JPS5838966B2 - チヨクリユウゼツエンゾウフクカイロ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、直流絶縁増幅回路に関するもので、入力側と
出力側が完全に絶縁され、入出力信号間の直線性が良好
で、温度変化によるドリフトの小なる増幅回路を実現す
ることを目的とする。

第１図は、本発明の一実施例を示す結線図で、Ｔｉは、
直流入力端子、Ｒ１は、入力抵抗、Ｌは、角形飽和特性
の磁心を有する可飽和リアクトル、Ｎｉは、その１次巻
線、Ｎｏは、２次巻線、ＯＰｌは、演算増幅器、Ｒ２，
Ｒ５及びＲ６は、分圧抵抗、Ｒ３及びＲ４は、入力抵抗
である。

演算増幅器ＯＰ１の出力ｅ１は、分圧抵抗Ｒ５及びＲ６
に正帰還されると共に、可飽和リアクトルＬの２次巻線
Ｎｏと分圧抵抗Ｒ２の回路に負帰還され、抵抗Ｒ５及び
Ｒ６回路の分電圧ｅ３と、可飽和リアクトルＬの２次巻
線Ｎｏと抵抗Ｒ２回路の分電圧ｅ２の差電圧が演算増幅
器ＯＰ１の入力として加えられる。

次に、ＯＦ２は、演算増幅器で、帰還抵抗Ｒ８゜Ｒ９、
コンデンサＣＩ 、Ｃ２と共に、２重帰還能動形低域フ
ィルタを構成する。

Ｒ７は、補償抵抗、Ｔｏは、直流出力端子である。

今、抵抗Ｒ７をＢ点から切離し、Ａ点を接地して、能動
形像域フィルタを除いた場合を考えると、端子Ｔｉから
の直流入力電流Ｉｉ ＝００場合には、増幅器ＯＰ１の
出力ｅ１の極性が正のとき、分電圧ｅ２及びｅ３の関係
が、ｅ２＜ｅ３の間は、増幅器ＯＰ１は、そのまま正出
力を続けるが、リアクトルＬの２次巻線Ｎｏを流れる電
流ＩｏによってリアクトルＬが飽和すると、電流Ｉｏが
急増して分電圧ｅ２が急激に上昇し、ｅ ２＞ｅ ３と
なる。

ｅ２とｅ３の大小関係が上記のように逆転すると、増幅
器ＯＰ１の出力ｅ１は、負出力に転じ、リアクトルＬは
、不飽和状態に復する。

ｅ ２＞ｅ ３の間、増幅器ＯＰ１は、負出力を続け、
リアクトルＬが逆方向に飽和して、ｅ３＞０２となると
、増幅器ＯＰＩの出力は、再び正出力に転する。

このようにして、増幅器ＯＰ’１回路（Ｌ 自励発振を
行うが、端子Ｔｉから直流入力電流Ｉｉが導入されると
、リアクトルＬの磁心に、ｌｌ−Ｎｉに対応する磁束を
生じ、リアクトルＬの２次巻線Ｎｏには、これを打消す
直流電流が、電流工〇に重畳して流れることとなる。

電流Ｉｏの平均値をｂとすると、 となるから、入力直流電流Ｉｉの大きさ及び向きに応じ
て、リアクトルＬの飽和の時期が変化し、増幅器ＯＰ１
の出力の反転位相が変化するので、増幅器ＯＰ１の出力
の平均値も変化することとなる。

即ち、直流入力電流Ｉｉによって増幅器ＯＰ１の出力を
制御することが出来る。

次に、Ａ点の接地を解除し、補償抵抗Ｒ７をＢＤ間に挿
入して、第１図示の通りに接続した場合には、増幅器０
Ｐ１０回路が自励発振を行うこと前述の通りであるが、
この自励発振出力電流は、増幅器ＯＦ２等によって構成
される低域フィルタに加えられて交流分が除かれ、出力
端子Ｔｏに直流電圧ｅｏが現出する。

今、分圧抵抗Ｒ２を流れる電流Ｉ２の平均値を■２とし
、直流出力電圧ｅｏの平均値を乙とすると、増幅器ＯＰ
２として入力インピーダンスの十分高いものを用いた場
合には、ＯＦ２の反転入力端子Ｅ点の電位は、接地電位
であるから、となる。

抵抗Ｒ２を流れる電流の平均値■２は、リアクトルＬの
２次巻線を流れる電流の平均値Ｂに対応するから、出力
電圧の平均値乙ば、直流入力電流Ｉｉに対応する。

直流電流Ｉｉに比しリアクトルＬの２次巻線電流Ｉｏを
犬ならしめると共に、抵抗Ｒ８の抵抗値を高くすること
により、出力電圧乙を高くすることが出来る。

尚、コンデンサＣ２及び抵抗Ｒ９によって交流分が相当
に減衰されるので、抵抗Ｒ８を犬ならしめた場合でも、
増幅器ＯＰ２は、比較的低速度のもので十分である。

交流分の減衰が十分でない場合には、低域フィルタを適
宜複数段縦続接続すればよい。

本発明回路においては、低域フィルタを電流入力形に形
成しであるので、出力の温度ドリフトを減少せしめ得る
が、更に、補償抵抗Ｒ７の挿入によって、リアクトルＬ
の温度変化による特性変化に基づくドリフトも有効に減
少せしめることが可能である。

今、抵抗Ｒ７を無限大ならしめた場合、即ち、ＢＤ間を
開放した場合を考えると、リアクトルＬの飽和に応じて
、Ｃ点の電位は、第２図のように変化する。

同図において、横軸は、時間ｔ、縦軸は、電圧ｅ、実線
は、直流入力電流Ｉｉ ＝Ｏの場合、点線は、ｌ１ｑＯ
でＩｉが第１図の矢印方向に流れた場合で、図には、直
流入力電流Ｉｉを流すことにより、正側における飽和点
に対応するピーク電圧の位相が進む場合を示しであるが
、図から明らかなように、点線の電圧は、実線の電圧に
対して、正負側共に、成るレベルだけ上昇している。

これは、リアクトルＬの磁心の飽和特性が理想的な角形
でなく、ヒステリシス特性を有するためで、周囲温度の
変化に応じてこのヒステリシス特性が変化すると、点線
電圧の上昇も変化し、この上昇変化によって、ピーク電
圧の位相も変化する。

即ち、直流入力電流に応じてピーク電圧の位相が変化す
るばかりでなく、温度変化によってもピーク電圧の位相
が変化し、出力の温度ドリフトを生ずることとなる。

よって、本発明においては、抵抗Ｒ７をＢＤ間に挿入す
ると共に、抵抗Ｒ２、Ｒ３、Ｒ７及びＲ８の間に、 なる関係をもたせて、前記の理由による温度ドリフトを
除くように構成しである。

このように構成するときは、各演算増幅器ＯＰ１及びＯ
Ｆ２は、入力インピーダンスが高いため、リアクトルＬ
の２次巻線電流の直流分は、抵抗Ｒ２、Ｒ８と、抵抗Ｒ
３，Ｒ７回路にのみ分流するので、直流分については、
Ａ点及びＢ点は常に同電位となる。

又、Ａ点は、接地電位で、Ｃ点の電位変化の影響を受げ
ないから、リアクトルＬの２次側電流の直流分によって
Ｃ点の電位が変化すると、これに対応してＤ点の電位が
逆方向に変化してＣ点の電位変化の影響を打消す。

したがって、Ｃ点の交流波形は、第３図示のように、直
流入力電流のみに対応してピーク電圧の位相が変化する
こととなる。

尚、抵抗Ｒ７の挿入により、これに電流が流れ、出力電
圧が多少変化することは免れ得ないが、その量は、極め
てわずかである。

以上の説明から明らかなように、本発明回路は、温度ド
リフトをほとんど完全に除き、入出力間の直線性が良好
で、又、入出力間が直流的に完全に絶縁されているので
、例えば、各種制御系における検出信号の伝達用増幅回
路等に実施して効果甚だ大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例を示す結線図、第２図及び
第３図は、その作動説明のための曲線図で、Ｔｉ ：直
流信号入力端子、Ｒ１：入力抵抗、Ｌ：可飽和リアクト
ル、Ｎｉ：１次巻線、Ｎｏ ：２次巻線、ＯＰｌ及びＯ
Ｆ２：演算増幅器、Ｒ２゜Ｒ５及びＲ６：分圧抵抗、Ｒ
３及びＲ４：入力抵抗、Ｒ７：補償抵抗、Ｒ８及びＲ９
：帰還抵抗、Ｃ１及びＣ２：コンデンサ、Ｔｏ：直流出
力端子である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 次巻線に直流入力信号の加えられる可飽和リアクト
   ルＬと、 この可飽和リアクトルＬの２次巻線Ｎｏと、この２次巻
   線Ｎｏの一端に一端が接続された第１の分圧抵抗Ｒ２と
   、この第１の分圧抵抗Ｒ２の他端に直列接続された第１
   の容量素子Ｃ２とより成り、第１の演算増幅器ＯＰ１の
   出力を分圧する第１の分圧回路と、 直列接続された第２の分圧抵抗Ｒ５及び第３の分圧抵抗
   Ｒ６より戒り、前記第１の演算増幅器ＯＰ１の出力を分
   圧する第２の分圧回路と、前記第１の分圧回路を形成す
   る前記可飽和リアクトルＬの２次巻線Ｎｏの一端と前記
   第１の分圧抵抗Ｒ２の一端との接続点Ｃと前記第１の演
   算増幅器ＯＰ１の反転入力端子との間に挿入された第１
   の入力抵抗Ｒ３及び第２の入力抵抗Ｒ４より成る直列回
   路と、 前記第２の分圧回路を形成する前記第２の分圧抵抗Ｒ５
   と前記第３の分圧抵抗Ｒ６との接続点と前記第１の演算
   増幅器ＯＰＩの非反転入力端子とを接続する回路と、 第２の演算増幅器ＯＰ２の出力端子を第２の容量素子Ｃ
   １を介して前記第２の演算増幅器０Ｐ２０反転入力端子
   に接続すると共に、前記第２０演演算増幅器ＯＰ２の出
   力端子を互に直列接続された第１の帰還抵抗Ｒ８及び第
   ２の帰還抵抗Ｒ９を介して前記第２の演算増幅器ＯＰ２
   の反転入力端子に接続し、更に前記第１の帰還抵抗Ｒ８
   と前記第２の帰還抵抗Ｒ９との接続点Ａを前記第１の分
   圧回路を形成する前記第１の分圧抵抗Ｒ２と前記第１の
   容量素子Ｃ２との接続点に接続すると共に、前記第２０
   算端増幅器ＯＰ２の非反転入力端子を共通線に接続して
   成る帰還形低域フィルタと、前記第２の演算増幅器ＯＰ
   ２の出力端子と前記第１の入力抵抗Ｒ３及び前記第２の
   入力抵抗Ｒ４の接続点Ｂとの間に挿入された補償抵抗Ｒ
   ７と、前記第２の演算増幅器ＯＰ２の出力端子に接続さ
   れた増幅回路の出力端子Ｔｏとより成ることを特徴とす
   る直流絶縁増幅回路。