JPH07121250A - ホトカップラを用いた信号伝達回路とそれを用いた電源回路 - Google Patents
ホトカップラを用いた信号伝達回路とそれを用いた電源回路Info
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- JPH07121250A JPH07121250A JP26528293A JP26528293A JPH07121250A JP H07121250 A JPH07121250 A JP H07121250A JP 26528293 A JP26528293 A JP 26528293A JP 26528293 A JP26528293 A JP 26528293A JP H07121250 A JPH07121250 A JP H07121250A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ホトカップラを用いた信号伝達回路とそれを
利用した電源回路に関し、ホトカップラの信号伝達率の
変動を補償して常に正しい信号伝達を行うことが可能な
信号伝達回路を提供することを目的とする。 【構成】 伝達すべき直流信号ΔＶｏに振幅が一定の交
流信号ｖｏを加算する加算回路手段３と、該加算回路手
段の出力が入力し、入力に対応する出力信号を出力する
ホトカップラ４と、該ホトカップラ４の出力信号を直流
成分と交流成分とに分離する信号分離手段５と、該分離
された交流成分の振幅を求める振幅検出手段６と、該交
流成分の振幅で直流成分の振幅を割ったものを、伝達さ
れる直流信号として出力する割り算回路手段７とを有し
て構成され、交流成分をレファレンス信号として直流成
分の伝達率を補償する。
利用した電源回路に関し、ホトカップラの信号伝達率の
変動を補償して常に正しい信号伝達を行うことが可能な
信号伝達回路を提供することを目的とする。 【構成】 伝達すべき直流信号ΔＶｏに振幅が一定の交
流信号ｖｏを加算する加算回路手段３と、該加算回路手
段の出力が入力し、入力に対応する出力信号を出力する
ホトカップラ４と、該ホトカップラ４の出力信号を直流
成分と交流成分とに分離する信号分離手段５と、該分離
された交流成分の振幅を求める振幅検出手段６と、該交
流成分の振幅で直流成分の振幅を割ったものを、伝達さ
れる直流信号として出力する割り算回路手段７とを有し
て構成され、交流成分をレファレンス信号として直流成
分の伝達率を補償する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ホトカップラを用いた
信号伝達回路とそれを利用した電源回路に関する。
信号伝達回路とそれを利用した電源回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】ホトカップラは、入力する電気信号を光
信号に変換する発光素子と、該光信号を受光して電気信
号に変換して出力する受光素子とが一体となった信号伝
達デバイスであり、入力側と出力側とを電気的に絶縁し
て信号のみを伝達することができるので、一次側と二次
側との電気的絶縁がが要求される電源回路のフィードバ
ック経路等の信号伝達回路して多用されている。
信号に変換する発光素子と、該光信号を受光して電気信
号に変換して出力する受光素子とが一体となった信号伝
達デバイスであり、入力側と出力側とを電気的に絶縁し
て信号のみを伝達することができるので、一次側と二次
側との電気的絶縁がが要求される電源回路のフィードバ
ック経路等の信号伝達回路して多用されている。
【０００３】ところが、ホトカップラの入力信号に対す
る出力信号の比率である信号伝達率は、発光／受光素子
の変換効率のバラツキや温度特性、経時変化で影響され
一定値ではない。即ち、伝達すべき信号に対する伝達さ
れた信号の大きさは、デバイス毎にまた時間とともに変
化して、信号の値が真の値から変化するという問題があ
る。
る出力信号の比率である信号伝達率は、発光／受光素子
の変換効率のバラツキや温度特性、経時変化で影響され
一定値ではない。即ち、伝達すべき信号に対する伝達さ
れた信号の大きさは、デバイス毎にまた時間とともに変
化して、信号の値が真の値から変化するという問題があ
る。
【０００４】例えば、図３に示す如く、フィードバック
制御系の信号伝達回路として、ホトカップラを用いた従
来の電源回路においては、入力する直流入力電圧Ｖｉ
は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１により出力直流電圧Ｖｏに
変換され負荷に供給される。誤差検出回路２は、出力直
流電圧Ｖｏを設定電圧Ｖｓと比較しその差の電圧を増幅
して誤差電圧ΔＶｏとして出力する。誤差電圧ΔＶo は
ホトカップラ４の一次側に入力する。ホトカップラ４
は、この信号を伝達する。パルス幅制御回路８は伝達さ
れた誤差電圧ΔＶo ' に基づいて、デューテイが変化す
る制御パルスを生成して、ＤＣ／ＤＣコンバータ１に印
加する。ＤＣ／ＤＣコンバータ１はこの制御信号に基づ
いて、出力直流電圧Ｖo が設定電圧Ｖs に等しくなるよ
うに制御される。
制御系の信号伝達回路として、ホトカップラを用いた従
来の電源回路においては、入力する直流入力電圧Ｖｉ
は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１により出力直流電圧Ｖｏに
変換され負荷に供給される。誤差検出回路２は、出力直
流電圧Ｖｏを設定電圧Ｖｓと比較しその差の電圧を増幅
して誤差電圧ΔＶｏとして出力する。誤差電圧ΔＶo は
ホトカップラ４の一次側に入力する。ホトカップラ４
は、この信号を伝達する。パルス幅制御回路８は伝達さ
れた誤差電圧ΔＶo ' に基づいて、デューテイが変化す
る制御パルスを生成して、ＤＣ／ＤＣコンバータ１に印
加する。ＤＣ／ＤＣコンバータ１はこの制御信号に基づ
いて、出力直流電圧Ｖo が設定電圧Ｖs に等しくなるよ
うに制御される。
【０００５】このように、誤差電圧のフィードバック経
路にホトカップラを用いているので、前述の如くその信
号伝達率が変化すると誤差電圧が正しく伝達されず、出
力直流電圧Voが変化してしまうという問題があった。
路にホトカップラを用いているので、前述の如くその信
号伝達率が変化すると誤差電圧が正しく伝達されず、出
力直流電圧Voが変化してしまうという問題があった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】以上の如く、フォトカ
ップラの伝達率が変化すると伝達される信号の大きさが
変化して、伝達が正しく行われなくなり、またそれを用
いた電源回路では出力電圧が変化してしまうという問題
があった。
ップラの伝達率が変化すると伝達される信号の大きさが
変化して、伝達が正しく行われなくなり、またそれを用
いた電源回路では出力電圧が変化してしまうという問題
があった。
【０００７】本発明は上記問題点に鑑み創出されたもの
で、ホトカップラの信号伝達率の変動を補償して常に正
しい信号伝達を行うことが可能な信号伝達回路を提供す
ることを目的とする。
で、ホトカップラの信号伝達率の変動を補償して常に正
しい信号伝達を行うことが可能な信号伝達回路を提供す
ることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】図１は、本発明のホトカ
ップラを用いた信号伝達回路の構成図、図２は本発明の
電源回路の実施例構成図である。
ップラを用いた信号伝達回路の構成図、図２は本発明の
電源回路の実施例構成図である。
【０００９】上記問題点を解決するため、本発明の信号
伝達回路は、図１に示す如く、伝達すべき直流信号ΔＶ
ｏに振幅が一定の交流信号ｖｏを加算する加算回路手段
３と、該加算回路手段の出力が入力し、入力に対応する
出力信号を出力するホトカップラ４と、該ホトカップラ
４の出力信号を直流成分と交流成分とに分離する信号分
離手段５と、該分離された交流成分の振幅を求める振幅
検出手段６と、該交流成分の振幅で直流成分の大きさを
割ったものを伝達された直流信号として出力する割算回
路手段７とを有して構成され、また本発明の電源回路
は、図２に示す如く、入力直流電圧を出力直流電圧に変
換して負荷に供給するＤＣ／ＤＣコンバータ手段１と、
前記出力直流電圧と基準電圧とを比較して、両者の差の
電圧に対応する誤差電圧を生成する誤差電圧検出手段２
と、前記誤差電圧が入力し、該誤差電圧が小さくなる方
向に前記ＤＣ／ＤＣコンバータ手段の出力直流電圧が変
化するように該ＤＣ／ＤＣコンバータ手段を制御する制
御信号を生成するパルス幅制御回路手段８とを有する電
源回路において、前記誤差電圧検出手段２から前記パル
ス幅制御回路手段８へ誤差電圧を伝達する信号伝達回路
として、上記のホトカップラを用いた信号伝達回路を用
いて構成する。
伝達回路は、図１に示す如く、伝達すべき直流信号ΔＶ
ｏに振幅が一定の交流信号ｖｏを加算する加算回路手段
３と、該加算回路手段の出力が入力し、入力に対応する
出力信号を出力するホトカップラ４と、該ホトカップラ
４の出力信号を直流成分と交流成分とに分離する信号分
離手段５と、該分離された交流成分の振幅を求める振幅
検出手段６と、該交流成分の振幅で直流成分の大きさを
割ったものを伝達された直流信号として出力する割算回
路手段７とを有して構成され、また本発明の電源回路
は、図２に示す如く、入力直流電圧を出力直流電圧に変
換して負荷に供給するＤＣ／ＤＣコンバータ手段１と、
前記出力直流電圧と基準電圧とを比較して、両者の差の
電圧に対応する誤差電圧を生成する誤差電圧検出手段２
と、前記誤差電圧が入力し、該誤差電圧が小さくなる方
向に前記ＤＣ／ＤＣコンバータ手段の出力直流電圧が変
化するように該ＤＣ／ＤＣコンバータ手段を制御する制
御信号を生成するパルス幅制御回路手段８とを有する電
源回路において、前記誤差電圧検出手段２から前記パル
ス幅制御回路手段８へ誤差電圧を伝達する信号伝達回路
として、上記のホトカップラを用いた信号伝達回路を用
いて構成する。
【００１０】
【作用】ホトカップラの信号伝達率が変化すると、伝達
されるべき直流信号と重畳された一定振幅の交流信号と
も同じ影響を受ける。
されるべき直流信号と重畳された一定振幅の交流信号と
も同じ影響を受ける。
【００１１】今、伝達すべき直流電圧をΔＶo とし、ホ
トカップラの当初の伝達率αが、経時変化等によりα'
に変化したとする。伝達回路の出力の正しい値（当初の
値）は、Ｋ・αΔＶo ／αｖo ＝Ｋ・ΔＶo ／ｖo （こ
こでＫは出力直流電圧を伝達すべき直流電圧と同じレベ
ルにするための一定の係数であり、重畳される交流電圧
の振幅に関係する係数）であり、変化後の値はＫ・α'
ΔＶo ／α' ｖo ＝Ｋ・ΔＶo ／ｖo となり、ホトカッ
プラの伝達係数が変化しても伝達されて出力される直流
電圧の値は当初の値と同じであることがわかる。
トカップラの当初の伝達率αが、経時変化等によりα'
に変化したとする。伝達回路の出力の正しい値（当初の
値）は、Ｋ・αΔＶo ／αｖo ＝Ｋ・ΔＶo ／ｖo （こ
こでＫは出力直流電圧を伝達すべき直流電圧と同じレベ
ルにするための一定の係数であり、重畳される交流電圧
の振幅に関係する係数）であり、変化後の値はＫ・α'
ΔＶo ／α' ｖo ＝Ｋ・ΔＶo ／ｖo となり、ホトカッ
プラの伝達係数が変化しても伝達されて出力される直流
電圧の値は当初の値と同じであることがわかる。
【００１２】
【実施例】以下添付図面により本発明の実施例を説明す
る。図２は本発明の電源回路の実施例構成図であり、フ
ィードバック制御系に本発明の信号伝達回路を用いたも
のが示されている。
る。図２は本発明の電源回路の実施例構成図であり、フ
ィードバック制御系に本発明の信号伝達回路を用いたも
のが示されている。
【００１３】図２において、１はＤＣ／ＤＣコンバータ
で、入力直流電圧Ｖｉを出力直流電圧Ｖo に変換して図
示せぬ負荷に供給する。２は誤差電圧検出部で、出力直
流電圧Ｖo が入力し、予め設定されている設定電圧Ｖs
との差の電圧を求めて増幅し、直流の誤差電圧ΔVoとし
て出力する。３は加算回路であり、直流誤差電圧ΔＶo
に、一定振幅の交流電圧voが加算されて重畳される。こ
の加算回路３の出力ΔＶo ＋vo はホトカップラ４によ
り伝達される。５は信号分離部で、ローパスフィルタ51
と、ハイパスフィルタ52とからなり、ホトカップラによ
り伝達された信号を、直流成分Ｖo ' と交流成分vo' と
に分離する。ピーク整流回路よりなる振幅検出部６は交
流成分vo' の振幅を検出する。割り算回路７は、伝達さ
れた直流成分ΔＶｏ' を交流成分ｖｏ' で割る。そして
結果として誤差電圧Ｋ・ΔＶｏ' ／ｖｏ' ＝Ｋ・ΔＶo
／ｖo を出力する。
で、入力直流電圧Ｖｉを出力直流電圧Ｖo に変換して図
示せぬ負荷に供給する。２は誤差電圧検出部で、出力直
流電圧Ｖo が入力し、予め設定されている設定電圧Ｖs
との差の電圧を求めて増幅し、直流の誤差電圧ΔVoとし
て出力する。３は加算回路であり、直流誤差電圧ΔＶo
に、一定振幅の交流電圧voが加算されて重畳される。こ
の加算回路３の出力ΔＶo ＋vo はホトカップラ４によ
り伝達される。５は信号分離部で、ローパスフィルタ51
と、ハイパスフィルタ52とからなり、ホトカップラによ
り伝達された信号を、直流成分Ｖo ' と交流成分vo' と
に分離する。ピーク整流回路よりなる振幅検出部６は交
流成分vo' の振幅を検出する。割り算回路７は、伝達さ
れた直流成分ΔＶｏ' を交流成分ｖｏ' で割る。そして
結果として誤差電圧Ｋ・ΔＶｏ' ／ｖｏ' ＝Ｋ・ΔＶo
／ｖo を出力する。
【００１４】この回路は、ゲートが交流成分の振幅ｖ
ｏ' で制御され線形領域で動作するＭＯＳＦＥＴ 71 を
帰還抵抗として、また抵抗R1を接地抵抗として用いたオ
ペアンプ72により、等化的に実現される。即ち、MOSFET
のドレイン・ゲート間抵抗をRfとすると、直流成分Ｖo
' に対する可変増幅手段の増幅度は (１＋Rf/R1)に比
例し、かつRfは交流成分の振幅ｖｏ' に逆比例するの
で、Rf/R1 を１より十分大きく設定すれば、小信号動作
としてみれば、交流成分の振幅で直流成分を割ったもの
に比例する出力が得られる。
ｏ' で制御され線形領域で動作するＭＯＳＦＥＴ 71 を
帰還抵抗として、また抵抗R1を接地抵抗として用いたオ
ペアンプ72により、等化的に実現される。即ち、MOSFET
のドレイン・ゲート間抵抗をRfとすると、直流成分Ｖo
' に対する可変増幅手段の増幅度は (１＋Rf/R1)に比
例し、かつRfは交流成分の振幅ｖｏ' に逆比例するの
で、Rf/R1 を１より十分大きく設定すれば、小信号動作
としてみれば、交流成分の振幅で直流成分を割ったもの
に比例する出力が得られる。
【００１５】８はパルス幅制御回路で、一定周波数の制
御パルスを発生してＤＣ／ＤＣコンバータ１を制御する
ものであり、入力する誤差電圧に対応して制御パルスの
デューティ比を変化させることにより、ＤＣ／ＤＣコン
バータ１の出力電圧Ｖo が、設定電圧Ｖｓになるように
制御する。
御パルスを発生してＤＣ／ＤＣコンバータ１を制御する
ものであり、入力する誤差電圧に対応して制御パルスの
デューティ比を変化させることにより、ＤＣ／ＤＣコン
バータ１の出力電圧Ｖo が、設定電圧Ｖｓになるように
制御する。
【００１６】このように構成することにより、ホトカッ
プラの伝達率が減少しても、同一誤差電圧に対しては常
に同じ値が伝達されるので、ＤＣ／ＤＣコンバータ１の
出力直流電圧Ｖｏは変化せず安定となる。またホトカッ
プラ個々のバラツキや温度変動により、伝達率が変化し
ても同様に、直流出力電圧Ｖo は一定となる。
プラの伝達率が減少しても、同一誤差電圧に対しては常
に同じ値が伝達されるので、ＤＣ／ＤＣコンバータ１の
出力直流電圧Ｖｏは変化せず安定となる。またホトカッ
プラ個々のバラツキや温度変動により、伝達率が変化し
ても同様に、直流出力電圧Ｖo は一定となる。
【００１７】なお伝達すべき信号が周波数foの交流信号
の場合の伝達回路を場合には、伝達すべき交流信号と周
波数帯域が異なる周波数fsを有する一定振幅の交流信号
vo(リファレンス成分) を、加算回路で重畳するととも
に、信号分離部では、周波数ｆo のバンドエリミネーシ
ョンフィルタで伝達すべき信号成分を、また周波数fsの
バンドパスフィルタでリファレンス成分をそれぞれ取出
す。そして、振幅検出部でリファレンス成分の振幅を検
出して、割り算回路で、リファレンス成分の振幅でバン
ドエリミネーションフィルタが出力する周波数ｆo の交
流成分を割ることにより、ホトカップラの伝達効率の変
化を補償することができる。
の場合の伝達回路を場合には、伝達すべき交流信号と周
波数帯域が異なる周波数fsを有する一定振幅の交流信号
vo(リファレンス成分) を、加算回路で重畳するととも
に、信号分離部では、周波数ｆo のバンドエリミネーシ
ョンフィルタで伝達すべき信号成分を、また周波数fsの
バンドパスフィルタでリファレンス成分をそれぞれ取出
す。そして、振幅検出部でリファレンス成分の振幅を検
出して、割り算回路で、リファレンス成分の振幅でバン
ドエリミネーションフィルタが出力する周波数ｆo の交
流成分を割ることにより、ホトカップラの伝達効率の変
化を補償することができる。
【００１８】この伝達回路を電源回路のフィードバック
経路に用いることができることは勿論である。
経路に用いることができることは勿論である。
【００１９】
【発明の効果】以上説明した如く本発明によれば、ホト
カップラが劣化し、ホトカップラの出力が劣化前の真の
値より小さくなっても、正確な信号伝達が可能となり、
また、部品個々のバラツキ・温度変動による伝達率に差
が生じてもその影響を小さくすることが可能となる。
カップラが劣化し、ホトカップラの出力が劣化前の真の
値より小さくなっても、正確な信号伝達が可能となり、
また、部品個々のバラツキ・温度変動による伝達率に差
が生じてもその影響を小さくすることが可能となる。
【図１】 本発明のホトカップラを用いた信号伝達回路
の構成図
の構成図
【図２】 本発明の電源回路の実施例構成図
【図３】 従来の電源回路の構成図
１…ＤＣ／ＤＣコンバータ、２…誤差電圧検出部、３…
加算回路、４…ホトカップラ、５…信号分離部、６…振
幅検出回路、７…割り算回路、８…パルス幅制御回路
加算回路、４…ホトカップラ、５…信号分離部、６…振
幅検出回路、７…割り算回路、８…パルス幅制御回路
フロントページの続き (72)発明者 山口 幸路 福岡県福岡市博多区博多駅前３丁目22番８ 号 富士通九州ディジタル・テクノロジ株 式会社内
Claims (3)
- 【請求項１】 伝達すべき直流信号に振幅が一定の交流
信号を重畳する加算回路手段（３）と、 該加算回路手段（３）の出力が入力し、入力に対応する
出力信号を出力するホトカップラ（４）と、 該ホトカップラ（４）の出力を直流成分と交流成分とに
分離する信号分離手段（５）と、 該分離された交流成分の振幅を求める振幅検出手段
（６）と、 該交流成分の振幅で該直流成分の大きさを割ったもの
を、伝達された直流信号として出力する割算回路手段
（７）とを有することを特徴とするホトカップラを用い
た信号伝達回路。 - 【請求項２】入力直流電圧を出力直流電圧に変換して負
荷に供給するＤＣ／ＤＣコンバータ手段（１）と、 前記出力直流電圧と基準電圧とを比較して、両者の差の
電圧に対応する誤差電圧を生成する誤差電圧検出手段
（２）と、 前記誤差電圧が入力し、該誤差電圧が小さくなる方向に
前記ＤＣ／ＤＣコンバータ手段（１）の出力直流電圧が
変化するように該ＤＣ／ＤＣコンバータ手段（１）を制
御する制御信号を生成するパルス幅制御回路手段（８）
とを有する電源回路において、 前記誤差電圧検出手段（２）から前記パルス幅制御回路
手段（８）へ誤差電圧を伝達する信号伝達回路として、
上記のホトカップラを用いた信号伝達回路を用いたこと
を特徴とする電源回路。 - 【請求項３】伝達すべき交流信号に振幅が一定で該交流
信号とは周波数が異なる第二の交流信号を重畳する信号
重畳手段と、 該信号重畳手段の出力が入力し、入力に対応する出力信
号を出力するホトカップラと、該ホトカップラの出力信
号を伝達すべき交流信号成分と第二の交流成分とに分離
する信号分離手段と、該分離された第二の交流成分の振
幅で伝達すべき交流成分を割ったものを、伝達された交
流信号として出力する割算回路手段とを有することを特
徴とするホトカップラを用いた信号伝達回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05265282A JP3139243B2 (ja) | 1993-10-25 | 1993-10-25 | 信号伝達回路と電源回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05265282A JP3139243B2 (ja) | 1993-10-25 | 1993-10-25 | 信号伝達回路と電源回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07121250A true JPH07121250A (ja) | 1995-05-12 |
| JP3139243B2 JP3139243B2 (ja) | 2001-02-26 |
Family
ID=17415057
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP05265282A Expired - Fee Related JP3139243B2 (ja) | 1993-10-25 | 1993-10-25 | 信号伝達回路と電源回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3139243B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014138457A (ja) * | 2013-01-15 | 2014-07-28 | Rohm Co Ltd | 電力供給装置、ａｃアダプタ、電子機器および電力供給システム |
| JP2014166045A (ja) * | 2013-02-26 | 2014-09-08 | Rohm Co Ltd | 電力供給装置、ａｃアダプタ、電子機器および電力供給システム |
| JP2014166025A (ja) * | 2013-02-25 | 2014-09-08 | Rohm Co Ltd | 電力供給装置、ａｃアダプタ、電子機器および電力供給システム |
| CN110260499A (zh) * | 2019-06-13 | 2019-09-20 | 珠海格力电器股份有限公司 | 一种交流信号采集装置、空调及其交流信号采集方法 |
-
1993
- 1993-10-25 JP JP05265282A patent/JP3139243B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014138457A (ja) * | 2013-01-15 | 2014-07-28 | Rohm Co Ltd | 電力供給装置、ａｃアダプタ、電子機器および電力供給システム |
| JP2014166025A (ja) * | 2013-02-25 | 2014-09-08 | Rohm Co Ltd | 電力供給装置、ａｃアダプタ、電子機器および電力供給システム |
| JP2014166045A (ja) * | 2013-02-26 | 2014-09-08 | Rohm Co Ltd | 電力供給装置、ａｃアダプタ、電子機器および電力供給システム |
| CN110260499A (zh) * | 2019-06-13 | 2019-09-20 | 珠海格力电器股份有限公司 | 一种交流信号采集装置、空调及其交流信号采集方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3139243B2 (ja) | 2001-02-26 |
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