JPH09331338A - バスシステムの電源装置 - Google Patents
バスシステムの電源装置Info
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- JPH09331338A JPH09331338A JP15219496A JP15219496A JPH09331338A JP H09331338 A JPH09331338 A JP H09331338A JP 15219496 A JP15219496 A JP 15219496A JP 15219496 A JP15219496 A JP 15219496A JP H09331338 A JPH09331338 A JP H09331338A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 フィールドデバイスをバスに着脱したときに
バス上に生じる電圧変化を抑制したバスシステムの電源
装置を実現する。 【解決手段】 第１の発明では、コイルの両端に通信
信号の電圧よりも高い電圧が印加されると、並列ダイオ
ード回路の一方側のダイオードに順バイアス電流が流れ
出す。これによって、コイルの両端電圧はダイオードの
順方向電圧に抑えられる。第２の発明では、分圧回路に
ある抵抗の両端に通信信号の電圧よりも高い電圧が印加
されると、並列ダイオード回路の一方側のダイオードに
順バイアス電流が流れ出す。これによって、抵抗の両端
電圧はダイオードの順方向電圧に抑えられ、バス上の電
圧も一定範囲に抑えられる。第３の発明では、制御用ト
ランジスタが演算増幅器と同様な作用をする。
バス上に生じる電圧変化を抑制したバスシステムの電源
装置を実現する。 【解決手段】 第１の発明では、コイルの両端に通信
信号の電圧よりも高い電圧が印加されると、並列ダイオ
ード回路の一方側のダイオードに順バイアス電流が流れ
出す。これによって、コイルの両端電圧はダイオードの
順方向電圧に抑えられる。第２の発明では、分圧回路に
ある抵抗の両端に通信信号の電圧よりも高い電圧が印加
されると、並列ダイオード回路の一方側のダイオードに
順バイアス電流が流れ出す。これによって、抵抗の両端
電圧はダイオードの順方向電圧に抑えられ、バス上の電
圧も一定範囲に抑えられる。第３の発明では、制御用ト
ランジスタが演算増幅器と同様な作用をする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電力と通信信号を
同一のバスを用いて伝送するバスシステムに接続され、
バスに電力を供給するバスシステムの電源装置に関する
ものである。更に詳しくは、バスにかかる負荷が変動し
たときのバス上の電圧変化を抑制するための改良を施し
たバスシステムの電源装置に関するものである。
同一のバスを用いて伝送するバスシステムに接続され、
バスに電力を供給するバスシステムの電源装置に関する
ものである。更に詳しくは、バスにかかる負荷が変動し
たときのバス上の電圧変化を抑制するための改良を施し
たバスシステムの電源装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】電力と通信信号を同一のバスを用いて伝
送するバスシステムでは、バスに電力を供給する電源装
置の出力インピーダンスが所定の値以上である必要があ
る。これは、通信キャリアの周波数付近において電源装
置の出力インピーダンスが低いと、通信キャリアの振幅
が小さくなることから、通信キャリアの減衰を招き、通
信距離を長くできなくなるためである。
送するバスシステムでは、バスに電力を供給する電源装
置の出力インピーダンスが所定の値以上である必要があ
る。これは、通信キャリアの周波数付近において電源装
置の出力インピーダンスが低いと、通信キャリアの振幅
が小さくなることから、通信キャリアの減衰を招き、通
信距離を長くできなくなるためである。
【０００３】プラント制御システムにはフィールドバス
が引かれている。フィールドバスは、プラントを制御す
る制御ステーションと、プラントに存在するセンサ、バ
ルブ等をつなぐバスである。フィールドバスには、電力
と通信信号を同一のバスで伝送するものがある。フィー
ルドバスに接続されたセンサ等のデバイス（これをフィ
ールドデバイスとする）は、バスから一定の直流電流を
受けて回路動作をするためのエネルギーを得るととも
に、直流電流の上に通信キャリアの周波数になった交流
成分を重畳することによって送信動作を行う。フィール
ドバス通信の物理層規約では、ターミネータを含む系で
のインピーダンスが、５０Ｈｚ〜３９ｋＨｚの範囲にお
いて、おおむね５０Ω±１０Ωとなるように規定されて
いる。
が引かれている。フィールドバスは、プラントを制御す
る制御ステーションと、プラントに存在するセンサ、バ
ルブ等をつなぐバスである。フィールドバスには、電力
と通信信号を同一のバスで伝送するものがある。フィー
ルドバスに接続されたセンサ等のデバイス（これをフィ
ールドデバイスとする）は、バスから一定の直流電流を
受けて回路動作をするためのエネルギーを得るととも
に、直流電流の上に通信キャリアの周波数になった交流
成分を重畳することによって送信動作を行う。フィール
ドバス通信の物理層規約では、ターミネータを含む系で
のインピーダンスが、５０Ｈｚ〜３９ｋＨｚの範囲にお
いて、おおむね５０Ω±１０Ωとなるように規定されて
いる。
【０００４】ターミネータのインピーダンス分を差し引
くと、電源装置に求められる出力インピーダンスは、図
４に示すように、通信キャリアの周波数が５０Ｈｚ〜
１．６ｋＨｚの範囲では約５０Ωで一定であり、１．６
ｋＨｚ〜３９ｋＨｚの範囲では周波数に１次比例して増
加する特性となる。図４のＭの範囲が出力インピーダン
スが規定される範囲である。図４のグラフは、縦軸に出
力インピーダンス、横軸に通信キャリアの周波数をとっ
ている。縦軸、横軸とも対数目盛になっている。
くと、電源装置に求められる出力インピーダンスは、図
４に示すように、通信キャリアの周波数が５０Ｈｚ〜
１．６ｋＨｚの範囲では約５０Ωで一定であり、１．６
ｋＨｚ〜３９ｋＨｚの範囲では周波数に１次比例して増
加する特性となる。図４のＭの範囲が出力インピーダン
スが規定される範囲である。図４のグラフは、縦軸に出
力インピーダンス、横軸に通信キャリアの周波数をとっ
ている。縦軸、横軸とも対数目盛になっている。
【０００５】従来、このような出力インピーダンス特性
を満足する電源装置として、図５に示す構成のものがあ
った。この電源装置は、物理層規約でのテスト回路の一
例として用いられている。図５で、ＶCCは電源、Ｒ10は
５０Ωの抵抗、Ｌ1は５ｍＨのコイルである。コイルＬ1
の一端（−側端子）はバス２に接続されている。バス２
に電源装置の電力が供給される。このバス２を用いて電
力と通信信号が伝送される。
を満足する電源装置として、図５に示す構成のものがあ
った。この電源装置は、物理層規約でのテスト回路の一
例として用いられている。図５で、ＶCCは電源、Ｒ10は
５０Ωの抵抗、Ｌ1は５ｍＨのコイルである。コイルＬ1
の一端（−側端子）はバス２に接続されている。バス２
に電源装置の電力が供給される。このバス２を用いて電
力と通信信号が伝送される。
【０００６】しかし、図５に示す電源装置では次の問題
点があった。フィールドデバイスは、バス２に電源が供
給されている状態で、バス２へ追加されたり、バス２か
ら取り外されたりする。この際に、バス２の電流が急激
に変化する。これは、フィールドデバイスはバス２とア
ース電位点との間に並列接続されていて、フィールドデ
バイスの接続台数が変わると、バス２から電流供給を受
けるフィールドデバイスの台数が変わるためである。バ
ス２の電流が急激に変化すると、コイルＬ1に流れる電
流も急激に変動する。これによって、コイルＬ1の両端
に大きな起電力が生じ、バス２上の電圧が大きく変動す
るという問題点があった。
点があった。フィールドデバイスは、バス２に電源が供
給されている状態で、バス２へ追加されたり、バス２か
ら取り外されたりする。この際に、バス２の電流が急激
に変化する。これは、フィールドデバイスはバス２とア
ース電位点との間に並列接続されていて、フィールドデ
バイスの接続台数が変わると、バス２から電流供給を受
けるフィールドデバイスの台数が変わるためである。バ
ス２の電流が急激に変化すると、コイルＬ1に流れる電
流も急激に変動する。これによって、コイルＬ1の両端
に大きな起電力が生じ、バス２上の電圧が大きく変動す
るという問題点があった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上述した問題
点を解決するためになされたものであり、ダイオードを
互いに逆極性に並列接続した回路を付加することによっ
て、フィールドデバイスをバスに着脱したときにバス上
に生じる電圧変化を抑制したバスシステムの電源装置を
実現することを目的とする。
点を解決するためになされたものであり、ダイオードを
互いに逆極性に並列接続した回路を付加することによっ
て、フィールドデバイスをバスに着脱したときにバス上
に生じる電圧変化を抑制したバスシステムの電源装置を
実現することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は次のとおりの構
成になったバスシステムの電源装置である。 （１）電力と通信信号を同一のバスを用いて伝送するバ
スシステムに接続され、前記バスに電力を供給するバス
システムの電源装置において、基準電圧をバスに印加す
る基準電圧源と、バスに直列に接続された抵抗及びコイ
ルと、ダイオードを互いに逆極性に並列接続して構成さ
れ、並列接続の端子間に前記通信信号の電圧よりも高い
電圧が印加されると、並列接続の一方側のダイオードに
順バイアス電流が流れ出し、並列接続の端子間は前記コ
イルに並列に接続された並列ダイオード回路と、を具備
したことを特徴とするバスシステムの電源装置。 （２）電力と通信信号を同一のバスを用いて伝送するバ
スシステムに接続され、前記バスに電力を供給するバス
システムの電源装置において、基準電圧を発生する基準
電圧源と、抵抗、及び、インピーダンス値が周波数に応
じて変わるインピーダンス素子を含むインピーダンス回
路を直列接続して構成され、前記抵抗は前記基準電圧源
に接続され、前記インピーダンス回路は電源装置の出力
端に接続され、前記基準電圧と電源装置の出力電圧を内
分した分圧を取り出す分圧回路と、ダイオードを互いに
逆極性に並列接続して構成され、並列接続の端子間に前
記通信信号の電圧よりも高い電圧が印加されると、並列
接続の一方側のダイオードに順バイアス電流が流れ出
し、並列接続の端子間は前記抵抗に並列に接続された並
列ダイオード回路と、素子の駆動電圧を発生する駆動電
圧源と、前記分圧が正側入力端子に印加される演算増幅
器と、一端は前記駆動電圧源に接続され、他端は前記演
算増幅器の負側入力端子に接続され、制御端子は演算増
幅器の出力端子に接続されたドライブトランジスタと、
一端は前記ドライブトランジスタの他端に接続され、他
端は電源装置の出力端に接続された電流検出抵抗と、を
具備し、ドライブトランジスタの他端にかかる電圧を演
算増幅器の負側入力端子にフィードバックし、演算増幅
器はドライブトランジスタの他端にかかる電圧が前記分
圧と等しくなるようにドライブトランジスタの駆動を制
御することを特徴とするバスシステムの電源装置。 （３）前記演算増幅器の代わりに制御用トランジスタを
設け、この制御用トランジスタは、制御端子に前記分圧
が印加され、一端は前記駆動電圧源に接続され、他端は
前記ドライブトランジスタの制御端子に接続されている
ことを特徴とする（２）記載のバスシステムの電源装
置。
成になったバスシステムの電源装置である。 （１）電力と通信信号を同一のバスを用いて伝送するバ
スシステムに接続され、前記バスに電力を供給するバス
システムの電源装置において、基準電圧をバスに印加す
る基準電圧源と、バスに直列に接続された抵抗及びコイ
ルと、ダイオードを互いに逆極性に並列接続して構成さ
れ、並列接続の端子間に前記通信信号の電圧よりも高い
電圧が印加されると、並列接続の一方側のダイオードに
順バイアス電流が流れ出し、並列接続の端子間は前記コ
イルに並列に接続された並列ダイオード回路と、を具備
したことを特徴とするバスシステムの電源装置。 （２）電力と通信信号を同一のバスを用いて伝送するバ
スシステムに接続され、前記バスに電力を供給するバス
システムの電源装置において、基準電圧を発生する基準
電圧源と、抵抗、及び、インピーダンス値が周波数に応
じて変わるインピーダンス素子を含むインピーダンス回
路を直列接続して構成され、前記抵抗は前記基準電圧源
に接続され、前記インピーダンス回路は電源装置の出力
端に接続され、前記基準電圧と電源装置の出力電圧を内
分した分圧を取り出す分圧回路と、ダイオードを互いに
逆極性に並列接続して構成され、並列接続の端子間に前
記通信信号の電圧よりも高い電圧が印加されると、並列
接続の一方側のダイオードに順バイアス電流が流れ出
し、並列接続の端子間は前記抵抗に並列に接続された並
列ダイオード回路と、素子の駆動電圧を発生する駆動電
圧源と、前記分圧が正側入力端子に印加される演算増幅
器と、一端は前記駆動電圧源に接続され、他端は前記演
算増幅器の負側入力端子に接続され、制御端子は演算増
幅器の出力端子に接続されたドライブトランジスタと、
一端は前記ドライブトランジスタの他端に接続され、他
端は電源装置の出力端に接続された電流検出抵抗と、を
具備し、ドライブトランジスタの他端にかかる電圧を演
算増幅器の負側入力端子にフィードバックし、演算増幅
器はドライブトランジスタの他端にかかる電圧が前記分
圧と等しくなるようにドライブトランジスタの駆動を制
御することを特徴とするバスシステムの電源装置。 （３）前記演算増幅器の代わりに制御用トランジスタを
設け、この制御用トランジスタは、制御端子に前記分圧
が印加され、一端は前記駆動電圧源に接続され、他端は
前記ドライブトランジスタの制御端子に接続されている
ことを特徴とする（２）記載のバスシステムの電源装
置。
【０００９】
【作用】第１の発明では、コイルの両端に通信信号の電
圧よりも高い電圧が印加されると、並列ダイオード回路
の一方側のダイオードに順バイアス電流が流れ出す。こ
れによって、コイルの両端電圧はダイオードの順方向電
圧に抑えられる。第２の発明では、分圧回路にある抵抗
の両端に通信信号の電圧よりも高い電圧が印加される
と、並列ダイオード回路の一方側のダイオードに順バイ
アス電流が流れ出す。これによって、抵抗の両端電圧は
ダイオードの順方向電圧に抑えられ、バス上の電圧も一
定範囲に抑えられる。第３の発明では、制御用トランジ
スタが演算増幅器と同様な作用をする。
圧よりも高い電圧が印加されると、並列ダイオード回路
の一方側のダイオードに順バイアス電流が流れ出す。こ
れによって、コイルの両端電圧はダイオードの順方向電
圧に抑えられる。第２の発明では、分圧回路にある抵抗
の両端に通信信号の電圧よりも高い電圧が印加される
と、並列ダイオード回路の一方側のダイオードに順バイ
アス電流が流れ出す。これによって、抵抗の両端電圧は
ダイオードの順方向電圧に抑えられ、バス上の電圧も一
定範囲に抑えられる。第３の発明では、制御用トランジ
スタが演算増幅器と同様な作用をする。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、図面を用いて本発明を説明
する。図１は本発明の一実施例を示した構成図である。
図１で図５と同一のものは同一符号を付ける。図１にお
いて、１０は並列ダイオード回路で、ダイオードＤ1と
Ｄ2を互いに逆極性に並列接続されている。並列ダイオ
ード回路１０の端子間に通信信号の電圧よりも高い電圧
が印加されると、ダイオードＤ1，Ｄ2の一方に順バイア
ス電流が流れ出す。ダイオードＤ1，Ｄ2はこのような特
性になっている。並列ダイオード回路１０はコイルＬ1
に並列に接続されている。なお、ダイオードＤ1，Ｄ2は
１個設けられていても複数個設けられていてもよい。
する。図１は本発明の一実施例を示した構成図である。
図１で図５と同一のものは同一符号を付ける。図１にお
いて、１０は並列ダイオード回路で、ダイオードＤ1と
Ｄ2を互いに逆極性に並列接続されている。並列ダイオ
ード回路１０の端子間に通信信号の電圧よりも高い電圧
が印加されると、ダイオードＤ1，Ｄ2の一方に順バイア
ス電流が流れ出す。ダイオードＤ1，Ｄ2はこのような特
性になっている。並列ダイオード回路１０はコイルＬ1
に並列に接続されている。なお、ダイオードＤ1，Ｄ2は
１個設けられていても複数個設けられていてもよい。
【００１１】図１の装置の動作を説明する。フィールド
デバイスをバス２に着脱したことによりコイルＬ1の両
端にかかる電圧が上昇し、ダイオードＤ1，Ｄ2にかかる
電圧が順方向電圧を超えると、ダイオードＤ1，Ｄ2に順
バイアス電流が流れ出す。これによって、コイルＬ1の
両端電圧はダイオードの順方向電圧となり、コイルＬ1
の両端電圧の上昇が抑制され、バス２上の電位の低下も
抑制される。コイルＬ1の両端のどちら側の電圧が高い
かに応じてダイオードＤ1，Ｄ2の一方に電流が流れる。
デバイスをバス２に着脱したことによりコイルＬ1の両
端にかかる電圧が上昇し、ダイオードＤ1，Ｄ2にかかる
電圧が順方向電圧を超えると、ダイオードＤ1，Ｄ2に順
バイアス電流が流れ出す。これによって、コイルＬ1の
両端電圧はダイオードの順方向電圧となり、コイルＬ1
の両端電圧の上昇が抑制され、バス２上の電位の低下も
抑制される。コイルＬ1の両端のどちら側の電圧が高い
かに応じてダイオードＤ1，Ｄ2の一方に電流が流れる。
【００１２】図２は本発明の他の実施例の構成図であ
る。図２において、Ｖrは基準電圧を発生する基準電圧
源である。１は分圧回路であり、抵抗Ｒ1，Ｒ2、コンデ
ンサＣ1，Ｃ2及び並列ダイオード回路１０からなる。抵
抗Ｒ1とＲ2は直列接続されている。抵抗Ｒ1の一端は基
準電圧源Ｖrに接続されている。コンデンサＣ1は、抵抗
Ｒ1，Ｒ2と直列に接続されている。コンデンサＣ2は、
抵抗Ｒ1とコンデンサＣ1の直列接続部分に並列接続され
ている。コンデンサＣ1の一端は電源装置の出力端Ｂに
接続されている。並列ダイオード回路１０は、抵抗Ｒ2
と並列に接続されている。分圧回路１は、基準電圧Ｖr
（基準電圧源Ｖrが出力する基準電圧もＶrで表す）と電
源装置の出力電圧Ｖ0を内分した分圧ＶPを取り出す。分
圧回路１にコンデンサを設けているため、内分比は通信
キャリアの周波数に応じて変わる。
る。図２において、Ｖrは基準電圧を発生する基準電圧
源である。１は分圧回路であり、抵抗Ｒ1，Ｒ2、コンデ
ンサＣ1，Ｃ2及び並列ダイオード回路１０からなる。抵
抗Ｒ1とＲ2は直列接続されている。抵抗Ｒ1の一端は基
準電圧源Ｖrに接続されている。コンデンサＣ1は、抵抗
Ｒ1，Ｒ2と直列に接続されている。コンデンサＣ2は、
抵抗Ｒ1とコンデンサＣ1の直列接続部分に並列接続され
ている。コンデンサＣ1の一端は電源装置の出力端Ｂに
接続されている。並列ダイオード回路１０は、抵抗Ｒ2
と並列に接続されている。分圧回路１は、基準電圧Ｖr
（基準電圧源Ｖrが出力する基準電圧もＶrで表す）と電
源装置の出力電圧Ｖ0を内分した分圧ＶPを取り出す。分
圧回路１にコンデンサを設けているため、内分比は通信
キャリアの周波数に応じて変わる。
【００１３】Ｖ1は素子の駆動電圧を発生する駆動電圧
源である。Ａ1は演算増幅器であり、分圧回路１の分圧
が正側入力端子に印加されている。Ｔｒ１はドライブト
ランジスタであり、一端は駆動電圧源Ｖ1に接続され、
他端は演算増幅器Ａ1の負側入力端子に接続され、制御
端子は演算増幅器Ａ1の出力端子に接続されている。Ｒ
ｓは電流検出抵抗であり、一端はドライブトランジスタ
Ｔｒ１の他端に接続され、他端は電源装置の出力端Ｂに
接続されている。電流検出抵抗Ｒｓは、ドライブトラン
ジスタＴｒ１に流れる電流に応じた電圧を発生する。
源である。Ａ1は演算増幅器であり、分圧回路１の分圧
が正側入力端子に印加されている。Ｔｒ１はドライブト
ランジスタであり、一端は駆動電圧源Ｖ1に接続され、
他端は演算増幅器Ａ1の負側入力端子に接続され、制御
端子は演算増幅器Ａ1の出力端子に接続されている。Ｒ
ｓは電流検出抵抗であり、一端はドライブトランジスタ
Ｔｒ１の他端に接続され、他端は電源装置の出力端Ｂに
接続されている。電流検出抵抗Ｒｓは、ドライブトラン
ジスタＴｒ１に流れる電流に応じた電圧を発生する。
【００１４】３は通信キャリアを模擬した信号を発生す
るシミュレーション用付加回路である。図２の例では電
源装置の出力インピーダンスを測定するためにシミュレ
ーション用付加回路３を設けていて、実際の通信ではこ
の回路は設けない。シミュレーション用付加回路３にお
いて、Ｓ1は正弦波の交流電圧を発生する信号源、Ｃ3は
コンデンサ、ＲＬはソースインピーダンスとなっている
抵抗、Ｉ1は負荷電流を模擬した電流源である。信号源
Ｓ1の発生信号が通信キャリアを模擬した信号となる。
るシミュレーション用付加回路である。図２の例では電
源装置の出力インピーダンスを測定するためにシミュレ
ーション用付加回路３を設けていて、実際の通信ではこ
の回路は設けない。シミュレーション用付加回路３にお
いて、Ｓ1は正弦波の交流電圧を発生する信号源、Ｃ3は
コンデンサ、ＲＬはソースインピーダンスとなっている
抵抗、Ｉ1は負荷電流を模擬した電流源である。信号源
Ｓ1の発生信号が通信キャリアを模擬した信号となる。
【００１５】このような回路では、ドライブトランジス
タＴｒ１は、演算増幅器Ａ1の出力によって駆動され、
駆動電圧源Ｖ1の電圧に基づいて流れる電流を制御す
る。ドライブトランジスタＴｒ１の他端（Ｄ点）にかか
る電圧ＶmはドライブトランジスタＴｒ１に流れる電圧
によって変わる。この電圧Ｖmは演算増幅器Ａ1の負側入
力端子にフィードバックされる。演算増幅器Ａ1は電圧
Ｖmが分圧回路１で取り出した電圧Ｖpと等しくなるよう
にドライブトランジスタＴｒ１に流れる電流を制御す
る。
タＴｒ１は、演算増幅器Ａ1の出力によって駆動され、
駆動電圧源Ｖ1の電圧に基づいて流れる電流を制御す
る。ドライブトランジスタＴｒ１の他端（Ｄ点）にかか
る電圧ＶmはドライブトランジスタＴｒ１に流れる電圧
によって変わる。この電圧Ｖmは演算増幅器Ａ1の負側入
力端子にフィードバックされる。演算増幅器Ａ1は電圧
Ｖmが分圧回路１で取り出した電圧Ｖpと等しくなるよう
にドライブトランジスタＴｒ１に流れる電流を制御す
る。
【００１６】ここで、電源装置の出力インピーダンスは
次のとおりになる。分圧回路１は、基準電圧源Ｖrの基
準電圧と電源装置の出力電圧を内分しているため、分圧
回路１の分圧Ｖpは次式で与えられる。 Ｖp＝Ｖo・（１−Ｋ）＋Ｖr・Ｋ ただし、Ｋ：分圧回路１の内分比 Ｋ＝（Ｒ1，Ｃ1，Ｃ2からなる回路部分の合成抵抗値）
／Ｒ Ｒ：分圧回路１全体の合成抵抗値，Ｒ1：抵抗Ｒ1の抵抗
値 Ｖr：基準電圧源Ｖrの基準電圧、Ｖo：電源装置の出力
電圧、 また、出力電圧Ｖoは次式で与えられる。 Ｖo＝Ｖm−Ｒｓ・Ｉ ただし、Ｉ：電流検出抵抗Ｒｓに流れる電流、Ｒｓ：電
流検出抵抗Ｒｓの抵抗値 式では、Ｒ>>Ｒｓであり、分圧回路１に流れる電流は
電流検出抵抗Ｒｓに流れる電流に比べて十分小さいとし
て省略している。演算増幅器Ａ1のイマジナリショート
より次式が成立する。 Ｖp＝Ｖm 〜式よりＶp，Ｖmを消去すると次のとおりになる。 Ｖo＝Ｖo・（１−Ｋ）＋Ｖr・Ｋ−Ｒｓ・Ｉ Ｖo・Ｋ＝Ｖr・Ｋ−Ｒｓ・Ｉ 電源装置の出力インピーダンスＺは次式で与えられる。 Ｚ＝−ΔＶo／ΔＩ＝Ｒｓ／Ｋ 式に示すように出力インピーダンスＺは電流検出抵抗
の抵抗値Ｒｓと分圧比Ｋの比だけで定まる。図２の回路
では分圧回路１にコンデンサを設けているため、内分比
は通信キャリアの周波数に応じて変わる。従って、式
で与えられる出力インピーダンスＺも通信キャリアの周
波数に応じて変化する。
次のとおりになる。分圧回路１は、基準電圧源Ｖrの基
準電圧と電源装置の出力電圧を内分しているため、分圧
回路１の分圧Ｖpは次式で与えられる。 Ｖp＝Ｖo・（１−Ｋ）＋Ｖr・Ｋ ただし、Ｋ：分圧回路１の内分比 Ｋ＝（Ｒ1，Ｃ1，Ｃ2からなる回路部分の合成抵抗値）
／Ｒ Ｒ：分圧回路１全体の合成抵抗値，Ｒ1：抵抗Ｒ1の抵抗
値 Ｖr：基準電圧源Ｖrの基準電圧、Ｖo：電源装置の出力
電圧、 また、出力電圧Ｖoは次式で与えられる。 Ｖo＝Ｖm−Ｒｓ・Ｉ ただし、Ｉ：電流検出抵抗Ｒｓに流れる電流、Ｒｓ：電
流検出抵抗Ｒｓの抵抗値 式では、Ｒ>>Ｒｓであり、分圧回路１に流れる電流は
電流検出抵抗Ｒｓに流れる電流に比べて十分小さいとし
て省略している。演算増幅器Ａ1のイマジナリショート
より次式が成立する。 Ｖp＝Ｖm 〜式よりＶp，Ｖmを消去すると次のとおりになる。 Ｖo＝Ｖo・（１−Ｋ）＋Ｖr・Ｋ−Ｒｓ・Ｉ Ｖo・Ｋ＝Ｖr・Ｋ−Ｒｓ・Ｉ 電源装置の出力インピーダンスＺは次式で与えられる。 Ｚ＝−ΔＶo／ΔＩ＝Ｒｓ／Ｋ 式に示すように出力インピーダンスＺは電流検出抵抗
の抵抗値Ｒｓと分圧比Ｋの比だけで定まる。図２の回路
では分圧回路１にコンデンサを設けているため、内分比
は通信キャリアの周波数に応じて変わる。従って、式
で与えられる出力インピーダンスＺも通信キャリアの周
波数に応じて変化する。
【００１７】図２の回路では、並列ダイオード回路１０
が抵抗Ｒ2と並列に接続されているため、抵抗Ｒ2にかか
る電圧が上昇し、ダイオードＤ1，Ｄ2にかかる電圧が順
方向電圧を超えると、ダイオードＤ1，Ｄ2に電流が流
れ、分圧ＶpをＶr±（ダイオードＤ1，Ｄ2の順方向電
圧）の範囲に抑える。従って、バス２上の電圧Ｖoは、 Ｖr±（ダイオードＤ1，Ｄ2の順方向電圧）−（電流検
出抵抗Ｒｓの降下電圧） の範囲に抑えられる。これによって、フィールドデバイ
スをバス２に着脱したときにバス２上に生じる電圧変化
を抑制できる。
が抵抗Ｒ2と並列に接続されているため、抵抗Ｒ2にかか
る電圧が上昇し、ダイオードＤ1，Ｄ2にかかる電圧が順
方向電圧を超えると、ダイオードＤ1，Ｄ2に電流が流
れ、分圧ＶpをＶr±（ダイオードＤ1，Ｄ2の順方向電
圧）の範囲に抑える。従って、バス２上の電圧Ｖoは、 Ｖr±（ダイオードＤ1，Ｄ2の順方向電圧）−（電流検
出抵抗Ｒｓの降下電圧） の範囲に抑えられる。これによって、フィールドデバイ
スをバス２に着脱したときにバス２上に生じる電圧変化
を抑制できる。
【００１８】図２の回路では、図１の回路の抵抗とコイ
ルの特性をトランジスタを用いた回路で実現しているた
め、回路を小型化できる。
ルの特性をトランジスタを用いた回路で実現しているた
め、回路を小型化できる。
【００１９】図３は本発明の他の実施例を示した構成図
である。図３の回路は図２の回路の演算増幅器Ａ1の代
わりに出力トランジスタＴｒ２を用いた構成になってい
る。出力トランジスタＴｒ２は、制御端子に分圧回路１
の分圧が印加され、一端は駆動電圧源Ｖ1に接続され、
他端はドライブトランジスタＴｒ１の制御端子に接続さ
れている。演算増幅器の代わりにトランジスタを用いる
ことにより、演算増幅器が動作できない高周波数のキャ
リアで通信を行う場合にも対応できる。
である。図３の回路は図２の回路の演算増幅器Ａ1の代
わりに出力トランジスタＴｒ２を用いた構成になってい
る。出力トランジスタＴｒ２は、制御端子に分圧回路１
の分圧が印加され、一端は駆動電圧源Ｖ1に接続され、
他端はドライブトランジスタＴｒ１の制御端子に接続さ
れている。演算増幅器の代わりにトランジスタを用いる
ことにより、演算増幅器が動作できない高周波数のキャ
リアで通信を行う場合にも対応できる。
【００２０】
【発明の効果】本発明によれば次の効果が得られる。図
１の実施例によれば、電源装置に設けたコイルに並列に
並列ダイオード回路を接続している。このため、フィー
ルドデバイスをバスに着脱したことによってコイルＬ1
の両端に大きな起電力が生じたときに、並列ダイオード
回路のダイオードに順バイアス電流が流れ出す。これに
よって、フィールドデバイスをバスに着脱したときにバ
ス上に生じる電圧変化を抑制できる。しかも、バス上に
生じる電圧変化の抑制をフィールドバス通信の物理層規
約を満たす電源装置で実現できる。図２及び図３の実施
例によれば、図１の実施例で得られる効果の他に、図１
の回路の抵抗とコイルの特性を演算増幅器及びトランジ
スタを用いた回路で実現しているため、回路を小型化で
きる。
１の実施例によれば、電源装置に設けたコイルに並列に
並列ダイオード回路を接続している。このため、フィー
ルドデバイスをバスに着脱したことによってコイルＬ1
の両端に大きな起電力が生じたときに、並列ダイオード
回路のダイオードに順バイアス電流が流れ出す。これに
よって、フィールドデバイスをバスに着脱したときにバ
ス上に生じる電圧変化を抑制できる。しかも、バス上に
生じる電圧変化の抑制をフィールドバス通信の物理層規
約を満たす電源装置で実現できる。図２及び図３の実施
例によれば、図１の実施例で得られる効果の他に、図１
の回路の抵抗とコイルの特性を演算増幅器及びトランジ
スタを用いた回路で実現しているため、回路を小型化で
きる。
【図１】本発明の一実施例を示した構成図である。
【図２】本発明の他の実施例を示した構成図である。
【図３】本発明の他の実施例を示した構成図である。
【図４】電源装置に求められる出力インピーダンス特性
を示した図である。
を示した図である。
【図５】従来におけるバスシステムの電源装置の構成例
を示した図である。
を示した図である。
１ 分圧回路 ２ バス Ｒ1，Ｒ2，Ｒ10 抵抗 Ｒｓ 電流検出抵抗 Ｃ1，Ｃ2 コンデンサ Ｔｒ１ ドライブトランジスタ Ｔｒ２ 制御用トランジスタ Ａ1 演算増幅器 Ｖｒ 基準電圧源 Ｖ1 駆動電圧源 １０ 並列ダイオード回路 Ｄ1，Ｄ2 ダイオード
Claims (3)
- 【請求項１】 電力と通信信号を同一のバスを用いて伝
送するバスシステムに接続され、前記バスに電力を供給
するバスシステムの電源装置において、 基準電圧をバスに印加する基準電圧源と、 バスに直列に接続された抵抗及びコイルと、 ダイオードを互いに逆極性に並列接続して構成され、並
列接続の端子間に前記通信信号の電圧よりも高い電圧が
印加されると、並列接続の一方側のダイオードに順バイ
アス電流が流れ出し、並列接続の端子間は前記コイルに
並列に接続された並列ダイオード回路と、を具備したこ
とを特徴とするバスシステムの電源装置。 - 【請求項２】 電力と通信信号を同一のバスを用いて伝
送するバスシステムに接続され、前記バスに電力を供給
するバスシステムの電源装置において、 基準電圧を発生する基準電圧源と、 抵抗、及び、インピーダンス値が周波数に応じて変わる
インピーダンス素子を含むインピーダンス回路を直列接
続して構成され、前記抵抗は前記基準電圧源に接続さ
れ、前記インピーダンス回路は電源装置の出力端に接続
され、前記基準電圧と電源装置の出力電圧を内分した分
圧を取り出す分圧回路と、 ダイオードを互いに逆極性に並列接続して構成され、並
列接続の端子間に前記通信信号の電圧よりも高い電圧が
印加されると、並列接続の一方側のダイオードに順バイ
アス電流が流れ出し、並列接続の端子間は前記抵抗に並
列に接続された並列ダイオード回路と、 素子の駆動電圧を発生する駆動電圧源と、 前記分圧が正側入力端子に印加される演算増幅器と、 一端は前記駆動電圧源に接続され、他端は前記演算増幅
器の負側入力端子に接続され、制御端子は演算増幅器の
出力端子に接続されたドライブトランジスタと、 一端は前記ドライブトランジスタの他端に接続され、他
端は電源装置の出力端に接続された電流検出抵抗と、を
具備し、ドライブトランジスタの他端にかかる電圧を演
算増幅器の負側入力端子にフィードバックし、演算増幅
器はドライブトランジスタの他端にかかる電圧が前記分
圧と等しくなるようにドライブトランジスタの駆動を制
御することを特徴とするバスシステムの電源装置。 - 【請求項３】 前記演算増幅器の代わりに制御用トラン
ジスタを設け、この制御用トランジスタは、制御端子に
前記分圧が印加され、一端は前記駆動電圧源に接続さ
れ、他端は前記ドライブトランジスタの制御端子に接続
されていることを特徴とする請求項２記載のバスシステ
ムの電源装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15219496A JP3183325B2 (ja) | 1996-06-13 | 1996-06-13 | バスシステムの電源装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15219496A JP3183325B2 (ja) | 1996-06-13 | 1996-06-13 | バスシステムの電源装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09331338A true JPH09331338A (ja) | 1997-12-22 |
| JP3183325B2 JP3183325B2 (ja) | 2001-07-09 |
Family
ID=15535123
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15219496A Expired - Fee Related JP3183325B2 (ja) | 1996-06-13 | 1996-06-13 | バスシステムの電源装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3183325B2 (ja) |
-
1996
- 1996-06-13 JP JP15219496A patent/JP3183325B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3183325B2 (ja) | 2001-07-09 |
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