JPH0811063Y2 - アイソレーション電源 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、トランスの一端がアー
スされた１次側に商用電源或は５０〜１ｋＨｚ程度の交
流電源電圧が供給され、２次側にフローティング状態の
電源用整流回路が接続されているアイソレーション電源
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば、運動神経伝導速度を測定する刺
激装置では、図３に示すように、距離Ｌだけ離れた刺激
点Ｐ１、Ｐ２にフローティング状態で刺激パルスを加
え、測定点Ｐ３に伝播してきた２個の時間差を有する反
応信号をアース基準電位の測定回路８で受信し、双方の
信号の時間差より運動神経伝導速度を測定している。こ
の場合、反応信号のレベルは通常１μＶ〜数ｍＶ程度で
あり、冒頭に述べたトランス式のフローティング電源を
使用したのではトランスの浮遊容量を通して漏洩電圧が
アースと正中神経９間に重畳して測定を困難にする。し
たがって、従来ではフローティングさせたバッテリを用
い、光結合アイソレータを通してトリガ信号を刺激装置
に供給している。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな刺激装置の電源電圧としては、例えば１３０Ｖ程度
の高い電圧を要するために、特殊な電池を用いなければ
ならない。よって、本考案は、トランスの１次側及び２
次側間の浮遊容量を通してフローティング状態の電源整
流回路に重畳する交流電源電圧成分を相殺できる冒頭に
述べた類のアイソレーション電源を提供することを目的
とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本考案は、トランスの１
次側にアースを基準電位として交流電源が接続し、２次
側にフローティング状態で電源用整流回路が接続されて
いるアイソレーション電源において、前述の目的を達成
するために、電源用整流回路に、トランスの浮遊容量と
ほぼ同一もしくは小さな容量を有するコンデンサの一端
を接続すると共に、交流電源から供給された入力電圧信
号を反転し、かつ浮遊容量を通してアース及び電源用整
流回路間に生じる漏洩電圧に対してほぼ逆位相及びほぼ
同一振幅に調整した補償電圧信号をコンデンサの他端を
通して出力する電圧信号発生回路を付属させたことを特
徴とする。

【０００５】

【作用】アース及び電源用整流回路間には、その間の抵
抗とトランスの浮遊容量に応じた電圧レベル及びトラン
スのインダクタンスにより位相のずれた交流電源の漏洩
電圧が、雑音として生じる。一方、電圧信号発生回路
は、交流電源からの入力電圧信号を反転し、かつ位相及
び振幅調整し、コンデンサの出力側に漏洩電圧に対して
ほぼ逆位相及びほぼ同一振幅の補償電圧信号を出力す
る。これにより、漏洩電圧に対して補償電圧信号が重畳
されて相殺される。

【０００６】

【実施例】図１は、本考案の一実施例によるアイソレー
ション電源を示す。同図において、１は１次側及び２次
側間に例えば３０ｐＦの極力小さくした浮遊容量Ｃ１を
有するトランスである。その１次側には、アースとの間
で給電する商用電源５及び電圧信号発生回路が設けられ
ている。この電圧信号発生回路は、演算増幅器４と、そ
の入力用に商用電源５の電圧を分圧する可変抵抗器ＲＶ
１と、増幅度を設定する帰還回路用の抵抗器Ｒ１、Ｒ２
と、位相調整回路を構成する可変抵抗器ＲＶ２、コンデ
ンサＣ３とより構成されている。トランス１の２次側に
は、フローティング状態の電源用整流回路２が接続さ
れ、その出力端子にフィルタコンデンサ３が接続されて
いる。

【０００７】演算増幅器４の出力端子及び整流回路２の
基準電位ラインには、トランス１の浮遊容量Ｃ１の容量
３０ｐＦに対して小さめの１０ｐＦを有するコンデンサ
Ｃ２が接続されている。位相調整回路ＲＶ２、Ｃ３は、
入力電圧信号の位相を遅れ調整することにより、トラン
ス１のインダクタンスに起因する雑音成分の位相遅れに
対応して位相調整をする。補償電圧信号のレベル及び位
相は、オシロスコープで２次側に漏洩した電源電圧成分
を測定しつつ先ずＲＶ１で演算増幅器４へ入力する電圧
信号レベルを調整し、ＲＶ２で位相調整を行うことによ
り精密に設定可能である。

【０００８】これにより、整流回路２はトランス１を通
して商用電源が供給されることにより、出力端子にはフ
ローティング状態の直流電源が出力され、例えば前述し
た生体用刺激装置へ浮遊容量Ｃ１に伴う漏洩電圧が僅か
に重畳されて給電される。その際、浮遊容量Ｃ１及びイ
ンダクタンスと、２次側のアース間との抵抗に応じて電
源電圧（図２Ａ）に対して位相θだけ遅れた整流回路２
の漏洩電源電圧成分（図２Ｂ）へ、コンデンサＣ２から
同レベル、逆位相の補償電圧信号（図２Ｃ）が供給さ
れ、雑音が相殺される。

【０００９】尚、位相θは、場合によりトランスのイン
ダクタンス並びにトランス２次側のインダクタンス及び
２次側の負荷回路の特性により逆に進む場合には、位相
調整回路を構成する可変抵抗器ＲＶ２及びコンデンサＣ
３を逆接続して、進相度合を調整可能にする。また、前
述の刺激装置では、刺激電圧が浮遊容量に加えてコンデ
ンサＣ２を通して漏洩する可能性もあり、場合によりこ
の漏洩が他の部位を刺激する等の問題につながる。した
がって、コンデンサＣ２の容量は、不必要に大きくする
ことなく、最大でも浮遊容量と同一程度に設定するのが
好ましい。本考案は、商用電源に限らず、より高い周波
数で発振した交流電源を用いる場合にも適用される。

【００１０】

【考案の効果】以上、本考案によれば、トランスの１次
側に絶対アース間で供給される交流電源電圧が、トラン
スの１次側及び２次側間の浮遊容量を通して２次側のフ
ローティングの整流回路に絶対アース間との雑音として
重畳するのが回避され、トランス利用のノイズレスのア
イソレーション電源が実現可能となる。例えば、フロー
ティング電源で作動する生体用刺激装置において、絶対
アース間に誘導されるμＶオーダ程度の生体信号でも測
定可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例によるアイソレーション電源
の構成を示す図である。

【図２】同回路の動作を説明する図である。

【図３】アイソレーション電源の使用例を説明する図で
ある。

【符号の説明】 ２ 整流回路 ５ 商用電源

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 トランスの１次側にアースを基準電位と
   して交流電源が接続し、２次側にフローティング状態で
   電源用整流回路が接続されているアイソレーション電源
   において、前記電源用整流回路に、前記トランスの浮遊
   容量とほぼ同一もしくは小さな容量を有するコンデンサ
   の一端を接続すると共に、前記交流電源から供給された
   入力電圧信号を反転し、かつ前記浮遊容量を通してアー
   ス及び前記電源用整流回路間に生じる漏洩電圧に対して
   ほぼ逆位相及びほぼ同一振幅に調整した補償電圧信号を
   前記コンデンサの他端を通して出力する電圧信号発生回
   路を付属させたことを特徴とするアイソレーション電
   源。