JPS5847046B2 - 信号絶縁回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、パルス幅信号を利用して信号の絶縁を行なう
ようにした信号絶縁回路に関するものである。

更に詳しくは、本発明は直流で動作する負荷に、これを
動作させるための信号を絶縁した形で供給する場合に使
用して有効な信号絶縁回路に関するものである。

従来、直流信号で動作する負荷に、アナログ信号を絶縁
した形で供給する場合、一般には供給するアナログ直流
信号を一度交流信号に変換し、この交流信号を絶縁用ト
ランスを介した後に整流し、その後直流負荷に供給する
ことが行なわれている。

この場合、直流負荷に供給する直流信号の振幅の精度や
、高い安定性を維持するためには、絶縁用のトランスと
して、巻線比の精度が高く、漏洩電流の小さな、従って
高師な絶縁トランスを使用する必要があった。

本発明の目的は、巻線比の精度や安定性、容量等が要求
されない。

従って小形で表両な絶縁トランスを使用することができ
、また、出力側に特別な電源を必要としない全体構成の
簡単な信号絶縁回路を実現しようとするものである。

本発明に係る装置は、信号をパルス幅信号で、電力は振
幅で伝送するようにし、２次側に定電流回路を設けるよ
うにした点に特徴がある。

本発明の装置は、絶縁トランスは、パルス幅信号を伝送
するだけ、（オン、オフ的な信号を伝送するだけ）なの
で、精度や安定性、容量等要求されず、小形で表両なパ
ルストランスを使用することができるという特長を有し
ている。

第１図は本発明の原理的な構成ブロック図である。

図においてＴＲは一次巻線ｎ１、二次巻線ｎ２を有する
トランスで、一次巻線ｎ１ には伝送すべき信号がパ
ルス幅信号の形で印加される。

ＣＤはトランスＴＲの二次巻線ｎ２に発生する信号■１
をその電源とする定電流回路である。

この定電流回路ＣＤは、第２図に示すように、その電源
電圧■１が第１の基準値■Ｓ１以上の場合は出力電流１
２が一定の基準値Ｉｓとなり、その電源電圧Ｖ１が第２
の基準値■Ｓ２以下の場合は出力電流１２が零となる特
性をもっている。

ｃｏは出力電流が流しるコンデンサ、ＬはコンデンサＣ
８と並列に接続された負荷である。

第３図は本発明の一実施例を示す接続図である。

図において、１０は入力信号ｅｉが印加される入力端子
、ＰＷＭは入力信号ｅｔをパルス幅信号に変換するパル
ス幅信号変換器で、ここでは演算増幅器Ａ１、帰還抵抗
Ｒ１およびコンデンサＣ１で構成されている。

Ｑｌはトランジスタで、そのコレクタとエミッタがトラ
ンスＴＲの一次巻線ｎ１ と直列となるように接続され
ている。

このトランジスタＱ１は、そのベースに印加される入力
信号ｅｉに対応したパルス幅信号によってスイッチング
し、次巻線ｎ１に伝送すべき信号ｅｔをパルス幅信号の
形で印加する。

定電流回路ＣＤは、ダイオードＤ１、抵抗Ｒ３、定電圧
ダイオードＤ２、この定電圧ダイオードＤ２で得られた
定電圧がそのベースに印加され、コレクタがコンデンサ
Ｃ６、ダイオードＤ１を介して、またエミッタが抵抗Ｒ
４を介してトランスＴＲの二次巻線ｎ２ にそれぞれ接
続されたトランジスタＱ２で構成されている。

この定電流回路ＣＤは、トランスＴＲの二次巻線ｎ２
に発生する電圧■１が一定基準値■Ｓ１以上の場合はト
ランジスタＱ２ が導通し、ベースに印加される定電圧
ダイオードＤ２ で得られた基準電圧Ｖ２と、ｃｏを介
してコレクタ、エミッタ間に流れる。

また、トランスＴＲの二次巻線ｎ２ に発生する電圧■
１カ第２の基準値ｖＳ２以下の場合はトランジスタＱ２
が不導通となり、コンデンサＣ８には電流が流れなくな
る。

このように構成した回路において、いま、トランスＴＲ
の一次巻線ｎ１に第４図イに示すようなパルス幅信号が
印加されたものとすれば、二次巻線ｎ２には、第４図口
に示すような電圧Ｖ１が誘起する。

トランジスタＱ２はこの電圧■１によってスイッチング
動作し、そのコレクタ、エミッタ間に第。

図７、Ｋオすよ、ヶ、−□４１表わあわあ□４ 電流がパルス信号に同期して流れる。

したがって、負荷りには、コンデンサＣ８に流れる電流
ｉの平均値■。

が流れ、その値は次式で表わされる。イレシオ。

よって、負荷りにはパルス幅信号のデユーティレシオに
対応した直流負荷電流が流れる。

ここで、この直流負荷電流■。

は、二次巻線ｎ２に誘起する電圧■１ とは無関係とな
るから、トランスＴＲには精度の良いものは要求されず
小形でかつ表両なものを用いることができる。

第５図〜第８図は本発明の他の実施例を示す接続図であ
る。

第５図の実施例は、定電流回路ＣＤをトランスＴＲの二
次巻線ｎ２に発生する電圧■１が一定値以上の場合に導
通するトランジスタＱ３、二次巻線ｎ２に発生する電圧
ｖ１を整流、平滑する回路Ｄ１゜Ｃ２、この整流、平滑
して得られた直流電圧を分圧して基準電圧Ｖｚを得る回
路Ｒ３，Ｄ２およびトランジスタＱ３と抵抗Ｒ４を介し
て直列に接続されベースに基準電圧Ｖｚが印加されたト
ランジスタＱ２ で構成したものである。

この実施例においては、二次巻線ｎ２ に発生する電圧
Ｖ１が一定値ｖＳ１以上の場合はトランジスタＱ３が導
通し、トランジスタＱ２．Ｑ３にはコンデンサＣ８を介
してＶｚ −で決まる定電流が流れる。

また電圧■、が４ 第２の基準値ｖＳ２以下となると、トランジスタＱ３が
不導通となり、ここを流れる電流は零となる。

第６図の実施例は、定電流回路ＣＤを定電流素子ＦＥＴ
１．ＦＥＴ、、を互に逆極性に直列に接続して構成した
ものである。

第７図の実施例は、定電流回路ＣＤをブリッジ接続した
ダイオードＤ１□〜Ｄ１４およびこのダイオードブリッ
ジ回路の検電端に接続した定電流素子ＦＥＴで構成した
ものである。

第８図の実施例は、定電流回路ＣＤにＩＣ化されたレギ
ュレータ（例えばナショナルセミコンダクタＬＭ−３０
５）を用いたものである。

このレギュレータは、二次巻線ｎ２に発生する電圧■１
が一定値ＶＳ１以上の場合、レギュレータ動作を行ない
、帰還抵抗Ｒ６で決まる定電流を出力端子２１．２２に
流す。

二次巻線ｎ２に発生する電圧Ｖ１が一定値■Ｓ２以下の
場合、レギュレータ動作を行なわず、出力端子を流れる
電流は零となる。

なお、ダイオードＤ３はレギュレータが動作していない
状態において、コンデンサＣ８の電荷がＩＣレギュレー
タの端子１，８に放電するのを防ぐためのものでもある
。

以上説明したように、本発明は、絶縁用トランスの２次
側に、伝送されたパルス幅信号を精度良く直流信号に変
換するための定電流回路を設けるようにしたもので、こ
れによって、本発明によれば、絶縁用トランスとしては
、精度が要求されない、小形で安価なものが使用できる
とともに、出力側（二次側）に特別な電源を必要とせず
、全体構成の簡単な信号絶縁回路が実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理的な構成ブロック図、第２図は本
発明に用いられる定電流回路の特性図、第３図は本発明
の一実施例を示す接続図、第４図は第３図回路の動作波
形図、第５図〜第８図は本発明の他の実施例を示す接続
図である。 ＴＲ・・・・・・トランス、ＣＤ・・・・・・定電流回
路、ｃ。 ・・・・・・コンデンサ、Ｌ・・・・・・負荷、ＰＷＭ
・・・・・・パルス幅信号変換器、Ｑｌ、Ｑ２・・・・
・・トランジスタ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 一次巻線、二次巻線を有し前記−次巻線に直流負荷
   に供給する信号がパルス幅信号の形式で印加されるトラ
   ンス、このトランスの二次巻線に発生する電圧を電源電
   圧としその電圧が第１の基準値以上の場合は出力電流が
   一定の値の定電流となりその電圧が第２の基準値以下の
   場合は出力電流が零となる特性をもった定電流回路、こ
   の定電流回路の出力側に接続された前記トランスの一次
   巻線に与えられるパルス幅信号のデユーティレシオと前
   記定電流回路の出力定電流との積に比例した平均出力電
   流を得る回路、この平均出力電流が流れる直流負荷を具
   備する信号絶縁回路。 ２ 定電流回路を定電圧ダイオードとこの定電圧ダイオ
   ードで得られた定電圧がベースに印加されるトランジス
   タとで構成した特許請求の範囲第１項記載の信号絶縁回
   路。 ３ 定電流回路を二次巻線に発生する電圧が一定値以上
   の場合に導通するトランジスタと、定電圧ダイオードと
   、この定電圧ダイオードで得られた定電圧力”−＜−ス
   に印加される前記トランジスタに抵抗を介して直列に接
   続されたトランジスタとで構成した特許請求の範囲第１
   項記載の信号絶縁回路。 ４ トランスの二次巻線に発生する電圧を整流、平滑す
   るようにした特許請求の範囲第２項又は第３項記載の信
   号絶縁回路。 ５ 定電流回路を定電流素子を互に逆極性に直列に接続
   して構成した特許請求の範囲第１項記載の信号絶縁回路
   。 ６ 定電流回路をブリッジ接続したダイオードと、この
   ダイオードブリッジ回路の検電端に接続した定電流素子
   とで構成した特許請求の範囲第１項記載の信号絶縁回路
   。 ７ 定電流回路にＩＣレギュレータを用いた特許請求の
   範囲第１項記載の信号絶縁回路。