JPS5833582Y2 - 直流出力回路 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔考案の属する技術分野〕 本考案は自動制御系等に使用される電流制御形の直流出
力回路の改良に関する。

特に、出力電流路に断線が生じたことを検出することの
できる回路を備えた直流出力回路に関する。

〔従来技術の説明〕

自動制御系では直流電流の大きさにより制御情報を伝達
する方式が広く用いられている。

例えば、直流電流値を４ｍＡ−ＯｍＡの範囲に変化させ
、これに制御情報の０％ １００％を割り当てる方式な
どが一般的である このような方式では、電源である直
流出力回路 制御装置の近くに配置され、負荷はプロセ
ス系のバルブ位置等に配置されるため、この間が比効的
長い電線で結ばれているコトカ多い。

また、電流 回路の特徴として、負荷を直列に複数
個接続 、とができるので、出力電流路はさらに長く
り複雑化することが多い０ このような装置では、出力電流路に断線が生じル可能性
カある。

断線が生じるといくつかの制御機能が同時に失われるの
で、これを直ちに警報し処理することが必要である。

従来から用いられている方法としては、例えば出力情報
量が０％のときでも、出力電流が４ｍ Ａｔ’２げ残る
ようにしておき、電流値が４ｍＡ以下に定めた最低基準
を下まわるときに異常とするものが一般的である。

このため、出力電流路に電流を検出するための特別の回
路を付加する必要があり高価であった。

本考案は、制御信号を増幅する演算増幅器に、出力電流
路からの電圧が帰還されていれば、出力電流路に断線が
生じたとき、この演算増幅器の出力電圧が大きく負に振
り込むことを利用し、この出力電圧から簡単に断線検出
ができることに着目したものである。

〔考案の目的〕

本考案は電流制御形の直流出力回路で、簡単な回路構成
の断線検出回路を提供することを目的とする。

〔実施例による説明〕

第１図は本考案実施例回路の回路図である。

図でＡは演算差動増幅器、Ｄはダイオード、ＱＩＱ２は
トランジスタ、Ｒ１−Ｒ９は抵抗器である。

■＋および■−は電源端子、Ｅは制御信号入力、Ｃｏｍ
は共通電位点、Ｔは断線警報端子を示す。

制御信号人力Ｅは抵抗器Ｒ９を介して演算増幅器Ａの逆
相入力端子に結合され、この出力は抵抗器Ｒ５を介して
トランジスタＱ２のベース電極に与えられている。

トランジスタＱ２のエミッタ電極の電位は抵抗器Ｒ６に
より、演算増幅器Ａの逆相入力端子に帰還されている。

出力電流は電源■＋から抵抗器Ｒ４を通り、トランジス
タＱ２で制御され、負荷Ｚに流れ、電源Ｖ−に至るよう
に構成されている。

演算増幅器Ａの出力点ａの電位は抵抗器Ｒ□、ダイオー
ドＤにより、トランジスタＱ１のベース電極に導かれて
いる。

このように構成された回路の動作を説明すると、回路が
正常に動作しているときには、制御信号人力Ｅは増幅さ
れ、トランジスタＱ２により、負荷２に流れる出力電流
ｉを制御している。

このとき、演算増幅器Ａの出力点ａの電位Ｖａは ■８二Ｖ−４−− ｉ Ｒ４ＶＢＥ −１ｂＲ５である
。

ただしＶＢＥはトランジスタＱ２のベース・エミッタ間
の電位差、ｉｂはトランジスタＱ２のベース電流である
。

ここで、Ｒ４は比較的小さな値の抵抗器であり、ＶＢＥ
は数百ｍＶ、ｉｂは極く小さな電流であるので、■ａは
正の値になっている。

このため、ダイオードＤに印加されている電圧は逆電流
であり、電流が流れないのでトランジスタＱ□のベース
は共通電位と等しい。

従ってトランジスタＱ１は不活性状態にあり、端子Ｔと
共通電位点Ｃｏｍ０間には導通がない。

次に、負荷Ｚの回路に断線が生じ、電流ｉが流れなくな
ったものとする。

トランジスタＱ２のエミッタ電極は■＋になるので、こ
れが抵抗器Ｒ６を通して演算増幅器Ａの逆相入力端子に
高い正電位として現われる。

このためａ点の電位■８は大きく負に振り込まれ、ダイ
オードＤに電流が流れる。

これによりトランジスタＱ１のベース電位が下り、トラ
ンジスタＱ１は導通状態となる。

すなわち端子Ｔと共通電位点Ｃ８ｍの間が導通する。

端子Ｔには断線検出情報を利用する回路が結合されてい
る。

この回路から電気的に分離する必要があるならば、フォ
トカプラ等によりこの端子Ｔの導通情報をとり出せばよ
い。

第２図は、演算増幅器Ａの出力点ａの電位Ｖａが、負荷
Ｚの断線により変動する様子を示したものである。

正常時に正電位にある■８は、断線と同時に大きく負電
位に振り込まれる。

このように、例えば第１図の抵抗器Ｒ４のような、出力
電流路に押入された抵抗の両端の電位変化は小さなもの
であっても、ａ点の電位は大きな変動を示すので、簡単
な回路で断線検出を行なうことができる。

本考案の回路では、断線検出のために特別な増幅器等を
一切使用する必要がなく、極めて安価な断線検出回路を
得ることができる。

この回路は、出力電流ｉが零になっても、それが出力回
路の断線によるのではなく、正常な制御による場合にも
、トランジスタＱ２の工□ツタ電圧が高くなるが、端子
Ｅの電圧が相応の制御値にあるのでａ点の電位は正電位
にある。

したがって、断線ではなく正常な制御により出力電流が
零になった場合には警報が送出されない。

なお、上記例に示した回路は考案の範囲を限定するもの
でない。

例えばトランジスタにＮＰＮ型のものを使用する。

電界効果トランジスタを使用する。

抵抗器Ｒ４の挿入位置を変える、演算増幅器の帰還点を
変える。

バッファ増幅器もしくは反転回路を挿入する等各種の変
形回路が考えられる。

また、ａ点の電圧検出の方法についても、この例に限ら
ずこれを利用する他の回路との関係で、適当な回路を用
いて行なうことができる。

第１図に示す回路で、ダイオードＤに発光ダイオードを
使用すれば、断線警報を直接光により知らせることがで
きる。

本考案の回路に出力電流が一定である定電流電源装置の
無負荷警報回路として、そのまま応用することかできる
。

〔効果の説明〕

以上述べたように本考案によれば、出力電流が制御入力
信号に応じて変化する電流制御形の直流出力回路で、出
力負荷の断線を自動的に検出することのできる回路が極
めて簡単な構成により得られる。

本考案の回路は正常時に警報回路を開放状態にあるので
、電流に無駄がなく、リレー等の余分な部品を必要とし
ない優れた特徴がある。

また、本考案の回路は、出力電流が零になってもこれが
出力回路の断線によるのではなく、正常な制御によるも
のであるときには、警報が送出されることがない優れた
特長がある。

本考案の回路は自動制御システムの直流電流による制御
出力回路として実施するとき、その利用効果は極めて大
ぎい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案実施例回路の構成図、第２図は第１図の
ａ点の電位変化を示す図。 Ａ・・・・・・演算増幅器、Ｄ・・・・・・ダイオード
、Ｑｌ、Ｑ２・・・・・・トランジスタ、Ｒ１−Ｒ９・
・・・・・抵抗器、■＋。 ■−・・・・・・電源端子、Ｅ・・・・・・制御信号入
力、Ｃｏｍ・・・・・・共通電位点、Ｔ・・・・・・断
線警報端子。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 共通電位点Ｃｏｍとの間に与えられる制御信号Ｅを入力
   とし、負荷２に供給される直流電流がこの制御信号によ
   り制御されるように構成された電流制御形の直流出力回
   路において、 上記共通電位点Ｃｏｍに対してそれぞれ正負の電位にあ
   る電源Ｖ＋、Ｖ−を備え、 上記負荷２にはこの正負の電位にある電源から直流電流
   が供給されるように構成され、 上記電源のうち上記共通電位点Ｃｏｍに対して上記制御
   信号Ｅの極性と等しい極性の電源との間に設けられた抵
   抗分圧回路Ｒ７，Ｒ８と、この抵抗分圧回路の分圧点を
   一方の入力とし上記制御信号Ｅを他方の入力とし上記正
   負の電位にある電源により駆動される差動形の演算増幅
   器Ａと、 この演算増幅器Ａの出力により制御されコレクタ・エミ
   ッタ回路が上記負荷と直列に接続された制御用のトラン
   ジスタＱ２と、 このトランジスタＱ２のコレクタまたはエミッタの電位
   を上記演算増幅器Ａに負帰還結合する帰還回路Ｒ６と、 上記共通電位点Ｃｏｍと上記極性の反対極性の電源との
   間にコレクタ・エミッタ回路が接続された警報用のトラ
   ンジスタＱ０と、 このトランジスタＱ□のベース電極と上記演算増幅器Ａ
   の出力との間に接続されたダイオードＤを含む回路と を備えたことを特徴とする直流出力回路。