JPS584257Y2 - 2 wire isolator - Google Patents

2 wire isolator

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JPS584257Y2
JPS584257Y2 JP1977154357U JP15435777U JPS584257Y2 JP S584257 Y2 JPS584257 Y2 JP S584257Y2 JP 1977154357 U JP1977154357 U JP 1977154357U JP 15435777 U JP15435777 U JP 15435777U JP S584257 Y2 JPS584257 Y2 JP S584257Y2
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JP
Japan
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isolator
pair
input
oscillator
signal
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JP1977154357U
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Japanese (ja)
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JPS5380345U (en
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山崎弘郎
須見彰
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株式会社横河電機製作所
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Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、2線式のアイソレータに関するものである。[Detailed explanation of the idea] The present invention relates to a two-wire isolator.

2線式のアイソレータを実現するための条件として、人
、出力間において電流或は電圧ロスが少ないことが望ま
れる。
As a condition for realizing a two-wire isolator, it is desired that current or voltage loss be small between the person and the output.

本考案は相補性を有する一対の半導体スイッチ素子によ
り入力直流信号を変調したのちコンデンサを介して復調
することにより、上記の目的にかなった2線式のアイソ
レータを実現したものである。
The present invention realizes a two-wire isolator that meets the above objectives by modulating an input DC signal using a pair of complementary semiconductor switching elements and then demodulating it via a capacitor.

第1図は本考案のアイソレータの一実施例を示す電気的
接続図である。
FIG. 1 is an electrical connection diagram showing one embodiment of the isolator of the present invention.

第1図において、INl。■N2は直流入力信号■1が
供給される端子0UT1゜0UT2は直流の出力信号I
2が取り出される端子である。
In FIG. 1, INl. ■N2 is the DC input signal ■Terminal 0UT1゜0UT2 is the DC output signal I
2 is the terminal to be taken out.

FET1.FET2はそれぞれスイッチング素子として
用いられる電界効果形トランジスタである。
FET1. FET2 is a field effect transistor used as a switching element.

FET1に例えばMOS形のPチャンネルのものを用い
た場合には、FET2にはFET1とコンブリメンタル
なNチャンネルのものが用いられる。
For example, if a MOS type P-channel FET 1 is used as the FET 1, an N-channel FET 2 that is complementary to the FET 1 is used as the FET 2.

O20は発振器、C1,C2はそれぞれ絶縁用コンデン
サ、Dt t D2は整流用ダイオード、C3はろ波用
コンデンサである。
O20 is an oscillator, C1 and C2 are insulating capacitors, Dt t D2 is a rectifying diode, and C3 is a filtering capacitor.

Dl、D2と03により復調回路が構成されている。Dl, D2 and 03 constitute a demodulation circuit.

4tl12は往復の接続線である。4tl12 is a reciprocating connection line.

入力端子■N1と出力端子0UT1間には接続線l、を
介してFET1、コンデンサC1、ダイオードD1が直
列に接続されている。
A FET 1, a capacitor C1, and a diode D1 are connected in series between the input terminal N1 and the output terminal 0UT1 via a connection line l.

また、入力端子工N2と出力端子0UT2間には接続線
12 を介して発振器O8CとコンデンサC2が直列
に接続されている。
Further, an oscillator O8C and a capacitor C2 are connected in series between the input terminal N2 and the output terminal 0UT2 via a connecting line 12.

FET1.FET2のゲート電極には発振器O8Cの出
力端子Oが接続され、ダイオードD2およびコンデンサ
C3はそれぞれライン11゜12間に並列に接続されて
いる。
FET1. An output terminal O of an oscillator O8C is connected to the gate electrode of the FET2, and a diode D2 and a capacitor C3 are connected in parallel between lines 11 and 12, respectively.

このように構成した第1図のアイソレータの動作を説明
すると次のとおりである。
The operation of the isolator shown in FIG. 1 constructed in this way will be explained as follows.

端子IN1からDCの入力信号■1を供給する。A DC input signal ■1 is supplied from the terminal IN1.

そして発振器1O8Cを動作させると、コンプリメンタ
リ接続されているFET1.FET2は発振器OSCの
発振出力によって交互に導通する。
Then, when the oscillator 1O8C is operated, the complementary connected FET1. FET2 is alternately turned on by the oscillation output of the oscillator OSC.

このため、入力信号■1は発振器O8Cの発振出力によ
って矩形波信号IACに変調される。
Therefore, the input signal (1) is modulated into a rectangular wave signal IAC by the oscillation output of the oscillator O8C.

この矩形波信号IACはコンデンサC1,C2を経た後
、ダイオードD1゜D2、コンデンサC3により復調さ
れてDCの出力信号I2となって出力端子0UT1より
取り出される。
This rectangular wave signal IAC passes through capacitors C1 and C2, and then is demodulated by diodes D1 and D2 and capacitor C3 to become a DC output signal I2, which is taken out from output terminal 0UT1.

すなわち、FET1がオンのとき入力電流■1は、FE
T1−C1−Dl−OUTl−OUT2−C2と流れる
In other words, when FET1 is on, the input current ■1 is
It flows as T1-C1-Dl-OUTl-OUT2-C2.

発振器O8Cの出力が逆相になってFET2がオンにな
るとC1−FET2−C2−D2の回路が閉じ、コンデ
ンサC1,C2の充電電荷が放電される。
When the output of the oscillator O8C becomes reverse phase and FET2 is turned on, the circuit of C1-FET2-C2-D2 is closed and the charges in the capacitors C1 and C2 are discharged.

このようにしてコンデンサC1,C2は充放電をくり返
し、直流伝送をおこなう。
In this way, the capacitors C1 and C2 are repeatedly charged and discharged to perform DC transmission.

この場合、FET1゜FET2は交互に導通になるが、
その動作が理想的におこなわれるならば、FET1には
電流信号がバイパスしないので直流の入力電流■1に正
確に等しくコンデンサC1,C2により絶縁された直流
の電流I2を出力端子0UT1,0UT2より得ること
ができる。
In this case, FET1 and FET2 are alternately conductive, but
If the operation is performed ideally, the current signal does not bypass FET1, so a DC current I2 that is exactly equal to the DC input current ■1 and isolated by capacitors C1 and C2 can be obtained from the output terminals 0UT1 and 0UT2. be able to.

このようなアイソレータは種々の用途が考えられるが、
その−例を第2図に示す。
Such isolators can be used for various purposes, but
An example is shown in FIG.

第2図において、Eは電圧源、RLは負荷、AMは増幅
器、Tは検出端である。
In FIG. 2, E is a voltage source, RL is a load, AM is an amplifier, and T is a detection terminal.

一点鎖線ISに第1図に示したアイソレータが挿入され
る。
The isolator shown in FIG. 1 is inserted at the dashed line IS.

このような第2図の回路においては、ラインi4.l≦
は信号伝送と電源伝送に共用され、かつ検出端T側と電
圧源E側が絶縁されたいわゆる2線式の絶縁形伝送器が
実現できる。
In such a circuit of FIG. 2, lines i4. l≦
It is possible to realize a so-called two-wire insulated transmitter which is used for signal transmission and power transmission, and in which the detection end T side and the voltage source E side are insulated.

入力信号と出力信号を直流的に絶縁する手段として、ト
ランスを用いる手法が=般的である。
A common method is to use a transformer as a means for DC-insulating input and output signals.

ところが、トランスは本質的に励磁電流が必要なため、
入力と出力の間に電流ロスがある。
However, since transformers essentially require an excitation current,
There is current loss between input and output.

第2図に示す伝送器で代表される工業計器において入出
力を絶縁させる場合に、出力信号の値は可及的に入力信
号の値に比例することが必要であり、トランスの励磁電
流のように入出力間の電流ロスがあっては困る。
When insulating input and output in industrial instruments such as the transmitter shown in Figure 2, the value of the output signal must be as proportional to the input signal value as possible, and the It would be a problem if there was current loss between input and output.

前記したように、第1図に示すFET1.FET2で構
成されるスイッチはトランスのように電流ロスがない。
As mentioned above, FET1. shown in FIG. The switch composed of FET2 has no current loss like a transformer.

このため、第1図のDC−DCコンバータを用いて構成
した第2図の絶縁形伝送器においては、検出端Tで得ら
れる信号に極めて正確に比例した絶縁された信号を負荷
RLに供給することができる。
Therefore, in the isolated transmitter shown in FIG. 2 constructed using the DC-DC converter shown in FIG. 1, an isolated signal that is extremely accurately proportional to the signal obtained at the detection terminal T is supplied to the load RL be able to.

更に、トランスを用いて絶縁させる場合に、トランスは
他の電子部品に比較してふつりあいに大きいので、トラ
ンスは回路をIC化する場合の1つのネックになるが、
第1図に示すDC−DCコンバータはこのような問題が
なく、容易にIC化できる利点もある。
Furthermore, when using a transformer for insulation, the transformer is usually large compared to other electronic components, so the transformer becomes one bottleneck when converting the circuit into an IC.
The DC-DC converter shown in FIG. 1 does not have such problems and has the advantage that it can be easily integrated into an IC.

また、コンデンサは抵抗分による損失がないので、本考
案のアイソレータにおいては入力の直流パワーを減すい
させずに負荷に供給することができる利点がある。
Furthermore, since the capacitor has no loss due to resistance, the isolator of the present invention has the advantage of being able to supply the input DC power to the load without reducing it.

第1図の回路は半波方式のアイソレータであるが第3図
に両波変調方式のアイソレータを示す。
The circuit shown in FIG. 1 is a half-wave type isolator, but FIG. 3 shows a double-wave modulation type isolator.

この両波変調方式のアイソレータは、第1図に示す電界
効果形トランジスタFET1.FET2とともに、電界
効果形トランジスタFETて、FET≦を発振器O8C
で駆動されるように設けて入力信号11を両波で変調し
、得られた変調信号IAC’をコンデンサC1,C2を
介してダイオードD1.D2およびこれと対称的に設け
たダイオードB/、 1)2′に加えて両波整流し、
入力信号11に対応した絶縁された直流出力信号I2を
得るようにしたものである。
This dual-wave modulation type isolator consists of a field effect transistor FET1. shown in FIG. Along with FET2, a field effect transistor FET is used to set FET≦ to the oscillator O8C.
The input signal 11 is modulated by both waves, and the resulting modulated signal IAC' is sent to the diodes D1 . D2 and a diode B/ placed symmetrically thereto, 1) In addition to 2', double-wave rectification,
An isolated DC output signal I2 corresponding to an input signal 11 is obtained.

このような第3図に示す両波方式のアイソレータはFE
T1とFET′2.FET;とFET2とが対になって
動作する。
Such a dual-wave type isolator shown in Fig. 3 is an FE
T1 and FET'2. FET; and FET2 operate as a pair.

いま、FET1とFETらがオン、FET(とFET2
がオフのとき回路に流れる電流ルートはFET1−C1
−D、−0UT1−OUT2−Dニーc2−FET4−
oscとなる。
Now, FET1 and FET etc. are on, FET (and FET2
When FET1-C1 is off, the current route that flows through the circuit is FET1-C1.
-D, -0UT1-OUT2-D knee c2-FET4-
It becomes osc.

逆相になるとFET’−C−D′−0UT−OUT2−
D2−C11211 FET2−O8Cと流れる。
When the phase is reversed, FET'-C-D'-0UT-OUT2-
D2-C11211 Flows with FET2-O8C.

なお、第3図にお暁コンデンサC4,C′4およびダイ
オードDa t D4はFETとしてジャンクッション
形を用いたことに起因してレベルシフトを行なうために
、また、ツェナーダイオードDZは入力電圧や負荷条件
によって発振器O8Cにかかる電圧が大幅に変わるのを
防ぐために設けたものである。
In addition, in Fig. 3, the Akatsuki capacitors C4, C'4 and the diode Dat D4 are used for level shifting due to the use of a jump cushion type FET, and the Zener diode DZ is used to adjust the input voltage and load. This is provided to prevent the voltage applied to the oscillator O8C from changing significantly depending on conditions.

第4図は本考案の更に別の実施例を示す電気的接続図で
ある。
FIG. 4 is an electrical connection diagram showing still another embodiment of the present invention.

第1図のアイソレータはFET1゜FET2を駆動させ
るための発振器O8Cを往復の接続線11.It2に対
して直列に設けたが、第4図のアイソレータは発振器O
8Cを接続線131,132に並列に接続するようにし
たものである。
The isolator shown in FIG. 1 connects an oscillator O8C for driving FET1 to FET2 to a reciprocating connection line 11. The isolator in Fig. 4 is connected to the oscillator O.
8C is connected to connection lines 131 and 132 in parallel.

このような発振器並列形の第4図のアイソレータにおい
ては、入力端子IN1.■N2に供給される電圧Viが
FET1.FET2より変調された後、コンデンサC1
,C2を経て復調器に加えられ、出力端子0UT1から
■1に比例した絶縁された電圧■。
In the oscillator parallel type isolator of FIG. 4, the input terminals IN1. ■The voltage Vi supplied to N2 is FET1. After being modulated by FET2, capacitor C1
, C2 to the demodulator and an isolated voltage ■ proportional to ■1 from the output terminal 0UT1.

が取り出される。is taken out.

この第4図の発振器並列方式のコンバータは、例えば増
幅器の電源を絶縁して与える場合に、そのアイソレータ
に用いて好適である。
The oscillator parallel type converter shown in FIG. 4 is suitable for use as an isolator when, for example, an isolated power supply is provided to an amplifier.

以上の説明から明らかなように、本考案によれば入出力
間において電流又は電圧ロスの少ない2線式のアイソレ
ータが極めて簡単な構成によって実現できる。
As is clear from the above description, according to the present invention, a two-wire isolator with little current or voltage loss between input and output can be realized with an extremely simple configuration.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本考案のアイソレータの一実施例を示す電気的
接続図、第2図は本考案のアイソレータの適用例を示す
図、第3図および第4図はそれぞれ本考案の他の実施例
を示す電気的接続図である。 O20・・・・・・発振器、FET・・・・・・電界効
果形トランジスタ、C1,C2・・・・・・絶縁用コン
デンサ、Dl。 D2.C3・・・・・・復調器。
FIG. 1 is an electrical connection diagram showing one embodiment of the isolator of the present invention, FIG. 2 is a diagram showing an application example of the isolator of the present invention, and FIGS. 3 and 4 are respective examples of other embodiments of the present invention. It is an electrical connection diagram showing. O20...Oscillator, FET...Field effect transistor, C1, C2...Insulating capacitor, Dl. D2. C3...Demodulator.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 往復の接続線に直並列に接続された相補性を有する一対
の半導体スイッチ素子と、前記往復の接続線にそれぞれ
直列に接続された一対のコンデンサと、一対の整流用ダ
イオードとF波用コンデンサよりなる前記一対のコンデ
ンサの出力側に接続された復調回路とを具備し、入力の
直流信号を発振器によって駆動される前記一対の半導体
スイッチ素子によって変調し、該変調信号を前記両コン
デンサを介して復調回路により復調するようにした2線
式アイソレータ。
A pair of complementary semiconductor switching elements connected in series and parallel to the reciprocating connection lines, a pair of capacitors each connected in series to the reciprocating connection lines, a pair of rectifying diodes and an F-wave capacitor. a demodulation circuit connected to the output side of the pair of capacitors, the input DC signal is modulated by the pair of semiconductor switch elements driven by an oscillator, and the modulated signal is demodulated via both the capacitors. A two-wire isolator that is demodulated by a circuit.
JP1977154357U 1977-11-17 1977-11-17 2 wire isolator Expired JPS584257Y2 (en)

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