JPH10503068A - 高抵抗の低電圧源を制御するための調節増幅器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 高抵抗の低電圧源をパルス幅変調された制御信号の２つの限界値の間で制御し得る調節増幅器であって、入力側はガルバニック絶縁を有し、また調節増幅器に対する作動電圧供給が行われており、ガルバニック絶縁のための絶縁変圧器（１）の二次巻線（３）に制御信号を模擬するためパルス幅変調された制御信号から平均値を形成するための（構成要素４、５、６、７を有する）回路が接続されており、また二次巻線（３）が調節増幅器に対する作動電圧供給のための回路、特に電圧増倍回路（１７）にも組み込まれている。調節増幅器は特に誤接続に対して保護することができる。

Description

【発明の詳細な説明】 高抵抗の低電圧源を制御するための調節増幅器 本発明は、高抵抗の低電圧源をパルス幅変調された制御信号の２つの限界値の 間で制御し得る調節増幅器、詳細には請求項１の前文による調節増幅器に関する 。入力側にはガルバニック絶縁が行われており、また調節増幅器に対しては作動 電圧の供給が行われている。 高抵抗の低電圧源を制御するための調節増幅器に対してはさまざまな使用分野 がある。たとえばこのような調節増幅器は、調光可能な電子安定器（いわゆるＥ ＶＧ）を駆動するために必要とされる。建物システム技術のバスを経てたとえば 調光過程に対するディジタル信号がバス結合器および調節増幅器を経て開閉調光 器に供給される。開閉調光器はディジタル信号をパルス幅変調された信号に変換 し、また調節増幅器はこのパルス幅変調された信号を連続的なアナログ信号に変 換し、このアナログ信号が、蛍光灯において特定の調光状態を達成するため、調 光可能な電子安定器に供給される。調光のための操作信号はバスを介する代わり に赤外線制御を介して供給することもできる。その際にパルス幅変調された信号 の２つの限界値の間を制御される調節増幅器が必要とされる。 すなわち、数ボルトの範囲内の内部抵抗を有する電圧源がインピーダンス変化 により調整されるには、増幅器が必要とされる。このような電圧源は調光可能な 電子安定器に設けられている。さらに、ガルバニック絶縁が制御信号と駆動すべ き増幅器との間に存在しなければならない。 本発明の課題は、パルス幅変調された信号から連続的なアナログ信号を出力端 に供給し、またヨーロピアン‐インスタレーション‐バス‐アソシエーションの ＥＩＢＡバスにおいて課せられるような高い絶縁要求を満足する調節増幅器を開 発することにある。 この課題は本発明によれば、請求項１による調節増幅器により解決される。そ の際に、ガルバニック絶縁のための絶縁変圧器の二次巻線に制御信号を模擬する ためパルス幅変調された制御信号から平均値を形成するための回路が接続されて いる。この二次巻線は調節増幅器に対する作動電圧供給のための回路、特に電圧 増倍回路にも組み込むことができる。調節増幅器はＥＩＢＡバスに使用する際に は、１ないし１０Ｖのオーダーの入力側の制御信号を処理するように設計するこ とができる。有利なことに、調節増幅器はその終段で少なくとも４００Ｖの阻止 電圧を有する電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）により作動し得る。作動上の障害 を避けるため、７００Ｖの阻止電圧を有すると特に有利である。調節増幅器は開 閉調光器の構成部分とすることもできる。 １つの実施態様によれば調節増幅器は請求項３による措置により過電圧に対し て保護されている。終段の電界効果トランジスタはその際に帰還結合回路により 、トランジスタが正規の出力電圧を上回る際に出力側で調節増幅器に供給される 電圧のため阻止状態に移行させられるように駆動される。これはたとえば、１０ ボルトのオーダーの高抵抗の低電圧源の代わりにたとえば２３０ボルトの配電電 圧が与えられるときに行われる。ＦＥＴのソース導線の抵抗および／またはリア クトルにより、最大許容ドレイン電流を誤配線または誤接続の場合に調整するこ とが容易に可能である。調節増幅器はこの場合に誤接続に対して保護されている 。 電界効果トランジスタをその許容阻止電圧を上回る結果に対して保護すること は有利である。そのために電界効果トランジスタは帰還結合回路により、調節増 幅器の入力側に電界効果トランジスタの許容阻止電圧の超過に通ずる過電圧が与 えられている際にトランジスタが短時間で導通制御されるように駆動することが できる。アバランシ耐性を有する電界効果トランジスタを選ぶことはより簡単で あり、またより有利である。 電界効果トランジスタが阻止状態に移行させられるまで、電流制限を達成する ため、電界効果トランジスタにオーム抵抗であれ誘導性抵抗であれ抵抗を直列に 接続することはことに望ましい。 以下、図面に概要を示されている実施例により本発明を一層詳細に説明する。 調節増幅器は入力側にガルバニック絶縁のために変圧器１を有し、それに有利 には直流電圧を脱結合するため直流電圧を絶縁するためのコンデンサ２が直列に 接続されている。変圧器１の二次巻線３には入力側に与えられているパルス幅変 調された制御信号から平均値を形成するための回路が接続されている。平均値形 成はこの実施例ではダイオード４およびキャパシタンス５ならびに抵抗６、７に より行われる。パルス幅変調された信号から形成された平均値は演算増幅器９の 入力端８に目標値として与えられる。そのつどの実際値は抵抗１１および１２を 有する分圧器から演算増幅器９の負の制御入力端１０に供給され、その際に抵抗 は帰還結合導線１４に位置している。演算増幅器９はその出力端１３を介してＦ ＥＴ１９を、実際値および目標値が互いに等しくされるように制御する。平均値 形成のために結果として同じ作用をする他の回路がここに挿入されていてもよい 。 演算増幅器９の作動電圧入力端１５および１６はその作動電圧を電圧増倍回路 １７、この実施例では電圧二倍回路から受ける。 演算増幅器９の出力端１３にこの実施例では保護抵抗１８を介して電界効果ト ランジスタ（以下ＦＥＴとも呼ぶ）１９のゲートが接続されている。出力端子２ ０および２１にその場合にＦＥＴにより制御される一定のアナログ信号（電圧ま たは電流）が生ずる。ＦＥＴ１９は、構成要素としてツェナーダイオード２２、 抵抗２３、２４および２５ならびにトランジスタ２６を有する帰還結合回路によ り、正規の出力電圧を上回る際にＦＥＴ１９が阻止状態に移行させられるように 駆動されている。ツェナーダイオード２２が導通状態になると、トランジスタ２ ６のベース‐エミッタ区間に電流が流れるので、トランジスタ２６が導通状態と なり、またＦＥＴ１９のゲート電極が接地電位となる。トランジスタ２６に電流 が流れないかぎり、抵抗２５がその安定なスイッチオフに役立っている。 ＦＥＴ１９に制御電圧が与えられていないならば、抵抗２７により、ゲートが 基準電位（接地）にあるようにされる。ＦＥＴ１９のソース導線の抵抗２８は、 特に抵抗２９およびトランジスタ２６と関連して、ＦＥＴが抵抗２３、２４およ び２５ならびにトランジスタ２６を有する保護回路として作用する帰還結合回路 であるため過電圧による過負荷から保護されるまで、ＦＥＴを通る電流を制限す る役割をする。トランジスタ２６はここでは二重機能を満足する。たとえば抵抗 ２８において０．７Ｖ（トランジスタ２６のベース‐エミッタ区間のしきい電圧 ）が超過されると、トランジスタ２６はＦＥＴ１９のゲート端子を基準電位（接 地）により近く導き、またＦＥＴをますます阻止状態に導く。 ダイオード３０はこの実施例では、前記の保護機能を始動させる許容可能な直 流電圧のみがＦＥＴ１９に供給されることによって、配電電圧、たとえば２３０ Ｖへの誤った接続から調節増幅器を保護する。 調節増幅器は、その制御電圧およびその作動電圧を入力側に供給された制御電 圧から得るという原理に基づいている。 ＦＥＴ１９の阻止電圧の超過に対する保護のために、アバランシ耐性のＦＥＴ を選ぶことが好ましい。他方において、ＦＥＴはこの実施例中に図示されていな い別の帰還結合回路によっても、調節増幅器の出力側にＦＥＴの許容阻止電圧の 超過に通ずる過電圧が与えられている際に、ＦＥＴが短時間で導通制御されるよ うに駆動することができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 チールフート、ヘルマン ドイツ連邦共和国 デー−93073 ノイト ラウプリング レーゲンタールヴエーク ７

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．高抵抗の低電圧源をパルス幅変調された制御信号の２つの限界値の間で制御 し得る調節増幅器であって、入力側はガルバニック絶縁を有し、またその際に調 節増幅器に対する作動電圧供給が行われている調節増幅器において、ガルバニッ ク絶縁のための絶縁変圧器（１）の二次巻線（３）に制御信号を模擬するためパ ルス幅変調された制御信号から平均値を形成するための（構成要素４、５、６、 ７を有する）回路が接続されており、また二次巻線（３）が調節増幅器に対する 作動電圧供給のための回路、特に電圧増倍回路（１７）にも組み込まれているこ とを特徴とする調節増幅器。 ２．１ないし１０Ｖのオーダーの入力側の制御信号に対して調節増幅器が終段と して、少なくとも４００Ｖの阻止電圧を有する電界効果トランジスタ（１９）を 有することを特徴とする請求項１記載の調節増幅器。 ３．電界効果トランジスタが帰還結合回路（構成要素２３、２４、２２、２５、 ２６、２７）により、正規出力電圧を上回る際に阻止状態に移行させられるよう に駆動されることを特徴とする請求項２記載の調節増幅器。 ４．電界効果トランジスタ（１９）が帰還結合回路により、調節増幅器の入力側 に電界効果トランジスタ（１９）の許容阻止電圧の超過に通ずる過電圧が与えら れる際に短時間で導通制御される（図示せず）ように駆動されていることを特徴 とする請求項２または３記載の調節増幅器。 ５．アバランシ耐性の電界効果トランジスタ（１９）が選ばれることを特徴とす る請求項２または３記載の調節増幅器。 ６．電界効果トランジスタ（１９）がそのソース導線に挿入されている抵抗（２ ８）を有することを特徴とする請求項２ないし５の１つに記載の調節増幅器。