JP6334982B2 - Reception device, transmission system, and reception method - Google Patents
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Description
本発明は、シリアル通信により送信装置からデータを受信する受信装置、伝送システム、及び、受信方法に関する。 The present invention relates to a receiving apparatus, a transmission system, and a receiving method for receiving data from a transmitting apparatus by serial communication.
シリアル通信により、送信装置から受信装置にデータを伝送する技術が知られている。例えば、特許文献１には、一対の商用電源線路（電源線路と基準線路）と１本の信号線路との３本の線路で室外機と室内機とを接続し、信号線路に流れる電流によりデータを伝送する空気調和機の運転制御装置が開示されている。
A technique for transmitting data from a transmission device to a reception device by serial communication is known. For example, in
ここで、室外機と室内機とを接続する３本の線路が誤って配線されることがある。例えば、室内機が備える３つの端子のうち、信号線路が接続されるべき端子に、電源線路が接続されることがある。このような場合にも、信号線路が接続されるべき端子に接続された素子に過剰な電流が流れないようにする対策が望まれる。このような対策として、例えば、特許文献１には、信号線路が接続されるべき端子とこの端子に接続される素子との間に、比較的高い抵抗値（例えば、数ｋΩ）を有する制限抵抗を設ける対策が開示されている。
Here, the three lines connecting the outdoor unit and the indoor unit may be mistakenly wired. For example, a power line may be connected to a terminal to which a signal line is to be connected among three terminals included in the indoor unit. Even in such a case, it is desirable to take measures to prevent an excessive current from flowing in an element connected to a terminal to which a signal line is to be connected. For example,
しかしながら、このような制限抵抗が設けられると、室外機が信号線路に対して電流の供給を停止してから、室内機がこの電流の供給の停止を検出するまでの遅延時間が長くなる。特に、室外機と室内機との間の距離が長くなり、信号線路と基準線路（又は電源線路）との間の寄生容量が大きくなる場合、この遅延時間は無視できない程度に長くなり、結果として通信速度の低下を招くことになる。このため、通信のための電流が流れる経路上に過剰な電流が流れることを抑制しつつ、通信速度の低下を抑制することが可能な技術が望まれている。 However, when such a limiting resistor is provided, the delay time from when the outdoor unit stops supplying current to the signal line until the indoor unit detects the stop of supplying current becomes longer. In particular, when the distance between the outdoor unit and the indoor unit becomes long and the parasitic capacitance between the signal line and the reference line (or power line) becomes large, this delay time becomes long enough to be ignored. The communication speed will be reduced. For this reason, there is a demand for a technique capable of suppressing a decrease in communication speed while suppressing an excessive current from flowing on a path through which a current for communication flows.
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、通信のための電流が流れる経路上に過剰な電流が流れることを抑制しつつ、通信速度の低下を抑制するのに好適な受信装置、伝送システム、及び、受信方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and is a receiving apparatus suitable for suppressing a decrease in communication speed while suppressing an excessive current from flowing on a path through which a current for communication flows. An object is to provide a transmission system and a receiving method.
上記目的を達成するために、本発明に係る受信装置は、
交流電源の電源電位が印加される電源線と、前記交流電源の基準電位が印加される基準線と、前記電源線と前記基準線とから交流電力の供給を受ける送信装置が備える直流電源から供給される電流が流れる信号線と、により前記送信装置に接続され、前記電源線と前記基準線とから交流電力の供給を受け、前記信号線と前記基準線とを介したシリアル通信により前記送信装置からデータを受信する受信装置であって、
前記信号線と前記基準線とを結ぶ伝送経路上に配置される制限抵抗と、
前記伝送経路上に前記制限抵抗に対して直列に配置され、第１の閾値以上の電流が流れているときに発光する発光ダイオードと、前記発光ダイオードと電気的に絶縁され、前記発光ダイオードが発光しているときに電流が流れるフォトトランジスタと、を備える受信用フォトカプラと、
前記受信用フォトカプラが備えるフォトトランジスタに流れる電流の有無を判別して、前記送信装置により送信されたデータを取得するデータ取得回路と、
前記制限抵抗に流れる電流の電流値が前記第１の閾値よりも大きい第２の閾値未満である間、前記制限抵抗の両端を結ぶバイパスを構成するバイパス回路と、を備え、
前記バイパス回路は、
前記バイパス上に配置され、オフ状態で電流が流れず、オン状態で電流が流れるスイッチング素子と、
前記バイパス上に前記スイッチング素子に対して直列に配置され、前記制限抵抗の抵抗値よりも小さい抵抗値を有するバイパス抵抗と、
前記制限抵抗に流れる電流の電流値を検出する電流値検出回路と、
前記電流値検出回路により検出された電流値が前記第２の閾値以上である間、前記スイッチング素子がオフ状態になるように前記スイッチング素子を制御し、前記電流値検出回路により検出された電流値が前記第２の閾値未満である間、前記スイッチング素子がオン状態になるように前記スイッチング素子を制御する制御回路と、を備える。
In order to achieve the above object, a receiving apparatus according to the present invention provides:
Supplied from a power supply line to which a power supply potential of an AC power supply is applied, a reference line to which a reference potential of the AC power supply is applied, and a DC power supply provided in a transmission device that receives supply of AC power from the power supply line and the reference line Connected to the transmission device by a signal line through which a current flows, and receives AC power from the power supply line and the reference line, and the transmission device by serial communication via the signal line and the reference line A receiving device for receiving data from
A limiting resistor disposed on a transmission path connecting the signal line and the reference line;
A light emitting diode that is arranged in series with the limiting resistor on the transmission path and emits light when a current equal to or greater than a first threshold flows, and is electrically insulated from the light emitting diode, and the light emitting diode emits light A photocoupler for reception comprising a phototransistor through which current flows when
A data acquisition circuit that determines the presence or absence of current flowing in a phototransistor included in the reception photocoupler and acquires data transmitted by the transmission device;
A bypass circuit that constitutes a bypass that connects both ends of the limiting resistor while a current value of the current flowing through the limiting resistor is less than a second threshold value that is greater than the first threshold value ,
The bypass circuit is:
A switching element disposed on the bypass, in which no current flows in an off state and a current flows in an on state;
A bypass resistor disposed in series with respect to the switching element on the bypass and having a resistance value smaller than a resistance value of the limiting resistor;
A current value detection circuit for detecting a current value of a current flowing through the limiting resistor;
While the current value detected by the current value detection circuit is greater than or equal to the second threshold value, the switching element is controlled so that the switching element is turned off, and the current value detected by the current value detection circuit There while less than the second threshold value, and a control circuit for the switching element to control the switching element to turn on state, Ru comprising a.
本発明では、制限抵抗に流れる電流の電流値が、この電流の有無を判別するための第１の閾値よりも大きい第２の閾値未満である間、制限抵抗の両端を結ぶバイパスが構成される。従って、本発明によれば、通信のための電流が流れる経路上に過剰な電流が流れることを抑制しつつ、通信速度の低下を抑制することができる。 In the present invention, while the current value of the current flowing through the limiting resistor is less than the second threshold value that is larger than the first threshold value for determining the presence or absence of this current, a bypass that connects both ends of the limiting resistor is configured. . Therefore, according to the present invention, it is possible to suppress a decrease in communication speed while suppressing an excessive current from flowing on a path through which a current for communication flows.
以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
（実施形態１）
まず、本発明の実施形態１に係る伝送システム１０００の構成について説明する。図１に示すように、伝送システム１０００は、伝送装置１００と、伝送装置２００と、伝送装置２０１と、伝送装置２０２と、を備える。伝送装置２００と伝送装置２０１と伝送装置２０２とは、電源線３０１と信号線３０２と基準線３０３とのそれぞれにより、伝送装置１００に対して並列に接続される。
(Embodiment 1)
First, the configuration of the
なお、本実施形態では、伝送システム１０００が空調システムであり、伝送装置１００が室外機であり、伝送装置２００と伝送装置２０１と伝送装置２０２とが室内機であるものとする。伝送システム１０００内では、データは、信号線３０２と基準線３０３とを用いたシリアル通信により伝送される。また、伝送装置２００と伝送装置２０１と伝送装置２０２とにより使用される交流電力は、電源線３０１と基準線３０３とを介して、伝送装置１００から供給される。
In this embodiment, the
なお、伝送システム１０００内では、データは、例えば、要求コマンドと応答コマンドとを用いたポーリング方式の通信により伝送される。要求コマンドは、相手の装置に対する制御を要求したり、相手の装置にデータの返信を要求したりするコマンドである。要求コマンドは、基本的に、伝送装置１００が、伝送装置２００や伝送装置２０１や伝送装置２０２に対して送信するコマンドである。一方、応答コマンドは、要求コマンドを正常に受信したことを通知したり、要求コマンドにより要求されたデータを返信したりするコマンドである。応答コマンドは、基本的に、伝送装置２００や伝送装置２０１や伝送装置２０２が伝送装置１００に送信するコマンドである。
In the
シリアル通信のための電源である通信用電源は、伝送装置１００に設けられる。そして、伝送装置１００に設けられた通信用電源から供給される、シリアル通信のための電流（以下、適宜「伝送電流」という。）は、伝送装置１００→信号線３０２→伝送装置２００、伝送装置２０１、伝送装置２０２→基準線３０３→伝送装置１００という経路をたどって流れる。このように伝送電流は、伝送装置１００から出発して、伝送装置１００に戻るため、ループ電流ともいう。
A communication power supply that is a power supply for serial communication is provided in the
ここで、ホスト装置とクライアント装置とのいずれも、伝送電流が流れる経路（以下、適宜「伝送経路」という。）上に、送信回路（送信素子）と受信回路（受信素子）とを備える。送信回路は、伝送電流を流したり遮断したりすることにより、データを送信する回路である。なお、送信回路が伝送電流を流す状態であることを、送信回路がオン状態であるといい、送信回路が伝送電流を遮断する状態であることを、送信回路がオフ状態であるという。例えば、送信回路は、オン状態（２進数における「１」を表す状態）とオフ状態（２進数における「０」を表す状態）とを切り替えることにより、２進数により表されるデータを送信する。 Here, each of the host device and the client device includes a transmission circuit (transmission element) and a reception circuit (reception element) on a path through which a transmission current flows (hereinafter referred to as “transmission path” as appropriate). The transmission circuit is a circuit that transmits data by flowing or blocking a transmission current. Note that the state in which the transmission circuit allows the transmission current to flow is referred to as the transmission circuit being in the on state, and the state in which the transmission circuit interrupts the transmission current is referred to as the transmission circuit in the off state. For example, the transmission circuit transmits data represented by a binary number by switching between an on state (a state representing “1” in a binary number) and an off state (a state representing “0” in a binary number).
一方、受信回路は、伝送経路の状態が、伝送電流が流れている状態（２進数における「１」を表す状態）と、伝送電流が流れていない状態（２進数における「０」を表す状態）と、のうちのいずれの状態であるのかを判別することにより、２進数により表されるデータを受信する回路である。なお、送信回路や受信回路には、フォトカプラを採用することが好適である。 On the other hand, in the receiving circuit, the state of the transmission path is a state where a transmission current is flowing (a state representing “1” in a binary number) and a state where no transmission current is flowing (a state representing “0” in a binary number). And a circuit that receives data represented by a binary number by determining which of the two states. Note that a photocoupler is preferably used for the transmission circuit and the reception circuit.
伝送装置１００は、通信用電源１１０と、接地端子１１５と、フォトカプラ１２０と、抵抗１２３と、接地端子１２４と、フォトカプラ１３０と、抵抗１３３と、ダイオード１３４と、電源端子１３５と、抵抗１３６と、抵抗１３７と、接地端子１３８と、制御部１４０と、交流負荷１５０とを備える。
The
通信用電源１１０は、シリアル通信に用いる伝送電流を供給する直流電源である。通信用電源１１０は、交流電源４００から供給された交流電力を直流電力に変換する。通信用電源１１０は、接地端子１１５の電位に対して、Ｖｃ（Ｖ）だけ高い電位となる出力端子を備える。つまり、通信用電源１１０は、Ｖｃ（Ｖ）の直流電圧を出力する。通信用電源１１０は、ダイオード１１１と、抵抗１１２と、電解コンデンサ１１３と、定電圧ダイオード１１４と、を備える。
The
ダイオード１１１は、アノードからカソードに向かう方向にのみ電流を流す整流素子である。ダイオード１１１のアノードは、交流負荷１５０の一端と、電源線３０１の一端と、交流電源４００の電源端子と、に接続される。ダイオード１１１のカソードは、抵抗１１２の一端に接続される。
The
抵抗１１２は、直流電圧を生成するための抵抗である。抵抗１１２の他端は、電解コンデンサ１１３の＋端子と、定電圧ダイオード１１４のカソードと、フォトトランジスタ１２２のコレクタと、に接続される。
The
電解コンデンサ１１３は、供給されたエネルギーを一時的に蓄える、極性を有するコンデンサである。電解コンデンサ１１３の−端子は、定電圧ダイオード１１４のアノードと、接地端子１１５と、交流負荷１５０の他端と、基準線３０３の一端と、交流電源４００の基準端子と、に接続される。
The
定電圧ダイオード１１４は、アノードとカソードの間に印加された逆方向電圧が降伏電圧未満では逆方向電流がほとんど流れず、逆方向電圧が降伏電圧以上になると急激に逆方向電流が流れるようになるダイオードである。定電圧ダイオード１１４の両端の電圧（降伏電圧）は、Ｖｃ（Ｖ）であるものとする。
In the
接地端子１１５は、接地される端子であり、基準線３０３に、接地電位を印加するための端子である。
The
フォトカプラ１２０は、２つの回路を、相互に電気的に絶縁するための素子である。フォトカプラ１２０は、発光ダイオード１２１とフォトトランジスタ１２２とを備える。フォトカプラ１２０は、発光ダイオード１２１のアノードからカソードに向かう電流（以下、適宜「一次側電流」という。）が流れると、フォトトランジスタ１２２のコレクタからエミッタに向かう電流（以下、適宜「二次側電流」という。）が流れる。なお、電流伝達率は、一次側電流の電流値に対する二次側電流の電流値の比率である。
The
発光ダイオード１２１は、アノードとカソードの間に印加された電圧（以下、適宜「一次側電圧」という。）が所定の電圧の閾値（以下、適宜「電圧閾値」という。）以上になると、一次側電流を流すとともに、一次側電流の電流値に応じた強さの光を発する。発光ダイオード１２１のアノードは、抵抗１２３の一端に接続される。発光ダイオード１２１のカソードは、接地端子１２４に接続される。
When the voltage applied between the anode and the cathode (hereinafter referred to as “primary voltage” as appropriate) is equal to or higher than a predetermined voltage threshold (hereinafter referred to as “voltage threshold” as appropriate), While flowing an electric current, the light of the intensity | strength according to the electric current value of a primary side electric current is emitted. The anode of the
フォトトランジスタ１２２は、コレクタとエミッタの間に印加された電圧（以下、適宜「二次側電圧」という。）と発光ダイオード１２１が発する光の強さとに応じた二次側電流を、コレクタからエミッタに向けて流す。フォトトランジスタ１２２のエミッタは、発光ダイオード１３１のアノードに接続される。
The
抵抗１２３は、発光ダイオード１２１に流れる電流を制限する抵抗である。抵抗１２３の他端は、制御部１４０の出力端子に接続される。
The
接地端子１２４は、接地される端子であり、発光ダイオード１２１のカソードに、接地電位を印加するための端子である。
The
ここで、例えば、伝送装置２００、伝送装置２０１、伝送装置２０２のうちの少なくとも１つにより伝送経路が開放されている場合（遮断されていない場合）、制御部１４０の出力端子からＨレベルの電圧が出力されるとき、発光ダイオード１２１に一次側電流が流れ、フォトトランジスタ１２２に二次側電流が流れる。一方、例えば、伝送装置２００、伝送装置２０１、伝送装置２０２のうちの少なくとも１つにより伝送経路が開放されている場合でも、制御部１４０の出力端子からＨレベルの電圧が出力されないとき、発光ダイオード１２１に一次側電流が流れず、フォトトランジスタ１２２に二次側電流が流れない。
Here, for example, when the transmission path is opened by at least one of the
フォトカプラ１３０は、基本的に、フォトカプラ１２０と同様の構成である。フォトカプラ１３０は、発光ダイオード１３１とフォトトランジスタ１３２とを備える。フォトカプラ１３０は、発光ダイオード１３１のアノードからカソードに向かう一次側電流が流れると、フォトトランジスタ１３２のコレクタからエミッタに向かう二次側電流が流れる。発光ダイオード１３１のカソードは、抵抗１３３の一端に接続される。フォトトランジスタ１３２のエミッタは、抵抗１３６の一端と、抵抗１３７の一端とに接続される。フォトトランジスタ１３２のコレクタは、電源端子１３５に接続される。
The
抵抗１３３は、信号線３０２に流れる電流を制限する抵抗である。抵抗１３３は、伝送経路上を流れる電流の電流値を制限する役割を果たす。抵抗１３３の他端は、ダイオード１３４のアノードに接続される。
The
ダイオード１３４は、アノードからカソードに向かう方向にのみ電流を流す整流素子である。誤配線などにより、伝送経路上を流れる可能性がある逆方向電流を遮断する役割を果たす。ダイオード１３４のカソードは、信号線３０２の一端に接続される。
The
電源端子１３５は、図示しない電源（伝送装置１００が備える、通信用電源１１０以外の電源）に接続される端子であり、フォトトランジスタ１３２のコレクタに、電源電位を印加するための端子である。
The
抵抗１３６は、制御部１４０の入力端子に供給される電流を制限する抵抗である。抵抗１３６の他端は、制御部１４０の入力端子に接続される。
The
抵抗１３７は、フォトトランジスタ１３２のエミッタを、接地電位にプルダウンするための抵抗である。抵抗１３７の他端は、接地端子１３８に接続される。
The
接地端子１３８は、接地される端子であり、抵抗１３７の他端に、接地電位を印加するための端子である。
The
制御部１４０は、フォトカプラ１２０を制御して、データ（要求コマンド）を送信する。また、制御部１４０は、フォトカプラ１３０の状態に基づいて、データ（応答コマンド）を受信（解釈）する。制御部１４０は、Ｈレベル又はＬレベルの電圧を出力する出力端子と、Ｈレベル又はＬレベルの電圧を入力する入力端子とを備える。制御部１４０は、送信するデータに応じて出力端子に印加する電圧のレベルをＨレベルとＬレベルとの間で切り替える。また、制御部１４０は、入力端子に印加された電圧がＨレベルとＬレベルのうちのいずれであるのかを判別する。制御部１４０は、デジタル入出力ポートを備えることができる。
The
なお、発光ダイオード１３１に一次側電流が流れる場合、フォトトランジスタ１３２に二次側電流が流れ、制御部１４０の入力端子に印加される電位は、Ｈレベルとなる。一方、発光ダイオード１３１に一次側電流が流れない場合、フォトトランジスタ１３２に二次側電流が流れず、制御部１４０の入力端子に印加される電位は、Ｌレベルとなる。
Note that when the primary current flows through the
交流負荷１５０は、交流電力により動作する負荷である。交流負荷１５０は、例えば、熱交換ユニットである。
The
伝送装置２００は、フォトカプラ２２０と、抵抗２２３と、接地端子２２４と、ダイオード２２５と、抵抗２２６と、定電圧ダイオード２２７と、フォトカプラ２３０と、電源端子２３５と、抵抗２３６と、抵抗２３７と、接地端子２３８と、制御部２４０と、交流負荷２５０と、バイパス回路２６０とを備える。
The
フォトカプラ２２０は、基本的に、フォトカプラ１２０と同様の構成である。フォトカプラ２２０は、発光ダイオード２２１とフォトトランジスタ２２２とを備える。フォトカプラ２２０は、発光ダイオード２２１のアノードからカソードに向かう一次側電流が流れると、フォトトランジスタ２２２のコレクタからエミッタに向かう二次側電流が流れる。
The
発光ダイオード２２１は、アノードとカソードとの間に印加された一次側電圧が電圧閾値以上になると、一次側電流を流すとともに、一次側電流の電流値に応じた強さの光を発する。発光ダイオード２２１のアノードは、抵抗２２３の一端に接続される。発光ダイオード２２１のカソードは、接地端子２２４に接続される。
When the primary side voltage applied between the anode and the cathode becomes equal to or higher than the voltage threshold, the
フォトトランジスタ２２２は、コレクタとエミッタとの間に印加された二次側電圧と発光ダイオード２２１が発する光の強さとに応じた二次側電流を、コレクタからエミッタに向けて流す。フォトトランジスタ２２２のコレクタは、ダイオード２２５のカソードと定電圧ダイオード２２７のカソードとに接続される。フォトトランジスタ２２２のエミッタは、発光ダイオード２３１のアノードに接続される。
The
抵抗２２３は、発光ダイオード２２１に流れる電流を制限する抵抗である。抵抗２２３の他端は、制御部２４０の出力端子に接続される。
The
接地端子２２４は、接地される端子であり、発光ダイオード２２１のカソードに、接地電位を印加するための端子である。
The
ダイオード２２５は、アノードからカソードに向かう方向にのみ電流を流す整流素子である。ダイオード２２５のアノードは、抵抗２２６の一端に接続される。
The
抵抗２２６は、伝送経路の途中に設けられる抵抗であり、伝送経路を流れる伝送電流を制限する抵抗である。抵抗２２６は、伝送経路に誤って大きな電流値の電流が流れ、伝送経路上の素子（例えば、フォトカプラ２２０やフォトカプラ２３０）が破壊されることを防止するため、伝送経路上の素子の定格電流値などに応じた比較的大きな抵抗値（例えば、数ｋΩ程度）を有する。伝送経路に誤って大きな電流値の電流が流れるケースとして、例えば、伝送装置２００が備える３つの端子のうち、信号線３０２が接続されるべき端子に、電源線３０１が誤って接続されるケースが考えられる。抵抗２２６の他端は、フォトカプラ２６３１を介して、信号線３０２の他端に接続される。
The
定電圧ダイオード２２７は、アノードとカソードの間に印加された逆方向電圧が降伏電圧未満では逆方向電流がほとんど流れず、逆方向電圧が降伏電圧以上になると急激に逆方向電流が流れるようになるダイオードである。定電圧ダイオード２２７は、フォトカプラ２２０やフォトカプラ２３０を保護する機能を有する。定電圧ダイオード２２７のアノードは、基準線３０３の他端と、発光ダイオード２３１のカソードと、交流負荷２５０の一端とに接続される。
In the
ここで、例えば、伝送装置１００により伝送経路が開放されている場合、制御部２４０の出力端子からＨレベルの電圧が出力されるとき、発光ダイオード２２１に一次側電流が流れ、フォトトランジスタ２２２に二次側電流が流れる。一方、例えば、伝送装置１００により伝送経路が開放されている場合でも、制御部２４０の出力端子からＨレベルの電圧が出力されないとき、発光ダイオード２２１に一次側電流が流れず、フォトトランジスタ２２２に二次側電流が流れない。
Here, for example, when the transmission path is opened by the
フォトカプラ２３０は、基本的に、フォトカプラ１２０と同様の構成である。フォトカプラ２３０は、発光ダイオード２３１とフォトトランジスタ２３２とを備える。フォトカプラ２３０は、発光ダイオード２３１のアノードからカソードに向かう一次側電流が流れると、フォトトランジスタ２３２のコレクタからエミッタに向かう二次側電流が流れる。なお、二次側電流が流れるための一次側電流の閾値は、第１の閾値である。フォトトランジスタ２３２のエミッタは、抵抗２３６の一端と、抵抗２３７の一端とに接続される。フォトトランジスタ２３２のコレクタは、電源端子２３５に接続される。
The
電源端子２３５は、図示しない電源（伝送装置２００が備える電源）に接続される端子であり、フォトトランジスタ２３２のコレクタに、電源電位を印加するための端子である。
The
抵抗２３６は、制御部２４０の入力端子に供給される電流を制限する抵抗である。抵抗２３６の他端は、制御部２４０の入力端子に接続される。
The
抵抗２３７は、フォトトランジスタ２３２のエミッタを、接地電位にプルダウンするための抵抗である。抵抗２３７の他端は、接地端子２３８に接続される。
The
接地端子２３８は、接地される端子であり、抵抗２３７の他端に、接地電位を印加するための端子である。
The
制御部２４０は、フォトカプラ２２０を制御して、データ（応答コマンド）を送信する。また、制御部２４０は、フォトカプラ２３０の状態に基づいて、データ（要求コマンド）を受信（解釈）する。制御部２４０は、Ｈレベル又はＬレベルの電圧を出力する出力端子と、Ｈレベル又はＬレベルの電圧を入力する入力端子とを備える。制御部２４０は、送信するデータに応じて出力端子に印加する電圧のレベルをＨレベルとＬレベルとの間で切り替える。また、制御部２４０は、入力端子に印加された電圧がＨレベルとＬレベルのうちのいずれであるのかを判別する。制御部２４０は、デジタル入出力ポートを備えることができる。
The
なお、発光ダイオード２３１に第１の閾値以上の一次側電流（伝送電流）が流れる場合、フォトトランジスタ２３２に二次側電流が流れ、制御部２４０の入力端子に印加される電位は、Ｈレベルとなる。一方、発光ダイオード２３１に第１の閾値以上の一次側電流（伝送電流）が流れない場合、フォトトランジスタ２３２に二次側電流が流れず、制御部２４０の入力端子に印加される電位は、Ｌレベルとなる。
Note that when a primary side current (transmission current) greater than or equal to the first threshold flows through the
交流負荷２５０は、交流電力により動作する負荷である。交流負荷２５０の他端は、電源線３０１の他端に接続される。交流負荷２５０は、例えば、空調ユニットである。
The
バイパス回路２６０は、抵抗２２６に流れる電流の電流値が第１の閾値よりも大きい第２の閾値未満である場合、信号線３０２と発光ダイオード２３１のアノードとを結ぶバイパスを構成する。バイパス回路２６０は、伝送経路上において、抵抗２２６に対して並列に設けられる。
The
以下、図２を参照して、バイパス回路２６０の構成について説明する。図２に示すように、バイパス回路２６０は、抵抗２６１と、フォトカプラ２６２と、電流値検出回路２６３と、制御回路２６４とを備える。
Hereinafter, the configuration of the
抵抗２６１は、伝送経路上において、抵抗２２６と並列に設けられる抵抗である。つまり、抵抗２６１は、抵抗２２６のバイパス抵抗としての役割を果たす。ここで、フォトカプラ２６２がオン状態である間、伝送電流は、抵抗２２６のみならず、抵抗２６１にも流れることになる。従って、フォトカプラ２６２がオン状態である間、伝送装置２００内における、伝送経路上の抵抗値は、基本的に、抵抗２２６と抵抗２６１とを並列に接続した合成抵抗の抵抗値となる。抵抗２６１の抵抗値は、抵抗２２６の抵抗値よりも小さい値であることが好適である。抵抗２６１の一端は、抵抗２２６の一端と、フォトトランジスタ２６２２のエミッタとに接続される。
The
フォトカプラ２６２は、基本的に、フォトカプラ１２０と同様の構成である。フォトカプラ２６２は、二次側電流が流れるオン状態と、二次側電流が流れないオフ状態との間で、状態が変化するスイッチング素子である。なお、二次側電流は、一次側電流が流れているときに流れ、一次側電流が流れていないときに流れない。ここで、フォトカプラ２６２に流れる一次側電流は、制御回路２６４により制御される。従って、フォトカプラ２６２に流れる二次側電流は、制御回路２６４により制御される。フォトカプラ２６２は、一次側電流が流れる発光ダイオード２６２１と、二次側電流が流れるフォトトランジスタ２６２２とを備える。
The
発光ダイオード２６２１のアノードは、電源端子２６４５に接続される。発光ダイオード２６２１のカソードは、抵抗２６４４の一端に接続される。フォトトランジスタ２６２２のエミッタは、抵抗２６１の他端に接続される。フォトトランジスタ２６２２のコレクタは、信号線３０２の他端と、発光ダイオード２６３２とに接続される。
The anode of the
電流値検出回路２６３は、抵抗２２６に流れる電流の電流値を検出する回路である。電流値検出回路２６３は、フォトカプラ２６３１と、接地端子２６３４と、抵抗２６３５と、電源端子２６３６とを備える。
The current
フォトカプラ２６３１は、基本的に、フォトカプラ１２０と同様の構成である。フォトカプラ２６３１は、一次側電流の電流値に応じた電流値の二次側電流が流れる素子である。フォトカプラ２６３１は、一次側電流が流れる発光ダイオード２６３２と、二次側電流が流れるフォトトランジスタ２６３３とを備える。発光ダイオード２６３２のアノードは、信号線３０２の他端に接続される。発光ダイオード２６３２のカソードは、抵抗２２６の他端に接続される。フォトトランジスタ２６３３のエミッタは、接地端子２６３４に接続される。フォトトランジスタ２６３３のコレクタは、抵抗２６３５の一端と、オペアンプ２６４１の−端子とに接続される。
The
接地端子２６３４は、接地される端子であり、フォトトランジスタ２６３３のエミッタに、接地電位を印加するための端子である。
The
抵抗２６３５は、フォトトランジスタ２６３３のコレクタと、オペアンプ２６４１の−端子とを、電源端子２６３６に接続するための抵抗である。抵抗２６３５の他端は、電源端子２６３６に接続される。
The
電源端子２６３６は、電源に接続される端子であり、抵抗２６３５の他端に電源電位を印加するための端子である。
The
制御回路２６４は、電流値検出回路２６３により検出された電流値が第２の閾値以上である間、フォトカプラ２６２がオフ状態になるようにフォトカプラ２６２を制御する。一方、制御回路２６４は、電流値検出回路２６３により検出された電流値が第２の閾値未満である間、フォトカプラ２６２がオン状態になるようにフォトカプラ２６２を制御する。制御回路２６４は、オペアンプ２６４１と、定電圧ダイオード２６４２と、接地端子２６４３と、抵抗２６４４と、電源端子２６４５とを備える。
The
オペアンプ２６４１は、＋端子（非反転入力端子）に印加される電圧（リファレンス電圧）と、−端子（反転入力端子）に印加される電圧との電位差に利得を乗じた電圧を、出力端子から出力する増幅器である。オペアンプ２６４１は、差動利得が無限大、入力インピーダンスは無限大、出力インピーダンスはゼロであると近似する。オペアンプ２６４１の＋端子は、定電圧ダイオード２６４２のカソードに接続される。オペアンプ２６４１の出力端子は、抵抗２６４４の他端に接続される。
The
定電圧ダイオード２６４２は、アノードとカソードの間に印加された逆方向電圧が降伏電圧未満では逆方向電流がほとんど流れず、逆方向電圧が降伏電圧以上になると急激に逆方向電流が流れるようになるダイオードである。フォトカプラ２６２の状態が切り替わるときに信号線３０２を流れる電流の電流値（つまり、第２の閾値）は、定電圧ダイオード２６４２の降伏電圧により決定される。定電圧ダイオード２６４２のアノードは、接地端子２６４３に接続される。
In the
接地端子２６４３は、接地される端子であり、定電圧ダイオード２６４２のアノードに、接地電位を印加するための端子である。
The
抵抗２６４４は、オペアンプ２６４１の出力端子を発光ダイオード２６２１のカソードに接続するための抵抗である。
The
電源端子２６４５は、電源に接続される端子であり、発光ダイオード２６２１に電源電位を印加するための端子である。
The
以下、バイパス回路２６０の動作について説明する。
Hereinafter, the operation of the
まず、信号線３０２を流れる電流（基本的には、伝送電流）の電流値が第２の閾値以上である場合、発光ダイオード２６３２には第２の閾値以上の電流値の電流が流れ、発光ダイオード２６３２が強く発光する。ここで、フォトトランジスタ２６３３には、比較的大きな電流値の電流が流れる。このため、抵抗２６３５では、電圧降下が生じ、オペアンプ２６４１の−端子には、Ｌレベル（接地レベル）に近い電位（定電圧ダイオード２６４２の降伏電圧よりも低い電圧）が印加される。すると、オペアンプ２６４１の出力端子は、Ｈレベル（電源電位）に近い電位となる。この結果、発光ダイオード２６２１には電流が流れず、発光ダイオード２６２１が発光しない。従って、フォトトランジスタ２６２２には、電流が流れない。つまり、信号線３０２を流れる電流の電流値が第２の閾値以上である場合、信号線３０２を流れる電流は、抵抗２２６のみを介してダイオード２２５のアノードに供給される。
First, when the current value of the current flowing through the signal line 302 (basically, the transmission current) is equal to or greater than the second threshold value, a current having a current value equal to or greater than the second threshold value flows through the
一方、信号線３０２を流れる電流の電流値が第２の閾値未満である場合、発光ダイオード２６３２には第２の閾値未満の電流値の電流が流れ、発光ダイオード２６３２が強く発光しない。ここで、フォトトランジスタ２６３３には、あまり大きな電流値の電流が流れない。このため、抵抗２６３５では、電圧降下が殆ど生じず、オペアンプ２６４１の−端子には、Ｈレベル（電源電位）に近い電位（定電圧ダイオード２６４２の降伏電圧よりも高い電圧）が印加される。すると、オペアンプ２６４１の出力端子は、Ｌレベル（接地レベル）に近い電位となる。この結果、発光ダイオード２６２１には電流が流れ、発光ダイオード２６２１が発光する。従って、フォトトランジスタ２６２２には、電流が流れる。つまり、信号線３０２を流れる電流の電流値が第２の閾値未満である場合、信号線３０２を流れる電流は、抵抗２２６と抵抗２６１とを介してダイオード２２５のアノードに供給される。従って、信号線３０２を流れる電流の電流値が第２の閾値未満となると、伝送経路上における抵抗値が減少し、電流が流れやすくなる。
On the other hand, when the current value of the current flowing through the
伝送装置２０１と伝送装置２０２とのそれぞれは、基本的に、伝送装置２００と同様の構成である。
Each of the
電源線３０１は、伝送装置１００から伝送装置２００と伝送装置２０１と伝送装置２０２とに、交流電源４００が出力する交流電力を供給するための電源線である。
The
信号線３０２は、伝送装置１００から伝送装置２００と伝送装置２０１と伝送装置２０２とに、信号を送信する（伝送電流を流す）ための信号線である。
The
基準線３０３は、交流電源４００が出力する交流電力の基準電位（接地電位）が印加される接地線である。また、基準線３０３は、伝送装置２００と伝送装置２０１と伝送装置２０２とから伝送装置１００に、伝送電流を戻す役割も有する。
The
ここで、電源線３０１と信号線３０２と基準線３０３とは、一本のケーブル（三芯ケーブル）内にまとめられる。このケーブルにより、伝送装置１００と伝送装置２００（伝送装置２０１、伝送装置２０２）とが接続される。このため、電源線３０１と信号線３０２と基準線３０３とのそれぞれを被覆するケーブルで、伝送装置１００と伝送装置２００の間を別々に接続する場合に比べ、敷設作業の簡略化が期待できる。
Here, the
しかしながら、信号線３０２と基準線３０３との間には、仮想的に、コンデンサ３０４が存在する。また、電源線３０１と信号線３０２との間にも、仮想的に、コンデンサ３０５が存在する。そして、電源線３０１と基準線３０３との間にも、仮想的に、コンデンサ３０６が存在する。ここで、信号線３０２に注目した場合、注目すべき寄生容量は、コンデンサ３０４の容量とコンデンサ３０５の容量との和の容量（以下、「線間容量」という。）である。この線間容量は、ケーブルの長さが長いほど、大きくなる。
However, a
交流電源４００は、伝送装置１００と伝送装置２００と伝送装置２０１と伝送装置２０２とに、交流電力を供給するための交流電源である。交流電源４００は、例えば、電力会社などから供給される１００Ｖもしくは２００Ｖの商用電源である。
The
なお、伝送装置２０１と伝送装置２０２とのそれぞれは、電源線３０１と信号線３０２と基準線３０３とのそれぞれにより、伝送装置１００からみて、伝送装置２００と並列に接続される。
Note that each of the
つまり、電源線３０１の一端は、伝送装置１００に接続され、電源線３０１の他端は、３つに分岐して伝送装置２００と伝送装置２０１と伝送装置２０２とのそれぞれに接続される。また、信号線３０２の一端は、伝送装置１００に接続され、信号線３０２の他端は、３つに分岐して伝送装置２００と伝送装置２０１と伝送装置２０２とのそれぞれに接続される。そして、基準線３０３の一端は、伝送装置１００に接続され、基準線３０３の他端は、３つに分岐して伝送装置２００と伝送装置２０１と伝送装置２０２とのそれぞれに接続される。
That is, one end of the
ここで、伝送装置１００が、伝送装置２００と伝送装置２０１と伝送装置２０２とのうちの特定の伝送装置にデータを送信する場合、このデータに基づく伝送電流は、伝送装置１００→信号線３０２→特定の伝送装置→基準線３０３→伝送装置１００という経路をたどって流れる。つまり、この場合、伝送電流が、特定の伝送装置に分岐せずに供給される。
Here, when the
一方、伝送装置１００が、伝送装置２００と伝送装置２０１と伝送装置２０２との全てに同時にデータを送信する場合、このデータに基づく伝送電流は、伝送装置１００→信号線３０２→伝送装置２００、伝送装置２０１、伝送装置２０２→基準線３０３→伝送装置１００という経路をたどって流れる。つまり、この場合、伝送電流が、伝送装置２００、伝送装置２０１、伝送装置２０２のそれぞれに分岐して供給され、その後、合流して伝送装置１００に戻る。
On the other hand, when the
従って、伝送装置１００は、送信先の伝送装置の個数に応じて、伝送電流の電流値を適切な電流値に変えることが好適である。典型的には、伝送装置１００は、送信先の伝送装置の個数に比例した電流値の一次側電流を発光ダイオード１２１に供給することが好適である。
Therefore, the
また、伝送装置２００と伝送装置２０１と伝送装置２０２とのうちの特定の伝送装置がデータを送信する場合、このデータに基づく伝送電流は、伝送装置１００→信号線３０２→特定の伝送装置→基準線３０３→伝送装置１００という経路をたどって流れる。
In addition, when a specific transmission device among the
以下、理解を容易にするため、伝送装置１００が送信装置であり、伝送装置２００が受信装置である例、つまり、伝送装置１００が伝送装置２００のみにデータを送信する例について説明する。
Hereinafter, in order to facilitate understanding, an example in which the
図３は、電流の供給停止時（フォトカプラ１２０がオン状態からオフ状態になる前後）における電流値の経時変化を示すグラフである。実線で示されるＬ１は、フォトトランジスタ１２２に流れる電流の電流値を示す。破線で示されるＬ２は、発光ダイオード２３１に流れる電流の電流値を示す。点線で示されるＬ３は、バイパス回路２６０が存在しない場合に発光ダイオード２３１に流れる電流の電流値を示す。
FIG. 3 is a graph showing the change over time of the current value when the supply of current is stopped (before and after the
Ｉｏｎは、フォトカプラ２３０を確実にオン状態にするために、発光ダイオード２３１に流すべき電流の電流値である。一方、Ｉｏｆｆは、フォトカプラ２３０がオン状態になるために最低限必要な、発光ダイオード２３１に流れる電流の電流値である。つまり、Ｉｏｆｆは、上述した第１の閾値である。Ｉｏｎは、電源線３０１から信号線３０２に誘導ノイズが重畳された場合にも誤動作しないように、Ｉｏｆｆよりも十分に高い値に設定される。また、Ｉｔｈは、フォトカプラ２６２をオン状態にするために、発光ダイオード２６３２に流すべき電流の電流値（発光ダイオード２３１に流すべき電流の電流値）の上限値である。つまり、Ｉｔｈは、上述した第２の閾値である。Ｉｔｈは、ＩｏｎとＩｏｆｆとの間、典型的には、ＩｏｎとＩｏｆｆとの平均値程度の値に設定される。
Ion is a current value of a current that should flow through the
ここで、制御部１４０は、ｔ０からｔ１までの間、出力端子からＨレベルの電圧を出力し、ｔ１以降、出力端子からＬレベルの電圧を出力するものとする。この場合、フォトトランジスタ１２２に流れる電流の電流値は、Ｌ１により示されるように、ｔ０からｔ１までの間、Ｉｏｎを維持し、ｔ１以降、０となる。ここで、発光ダイオード２３１に流れる電流の電流値は、Ｌ１により示されるように変化することが理想的ではあるが、現実的にはＬ２により示されるように変化する。
Here, the
つまり、発光ダイオード２３１に流れる電流の電流値は、ｔ０からｔ１までの間、Ｉｏｎを維持し、ｔ１で０にならず、ｔ１からｔ２までの間、徐々に小さくなる。この理由は、線間容量による残存電荷の存在によるものである。つまり、フォトトランジスタ１２２により電流の供給が停止されても、コンデンサ３０４やコンデンサ３０５に蓄積された残存電荷が発光ダイオード２３１に流れる電流を構成するため、発光ダイオード２３１に流れる電流の電流値はすぐには０にはならない。
That is, the current value of the current flowing through the
ここで、ｔ１からｔ２までの間、発光ダイオード２３１に流れる電流の電流値は、Ｉｔｈ以上であるため、バイパス回路２６０により抵抗２２６のバイパスが構成されない。ここで、抵抗２２６の抵抗値をＲ１、線間容量をＣｇとすると、ｔ１からｔ２までの間、発光ダイオード２３１に流れる電流の電流値は、Ｃｇ×Ｒ１の時定数で徐々に減少する。例えば、Ｃｇを１００００ｐＦ、Ｒ１の抵抗値を５．１ｋΩとすると、放電の時定数は５１ｕｓｅｃとなる。この時定数に応じた時間が、フォトカプラ１２０がオフされてから、フォトカプラ２３０がオフされるまでの遅延時間となる。この遅延時間が長くなると、フォトカプラ１２０やフォトカプラ２３０として高速なフォトカプラを使用しても、高速な通信が実現できないことになる。
Here, since the current value of the current flowing through the
一方、ｔ２以降、発光ダイオード２３１に流れる電流の電流値は、Ｉｔｈ未満となるため、バイパス回路２６０により抵抗２２６のバイパスが構成される。従って、抵抗２６１の抵抗値をＲ２とすると、ｔ２以降、発光ダイオード２３１に流れる電流の電流値は、Ｃｇ×（Ｒ１×Ｒ２）／（Ｒ１＋Ｒ２）の時定数で急激に減少する。なお、ｔ３で、発光ダイオード２３１に流れる電流の電流値がＩｏｆｆ未満となり、フォトカプラ２３０がオフ状態となる。
On the other hand, since the current value of the current flowing through the
ここで、仮に、バイパス回路２６０が存在しない場合、ｔ２以降も、バイパス回路２６０により抵抗２２６のバイパスが構成されない。従って、ｔ２以降も、発光ダイオード２３１に流れる電流の電流値は、Ｃｇ×Ｒ１の時定数で徐々に減少する。その結果、ｔ４で、発光ダイオード２３１に流れる電流の電流値がＩｏｆｆ未満となり、フォトカプラ２３０がオフ状態となる。
If the
このように、バイパス回路２６０が存在する場合、発光ダイオード２３１に流れる電流の電流値の立ち下がりの遅延時間（ｔ３−ｔ１）は、バイパス回路２６０が存在しない場合の遅延時間（ｔ４−ｔ１）よりも短くなる。この結果、制限抵抗である抵抗２２６が伝送経路上に設けられたとしても、伝送装置１００から伝送装置２００へのデータの通信速度の低下が軽減される。
Thus, when the
なお、抵抗２２６が伝送経路上に設けられたとしても、発光ダイオード２３１に流れる電流の電流値がＩｔｈ以上であれば抵抗２２６のバイパスが構成されない。このため、仮に、伝送経路上に、電流値が大きい電流が流れたとしても、フォトカプラ２２０やフォトカプラ２３０に流入する電流が抵抗２２６により制限され、フォトカプラ２２０やフォトカプラ２３０の破壊を防ぐという抵抗２２６の機能は失われない。
Even if the
なお、フォトカプラ１２０がオフ状態からオン状態になる場合にも、発光ダイオード２３１に流れる電流の電流値がＩｔｈ以上であるか否かによりバイパスが構成されるか否かが設定される。つまり、発光ダイオード２３１に流れる電流の電流値がＩｔｈ未満である間は、フォトカプラ２６２がオン状態を継続し、発光ダイオード２３１に流れる電流の電流値がＩｔｈ以上になると、フォトカプラ２６２がオフ状態となる。
Even when the
また、伝送装置２００から伝送装置１００にデータを送信する場合にも、発光ダイオード２３１に流れる電流の電流値がＩｔｈ以上であるか否かによりバイパスが構成されるか否かが設定される。ただし、この場合、線間容量による遅延時間はそれほど大きくならないため説明を省略する。
Also, when data is transmitted from the
また、伝送装置２００の端子のうち信号線３０２が接続されるべき端子に電源線３０１が誤って接続された場合にも、発光ダイオード２３１に流れる電流の電流値がＩｔｈ以上であるか否かによりバイパスが構成されるか否かが設定される。つまり、電源線３０１に高い電位が印加されて発光ダイオード２３１に流れる電流の電流値がＩｔｈ以上となると、バイパスが構成されず、発光ダイオード２３１に流れる電流の電流値が抵抗２２６により制限されることになる。しかしながら、抵抗２２６の抵抗値は、フォトカプラ２２０やフォトカプラ２３０の定格電流を考慮した値に設定されているため、フォトカプラ２２０やフォトカプラ２３０は破壊されない。
Further, even when the
ここで、信号線３０２を流れる電流には、電源線３０１から発生した誘導ノイズが重畳される可能性がある。図４は、誘導ノイズの発生時における、信号線３０２を流れる電流の電流値の経時変化を示すグラフである。ここで、Ｌ４は、電源線３０１から発生した誘導ノイズが重畳された、信号線３０２上の電流の電流値を示している。なお、誘導ノイズにより生じる電流の波形は、商用電源の周波数（例えば、５０Ｈｚ又は６０Ｈｚ）で周期的に変化する正弦波となる。
Here, inductive noise generated from the
まず、ｔ５からｔ６までの間、発光ダイオード２３１に流れる電流の電流値は、Ｉｔｈ以上であるため、バイパス回路２６０により抵抗２２６のバイパスが構成されない。従って、ｔ５からｔ６までの間、発光ダイオード２３１に流れる電流の電流値は、誘導ノイズの影響により大きくなったり小さくなったりする。
First, since the current value of the current flowing through the
一方、ｔ６からｔ７までの間、発光ダイオード２３１に流れる電流の電流値は、Ｉｔｈ未満となるため、バイパス回路２６０により抵抗２２６のバイパスが構成される。従って、ｔ６からｔ７までの間、伝送経路上の負荷抵抗が減少することになり、誘導ノイズによる電流の減少分を打ち消すように、通信用電源１１０から信号線３０２に電流が供給されることになる。
On the other hand, since the current value of the current flowing through the
なお、伝送経路上の負荷抵抗が減少すると、誘導ノイズによる影響も大きくなるようにも思える。しかしながら、伝送経路上の負荷抵抗が減少すると、電源線３０１と信号線３０２との間のインピーダンスも低下し、電源線３０１から信号線３０２に印加される誘導ノイズの電圧自体が低下する。このため、伝送経路上の負荷抵抗が減少したとしても、誘導ノイズによる影響はそれほど大きくならない。一方、伝送経路上の負荷抵抗が減少することにより、通信用電源１１０から信号線３０２に供給される電流の電流値は増加する。従って、伝送経路上の負荷抵抗が減少すると、誘導ノイズの影響が相対的に小さくなる。つまり、バイパス回路２６０が存在することにより、誘導ノイズが存在しても、発光ダイオード２３１に流れる電流の電流値は、Ｉｏｆｆ以下になりにくくなる。従って、バイパス回路２６０が存在することにより、ノイズ耐性の向上も期待できる。
If the load resistance on the transmission path decreases, it seems that the influence of induced noise increases. However, when the load resistance on the transmission path decreases, the impedance between the
以上説明したように、本実施形態では、抵抗２２６に流れる電流の電流値がこの電流の有無を判別するための第１の閾値よりも大きい第２の閾値未満である間、抵抗２２６の両端を結ぶバイパス回路が構成される。従って、本実施形態によれば、通信のための電流が流れる経路上に過剰な電流が流れることを抑制しつつ、通信速度の低下を抑制することができる。
As described above, in this embodiment, while the current value of the current flowing through the
なお、本実施形態では、バイパス回路２６０は、抵抗２６１と、フォトカプラ２６２と、電流値検出回路２６３と、制御回路２６４とにより簡単に構成される。従って、本実施形態によれば、簡単な構成で、通信のための電流が流れる経路上に過剰な電流が流れることを抑制しつつ、通信速度の低下を抑制することができる。
In the present embodiment, the
また、本実施形態では、抵抗２６１の抵抗値は抵抗２２６の抵抗値よりも小さい。このため、本実施形態によれば、通信速度の低下を確実に抑制することが期待できる。
In this embodiment, the resistance value of the
また、本実施形態では、電流値検出回路２６３は、フォトカプラ２６３１を備える。このため、本実施形態によれば、さらに簡単な構成で、通信のための電流が流れる経路上に過剰な電流が流れることを抑制しつつ、通信速度の低下を抑制することができる。
In the present embodiment, the current
（実施形態２）
実施形態１では、バイパス回路２６０を機能させるか否かを判別するために、信号線３０２に流れる電流の電流値を直接検出する例について説明した。本発明において、信号線３０２に流れる電流の電流値を検出する手法は、この例に限定されない。以下、信号線３０２に流れる電流を分流し、分流した電流の電流値を検出する例について説明する。
(Embodiment 2)
In the first embodiment, the example in which the current value of the current flowing through the
図５に、実施形態２に係る伝送システム１１００の構成を示す。伝送システム１１００は、伝送装置２００に代えて伝送装置２７０を備える点を除き、伝送システム１０００と同様である。また、伝送装置２７０は、抵抗２２６に代えて抵抗２２６１と抵抗２２６２とを備える点と、バイパス回路２６０に代えてバイパス回路２６５を備える点とを除き、伝送装置２００と同様の構成である。以下、伝送システム１１００が伝送システム１０００と異なる部分について説明する。
FIG. 5 shows a configuration of a
抵抗２２６１は、フォトカプラ２２０やフォトカプラ２３０に流入する電流を制限する抵抗である。抵抗２２６１の一端は、ダイオード２２５のアノードに接続される。抵抗２２６１の他端は、信号線３０２の他端に接続される。
The resistor 2261 is a resistor that limits a current flowing into the
抵抗２２６２は、フォトカプラ２２０やフォトカプラ２３０に流入する電流を制限する抵抗である。抵抗２２６２の一端は、ダイオード２２５のアノードに接続される。抵抗２２６２の他端は、信号線３０２の他端に接続される。
The resistor 2262 is a resistor that limits a current flowing into the
このように、抵抗２２６１と抵抗２２６２とは、伝送経路上に並列に組み込まれる。なお、抵抗２２６１と抵抗２２６２との合成抵抗による抵抗値が、抵抗２２６の抵抗値と一致するように設計される。
Thus, the resistor 2261 and the resistor 2262 are incorporated in parallel on the transmission path. Note that the resistance value of the combined resistance of the resistor 2261 and the resistor 2262 is designed to match the resistance value of the
ここで、バイパス回路２６５が備える電流値検出回路２６３は、信号線３０２を流れる電流のうち、抵抗２２６１と抵抗２２６２とのうちのいずれか一方の抵抗（例えば、抵抗２２６１）を流れる電流の電流値を検出する。
Here, the current
ここで、抵抗２２６１の抵抗値をＲ１１、抵抗２２６２の抵抗値をＲ１２とすると、Ｒ１＝（Ｒ１１×Ｒ１２）／（Ｒ１１＋Ｒ１２）となる。ここで、抵抗２２６１に流れる電流の電流値を、抵抗２２６に流れる電流の電流値の１／Ｋ倍とするためには、Ｒ１１＞Ｒ１２として、Ｒ１１＝Ｋ×Ｒ１、Ｒ１２＝Ｋ／（Ｋ−１）×Ｒ１とする必要がある。例えば、検出される電流値を実施形態１の１／１０にするためには、Ｒ１１＝１０×Ｒ１、Ｒ１２＝１０／９×Ｒ１とする必要がある。
Here, when the resistance value of the resistor 2261 is R11 and the resistance value of the resistor 2262 is R12, R1 = (R11 × R12) / (R11 + R12). Here, in order to make the current value of the current flowing through the resistor 2261 1 / K times the current value of the current flowing through the
本実施形態によれば、電流値検出回路２６３が検出する電流値は、分流後の電流の電流値となるため、実施形態１よりも小さな値となる。このため、電流値検出回路２６３が備えるフォトカプラ２６３１の電流伝達率の経時劣化が低減され、フォトカプラ２６３１の長寿命化が期待できる。
According to the present embodiment, the current value detected by the current
（変形例）
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明を実施するにあたっては、種々の形態による変形及び応用が可能である。
(Modification)
As mentioned above, although embodiment of this invention was described, when implementing this invention, a deformation | transformation and application with a various form are possible.
本発明において、上記実施形態において説明した構成、機能、動作のどの部分を採用するのかは任意である。また、本発明において、上述した構成、機能、動作のほか、更なる構成、機能、動作が採用されてもよい。また、上記実施形態において説明した構成、機能、動作は、自由に組み合わせることができる。 In the present invention, which part of the configuration, function, and operation described in the above embodiment is adopted is arbitrary. Further, in the present invention, in addition to the configuration, function, and operation described above, further configuration, function, and operation may be employed. Moreover, the structure, function, and operation | movement demonstrated in the said embodiment can be combined freely.
上記実施形態では、データを受信する伝送装置が３個である例について説明した。本発明において、データを受信する伝送装置の個数はこの例に限定されない。例えば、データを受信する伝送装置の個数は、１個であってもよいし、２個であってもよいし、４個以上であってもよい。なお、伝送装置１００（データを送信する伝送装置）は、データを受信する伝送装置の個数に応じた電流値の電流が流れるようにフォトカプラ１２０を制御することが好適である。例えば、伝送装置１００は、並列に接続される複数個の抵抗１２３と、複数個の抵抗１２３のそれぞれに接続される複数個のデジタル出力端子を備える制御部１４０とを備え、データ送信時に、データを受信する伝送装置の個数に応じた個数のデジタル出力端子を同時に制御することが好適である。もしくは、伝送装置１００は、アナログ出力端子を備える制御部１４０を備え、データ送信時に、データを受信する伝送装置の個数に応じた電圧をアナログ出力端子から出力することが好適である。もしくは、伝送装置１００は、データを受信する伝送装置のそれぞれに分岐して供給される電流の電流値がＩｏｆｆよりも十分に大きくなるように、比較的大きな電流値の電流が流れるようにフォトカプラ１２０を制御してもよい。
In the above embodiment, an example in which there are three transmission apparatuses that receive data has been described. In the present invention, the number of transmission apparatuses that receive data is not limited to this example. For example, the number of transmission apparatuses that receive data may be one, two, or four or more. Note that the transmission apparatus 100 (a transmission apparatus that transmits data) preferably controls the
上記実施形態では、電流値検出回路が備える素子がフォトカプラである例について説明した。本発明において、電流値検出回路が備える素子は、この例に限定されない。例えば、電流値検出回路が備える素子は、ホール素子であってもよいし、シャント抵抗であってもよい。 In the above embodiment, an example in which the element included in the current value detection circuit is a photocoupler has been described. In the present invention, the elements provided in the current value detection circuit are not limited to this example. For example, the element included in the current value detection circuit may be a Hall element or a shunt resistor.
上記実施形態では、伝送装置１００が室外機であり伝送装置２００が室内機である伝送システム１０００（空調システム）に本発明を適用する例について説明した。本発明を適用するシステムは、空調システムに限定されない。なお、シリアル通信用の電源を備える送信装置が伝送装置１００となり、シリアル通信用の電源を備えない受信装置が伝送装置２００となる。
In the above embodiment, the example in which the present invention is applied to the transmission system 1000 (air conditioning system) in which the
本発明は、本発明の広義の精神と範囲を逸脱することなく、様々な実施形態及び変形が可能とされるものである。また、上述した実施形態は、本発明を説明するためのものであり、本発明の範囲を限定するものではない。つまり、本発明の範囲は、実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。そして、特許請求の範囲内及びそれと同等の発明の意義の範囲内で施される様々な変形が、本発明の範囲内とみなされる。 Various embodiments and modifications can be made to the present invention without departing from the broad spirit and scope of the present invention. Further, the above-described embodiment is for explaining the present invention, and does not limit the scope of the present invention. That is, the scope of the present invention is shown not by the embodiments but by the claims. Various modifications within the scope of the claims and within the scope of the equivalent invention are considered to be within the scope of the present invention.
本発明は、シリアル通信によりデータを伝送する伝送システムに適用可能である。 The present invention is applicable to a transmission system that transmits data by serial communication.
１００，２００，２０１，２０２，２７０ 伝送装置、１１０ 通信用電源、１１１，１３４，２２５ ダイオード、１１２，１２３，１３３，１３６，１３７，２２３，２２６，２３６，２３７，２６１，２６３５，２６４４，２２６１，２２６２ 抵抗、１１３ 電解コンデンサ、１１４，２２７，２６４２ 定電圧ダイオード、１１５，１２４，１３８，２２４，２３８，２６３４，２６４３ 接地端子、１２０，１３０，２２０，２３０，２６２，２６３１ フォトカプラ、１２１，１３１，２２１，２３１，２６２１，２６３２ 発光ダイオード、１２２，１３２，２２２，２３２，２６２２，２６３３ フォトトランジスタ、１３５，２３５，２６３６，２６４５ 電源端子、１４０，２４０ 制御部、１５０，２５０ 交流負荷、２６０，２６５ バイパス回路、２６３ 電流値検出回路、２６４ 制御回路、３０１ 電源線、３０２ 信号線、３０３ 基準線、３０４，３０５，３０６ コンデンサ、４００ 交流電源、２６４１ オペアンプ、１０００，１１００ 伝送システム 100, 200, 201, 202, 270 Transmission device, 110 Communication power supply, 111, 134, 225 Diode, 112, 123, 133, 136, 137, 223, 226, 236, 237, 261, 2635, 2644, 2261 2262 resistor, 113 electrolytic capacitor, 114, 227, 2642 constant voltage diode, 115, 124, 138, 224, 238, 2634, 2643 ground terminal, 120, 130, 220, 230, 262, 2631 photocoupler, 121, 131, 221, 231, 2621, 2632 Light emitting diode, 122, 132, 222, 232, 2622, 2633 Phototransistor, 135, 235, 2636, 2645 Power supply terminal, 140, 240 Control unit, 150, 250 AC load, 26 , 265 bypass circuit, 263 a current value detecting circuit, 264 a control circuit, 301 power line, 302 signal line, 303 a reference line, 304, 305, 306 capacitor, 400 an AC power supply, 2641 op, 1000 and 1100 transmission system
Claims (5)
前記信号線と前記基準線とを結ぶ伝送経路上に配置される制限抵抗と、
前記伝送経路上に前記制限抵抗に対して直列に配置され、第１の閾値以上の電流が流れているときに発光する発光ダイオードと、前記発光ダイオードと電気的に絶縁され、前記発光ダイオードが発光しているときに電流が流れるフォトトランジスタと、を備える受信用フォトカプラと、
前記受信用フォトカプラが備えるフォトトランジスタに流れる電流の有無を判別して、前記送信装置により送信されたデータを取得するデータ取得回路と、
前記制限抵抗に流れる電流の電流値が前記第１の閾値よりも大きい第２の閾値未満である間、前記制限抵抗の両端を結ぶバイパスを構成するバイパス回路と、を備え、
前記バイパス回路は、
前記バイパス上に配置され、オフ状態で電流が流れず、オン状態で電流が流れるスイッチング素子と、
前記バイパス上に前記スイッチング素子に対して直列に配置され、前記制限抵抗の抵抗値よりも小さい抵抗値を有するバイパス抵抗と、
前記制限抵抗に流れる電流の電流値を検出する電流値検出回路と、
前記電流値検出回路により検出された電流値が前記第２の閾値以上である間、前記スイッチング素子がオフ状態になるように前記スイッチング素子を制御し、前記電流値検出回路により検出された電流値が前記第２の閾値未満である間、前記スイッチング素子がオン状態になるように前記スイッチング素子を制御する制御回路と、を備える、
受信装置。 Supplied from a power supply line to which a power supply potential of an AC power supply is applied, a reference line to which a reference potential of the AC power supply is applied, and a DC power supply provided in a transmission device that receives supply of AC power from the power supply line and the reference line Connected to the transmission device by a signal line through which a current flows, and receives AC power from the power supply line and the reference line, and the transmission device by serial communication via the signal line and the reference line A receiving device for receiving data from
A limiting resistor disposed on a transmission path connecting the signal line and the reference line;
A light emitting diode that is arranged in series with the limiting resistor on the transmission path and emits light when a current equal to or greater than a first threshold flows, and is electrically insulated from the light emitting diode, and the light emitting diode emits light A photocoupler for reception comprising a phototransistor through which current flows when
A data acquisition circuit that determines the presence or absence of current flowing in a phototransistor included in the reception photocoupler and acquires data transmitted by the transmission device;
A bypass circuit that constitutes a bypass that connects both ends of the limiting resistor while a current value of the current flowing through the limiting resistor is less than a second threshold value that is greater than the first threshold value ,
The bypass circuit is:
A switching element disposed on the bypass, in which no current flows in an off state and a current flows in an on state;
A bypass resistor disposed in series with respect to the switching element on the bypass and having a resistance value smaller than a resistance value of the limiting resistor;
A current value detection circuit for detecting a current value of a current flowing through the limiting resistor;
While the current value detected by the current value detection circuit is greater than or equal to the second threshold value, the switching element is controlled so that the switching element is turned off, and the current value detected by the current value detection circuit A control circuit that controls the switching element so that the switching element is in an ON state while is less than the second threshold .
RECEIVER.
前記伝送経路上に前記制限抵抗に対して直列に配置され、流れる電流の電流値に応じた強さの光を発光する発光ダイオードと、前記発光ダイオードと電気的に絶縁され、前記発光ダイオードが発光した光の強さに応じた電流値の電流が流れるフォトトランジスタと、を備える電流値検出用フォトカプラを備える、
請求項１に記載の受信装置。 The current value detection circuit includes:
A light emitting diode that is arranged in series with the limiting resistor on the transmission path and emits light having an intensity corresponding to a current value of a flowing current, and is electrically insulated from the light emitting diode, and the light emitting diode emits light A phototransistor for detecting a current value, comprising a phototransistor through which a current having a current value corresponding to the intensity of the light that flows
The receiving apparatus according to 請 Motomeko 1.
前記電流値検出回路は、前記第１の抵抗に流れる電流の電流値を検出し、
前記制御回路は、前記電流値検出回路により検出された電流値が前記第２の閾値に前記第１の抵抗値と前記第２の抵抗値との和に対する前記第２の抵抗値の割合を乗じて得られる第３の閾値以上である間、前記スイッチング素子がオフ状態になるように前記スイッチング素子を制御し、前記電流値検出回路により検出された電流値が前記第３の閾値未満である間、前記スイッチング素子がオン状態になるように前記スイッチング素子を制御する、
請求項１又は２に記載の受信装置。 The limiting resistor is a resistor configured by connecting a first resistor having a first resistance value and a second resistor having a second resistance value in parallel;
The current value detection circuit detects a current value of a current flowing through the first resistor;
The control circuit multiplies the second threshold value by the ratio of the second resistance value to the sum of the first resistance value and the second resistance value by the current value detected by the current value detection circuit. The switching element is controlled so that the switching element is in an OFF state while the current value detected by the current value detection circuit is less than the third threshold value. Controlling the switching element so that the switching element is turned on;
The receiving apparatus according to 請 Motomeko 1 or 2.
前記受信装置は、
前記信号線と前記基準線とを結ぶ伝送経路上に配置される制限抵抗と、
前記伝送経路上に前記制限抵抗に対して直列に配置され、第１の閾値以上の電流が流れているときに発光する発光ダイオードと、前記発光ダイオードと電気的に絶縁され、前記発光ダイオードが発光しているときに電流が流れるフォトトランジスタと、を備える受信用フォトカプラと、
前記受信用フォトカプラが備えるフォトトランジスタに流れる電流の有無を判別して、前記送信装置により送信されたデータを取得するデータ取得回路と、
前記制限抵抗に流れる電流の電流値が前記第１の閾値よりも大きい第２の閾値未満である間、前記制限抵抗の両端を結ぶバイパスを構成するバイパス回路と、を備え、
前記直流電源は、
前記電源線に接続された電源電位印加端子と、前記基準線に接続された基準電位印加端子と、前記基準電位よりも予め定められた電圧分高い出力電位となる出力端子と、を備え、
前記送信装置は、
電流が流れているときに発光する発光ダイオードと、前記発光ダイオードと電気的に絶縁され、一端が前記直流電源が備える出力端子に接続され、他端が前記信号線に接続され、前記発光ダイオードが発光しているときに電流が流れるフォトトランジスタと、を備える送信用フォトカプラと、
前記受信装置に送信するデータに応じて、前記送信用フォトカプラが備える発光ダイオードに電流を供給する電流供給回路と、を備え、
前記バイパス回路は、
前記バイパス上に配置され、オフ状態で電流が流れず、オン状態で電流が流れるスイッチング素子と、
前記バイパス上に前記スイッチング素子に対して直列に配置され、前記制限抵抗の抵抗値よりも小さい抵抗値を有するバイパス抵抗と、
前記制限抵抗に流れる電流の電流値を検出する電流値検出回路と、
前記電流値検出回路により検出された電流値が前記第２の閾値以上である間、前記スイッチング素子がオフ状態になるように前記スイッチング素子を制御し、前記電流値検出回路により検出された電流値が前記第２の閾値未満である間、前記スイッチング素子がオン状態になるように前記スイッチング素子を制御する制御回路と、を備える、
伝送システム。 Supplied from a power supply line to which a power supply potential of an AC power supply is applied, a reference line to which a reference potential of the AC power supply is applied, and a DC power supply provided in a transmission device that receives supply of AC power from the power supply line and the reference line Connected to the transmission device by a signal line through which a current flows, and receives AC power from the power supply line and the reference line, and the transmission device by serial communication via the signal line and the reference line A transmission system comprising: a reception device that receives data from the transmission device; and the transmission device,
The receiving device is:
A limiting resistor disposed on a transmission path connecting the signal line and the reference line;
A light emitting diode that is arranged in series with the limiting resistor on the transmission path and emits light when a current equal to or greater than a first threshold flows, and is electrically insulated from the light emitting diode, and the light emitting diode emits light A photocoupler for reception comprising a phototransistor through which current flows when
A data acquisition circuit that determines the presence or absence of current flowing in a phototransistor included in the reception photocoupler and acquires data transmitted by the transmission device;
A bypass circuit that constitutes a bypass that connects both ends of the limiting resistor while a current value of the current flowing through the limiting resistor is less than a second threshold value that is greater than the first threshold value,
The DC power supply is
A power supply potential application terminal connected to the power supply line, a reference potential application terminal connected to the reference line, and an output terminal having an output potential higher than the reference potential by a predetermined voltage,
The transmitter is
A light emitting diode that emits light when a current is flowing; electrically insulated from the light emitting diode; one end connected to an output terminal of the DC power supply; the other end connected to the signal line; and the light emitting diode A photocoupler for transmission comprising a phototransistor through which current flows when emitting light,
A current supply circuit for supplying a current to a light emitting diode included in the transmission photocoupler according to data to be transmitted to the receiving device ;
The bypass circuit is:
A switching element disposed on the bypass, in which no current flows in an off state and a current flows in an on state;
A bypass resistor disposed in series with respect to the switching element on the bypass and having a resistance value smaller than a resistance value of the limiting resistor;
A current value detection circuit for detecting a current value of a current flowing through the limiting resistor;
While the current value detected by the current value detection circuit is greater than or equal to the second threshold value, the switching element is controlled so that the switching element is turned off, and the current value detected by the current value detection circuit A control circuit that controls the switching element so that the switching element is in an ON state while is less than the second threshold .
Den transmission system.
前記受信装置は、
前記信号線と前記基準線とを結ぶ伝送経路上に配置される制限抵抗と、
前記伝送経路上に前記制限抵抗に対して直列に配置され、第１の閾値以上の電流が流れているときに発光する発光ダイオードと、前記発光ダイオードと電気的に絶縁され、前記発光ダイオードが発光しているときに電流が流れるフォトトランジスタと、を備える受信用フォトカプラと、を備え、
前記受信用フォトカプラが備えるフォトトランジスタに流れる電流の有無を判別して、前記送信装置により送信されたデータを取得するステップと、
前記制限抵抗に流れる電流の電流値が前記第１の閾値よりも大きい第２の閾値未満である間、前記制限抵抗の両端を結ぶバイパスを構成するステップと、を有し、
前記バイパスを構成するステップでは、
オフ状態で電流が流れず、オン状態で電流が流れるスイッチング素子と、前記スイッチング素子に対して直列に配置され、前記制限抵抗の抵抗値よりも小さい抵抗値を有するバイパス抵抗と、により前記バイパスを構成し、
前記制限抵抗に流れる電流の電流値が前記第２の閾値以上である間、前記スイッチング素子がオフ状態になるように前記スイッチング素子を制御し、前記制限抵抗に流れる電流の電流値が前記第２の閾値未満である間、前記スイッチング素子がオン状態になるように前記スイッチング素子を制御する、
受信方法。 Supplied from a power supply line to which a power supply potential of an AC power supply is applied, a reference line to which a reference potential of the AC power supply is applied, and a DC power supply provided in a transmission device that receives supply of AC power from the power supply line and the reference line Connected to the transmission device by a signal line through which a current flows, and receives AC power from the power supply line and the reference line, and the transmission device by serial communication via the signal line and the reference line A receiving method executed by a receiving device that receives data from
The receiving device is:
A limiting resistor disposed on a transmission path connecting the signal line and the reference line;
A light emitting diode that is arranged in series with the limiting resistor on the transmission path and emits light when a current equal to or greater than a first threshold flows, and is electrically insulated from the light emitting diode, and the light emitting diode emits light A phototransistor for receiving a current that flows when a current is received,
Determining the presence or absence of current flowing in a phototransistor included in the reception photocoupler, and obtaining data transmitted by the transmission device;
Possess between the current value of the current flowing through the limiting resistor is a less than two threshold greater than the first threshold value, the step of configuring the bypass connecting both ends of the limiting resistor, a,
In the step of configuring the bypass,
A switching element in which current does not flow in the off state and current flows in the on state, and a bypass resistor arranged in series with the switching element and having a resistance value smaller than the resistance value of the limiting resistor, Configure
While the current value of the current flowing through the limiting resistor is greater than or equal to the second threshold value, the switching element is controlled so that the switching element is turned off, and the current value of the current flowing through the limiting resistor is the second value. Controlling the switching element so that the switching element is in an ON state while being less than a threshold value of
Receive method.
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