JPH0661962A - 半導体フライングキャパシタ・マルチプレクサ - Google Patents

半導体フライングキャパシタ・マルチプレクサ

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JPH0661962A
JPH0661962A JP4216798A JP21679892A JPH0661962A JP H0661962 A JPH0661962 A JP H0661962A JP 4216798 A JP4216798 A JP 4216798A JP 21679892 A JP21679892 A JP 21679892A JP H0661962 A JPH0661962 A JP H0661962A
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JP
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switch
voltage
semiconductor
semiconductor switch
ground
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JP4216798A
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Yoshinobu Kinoshita
嘉信 木下
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Toshiba Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 半導体フライングキャパシタ・マルチプレク
サにおいて、コモン雑音に起因して開放状態の各半導体
スイッチ3,5の各接点に生じる漏れ電流が電圧処理回
路6へ流入するのを防止する。 【構成】 第1の半導体スイッチ3の被測定電圧の電圧
供給路に第1の半導体スイッチ3と同一状態に開閉動作
する第1の補助スイッチ11を介挿し、第1の補助スイ
ッチと第1の半導体スイッチとの接続点と電圧処理回路
6内の接地側信号線14とを第1の接地線13で接続
し、この第1の接地線に第1の半導体スイッチ3と逆状
態に開閉動作する第1の接地スイッチ12を介挿してい
る。同様に、第2の半導体スイッチ5の電圧処理回路側
に、第2の補助スイッチ15,第2の接地線17、第2
の接地スイッチ16を設けている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、外部から入力された被
測定電圧を予め定められた一定周期毎に電圧処理回路へ
供給するマルチプレクサに係わり、特に半導体スイッチ
が組込まれた半導体フライングキャパシタ・マルチプレ
クサに関する。
【0002】
【従来の技術】半導体スイッチ及び充電用のコンデンサ
が組込まれた半導体フラインクキャパシタ・マルチプレ
クサは例えば図2に示すよに構成されている。例えば可
変電源1から出力される被測定電圧V1 は入力端子2
a,2bを介して第1の半導体スイッチ3の等価回路的
に表記される各接点3a,3bを介してコンデンサ4の
両端に印加される。
【0003】コンデンサ4の端子電圧は第2の半導体ス
イッチ5の各接点5a,5bを介して電圧処理回路とし
てのA/D変換器6の入力端子6a,6bに印加され
る。A/D変換器6内に入力したコンデンサ4の出力電
圧(充電電圧)V0 は例えば1MΩ等の非常に高い抵抗
値を有した抵抗7の両端に印加される。A/D変換器6
はこの抵抗7の端子電圧レベルが所定のしきい電圧VS
より高いか否かを判断かる。
【0004】また、第1の半導体スイッチ3の各接点3
a,3bは、図示するように、外部から入力される一定
周期Tで信号レベルがハイレベルとローレベルとに変化
するパルス波形を有した切換信号aにて開閉制御され
る。第2の半導体スイッチ5にはインバータ8で信号レ
ベルが反転された切換信号aが印加されている。したが
って、第1,第2の半導体スイッチ3,5は同一周期T
で互いに逆状態に開閉動作する。
【0005】このような構成の半導体フライングキャパ
シタ・マルチプレクサにおいて、切換信号aがローレベ
ル期間に第1の半導体スイッチ3の各接点3a,3bが
図3に示す閉成状態を維持し、この閉成状態時にコンデ
ンサ4の両端に被測定電圧V1 が印加され、このコンデ
ンサ4が充電される。そして、1/2周期が経過する
と、半導体スイッチ3の各接点3a,3bが開放され、
逆に第2の半導体スイッチ5の各接点5a,5bが閉成
される。したがって、コンデンサ4両端の充電電圧V0
はA/D変換器6へ送出される。そして、コンデンサ7
の電荷は周期T/2内において、抵抗7を介して放電さ
れる。したがって、A/D変換器6は一定周期T毎に被
測定電圧V1 に対応した充電電圧V0 を取込むことがで
きる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図2に
示す半導体フライングキャパシタ・マルチプレクサにお
いても、まだ解消すべき次のような課題があった。
【0007】すなわち、一般に半導体スイッチを構成す
る各接点は、通常のリレー等の機械的接点とは異なり、
たとえ接点が開放状態に制御されていたとしても、接点
の両端子間は完全に開放状態になることはなく、非常に
高い値を有する抵抗で接続された状態と見なすことがで
きる。したがって、開放された接点の両端子間に電圧が
印加されると微小の漏れ電流が流れる。この漏れ電流値
は半導体スイッチが配設された雰囲気温度や湿度に大き
く左右される。
【0008】したがって、図2に示すように、第1の半
導体スイッチ3が閉成され、第2の半導体スイッチ5が
開放された状態で、被測定電圧の接地側入力端子2bと
A/D変換器6の接地側入力端子6bとの間に一時的に
コモン雑音電圧Vnが印加されると、開放された第2の
半導体スイッチ5の各接点5a,5bに雑音電圧Vnに
起因する各漏れ電流Ina,Inbが流れる。
【0009】図3はコモン雑音電圧Vnが印加された状
態における導体フライングキャパシタ・マルチプレクサ
及びA/D変換器6の等価回路である。図3に示すよう
に、各接点5a,5bは抵抗で表記できるので、一方の
接点5bを流れる漏れ電流Inbはそのままコモン雑音電
源9へ還流する。しかし、他方の接点5aを流れる漏れ
電流InaはA/D変換器6内の抵抗7を経由してコモン
雑音電源9へ還流する。
【0010】コモン雑音電圧Vnに起因する漏れ電流I
naを例えば1μAとすると、A/D変換器6内の抵抗7
の値は1MΩであるので、抵抗7の両端に現れる雑音電
圧Vn0は1Vとなる。
【0011】前述したように、A/D変換器6に流入す
る漏れ電流Inaの値は温度や湿度等の外部条件に大きく
左右されるので、一定値とならない。したがって、A/
D変換器6内においては、コンデンサ4からの出力電圧
V0 に対して1Vのエラー電圧が発生することになる。
その結果、A/D変換器6において、被測定電圧V1を
正しくA/D変換できない問題が生じる。
【0012】なお、第1の半導体スイッチ3が開放状態
で第2の半導体スイッチ5が閉成状態の場合において
も、各接点3a,3bに漏れ電流が生じる。この場合に
おいても、この漏れ電流は閉成状態の第2の半導体スイ
ッチ5の接点5aを介してA/D変換器6の抵抗7に流
入する。よって、前述したように、出力電圧V0 を正確
にA/D変換できない問題が生じる。
【0013】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
ものであり、第1の半導体スイッチの電圧供給側及び第
2の半導体スイッチの電圧出力側に接点解放時の漏れ電
流を逃がす回路を付加することによって、たとえコモン
雑音が印加されたとしても、電圧処理回路へ漏れ電流が
流入するのを未然に防止でき、このマルチプレクサが接
続される電圧処理回路の電圧処理精度を向上できる半導
体フライングキャパシタ・マルチプレクサを提供するこ
とを目的とする。
【0014】
【課題を解決するための手段】上記課題を解消するため
に本発明は、外部から入力された被測定電圧を一定周期
で開閉動作する第1の半導体スイッチを介してコンデン
サの両端に印加してこのコンデンサを充電し、このコン
デンサの充電電圧を第1の半導体スイッチに対して逆状
態に開閉動作する第2の半導体スイッチを介して電圧処
理回路へ導く半導体フライングキャパシタ・マルチプレ
クサにおいて、
【0015】第1の半導体スイッチの被測定電圧の電圧
供給路に介挿され、第1の半導体スイッチと同一状態に
開閉動作する第1の補助スイッチと、この第1の補助ス
イッチと第1の半導体スイッチとの接続点と電圧処理回
路内の接地側信号線とを接続する第1の接地線と、この
第1の接地線に介挿され、第1の半導体スイッチと逆状
態に開閉動作する第1の接地スイッチと、第2の半導体
スイッチの電圧処理回路への電圧供給路に介挿され、第
2の半導体スイッチと同一状態に開閉動作する第2の補
助スイッチと、この第2の補助スイッチと第2の半導体
スイッチとの接続点と電圧処理回路内の接地側信号線と
を接続する第2の接地線と、この第2の接地線に介挿さ
れ、第2の半導体スイッチと逆状態に開閉動作する第2
の接地スイッチとを備えたものである。
【0016】
【作用】このように構成された半導体フライングキャパ
シタ・マルチプレクサであれば、第1の半導体スイッチ
が開放状態で第2の半導体スイッチが閉成状態におい
て、コモン雑音が発生すると、このコモン雑音電圧に起
因して開放状態の第1の半導体スイッチ及び第1の補助
スイッチの各接点に漏れ電流が発生する。しかし、この
漏れ電流は閉成状態の第1の接地スイッチ,第1の接地
線を介して電圧処理回路内の接地側信号線へ流れる。し
たがって、漏れ電流が閉成状態の第2の半導体スイッチ
の接点を介して電圧処理回路へ流入することはない。
【0017】また、第1の半導体スイッチが閉成状態で
第2の半導体スイッチが開放状態において、コモン雑音
が発生すると、このコモン雑音電圧に起因して開放状態
の第2の半導体スイッチ及び第2の補助スイッチの各接
点に漏れ電流が発生する。しかし、この漏れ電流は閉成
状態の第2の接地スイッチ,第2の接地線を介して電圧
処理回路内の接地側信号線へ流れる。したがって、漏れ
電流が電圧処理回路へ流入することはない。
【0018】
【実施例】以下本発明の一実施例を図面を用いて説明す
る。
【0019】図1は実施例の半導体フライングキャパシ
タ・マルチプレクサの概略構成を示す回路図である。図
2に示す従来の半導体フライングキャパシタ・マルチプ
レクサと同一部分には同一符号が付してある。したがっ
て、重複する部分の詳細説明は省略されている。
【0020】この実施例マルチプレクサにおいては、入
力端子2a,2bと第1の半導体スイッチ3との間に一
対の接点11a,11bを有する第1の補助スイッチ1
1が介挿されている。そして、第1の半導体スイッチ3
と第1の補助スイッチ11との接続点相互間に、直列接
続された一対の接点12a,12bを有する第1の接地
スイッチ12が接続されている。そして、この第1の接
地スイッチ12の接点12a,12bの接続点が第1の
接地線13を介して電圧処理回路としてのA/D変換器
6内の接地側信号線(シグナルグランドSG)14に接
続されている。第1の補助スイッチ11は第1の接地ス
イッチ12が閉じられた状態において、被測定電圧V1
を出力する可変電源1が短絡されるのを防止する。
【0021】また、A/D変換器6の入力端子6a,6
bと第2の半導体スイッチ5との間に一対の接点15
a,15bを有する第2の補助スイッチ15が介挿され
ている。そして、第2の半導体スイッチ5と第2の補助
スイッチ15との接続点相互間に、直列接続された一対
の接点16a,16bを有する第2の接地スイッチ16
が接続されている。そして、この第2の接地スイッチ1
6の接点16a,16bの接続点が第2の接地線17を
介して、前記第1の接地線13と共通に、A/D変換器
6内の接地側信号線(シグナルグランドSG)14に接
続されている。第2の補助スイッチ15は第2の接地ス
イッチ16が閉じられた状態において、A/D変換器6
の入力端子6a,6b間が短絡されるのを防止する。な
お、前記第1,第2の補助スイッチ11,15及び第
1,第2の接地スイッチ12,16も半導体スイッチで
構成されている。
【0022】そして、第1の半導体スイッチ3,第1の
補助スイッチ11及び第2の接地ススイッチ16は外部
から入力される切換信号aによって開閉制御される。ま
た、第2の半導体スイッチ5,第2の補助スイッチ15
及び第1の接地ススイッチ12はインバータ8によって
信号レベルが反転された切換信号aによって開閉制御さ
れる。
【0023】したがって、第1,第2の半導体スイッチ
3,5は、図2に示した従来のマルチプレクサと同様
に、同一周期Tで互いに逆状態に開閉動作する。また、
第1,第2の各補助スッチ11,15は第1,第2の半
導体スイッチ3,5と同一状態に開閉制御される。しか
し、第1,第2の各接地スッチ12,16は第1,第2
の半導体スイッチ3,5と逆状態に開閉制御される。
【0024】このように構成された半導体フライングキ
ャパシタ・マルチプレクサにおいて、第1図に示すよう
に、切換信号aがローレベル期間の場合で、第1の半導
体スイッチ3,第1の補助スイッチ11,第2の接地ス
イッチ16が閉成され、第2の半導体スイッチ5,第2
の補助スイッチ15,第1の接地スイッチ12が開放さ
れている。この状態においては、被測定電圧V1 は閉成
状態の各スイッチ11,3を介してコンダンサ4に印加
され、このコンデンサ4は充電される。
【0025】この状態で、被測定電圧の接地側入力端子
2bとA/D変換器6の接地側入力端子6b又はA/D
変換器6の接地側信号線14に接続された接地線13,
17との間に一時的にコモン雑音電圧Vnが印加される
と、開放された第2の半導体スイッチ5の各接点5a,
5b及び第2の補助スイッチ15の各接点15a,15
bに雑音電圧Vnに起因する各漏れ電流が流れる。しか
し、この各漏れ電流は閉成状態の接地スイッチ16a,
16b及び第2の接地線17を介してA/D変換器6内
に接地信号線14へ流入する。
【0026】したがって、漏れ電流がA/D変換器6内
の抵抗7に流入することはない。よって抵抗7の端子電
圧にこの漏れ電流に起因するエラー電圧が混入すること
はないので、A/D変換器6はコンデンサ4の出力電圧
V0 を正しく検出して、A/D変換できる。
【0027】また、切換信号aがハイレベル期間の場合
で、第1の半導体スイッチ3,第1の補助スイッチ1
1,第2の接地スイッチ16が開放され、第2の半導体
スイッチ5,第2の補助スイッチ15,第1の接地スイ
ッチ12が閉成された状態においては、コンデンサ4の
両端の充電電圧は出力電圧V0 としてA/D変換器6の
入力端子6a,6bを介して抵抗7の両端に印加され
る。A/D変換器6はこの抵抗7の端子電圧レベルが所
定のしきい電圧VS より高いか否かを判断かる。
【0028】この状態で、被測定電圧の接地側入力端子
2bとA/D変換器6の接地側入力端子6b又はA/D
変換器6の接地側信号線14に接続された接地線13,
17との間に一時的にコモン雑音電圧Vnが印加される
と、開放された第1の半導体スイッチ3の各接点3a,
3b及び第1の補助スイッチ11の各接点11a,11
bに雑音電圧Vnに起因する各漏れ電流が流れる。しか
し、この各漏れ電流は閉成状態の第1の接地スイッチ1
2a,12b及び第1の接地線13を介してA/D変換
器6内に接地信号線14へ流入する。
【0029】したがって、漏れ電流がコンデンサ4の端
子及び閉成状態の第2の半導体スイッチ5,第2の補助
スイッチ15を介してA/D変換器6内の抵抗7に流入
することはない。よって抵抗7の端子電圧にこの漏れ電
流に起因するエラー電圧が混入することはないので、A
/D変換器6はコンデンサ4の出力電圧V0 を正しく検
出して、A/D変換できる。なお、実施例においては電
圧処理回路がA/D変換器である場合を説明したが、例
えば、比較回路や電圧計等の他の電圧処理回路であって
もよい。
【0030】
【発明の効果】以上説明したように本発明の半導体フラ
イングキャパシタ・マルチプレクサによれは、第1の半
導体スイッチの電圧供給側及び第2の半導体スイッチの
電圧出力側に接点解放時の漏れ電流を電圧処理回路内の
接地側信号線に逃がす各回路を付加している。したがっ
て、たとえコモン雑音が印加されたとしても、電圧処理
回路内の実際に電圧処理を行う回路に漏れ電流が流入す
るのを未然に防止でき、このマルチプレクサが接続され
る電圧処理回路の処理精度を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施例に係わる半導体フライング
キャパシタ・マルチプレクサの概略構成図、
【図2】 従来の半導体フライングキャパシタ・マルチ
プレクサの概略構成図、
【図3】 同従来マルチプレクサの問題点を説明するた
めの等価回路。
【符号の説明】
1…可変電源、3…第1の半導体スイッチ、4…コンデ
ンサ、5…第2の半導体スイッチ、6…A/D変換器、
7…抵抗、8…インバータ、11…第1の補助スイッ
チ、12…第1の接地スイッチ、13…第1の接地線、
14…接地側信号線、15…第2の補助スイッチ、16
…第2の接地スイッチ、17…第2の接地線。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 外部から入力された被測定電圧を一定周
    期で開閉動作する第1の半導体スイッチを介してコンデ
    ンサの両端に印加してこのコンデンサを充電し、このコ
    ンデンサの充電電圧を前記第1の半導体スイッチに対し
    て逆状態に開閉動作する第2の半導体スイッチを介して
    電圧処理回路へ導く半導体フライングキャパシタ・マル
    チプレクサにおいて、 前記第1の半導体スイッチの前記被測定電圧の電圧供給
    路に介挿され、前記第1の半導体スイッチと同一状態に
    開閉動作する第1の補助スイッチと、この第1の補助ス
    イッチと前記第1の半導体スイッチとの接続点と前記電
    圧処理回路内の接地側信号線とを接続する第1の接地線
    と、この第1の接地線に介挿され、前記第1の半導体ス
    イッチと逆状態に開閉動作する第1の接地スイッチと、
    前記第2の半導体スイッチの前記電圧処理回路への電圧
    供給路に介挿され、前記第2の半導体スイッチと同一状
    態に開閉動作する第2の補助スイッチと、この第2の補
    助スイッチと前記第2の半導体スイッチとの接続点と前
    記電圧処理回路内の接地側信号線とを接続する第2の接
    地線と、この第2の接地線に介挿され、前記第2の半導
    体スイッチと逆状態に開閉動作する第2の接地スイッチ
    とを備えた半導体フライングキャパシタ・マルチプレク
    サ。
JP4216798A 1992-08-14 1992-08-14 半導体フライングキャパシタ・マルチプレクサ Pending JPH0661962A (ja)

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