 and the external peripheral device 20 are connected by the optical cable L and no communication is performed between them, the output of the O / E converter 34 is in an idle state. Becomes HIGH level, and the input value to the load terminal LD is HIGH level, so that the initial value C0 is loaded into the timer circuit 51 from the initial value setting unit 52. Therefore, the timer value C maintains the loaded initial value C0. Further, since the time-up signal UP is maintained at the LOW level while the timer circuit 51 is not time-up, the permission signal is maintained at the HIGH level. Therefore, since the communication permission unit 40 outputs the transmission signal input from the signal converter 36 to the E / O converter 32 as it is, the light emitting element of the E / O converter 32 emits light according to the transmission signal. Become. That is, in the non-communication state, since the transmission signal is set to the HIGH level, the light emitting element of the E / O converter 32 is in the light emitting state, and the HIGH level signal is transmitted to the external peripheral device 20. Therefore, on the external peripheral device 20 side, by receiving a HIGH level signal from the power electronics device 10, it is possible to perform abnormality monitoring based on this signal.
[0039]
When the communication data is received from the external peripheral device 20 at time t11 and a signal of “0”, that is, a LOW level set as the start bit is received, the input signals to the enable terminal * EN and the load terminal LD are LOW. Since the level is switched, the timer circuit 51 starts counting the clock signal CLK, and the timer value C increases every time the clock signal CLK is input.
[0040]
The timer value C increases every time the clock signal CLK is input while the received signal is “0”, that is, LOW level, and the received signal becomes “1”, that is, “1” as communication data at time t12. When received, since the input signal to the load terminal LD is switched to the HIGH level, the initial value C0 is loaded. Therefore, the timer value C is reset to C0 at this time. Thereafter, while the received signal is “0”, it increases every time a clock signal is input. Then, while the timer circuit 51 is not up, the permission signal is continuously at the HIGH level, so that the transmission signal can be transmitted to the external peripheral device 20.
[0041]
Then, when communication data of a predetermined data unit is received and a stop bit of communication data is input at time t13, the stop bit is set to “1”, so that the input to the load terminal LD is HIGH level. It becomes. Therefore, the timer value C is reset to the initial value C0.
Then, when a no-communication state is thereafter established, a HIGH level reception signal is output as a reception signal from the O / E converter 34, so that the timer value C continues to maintain the initial value C0.
[0042]
At this time, since the timer circuit 51 does not time up, the permission signal maintains the HIGH level. Therefore, for example, when communication data is input from the external peripheral device 20 and then communication data is transmitted as a response from the power electronics device 10 or when there is no communication state, the permission signal maintains the HIGH level. The transmission signal input to the permission unit 40 is output to the E / O converter 32 as it is, and transmission of communication data from the power electronics device 10 becomes possible.
[0043]
When the communication data is again input from the external peripheral device 20, the clock signal CLK is counted when the start bit “0” of the communication data is received, and the timer is sequentially set every time the communication data becomes HIGH level. The value C is reset to C0. When the reception of the communication data is finished and the idle state is entered, the timer value C is maintained at the initial value C0, and the permission signal maintains the HIGH level. If there is a return transmission signal, this is transmitted. It becomes possible to do.
[0044]
When the optical cable L is removed from the power electronics device 10 at time t14 from this state, the output of the O / E converter 34 is switched to the LOW level.
Therefore, the timer value C increases every time the clock signal CLK is input, and the time is up at time t15 when the timer value C reaches the time-up value CUP. As a result, the timer circuit 51 stops counting the clock signal CLK and the time-up signal UP is switched to the HIGH level, so that the permission signal becomes the LOW level.
[0045]
That is, in the state where the optical cable L is not connected, even if a HIGH level signal is transmitted as a transmission signal in the non-communication state from the control device 15 of the power electronics device 10, the output of the communication permission unit 40 is LOW level. At this time, the light emitting element of the E / O converter 32 is in a state incapable of emitting light and is turned off.
Then, when the optical cable L is connected again at time t16 and a HIGH level signal is input from the external peripheral device 20 as non-communication communication data, the initial value C0 is loaded while the received signal is at the HIGH level. Thus, the timer value C maintains the initial value C0, and the permission signal becomes HIGH level. Accordingly, communication data can be transmitted from the power electronics device 10 from this state.
[0046]
Here, for example, when data having all bits set to zero is received as communication data, the start bit is “0”, so the timer circuit 51 starts counting at this point, and zero continues thereafter. Therefore, the timer value C increases every time the clock signal CLK is received. However, since the stop bit is transmitted as “1”, the timer value C is reset to the initial value C0 when the stop bit “1” is received. Here, the time-up value CUP is set so that the time required to reach the time-up value CUP is longer than the time Tmax required to transfer the maximum number of bits when zero continues in the communication data. Therefore, when data with all bits zero is received, the timer circuit 51 does not time up.
[0047]
In this way, the optical cable connection monitoring unit 38 detects whether the optical cable L is connected and optical communication with the external peripheral device 20 is possible, and the optical cable L is connected to enable optical communication. Only when the E / O converter 32 is ready to emit light, the optical communication is impossible when the external peripheral device 20 is not operating or the external cable L is not connected. In this case, since the E / O converter 32 is set in the light emission disabled state, it is possible to avoid the E / O converter 32 from being in an unnecessary light emission state when the optical cable L is not connected. Can do.
[0048]
Therefore, it is possible to prevent the reduction of power consumption and the life of the light emitting element of the E / O converter 32, and the optical cable connection monitoring unit 38 makes a determination based on the output signal of the O / E converter 34. Accordingly, whether or not the E / O converter 32 can emit light is controlled by the communication permission unit 40 including the AND circuit 42, so that the E / O converter 32 emits light using a contact switch or the like. As in the case of controlling whether or not to enable, it can be realized without abnormal operation due to the deterioration of the contacts.
[0049]
Further, at this time, the optical cable L is transmitted by using a high-level signal in a non-communication state normally received in optical communication and a LOW-level signal output from the O / E converter 34 when the optical cable L is not connected. Since it is determined whether it is connected and in a state where optical communication is possible, as the light emission control of the E / O converter 32 is realized, between the power electronics device 10 and the external peripheral device 20 It is possible to easily realize the communication data without any restriction on the transmission procedure of the communication data and without changing the processing contents accompanying the transmission of the communication data.
[0050]
At this time, if communication with the external peripheral device 20 is possible, the E / O converter 32 is controlled to be capable of emitting light. Therefore, for example, when a method for controlling the E / O converter 32 so as to be able to emit light in accordance with an instruction from the external peripheral device 20 is used, the power electronics are used unless an instruction from the external peripheral device 20 is obtained. Since the device 20 is in a state incapable of emitting light, transmission from the power electronics device 20 side is impossible. However, in the first embodiment, as described above, it is not necessary to receive an instruction from the external peripheral device 20, and if it is in a communicable state, it will be in a light emitting state. This can be realized without any restrictions. In addition, if communication with the external peripheral device 20 is possible, the E / O converter 32 is automatically controlled to be able to emit light, so that the E / O converter 32 can emit light. There is no need to perform the operation of switching to, and the operator only needs to connect the optical cable L, which can be easily realized.
[0051]
Further, since the initial value C0 of the timer value C of the timer circuit 51 is loaded from the initial value setting unit 52, for example, as a unit of communication data exchanged between the power electronics device 10 and the external peripheral device 20 Even when applied to power electronics devices 10 having different data lengths, the initial value C0 in the initial value setting unit 52 can be easily applied only by adjusting the data length according to the data length.
[0052]
In addition, even when optical communication is not normally performed in this way, optical communication can be performed without any problem when performing optical communication. For optical communication between the power electronics device 10 and the external peripheral device 20 that is used in a noisy environment and that is used only during maintenance, etc. The application is suitable in terms of insulation and noise countermeasures, and deterioration of each part in the optical communication apparatus.
[0053]
In the first embodiment, the case where the up counter is applied as the timer circuit 51 and the time is up when the timer value C reaches the time up value CUP has been described. However, the present invention is not limited to this. For example, a down counter may be applied. In short, any circuit that can measure a lapse time and output a signal that becomes a LOW level when a predetermined time has elapsed can be applied.
[0054]
Next, a second embodiment of the present invention will be described.
Since the second embodiment is the same as the first embodiment except that the configuration of the optical cable connection monitoring unit 38 is different, the same parts are denoted by the same reference numerals and detailed description thereof is omitted.
As shown in FIG. 6, the optical cable connection monitoring unit 38 according to the second embodiment includes a trigger generator 53 that inputs an output signal of the O / E converter 34 and outputs a trigger signal, and the trigger generator 53. And a retriggerable circuit 54 for inputting the trigger signal from
[0055]
The trigger generator 53 inputs an output signal from the O / E converter 34 to the enable terminal EN, and generates a trigger signal that becomes HIGH level at a predetermined cycle T1 while the input signal to the enable terminal EN is HIGH level. , Send repeatedly. The period T1 is set to a time sufficiently shorter than a holding period Tfr of the retriggerable circuit 54 described later, for example.
[0056]
That is, as shown in FIG. 7, when the input signal (FIG. 7A) to the enable terminal EN becomes HIGH level at time t21, the trigger generator 53 causes the trigger signal (FIG. 7) to become HIGH level at a predetermined cycle T1. 7 (b)) is output. Then, while the input signal to the enable terminal EN is at the HIGH level, the trigger signal is repeatedly output at a predetermined cycle T1, and when the input signal to the enable terminal EN becomes the LOW level at time t22, the output of the trigger signal is stopped. Then, when the input signal to the enable terminal EN again becomes HIGH level at time t23, the trigger signal is output again at a predetermined cycle T1.
[0057]
Further, the retriggerable circuit 54 is constituted by a retriggerable monostable multivibrator composed of an IC circuit such as TTL series 74123, and the trigger signal output from the trigger generator 53 is input to the trigger input terminal TRGIN, A permission signal that is HIGH during the holding period Tfr set in advance is output with the trigger signal rising to HIGH. If a new trigger signal is input before the holding period Tfr elapses, the measurement of the holding period Tfr is started again from this point.
[0058]
That is, as shown in FIG. 8, when a trigger signal is input to the trigger signal input terminal TRGIN at time t31 (FIG. 8 (a)), the output of the output terminal Q (FIG. 8 (b)) becomes HIGH level. . Then, after the trigger signal is input at time t31, when the trigger signal is input again at time t32 before the holding period Tfr elapses (Ta1> Tfr), the output signal maintains the HIGH level and is held again from this time t32. Measurement of the period Tfr is started. Similarly, when the trigger signal is input at time t33 before the holding period Tfr elapses (Ta2> Tfr) from the time when the trigger signal is input at time t32, the HIGH level is maintained. Then, when the trigger signal is input at time t34, measurement of the holding period Tfr is started again. When the trigger signal is not received even after the holding period Tfr elapses from time t34, time t35 when the holding period Tfr elapses. The output signal becomes LOW level.
[0059]
The retriggerable circuit 54 is provided with adjusting means 54a, and the holding period Tfr of the retriggerable circuit 54 is adjusted by the adjusting means 54a.
The holding period Tfr is set to be larger than the time Tmax required for transferring the maximum number of bits, similarly to the time Tup corresponding to the time-up value CUP.
[0060]
Next, the operation of the second embodiment will be described with reference to FIG.
9, (a) is a received signal input to the enable terminal EN of the trigger generator 53, (b) is a trigger signal output from the trigger generator 53, and (c) is output from the retriggerable circuit 54. This is a permission signal.
Now, in a state where the power electronics device 10 and the external peripheral device 20 are connected by the optical cable L and no communication is performed between them, the output of the O / E converter 34 is in an idle state. Becomes HIGH level, and since the input signal to the enable terminal EN of the trigger generator 53 is HIGH level, the trigger signal is output at a predetermined cycle T1. Therefore, the retriggerable circuit 54 outputs a signal that is HIGH during the holding period Tfr from the time when the trigger signal rises. Since the trigger signal is repeatedly transmitted while the input signal to the enable terminal EN is at the HIGH level, the output of the retriggerable circuit 54 maintains the HIGH level. Therefore, since the permission signal to the communication permission unit 40 maintains the HIGH level, the E / O converter 32 maintains the state in which the transmission signal can be transmitted, and therefore transmits the HIGH level transmission signal representing the idle state. It will be.
[0061]
In this state, when communication data is received from the external peripheral device 20 and a signal of the LOW level set as the start bit is received at time t41, the input signal to the enable terminal EN is switched to the LOW level. The signal output stops. In the retriggerable circuit 54, the permission signal as the output is maintained at the HIGH level until the retention period Tfr elapses from the time point t41, so that the E / O converter 32 is continuously maintained in the light emission enabled state.
[0062]
Then, the retriggerable circuit 54 starts measurement of the holding period Tfr from the time point t41. When the HIGH level signal is received as the reception signal before the holding period Tfr elapses, the trigger generator 53 is received at the time point t42. Trigger signal is generated. Therefore, the output of the retriggerable circuit 54, that is, the permission signal continues to maintain the HIGH level.
[0063]
Thereafter, while the received signal is “0”, the trigger signal is not output from the trigger generator 53, but the permission signal is maintained at the HIGH level while the holding period Tfr has not elapsed since time t 42, and the external peripheral device 20. The transmission signal can be transmitted to. Then, when communication data of a predetermined data unit is received and a stop bit of communication data is input at time t43, the stop bit is set to “1”. Generated. Therefore, the enable signal continues to maintain the HIGH level, and when the communication signal is not communicated thereafter, the HIGH level reception signal is output as the reception signal from the O / E converter 34, so that the trigger signal is continuously generated from the trigger generator 53. Then, the permission signal maintains the HIGH level. Therefore, when a reception signal is input and then communication data is transmitted from the power electronics device 10 or when there is no communication, the permission signal maintains a high level, and therefore the transmission signal input to the communication permission unit 40 is The data is output to the E / O converter 32 as it is, and transmission from the power electronics device 10 is performed.
[0064]
Then, the communication data is again input from the external peripheral device 20, and when the communication data start bit “0” is received, the output of the trigger signal is stopped, but the permission signal is output until the holding period Tfr elapses. Is maintained at the HIGH level, and when “1” is received as communication data, a trigger signal is generated and measurement of the holding period Tfr is started again.
[0065]
When the reception of the communication data is completed and the idle state is entered, the input signal to the enable terminal EN is maintained at the HIGH level. Therefore, the permission signal is continuously maintained at the HIGH level. It becomes possible to transmit.
When the optical cable L is removed from the power electronics device 10 at time t44 from this state, the output of the O / E converter 34 is switched to the LOW level.
[0066]
Therefore, when the output of the trigger signal is stopped and the elapsed time from the time point t44 reaches the holding period Tfr at the time point t45, the output of the retriggerable circuit 54 is switched to the LOW level at this time point, so that the permission signal becomes the LOW level.
Accordingly, since the output of the communication permission unit 40 is at the LOW level, at this time, the light emitting element of the E / O converter 32 is in a state incapable of emitting light and is turned off.
[0067]
When the optical cable L is connected again at the time point t46, the output of the O / E converter 34 is at a high level while in the no-communication state, so the input signal to the trigger generator 53 is at a high level. As a result, a trigger signal is generated, so that the permission signal becomes HIGH level. Accordingly, communication data can be transmitted from the power electronics device 10 from this state.
[0068]
Even when data with all “0” set as communication data is received, the received signal is “1” in the non-communication state. Therefore, when “0” is received as communication data, retriggerable In the circuit 54, since the output is maintained at the HIGH level during the holding period Tfr, the permission signal is maintained at the HIGH level. After that, since the zero continues, the trigger signal is not output, but during the holding period Tfr, the permission signal is at the HIGH level. To maintain. When a stop bit set to “1” is received, a trigger signal is output again from the trigger generator 53. At this time, measurement of the holding period Tfr of the removable circuit 54 is newly started. It will be.
[0069]
Here, since the holding period Tfr is set to be longer than the time Tmax required for transferring the maximum number of bits when zero continues in the communication data, when data with all bits zero is received, The permission signal does not switch to the LOW level until the stop bit is received.
Therefore, also in this case, the same effect as the first embodiment can be obtained.
[0070]
Also in this case, since the holding period Tfr can be adjusted by the adjusting unit 54a, it is possible to easily cope with a change in the data unit of communication data.
In each of the above embodiments, the case where optical communication is performed between the power electronics device 10 and the external peripheral device 20 has been described. However, the present invention is not limited to this, and any device that performs communication by optical communication is applicable. can do.
[0071]
In each of the above embodiments, the case where communication data is transmitted in the data format shown in FIG. 2 has been described. However, the present invention is not limited to this, and “0” and stop bit “1” are used as start bits. The start bit and the stop bit can be applied to any data format in which the start data and the stop bit are added before and after transmission data having a predetermined data length.
[0072]
  In each of the above embodiments, the case where the start bit and the stop bit are fixed to “0” or “1” has been described.LimitInstead, the bits fixed to “0” and “1” may be set at arbitrary positions set in advance in the communication data, or any of the communication data without fixing the position. The present invention can be applied even when "0" and "1" are included. In addition, in order to detect the connection state of the optical cable L, the first bit of the communication data, and in each of the above embodiments, the start bit does not have to be “0” and can be arbitrarily set.
[0073]
Further, in each of the above embodiments, the case where optical communication is performed by the asynchronous communication method has been described. However, the present invention is not limited to this, and communication data includes “1” as described above and communication is performed. If the data length does not exceed a preset specified value, the time-up value CUP of the timer circuit 51 or the holding period Tfr of the retriggerable circuit 54 may be set according to the specified value of the data length. .
[0074]
In each of the above embodiments, the case where the received signal is “0” when the optical cable L is not connected and “1” when there is no communication is described. However, the present invention is not limited to this. The present invention can be applied even when the received signal is “1” when the optical cable L is not connected and “0” when there is no communication. In this case, “1” in each of the above embodiments is applicable. The logical value relationship between “1” and “0” may be reversed.
[0075]
In each of the above embodiments, the E / O converter 32 corresponds to the optical transmission means, the O / E converter 34 corresponds to the optical reception means, and the first level electric signal has a logical value “1”. , The second level electrical signal corresponds to the logical value “0”, the optical cable state monitoring unit 38 corresponds to the communication state determination unit, the communication permission unit 40 corresponds to the operation control unit, and the trigger generator Reference numeral 53 corresponds to the trigger signal generating means.
[0077]
【The invention's effect】
  As described above, claim 1 of the present invention.According to the optical communication device according to the present invention, the received signal is the first level electric signal when it is in a communicable state where communication with an external device by optical communication is possible, and the non-communication possible state. The received signal is a second level electric signal different from the first level electric signal, and the maximum data length of the communication data is determined, and at least the first level is included in the communication data. In other words, in the communicable state, it is determined whether or not the communicable state is established by the communication state determining means using the fact that the duration of the second level electric signal is determined, Only when it is determined that the communication is possible, the optical transmission means is made operable by the operation control means, so that the optical transmission means emits light in the no-communication state. Even in the case of the communication method, if it is not necessary to perform optical communication with the external device and the external device is not connected, the optical transmission means does not operate, so optical transmission is possible regardless of unnecessary conditions. The operation of the means can be avoided, and the lifetime of the spectral transmission means can be extended and the power consumption can be reduced.
[0078]
  Claims2According to the optical communication apparatus according to the present invention, the timer circuit is used as the communication state determination unit, and when the second level electric signal is received as the reception signal, the measurement is started and the measurement time is set based on the maximum data length. When the maximum measurement time is reached, a time-up signal is output, and when the first level electric signal is received, the measurement time is reset to its initial value, so whether or not communication is possible Can be easily determined, and the notification can be easily performed by using the time-up signal as a signal for notifying the operation permission.
[0079]
  Claims3According to the optical communication device according to the present invention, the received signal is1Trigger signal generating means for outputting a trigger signal at a predetermined period while receiving an electrical signal of a level, and a retriggerable monostable for outputting a signal for a specified time using the trigger signal from the trigger signal generating means as a trigger Communication is possible by composing communication status determination means from multivibrator and setting the value corresponding to the maximum elapsed time set based on the maximum data length as the specified time of retriggerable monostable multivibrator It is possible to easily determine whether or not it is in a state, and the notification can be easily performed by using the output signal of the retriggerable monostable multivibrator as a signal for notifying the operation permission. it can.
[0080]
  Claims4According to the optical communication device according to the present invention, the first level electric signal is set as the stop bit added to the end of the communication data in the asynchronous communication method. This can be easily realized without newly providing an electric signal of the first level necessary for the determination.
  Claims5According to the optical communication device according to the present invention, since it is applied to a power conversion device applying power electronics technology, in particular, in such a power conversion device, when performing data transmission with an external device during maintenance, etc. Since the frequency of using the optical communication device is relatively low, it is possible to obtain a great effect by disabling the optical transmission means when it is unnecessary.
[0081]
  And claims6According to the optical communication apparatus according to the present invention, since the electric switch that operates according to the determination result in the communication state determination unit is used as the operation control unit, the frequency of using the optical communication device is low, that is, the operation control. Even when the frequency of operation of the means is low, it is possible to avoid that the operation control means does not operate normally due to deterioration of the operation control means due to low frequency.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram illustrating an example of an optical communication apparatus according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an example of a data format of communication data by optical communication.
3 is a configuration diagram showing details of the optical cable connection monitoring unit 38 and the communication permission unit 40 of FIG. 1;
FIG. 4 is a timing chart for explaining the operation of the timer circuit 51;
FIG. 5 is a timing chart for explaining the operation of the first embodiment;
FIG. 6 is a configuration diagram showing details of an optical cable connection monitoring unit in the second embodiment.
7 is a timing chart for explaining the operation of the trigger generator 53 of FIG. 6;
8 is a timing chart for explaining the operation of the retriggerable circuit 54 in FIG. 6;
FIG. 9 is a timing chart for explaining the operation of the second embodiment.
10 is an explanatory diagram for explaining a connection method between a conventional power electronics device 10 and an external peripheral device 20. FIG.
FIG. 11 is an explanatory diagram for explaining a connection method between a conventional power electronics device 10 and an external peripheral device 20;
12 is an explanatory diagram for explaining a connection method between a conventional power electronics device 10 and an external peripheral device 20. FIG.
[Explanation of symbols]
10 Power electronics equipment (power conversion equipment)
20 External peripheral devices
30 Optical communication device
32 E / O converter
34 O / E converter
38 Optical cable connection monitoring unit
40 Communication permission part
42 AND circuit
51 Timer circuit
52 Initial value setting section
53 Trigger generator
54 Retriggerable Circuit

Claims (6)

電気信号をこれに応じた光信号に変換して送信する光送信手段と、
光信号を受信しこれに応じた電気信号に変換しこれを受信信号とする光受信手段と、
当該光受信手段からの受信信号に基づき、自装置が、外部装置との光通信が可能な通信可能状態にあるか否かを判定し、通信可能状態にあると判別されるときにのみ前記光送信手段の作動を許可する通信状態判別手段と、
当該通信状態判別手段により作動許可が通知されたときにのみ前記光送信手段を作動可能状態に制御する作動制御手段と、を備えた光通信装置であって、
前記外部装置から、当該外部装置が自装置と光通信が可能な通信可能状態にあり且つ無通信状態にあることを表す第１のレベルの電気信号相当の光信号を入力すると共に、予め設定された最大データ長以内のデータ長の単位からなり且つ少なくとも前記第１のレベルの電気信号を含む通信データを入力し、
前記光受信手段は、自装置と前記外部装置との光通信が物理的に不可であるとき、前記第１のレベルの電気信号とは異なる第２のレベルの電気信号を前記受信信号として出力する構成を有し、
前記通信状態判別手段は、前記受信信号における前記第２のレベルの電気信号の継続時間が前記最大データ長に応じて設定されるしきい値よりも短いとき、通信可能状態であると判定することを特徴とする光通信装置。 An optical transmission means for converting an electrical signal into an optical signal corresponding to the electrical signal and transmitting it;
Optical receiving means for receiving an optical signal, converting it into an electrical signal in accordance with the optical signal, and using it as a received signal ;
Based on the received signal from the light receiving means, the device determines whether or not the device is in a communicable state capable of optical communication with an external device, and the light is only detected when it is determined that the device is communicable. A communication state determining means for permitting operation of the transmitting means;
An operation control unit that controls the optical transmission unit to an operable state only when an operation permission is notified by the communication state determination unit, and an optical communication device comprising:
The external device inputs an optical signal corresponding to a first level electrical signal indicating that the external device is in a communicable state capable of optical communication with the own device and is in a non-communication state, and is set in advance. Communication data comprising a unit of data length within the maximum data length and including at least the first level electrical signal,
The optical receiving means outputs a second level electrical signal different from the first level electrical signal as the received signal when optical communication between the device itself and the external device is physically impossible. Having a configuration,
The communication state determining means determines that the communication is possible when the duration of the second level electric signal in the received signal is shorter than a threshold set in accordance with the maximum data length. An optical communication device. 前記通信状態判別手段は、前記受信信号を入力し、前記第２のレベルの電気信号を受信したとき計測を開始し且つその計測時間が前記最大データ長に基づいて設定された最大計測時間に達したときにタイムアップしたことを通知するタイムアップ信号を出力すると共に、前記第１のレベルの電気信号を受信したとき前記計測時間をその初期値にリセットするタイマ回路から構成され、
前記タイムアップ信号を、前記作動許可を通知するための信号として用いることを特徴とする請求項１記載の光通信装置。The communication state determination unit inputs the reception signal and starts measurement when the second level electric signal is received, and the measurement time reaches a maximum measurement time set based on the maximum data length. outputs a time-up signal indicating that the time is up when, constructed the measured time upon receiving the electric signal of the first level from the timer circuit to reset to its initial value,
Said time-up signal, an optical communication apparatus according to claim 1, wherein the benzalkonium used as a signal for notifying the operation permission. 前記通信状態判別手段は、前記受信信号を入力し、前記第１のレベルの電気信号を受信している間、所定周期でトリガ信号を出力するトリガ信号発生手段と、
当該トリガ信号発生手段からのトリガ信号をトリガとして規定時間、信号を出力するリトリガブルモノステーブルマルチバイブレータとで構成され、
前記規定時間は、前記最大データ長に基づいて設定された最大経過時間に相当する値に設定され、
前記リトリガブルモノステーブルマルチバイブレータの出力信号を、前記作動許可を通知するための信号として用いることを特徴とする請求項１記載の光通信装置。The communication state determining means is a trigger signal generating means for inputting the received signal and outputting a trigger signal at a predetermined period while receiving the first level electric signal;
Time defines the trigger signal from the trigger signal generating means as a trigger, is composed of a retriggerable monostable multivibrator for outputting a signal,
The specified time is set to a value corresponding to the maximum elapsed time set based on the maximum data length,
Wherein the output signal of the retriggerable monostable multivibrator, the optical communication apparatus according to claim 1, wherein the benzalkonium used as a signal for notifying the operation permission. 前記光通信の通信方式は、調歩同期式通信であって、前記通信データの末尾に付加されるストップビットとして、前記第１のレベルの電気信号が設定されることを特徴とする請求項１から請求項３の何れか１項に記載の光通信装置。The optical communication communication method is a asynchronous communication, as a stop bit added to the end of said communication data, according to claim 1 in which the electrical signal of the first level is characterized and are set Turkey The optical communication apparatus according to claim 1 . 前記光通信装置は、パワーエレクトロニクス技術を応用した電力変換装置に適用されることを特徴とする請求項１から請求項４の何れか１項に記載の光通信装置。The optical communication device according to any one of claims 1 to 4, wherein the optical communication device is applied to a power conversion device to which power electronics technology is applied. 前記作動制御手段は、前記通信状態判別手段での判別結果に応じて動作する無接点方式のスイッチであることを特徴とする請求項５記載の光通信装置。6. The optical communication apparatus according to claim 5 , wherein the operation control unit is a contactless switch that operates in accordance with a determination result of the communication state determination unit.
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