JPH05167477A - ２線式伝送器の電源回路 - Google Patents
２線式伝送器の電源回路Info
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- JPH05167477A JPH05167477A JP12897392A JP12897392A JPH05167477A JP H05167477 A JPH05167477 A JP H05167477A JP 12897392 A JP12897392 A JP 12897392A JP 12897392 A JP12897392 A JP 12897392A JP H05167477 A JPH05167477 A JP H05167477A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 温度と電圧の変動に対して安定な２線式伝送
器の電源回路を提供するにある。 【構成】 ２線式伝送器の電源回路において、負荷側か
らの電流に関連して発生した１次電圧をもちいて基準電
圧を発生させる基準ダイオ−ドと、１次巻線と電圧検出
巻線と帰還巻線と２次巻線とが絶縁して巻かれた絶縁ト
ランスと、１次巻線に直列に接続されこの直列回路に１
次電圧が印加されるトランジスタと、電圧検出巻線の両
端に発生した検出電圧をトランジスタのベ−スに印加す
る整流ダイオ−ドと、基準電圧が入力の一端に印加され
その他端に帰還巻線に発生する帰還電圧を帰還ダイオ−
ドを介して帰還しこれ等の偏差を演算してその出力でベ
−スに流れる電流を制御する演算増幅器と、２次巻線に
発生する出力電圧を整流する出力ダイオ−ドとを具備
し、２次巻線と帰還巻線の比を出力ダイオ−ドと帰還ダ
イオ−ドと基準ダイオ−ドの順方向の大きさと各ダイオ
−ドの温度係数に関連して選定する。
器の電源回路を提供するにある。 【構成】 ２線式伝送器の電源回路において、負荷側か
らの電流に関連して発生した１次電圧をもちいて基準電
圧を発生させる基準ダイオ−ドと、１次巻線と電圧検出
巻線と帰還巻線と２次巻線とが絶縁して巻かれた絶縁ト
ランスと、１次巻線に直列に接続されこの直列回路に１
次電圧が印加されるトランジスタと、電圧検出巻線の両
端に発生した検出電圧をトランジスタのベ−スに印加す
る整流ダイオ−ドと、基準電圧が入力の一端に印加され
その他端に帰還巻線に発生する帰還電圧を帰還ダイオ−
ドを介して帰還しこれ等の偏差を演算してその出力でベ
−スに流れる電流を制御する演算増幅器と、２次巻線に
発生する出力電圧を整流する出力ダイオ−ドとを具備
し、２次巻線と帰還巻線の比を出力ダイオ−ドと帰還ダ
イオ−ドと基準ダイオ−ドの順方向の大きさと各ダイオ
−ドの温度係数に関連して選定する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、負荷側から２本の伝送
線を介して電流の供給を受けて測定すべき物理量を電気
信号に変換しこれを信号処理して負荷側に伝送する２線
式伝送器の電源回路に係り、特に温度安定性を改良した
２線式伝送器の電源回路に関する。
線を介して電流の供給を受けて測定すべき物理量を電気
信号に変換しこれを信号処理して負荷側に伝送する２線
式伝送器の電源回路に係り、特に温度安定性を改良した
２線式伝送器の電源回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】図５は従来の２線式伝送器の構成を示す
構成図である。１０は負荷側に設けられた直流電源であ
り、この直流電源１０に直列に負荷抵抗１１が接続さ
れ、これ等で構成された直列回路は、端子Ｔ1 、Ｔ2 、
伝送線Ｌ1 、Ｌ2 を介して２線式伝送器１２の出力の端
子Ｔ1 ´、Ｔ2 ´にそれぞれ接続されている。
構成図である。１０は負荷側に設けられた直流電源であ
り、この直流電源１０に直列に負荷抵抗１１が接続さ
れ、これ等で構成された直列回路は、端子Ｔ1 、Ｔ2 、
伝送線Ｌ1 、Ｌ2 を介して２線式伝送器１２の出力の端
子Ｔ1 ´、Ｔ2 ´にそれぞれ接続されている。
【０００３】この端子Ｔ1 ´、Ｔ2 ´にはダイオ−ドＤ
1 、トランジスタＱ1 、抵抗Ｒ1 、帰還抵抗Ｒ2 が直列
に接続されている。ダイオ−ドＤ1 のカソ−ドとトラン
ジスタＱ1 のコレクタとの接続点Ａと、抵抗Ｒ1 と帰還
抵抗Ｒ2 との接続点Ｂとの間には抵抗Ｒ3 とツエナダイ
オ−ドＤ2との直列回路が接続されている。
1 、トランジスタＱ1 、抵抗Ｒ1 、帰還抵抗Ｒ2 が直列
に接続されている。ダイオ−ドＤ1 のカソ−ドとトラン
ジスタＱ1 のコレクタとの接続点Ａと、抵抗Ｒ1 と帰還
抵抗Ｒ2 との接続点Ｂとの間には抵抗Ｒ3 とツエナダイ
オ−ドＤ2との直列回路が接続されている。
【０００４】さらに、抵抗Ｒ3 の両端にはトランジスタ
Ｑ2 のコレクタとベ−スが接続されそのエミッタとツエ
ナダイオ−ドＤ2 のカソ−ドとの間に１次電圧Ｖ1 を得
ている。１次電圧Ｖ1 は増幅器１３を付勢しこの増幅器
１３の出力でトランジスタＱ1 のベ−ス電圧を制御す
る。
Ｑ2 のコレクタとベ−スが接続されそのエミッタとツエ
ナダイオ−ドＤ2 のカソ−ドとの間に１次電圧Ｖ1 を得
ている。１次電圧Ｖ1 は増幅器１３を付勢しこの増幅器
１３の出力でトランジスタＱ1 のベ−ス電圧を制御す
る。
【０００５】この増幅器１３の入力端には、１次電圧Ｖ
1 で付勢された信号処理回路１４の出力が印加されると
共に帰還抵抗Ｒ2 の両端に発生する帰還電圧Ｖf1が印加
されている。信号処理回路１４の入力端には絶縁回路１
５の出力電圧が印加され、センサ側とはこれにより直流
的に絶縁される。
1 で付勢された信号処理回路１４の出力が印加されると
共に帰還抵抗Ｒ2 の両端に発生する帰還電圧Ｖf1が印加
されている。信号処理回路１４の入力端には絶縁回路１
５の出力電圧が印加され、センサ側とはこれにより直流
的に絶縁される。
【０００６】また、この１次電圧Ｖ1 は直流的に絶縁し
て、センサ側のマイクロプロセッサを搭載する信号処理
回路１７を付勢するための直流電圧Ｖd1を供給する電源
回路１６に印加されている。その入力端子はＴ3 、Ｔ4
、出力端子はＴ5 、Ｔ6 である。
て、センサ側のマイクロプロセッサを搭載する信号処理
回路１７を付勢するための直流電圧Ｖd1を供給する電源
回路１６に印加されている。その入力端子はＴ3 、Ｔ4
、出力端子はＴ5 、Ｔ6 である。
【０００７】この信号処理回路１７の入力端には、例え
ば測定流量に対応して発生するカルマン渦の数をこれに
対応する電圧信号に変換するセンサ１８からの渦信号が
印加されている。
ば測定流量に対応して発生するカルマン渦の数をこれに
対応する電圧信号に変換するセンサ１８からの渦信号が
印加されている。
【０００８】次に、以上のように構成された２線式伝送
器の動作についてその概要を説明する。測定流量に対応
してセンサ１８で発生した渦信号は信号処理回路１７で
ノイズなどが除去されて絶縁回路１５に供給される。絶
縁回路１５ではこの信号処理回路１７のアナログ出力を
パルス信号に変換してトランスを介して直流的に絶縁
し、これを再び電圧信号に変換して信号処理回路１４に
出力する。
器の動作についてその概要を説明する。測定流量に対応
してセンサ１８で発生した渦信号は信号処理回路１７で
ノイズなどが除去されて絶縁回路１５に供給される。絶
縁回路１５ではこの信号処理回路１７のアナログ出力を
パルス信号に変換してトランスを介して直流的に絶縁
し、これを再び電圧信号に変換して信号処理回路１４に
出力する。
【０００９】増幅器１３はこの信号処理回路１４の出力
と帰還電圧Ｖf1との偏差を演算してその出力電圧でトラ
ンジスタＱ1 のベ−ス電流を制御して、出力電流Ｉ0 が
信号処理回路１４の出力に一致するように制御する。出
力電流Ｉ0 は、例えば０％が４ｍＡで１００％が２０ｍ
Ａになるように選定されている。
と帰還電圧Ｖf1との偏差を演算してその出力電圧でトラ
ンジスタＱ1 のベ−ス電流を制御して、出力電流Ｉ0 が
信号処理回路１４の出力に一致するように制御する。出
力電流Ｉ0 は、例えば０％が４ｍＡで１００％が２０ｍ
Ａになるように選定されている。
【００１０】一方、この出力電流Ｉ0 の一部４ｍＡで２
線式伝送器１２の回路電源を賄うこととなるが、この電
源は電源回路１６で負荷１１側とセンサ１８側とを直流
的に絶縁して直流電圧Ｖd1を提供する。
線式伝送器１２の回路電源を賄うこととなるが、この電
源は電源回路１６で負荷１１側とセンサ１８側とを直流
的に絶縁して直流電圧Ｖd1を提供する。
【００１１】図６はこの電源回路１６の具体的な構成を
示す回路図である。入力端子Ｔ3 とＴ4 との間には抵抗
Ｒ4 とＲ5 とが直列に接続されている。また、絶縁トラ
ンス１９は、１次巻線Ｎ1 、電圧検出巻線Ｎv 、帰還巻
線Ｎf 、２次巻線Ｎ2 がそれぞれコア等に巻回されて磁
気的に結合されている。
示す回路図である。入力端子Ｔ3 とＴ4 との間には抵抗
Ｒ4 とＲ5 とが直列に接続されている。また、絶縁トラ
ンス１９は、１次巻線Ｎ1 、電圧検出巻線Ｎv 、帰還巻
線Ｎf 、２次巻線Ｎ2 がそれぞれコア等に巻回されて磁
気的に結合されている。
【００１２】１次巻線Ｎ1 の一端は入力端子Ｔ3 に接続
され、その他端はトランジスタＱ3のコレクタに接続さ
れている。トランジスタＱ3のエミッタは入力端子Ｔ4
に接続されると共に電圧検出巻線Ｎv と帰還巻線Ｎf の
各一端にそれぞれ接続されている。
され、その他端はトランジスタＱ3のコレクタに接続さ
れている。トランジスタＱ3のエミッタは入力端子Ｔ4
に接続されると共に電圧検出巻線Ｎv と帰還巻線Ｎf の
各一端にそれぞれ接続されている。
【００１３】電圧検出巻線Ｎv の他端は整流ダイオ−ド
Ｄ3 と抵抗Ｒ6 を介してトランジスタＱ3 のベ−スに接
続されている。これ等の整流ダイオ−ドＤ3 と抵抗Ｒ6
の各両端にはスピ−ドアップ用のコンデンサＣ1 、Ｃ2
が並列に接続されている。
Ｄ3 と抵抗Ｒ6 を介してトランジスタＱ3 のベ−スに接
続されている。これ等の整流ダイオ−ドＤ3 と抵抗Ｒ6
の各両端にはスピ−ドアップ用のコンデンサＣ1 、Ｃ2
が並列に接続されている。
【００１４】また、帰還巻線Ｎf の他端には帰還ダイオ
−ドＤ4 のカソ−ドが接続されそのアノ−ドはコンデン
サＣ3 を介して入力端子Ｔ4 に接続されると共に偏差増
幅器Ｑ7 の一端に接続されている。この偏差増幅器Ｑ7
の他端は抵抗Ｒ4 とＲ5 との分圧点に接続されており、
その出力端の電圧によりトランジスタＱ3 のベ−ス電流
を制御する。
−ドＤ4 のカソ−ドが接続されそのアノ−ドはコンデン
サＣ3 を介して入力端子Ｔ4 に接続されると共に偏差増
幅器Ｑ7 の一端に接続されている。この偏差増幅器Ｑ7
の他端は抵抗Ｒ4 とＲ5 との分圧点に接続されており、
その出力端の電圧によりトランジスタＱ3 のベ−ス電流
を制御する。
【００１５】さらに、２次巻線Ｎ2 は出力ダイオ−ドＤ
5 とコンデンサＣ4 との直列回路に印加され、このコン
デンサＣ4 の両端は出力端子Ｔ5 、Ｔ6 に接続されてこ
こから直流電圧Ｖd1が取り出される。
5 とコンデンサＣ4 との直列回路に印加され、このコン
デンサＣ4 の両端は出力端子Ｔ5 、Ｔ6 に接続されてこ
こから直流電圧Ｖd1が取り出される。
【００１６】次に、以上のように構成された電源回路１
９の動作について説明する。抵抗Ｒ4 とＲ5 で分圧した
分圧電圧Ｖi1は偏差増幅器Ｑ7 の非反転入力端（＋）に
印加される。このため、その出力端には正電圧が出力さ
れトランジスタＱ3 のベ−スのベ−ス電流を増加させる
が、このとき磁気的な結合により電圧検出巻線Ｎv の電
圧も増加するのでトランジスタＱ3 のコレクタ電流は益
々増加する。
９の動作について説明する。抵抗Ｒ4 とＲ5 で分圧した
分圧電圧Ｖi1は偏差増幅器Ｑ7 の非反転入力端（＋）に
印加される。このため、その出力端には正電圧が出力さ
れトランジスタＱ3 のベ−スのベ−ス電流を増加させる
が、このとき磁気的な結合により電圧検出巻線Ｎv の電
圧も増加するのでトランジスタＱ3 のコレクタ電流は益
々増加する。
【００１７】しかし、ある程度コレクタ電流が流れると
トランジスタＱ3 は飽和し電流が減少し始める。この場
合は帰還巻線Ｎf に電磁誘導により逆電圧が発生し、こ
れが帰還電圧Ｖf1としてダイオ−ドＤ4 を介して偏差増
幅器Ｑ7 の反転入力端（−）に正の電圧として印加さ
れ、Ｖi1＝Ｖf1となるようにその出力端の電圧が変化
し、結局、トランジスタＱ3 のベ−ス電流を減少させ
る。
トランジスタＱ3 は飽和し電流が減少し始める。この場
合は帰還巻線Ｎf に電磁誘導により逆電圧が発生し、こ
れが帰還電圧Ｖf1としてダイオ−ドＤ4 を介して偏差増
幅器Ｑ7 の反転入力端（−）に正の電圧として印加さ
れ、Ｖi1＝Ｖf1となるようにその出力端の電圧が変化
し、結局、トランジスタＱ3 のベ−ス電流を減少させ
る。
【００１８】このようにして、電圧検出巻線Ｎv の電圧
が変化する傾向を偏差増幅器Ｑ7 により補正して最終的
に分圧電圧Ｖi1と帰還電圧Ｖf1とが一致するように偏差
増幅器Ｑ7 がその出力端の電圧を制御する。この結果、
磁気的に結合された２次巻線Ｎ2 に発生する電圧も所定
値に維持され、これを出力ダイオ−ドＤ5 で整流して得
た直流電圧Ｖd1も所定値に維持されることとなる。
が変化する傾向を偏差増幅器Ｑ7 により補正して最終的
に分圧電圧Ｖi1と帰還電圧Ｖf1とが一致するように偏差
増幅器Ｑ7 がその出力端の電圧を制御する。この結果、
磁気的に結合された２次巻線Ｎ2 に発生する電圧も所定
値に維持され、これを出力ダイオ−ドＤ5 で整流して得
た直流電圧Ｖd1も所定値に維持されることとなる。
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、以上の
ような２線式伝送器の電源回路は、直流電圧Ｖd1が１次
電圧Ｖ1 に依存して変化する上に、２次巻線Ｎ2 に発生
する出力電圧がトランス１９の巻数のみで決定されるの
で、たとえ１次電圧Ｖ1 が一定であっても帰還ダイオ−
ドＤ4 、出力ダイオ−ドＤ5 の順方向電圧が温度により
変化することにより直流電圧Ｖd1が変化するという問題
がある。
ような２線式伝送器の電源回路は、直流電圧Ｖd1が１次
電圧Ｖ1 に依存して変化する上に、２次巻線Ｎ2 に発生
する出力電圧がトランス１９の巻数のみで決定されるの
で、たとえ１次電圧Ｖ1 が一定であっても帰還ダイオ−
ドＤ4 、出力ダイオ−ドＤ5 の順方向電圧が温度により
変化することにより直流電圧Ｖd1が変化するという問題
がある。
【００２０】
【課題を解決するための手段】本発明は、以上の課題を
解決するための主な構成として、負荷側から２本の伝送
線を介して電流の供給を受けて測定すべき物理量を電気
信号に変換しこれを信号処理して先の負荷側に伝送する
２線式伝送器の電源回路において、先の電流に関連して
発生した１次電圧をもちいて基準電圧を発生させる基準
ダイオ−ドと、１次巻線と電圧検出巻線と帰還巻線と２
次巻線とが絶縁して巻かれた絶縁トランスと、１次巻線
に直列に接続されこの直列回路に１次電圧が印加される
トランジスタと、電圧検出巻線の両端に発生した検出電
圧を先のトランジスタのベ−スに印加する整流ダイオ−
ドと、先の基準電圧が入力の一端に印加されその他端に
帰還巻線に発生する帰還電圧を帰還ダイオ−ドを介して
帰還しこれ等の偏差を演算してその出力でベ−スに流れ
る電流を制御する演算増幅器と、２次巻線に発生する出
力電圧を整流する出力ダイオ−ドとを具備し、２次巻線
と帰還巻線の比を出力ダイオ−ドと帰還ダイオ−ドと基
準ダイオ−ドの順方向の大きさと各ダイオ−ドの温度係
数に関連して決定するようにしたものである。
解決するための主な構成として、負荷側から２本の伝送
線を介して電流の供給を受けて測定すべき物理量を電気
信号に変換しこれを信号処理して先の負荷側に伝送する
２線式伝送器の電源回路において、先の電流に関連して
発生した１次電圧をもちいて基準電圧を発生させる基準
ダイオ−ドと、１次巻線と電圧検出巻線と帰還巻線と２
次巻線とが絶縁して巻かれた絶縁トランスと、１次巻線
に直列に接続されこの直列回路に１次電圧が印加される
トランジスタと、電圧検出巻線の両端に発生した検出電
圧を先のトランジスタのベ−スに印加する整流ダイオ−
ドと、先の基準電圧が入力の一端に印加されその他端に
帰還巻線に発生する帰還電圧を帰還ダイオ−ドを介して
帰還しこれ等の偏差を演算してその出力でベ−スに流れ
る電流を制御する演算増幅器と、２次巻線に発生する出
力電圧を整流する出力ダイオ−ドとを具備し、２次巻線
と帰還巻線の比を出力ダイオ−ドと帰還ダイオ−ドと基
準ダイオ−ドの順方向の大きさと各ダイオ−ドの温度係
数に関連して決定するようにしたものである。
【００２１】
【作 用】基準ダイオ−ドは負荷側から伝送される電流
に関連して発生した１次電圧をもちいて基準電圧を発生
させる。トランジスタは絶縁トランスの１次巻線に直列
に接続されてこの直列回路に１次電圧が印加される。
に関連して発生した１次電圧をもちいて基準電圧を発生
させる。トランジスタは絶縁トランスの１次巻線に直列
に接続されてこの直列回路に１次電圧が印加される。
【００２２】また、整流ダイオ−ドは絶縁トランスの電
圧検出巻線の両端に発生した検出電圧を先のトランジス
タのベ−スに印加する。そして、演算増幅器は先の基準
電圧が入力の一端に印加されておりその他端に帰還巻線
に発生する帰還電圧が帰還ダイオ−ドを介して帰還され
てこれ等の偏差を演算してその出力で先のトランジスタ
のベ−スに流れる電流を制御する。
圧検出巻線の両端に発生した検出電圧を先のトランジス
タのベ−スに印加する。そして、演算増幅器は先の基準
電圧が入力の一端に印加されておりその他端に帰還巻線
に発生する帰還電圧が帰還ダイオ−ドを介して帰還され
てこれ等の偏差を演算してその出力で先のトランジスタ
のベ−スに流れる電流を制御する。
【００２３】以上の制御の結果、２次巻線に発生する出
力電圧は出力ダイオ−ドにより整流される。この場合
に、２次巻線と帰還巻線の比を出力ダイオ−ドと帰還ダ
イオ−ドと基準ダイオ−ドの順方向の大きさと各ダイオ
−ドの温度係数に関連して決定することにより、温度に
より出力電圧が影響を受けないようにすることができ
る。
力電圧は出力ダイオ−ドにより整流される。この場合
に、２次巻線と帰還巻線の比を出力ダイオ−ドと帰還ダ
イオ−ドと基準ダイオ−ドの順方向の大きさと各ダイオ
−ドの温度係数に関連して決定することにより、温度に
より出力電圧が影響を受けないようにすることができ
る。
【００２４】
【実施例】以下、本発明の実施例について図を用いて説
明する。図１は本発明の１実施例の要部を示す構成図で
ある。なお、図５、図６に示す従来の２線式伝送器の電
源回路と同一の機能を有する部分には同一の符号を付し
て適宜にその説明を省略する。
明する。図１は本発明の１実施例の要部を示す構成図で
ある。なお、図５、図６に示す従来の２線式伝送器の電
源回路と同一の機能を有する部分には同一の符号を付し
て適宜にその説明を省略する。
【００２５】１次電圧Ｖ1 は抵抗Ｒ7 とツエナダイオ−
ドＤ6 との直列回路に印加されこれ等の接続点に基準電
圧Ｖs を発生させ、この基準電圧Ｖs は偏差増幅器Ｑ7
の非反転入力端（＋）に印加される。
ドＤ6 との直列回路に印加されこれ等の接続点に基準電
圧Ｖs を発生させ、この基準電圧Ｖs は偏差増幅器Ｑ7
の非反転入力端（＋）に印加される。
【００２６】一方、帰還巻線Ｎf ´に発生した電圧は帰
還ダイオ−ドＤ7 を介して整流され抵抗Ｒ8 とコンデン
サＣ5 で平滑されて帰還電圧Ｖf2として偏差増幅器Ｑ7
の反転入力端（−）に印加される。
還ダイオ−ドＤ7 を介して整流され抵抗Ｒ8 とコンデン
サＣ5 で平滑されて帰還電圧Ｖf2として偏差増幅器Ｑ7
の反転入力端（−）に印加される。
【００２７】さらに、出力巻線Ｎ2 ´に発生した電圧は
出力ダイオ−ドＤ8 を介して出力端Ｔ5 、Ｔ6 に直流電
圧Ｖd2を発生させる。そして、１次巻線Ｎ1 、電圧検出
巻線Ｎv 、帰還巻線Ｎf ´、２次巻線Ｎ2 ´等で絶縁ト
ランス２０を構成する。これ以外の構成は、図４に示す
電源回路とほぼ同一である。
出力ダイオ−ドＤ8 を介して出力端Ｔ5 、Ｔ6 に直流電
圧Ｖd2を発生させる。そして、１次巻線Ｎ1 、電圧検出
巻線Ｎv 、帰還巻線Ｎf ´、２次巻線Ｎ2 ´等で絶縁ト
ランス２０を構成する。これ以外の構成は、図４に示す
電源回路とほぼ同一である。
【００２８】次に、以上のように構成された電源回路の
動作について説明する。偏差増幅器Ｑ7 は帰還電圧Ｖf2
と基準電圧Ｖs との偏差を増幅するが、Ｖf2＞Ｖs のと
きは偏差増幅器Ｑ7 の出力電圧を下げて帰還電圧Ｖf2を
低下させ、Ｖf2＜Ｖs のときは偏差増幅器Ｑ7 の出力電
圧を上げて帰還電圧Ｖf2を上げて、Ｖf2＝Ｖs になるよ
うに制御する。
動作について説明する。偏差増幅器Ｑ7 は帰還電圧Ｖf2
と基準電圧Ｖs との偏差を増幅するが、Ｖf2＞Ｖs のと
きは偏差増幅器Ｑ7 の出力電圧を下げて帰還電圧Ｖf2を
低下させ、Ｖf2＜Ｖs のときは偏差増幅器Ｑ7 の出力電
圧を上げて帰還電圧Ｖf2を上げて、Ｖf2＝Ｖs になるよ
うに制御する。
【００２９】このように、帰還電圧Ｖf2が一定電圧に制
御されるので、出力電圧である直流電圧Ｖd2も一定値に
制御されることとなる。この場合、基準電圧Ｖs は１次
電圧Ｖ1 に依存しないので、直流電圧Ｖd2も１次電圧Ｖ
1 に依存しない。ここで、帰還ダイオ−ドＤ7の順方向
の電圧降下をＶd7、出力ダイオ−ドＤ8の順方向の電圧
降下をＶd8とすると、直流電圧Ｖd2は、 Ｖd2＝（Ｖf2＋Ｖd7）ｘ（Ｎ2 ´／Ｎf ´）−Ｖd8 （１） となる。このため、このままでは、直流電圧Ｖd2は帰還
ダイオ−ドＤ7 の順方向の電圧降下Ｖd7と出力ダイオ−
ドＤ8 の順方向の電圧降下Ｖd8の温度による変化を受け
ることとなる。
御されるので、出力電圧である直流電圧Ｖd2も一定値に
制御されることとなる。この場合、基準電圧Ｖs は１次
電圧Ｖ1 に依存しないので、直流電圧Ｖd2も１次電圧Ｖ
1 に依存しない。ここで、帰還ダイオ−ドＤ7の順方向
の電圧降下をＶd7、出力ダイオ−ドＤ8の順方向の電圧
降下をＶd8とすると、直流電圧Ｖd2は、 Ｖd2＝（Ｖf2＋Ｖd7）ｘ（Ｎ2 ´／Ｎf ´）−Ｖd8 （１） となる。このため、このままでは、直流電圧Ｖd2は帰還
ダイオ−ドＤ7 の順方向の電圧降下Ｖd7と出力ダイオ−
ドＤ8 の順方向の電圧降下Ｖd8の温度による変化を受け
ることとなる。
【００３０】しかし、偏差増幅器Ｑ7 によりＶf2＝Ｖs
なる関係に電圧制御されるので、この関係を用いると、
（１）式は Ｖd2＝（Ｖs ＋Ｖd7）ｘ（Ｎ2 ´／Ｎf ´）−Ｖd8 （２） となる。そこで、帰還ダイオ−ドＤ7 の順方向の電圧降
下の温度変化（１＋βd7Δｔ）をαd7、出力ダイオ−ド
Ｄ8 の順方向の電圧降下の温度変化（１＋βd8Δｔ）を
αd8、ツエナダイオ−ドＤ6 の温度変化（１＋βd6Δ
ｔ）をαd6とする（βd7、βd8、βd6は温度係数）と、 （Ｖs ＋Ｖd7）ｘ（Ｎ2 ´／Ｎf ´）−Ｖd8 ＝（αd6Ｖf2＋αd7Ｖd7）ｘ（Ｎ2 ´／Ｎf ´）−αd8Ｖd8 （３） の関係を得る。但し、左辺は基準状態、例えば２０゜Ｃ
の状態である。
なる関係に電圧制御されるので、この関係を用いると、
（１）式は Ｖd2＝（Ｖs ＋Ｖd7）ｘ（Ｎ2 ´／Ｎf ´）−Ｖd8 （２） となる。そこで、帰還ダイオ−ドＤ7 の順方向の電圧降
下の温度変化（１＋βd7Δｔ）をαd7、出力ダイオ−ド
Ｄ8 の順方向の電圧降下の温度変化（１＋βd8Δｔ）を
αd8、ツエナダイオ−ドＤ6 の温度変化（１＋βd6Δ
ｔ）をαd6とする（βd7、βd8、βd6は温度係数）と、 （Ｖs ＋Ｖd7）ｘ（Ｎ2 ´／Ｎf ´）−Ｖd8 ＝（αd6Ｖf2＋αd7Ｖd7）ｘ（Ｎ2 ´／Ｎf ´）−αd8Ｖd8 （３） の関係を得る。但し、左辺は基準状態、例えば２０゜Ｃ
の状態である。
【００３１】この関係から （Ｎ2 ´／Ｎf ´） ＝［（αd8−１）Ｖd8］／［（αd6−１）Ｖs ＋（αd7−１）Ｖd7］ （４） となる。
【００３２】従って、この（４）式の関係を満足するよ
うに、巻数Ｎ2 ´とＮf ´を選定することにより、温度
の影響を受けない直流電圧Ｖd2を得ることができる。以
上の関係を用いて、実測した結果を図２に示す。図２の
横軸は周囲温度ｔ、縦軸は直流電圧Ｖd2である。点線で
示す曲線は（４）式の関係を考慮しないで実測した結果
であり、実線で示す曲線は（４）式の関係を考慮した結
果を示す。（４）式の関係を考慮しない場合は、−４０
゜Ｃ〜＋８０゜Ｃの周囲温度の変化に対して０．２５Ｖ
の変化を示したものが、（４）式の関係を考慮すると
０．０６Ｖと約１／４に低減していることが分かる。
うに、巻数Ｎ2 ´とＮf ´を選定することにより、温度
の影響を受けない直流電圧Ｖd2を得ることができる。以
上の関係を用いて、実測した結果を図２に示す。図２の
横軸は周囲温度ｔ、縦軸は直流電圧Ｖd2である。点線で
示す曲線は（４）式の関係を考慮しないで実測した結果
であり、実線で示す曲線は（４）式の関係を考慮した結
果を示す。（４）式の関係を考慮しない場合は、−４０
゜Ｃ〜＋８０゜Ｃの周囲温度の変化に対して０．２５Ｖ
の変化を示したものが、（４）式の関係を考慮すると
０．０６Ｖと約１／４に低減していることが分かる。
【００３３】なお、この実測に際して（４）式を考慮し
たときの各定数は、（Ｖs ＝５Ｖ、βd6＝０．００２％
／ｄｅｇ）、（Ｖd7＝０．２２Ｖ、βd7＝０．８２％／
ｄｅｇ）、（Ｖd8＝０．３３Ｖ、βd8＝０．４２％／ｄ
ｅｇ）であり、このときの巻数は、Ｎ2 ´＝２３、Ｎf
´＝２２である。これに対して（４）式を考慮しないと
きはＶs ＝２．５Ｖ、Ｎ2 ＝３６、Ｎf ＝１８に選定し
て出力としてはいずれも直流電圧Ｖd2＝５Ｖを得るよう
にしている。
たときの各定数は、（Ｖs ＝５Ｖ、βd6＝０．００２％
／ｄｅｇ）、（Ｖd7＝０．２２Ｖ、βd7＝０．８２％／
ｄｅｇ）、（Ｖd8＝０．３３Ｖ、βd8＝０．４２％／ｄ
ｅｇ）であり、このときの巻数は、Ｎ2 ´＝２３、Ｎf
´＝２２である。これに対して（４）式を考慮しないと
きはＶs ＝２．５Ｖ、Ｎ2 ＝３６、Ｎf ＝１８に選定し
て出力としてはいずれも直流電圧Ｖd2＝５Ｖを得るよう
にしている。
【００３４】図３は本発明の他の実施例を示す回路図で
ある。この実施例は電源投入の当初の動作を確実にする
ように改良したものである。２線式伝送器の電源回路を
用いて２線式伝送器を起動すると基準電圧Ｖｓが直ちに
確立するので、出力端子Ｔ5 、Ｔ6には直流電圧Ｖd1が
当初から正常に確立する。
ある。この実施例は電源投入の当初の動作を確実にする
ように改良したものである。２線式伝送器の電源回路を
用いて２線式伝送器を起動すると基準電圧Ｖｓが直ちに
確立するので、出力端子Ｔ5 、Ｔ6には直流電圧Ｖd1が
当初から正常に確立する。
【００３５】しかし、この直流電圧Ｖd1が電源投入の当
初からマイクロプロセッサを搭載する信号処理回路１７
の電源端に正常に印加されると、電源投入時の回路の消
費電流が大きいので、回路全体として異常動作を引き起
こしがちである。
初からマイクロプロセッサを搭載する信号処理回路１７
の電源端に正常に印加されると、電源投入時の回路の消
費電流が大きいので、回路全体として異常動作を引き起
こしがちである。
【００３６】そこで、図３に示すように、ツエナダイオ
ードＤ6の両端にコンデンサＣ6を接続して抵抗Ｒ7とコ
ンデンサＣ6でツエナダイオードＤ6の両端に発生する基
準電圧Ｖｓの立ち上げを遅らして、回路各部の電圧をゆ
っくり立ち上げるようにして電源投入時の大消費電流を
防ぐ。
ードＤ6の両端にコンデンサＣ6を接続して抵抗Ｒ7とコ
ンデンサＣ6でツエナダイオードＤ6の両端に発生する基
準電圧Ｖｓの立ち上げを遅らして、回路各部の電圧をゆ
っくり立ち上げるようにして電源投入時の大消費電流を
防ぐ。
【００３７】これにより、電源投入後から徐々に直流電
圧Ｖd1が立ち上がり、回路全体として正常に動作する。
図４は図３に示す電源回路をさらに改良した第３の実施
例である。これは電源が瞬時停電を起こしても正常動作
が確保できるようにしたものである。
圧Ｖd1が立ち上がり、回路全体として正常に動作する。
図４は図３に示す電源回路をさらに改良した第３の実施
例である。これは電源が瞬時停電を起こしても正常動作
が確保できるようにしたものである。
【００３８】コンデンサＣ6の両端にトランジスタＱ8の
コレクタとエミッタが接続され、このトランジスタＱ8
のベースはインバータＱ9の出力端から抵抗Ｒ9を介して
接続されている。このインバータＱ9の入力端は１次電
圧Ｖ1 を抵抗Ｒ10とＲ11で分圧した分圧電圧が印加され
ている。
コレクタとエミッタが接続され、このトランジスタＱ8
のベースはインバータＱ9の出力端から抵抗Ｒ9を介して
接続されている。このインバータＱ9の入力端は１次電
圧Ｖ1 を抵抗Ｒ10とＲ11で分圧した分圧電圧が印加され
ている。
【００３９】次に、この電源回路の動作について説明す
る。電源が投入されて１次電圧Ｖ1が印加されるとＲ7・
Ｃ6の時定数で基準電圧Ｖｓが上昇する。基準電圧Ｖｓ
が上昇すると直流電圧Ｖd1も徐々に上昇する。したがっ
て、全体の消費電流も徐々に増加するが、トランジスタ
Ｑ1で制御している電流値内で収まる。
る。電源が投入されて１次電圧Ｖ1が印加されるとＲ7・
Ｃ6の時定数で基準電圧Ｖｓが上昇する。基準電圧Ｖｓ
が上昇すると直流電圧Ｖd1も徐々に上昇する。したがっ
て、全体の消費電流も徐々に増加するが、トランジスタ
Ｑ1で制御している電流値内で収まる。
【００４０】ここで、１次電圧Ｖ1が瞬時停電を起こす
と、巻線Ｎ１に蓄積されるエネルギがなくなるので、各
巻線へのエネルギ供給がなくなり、直流電圧Ｖd1も低下
する。この場合に、基準電圧Ｖｓも低下するが、この低
下速度はＲ7・Ｃ6の時定数で決定されるので遅い。
と、巻線Ｎ１に蓄積されるエネルギがなくなるので、各
巻線へのエネルギ供給がなくなり、直流電圧Ｖd1も低下
する。この場合に、基準電圧Ｖｓも低下するが、この低
下速度はＲ7・Ｃ6の時定数で決定されるので遅い。
【００４１】この後、１次電圧Ｖ1が復帰すると、もし
トランジスタＱ8がなければ、基準電圧Ｖｓが高い値を
維持しているので、直流電圧Ｖd1は直ちに正常値となっ
て、回路で消費する消費電流が多くなり、このためトラ
ンジスタＱ1で制御している電流値を越え、これにより
１次電圧Ｖ1が低下して異常動作を引き起こす。
トランジスタＱ8がなければ、基準電圧Ｖｓが高い値を
維持しているので、直流電圧Ｖd1は直ちに正常値となっ
て、回路で消費する消費電流が多くなり、このためトラ
ンジスタＱ1で制御している電流値を越え、これにより
１次電圧Ｖ1が低下して異常動作を引き起こす。
【００４２】しかし、図４に示す回路では、１次電圧Ｖ
1を抵抗Ｒ10とＲ11で分圧した分圧電圧が、インバータ
Ｑ9のスレッショルドレベル以下の状態では、インバー
タＱ9はトランジスタＱ8のベースに電流を流してコンデ
ンサＣ6の両端をショートして蓄積電荷を放電させ、基
準電圧Ｖｓを低い値に維持し、スレッショルドレベル以
上になってから直流電圧Ｖd1を正常値に維持するので、
異常動作を引き起こすのを避けることができる。
1を抵抗Ｒ10とＲ11で分圧した分圧電圧が、インバータ
Ｑ9のスレッショルドレベル以下の状態では、インバー
タＱ9はトランジスタＱ8のベースに電流を流してコンデ
ンサＣ6の両端をショートして蓄積電荷を放電させ、基
準電圧Ｖｓを低い値に維持し、スレッショルドレベル以
上になってから直流電圧Ｖd1を正常値に維持するので、
異常動作を引き起こすのを避けることができる。
【００４３】
【発明の効果】以上、実施例と共に具体的に説明したよ
うに本発明によれば、基準電圧を１次電圧の変動の影響
を受けないように構成し、さらに帰還巻線と２次巻線を
各ダイオ−ドの大きさとこれ等の温度係数を考慮して決
定する構成として温度の変化を受けないようにしたの
で、温度変化、電圧変動に対して安定な電源電圧を１次
側とは直流的に絶縁しながら得ることができる。
うに本発明によれば、基準電圧を１次電圧の変動の影響
を受けないように構成し、さらに帰還巻線と２次巻線を
各ダイオ−ドの大きさとこれ等の温度係数を考慮して決
定する構成として温度の変化を受けないようにしたの
で、温度変化、電圧変動に対して安定な電源電圧を１次
側とは直流的に絶縁しながら得ることができる。
【図１】本発明の１実施例の構成を示す要部構成図であ
る。
る。
【図２】図１に示す要部実施例の効果を示す特性図であ
る。
る。
【図３】本発明の第１変形実施例の構成を示すブロック
図である。
図である。
【図４】本発明の第１変形実施例の構成を示すブロック
図である。
図である。
【図５】従来の２線式伝送器の全体構成を示すブロック
図である。
図である。
【図６】図５に示す２線式伝送器の電源回路の詳細な回
路を示す回路図である。
路を示す回路図である。
１０ 直流電源 １１ 負荷抵抗 １２ ２線式伝送器 １３ 増幅器 １４、１７ 信号処理回路 １５ 絶縁回路 １６ 電源回路 １８ センサ １９、２０ 絶縁トランス Ｎ1 、Ｎ1 ´ １次巻線 Ｎ2 、Ｎ2 ´ ２次巻線 Ｎv 電圧検出巻線 Ｎf 、Ｎf ´ 帰還巻線 Ｄ6 ツエナ−ダイオ−ド Ｃ6 コンデンサ Ｑ9 インバータ
Claims (2)
- 【請求項１】負荷側から２本の伝送線を介して電流の供
給を受けて測定すべき物理量を電気信号に変換しこれを
信号処理して前記負荷側に伝送する２線式伝送器の電源
回路において、前記電流に関連して発生した１次電圧を
もちいて基準電圧を発生させる基準ダイオ−ドと、１次
巻線と電圧検出巻線と帰還巻線と２次巻線とが絶縁して
巻かれた絶縁トランスと、前記１次巻線に直列に接続さ
れこの直列回路に前記１次電圧が印加されるトランジス
タと、前記電圧検出巻線の両端に発生した検出電圧を前
記トランジスタのベ−スに印加する整流ダイオ−ドと、
前記基準電圧が入力の一端に印加されその他端に前記帰
還巻線に発生する帰還電圧を帰還ダイオ−ドを介して帰
還しこれ等の偏差を演算してその出力で前記ベ−スに流
れる電流を制御する演算増幅器と、前記２次巻線に発生
する出力電圧を整流する出力ダイオ−ドとを具備し、前
記２次巻線と帰還巻線の比を前記出力ダイオ−ドと帰還
ダイオ−ドと基準ダイオ−ドの順方向の大きさと各ダイ
オ−ドの温度係数に関連して選定することを特徴とする
２線式伝送器の電源回路。 - 【請求項２】前記１次電圧を検出しこの電圧が所定値を
越えたときに前記基準電圧をショートする短絡回路を具
備することを特徴とする第１請求項記載の２線式伝送器
の電源回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12897392A JPH05167477A (ja) | 1991-10-15 | 1992-05-21 | ２線式伝送器の電源回路 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26645591 | 1991-10-15 | ||
| JP3-266455 | 1991-10-15 | ||
| JP12897392A JPH05167477A (ja) | 1991-10-15 | 1992-05-21 | ２線式伝送器の電源回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05167477A true JPH05167477A (ja) | 1993-07-02 |
Family
ID=26464529
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12897392A Pending JPH05167477A (ja) | 1991-10-15 | 1992-05-21 | ２線式伝送器の電源回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05167477A (ja) |
-
1992
- 1992-05-21 JP JP12897392A patent/JPH05167477A/ja active Pending
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