JPS5910945Y2 - voltage isolator - Google Patents

voltage isolator

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JPS5910945Y2
JPS5910945Y2 JP202679U JP202679U JPS5910945Y2 JP S5910945 Y2 JPS5910945 Y2 JP S5910945Y2 JP 202679 U JP202679 U JP 202679U JP 202679 U JP202679 U JP 202679U JP S5910945 Y2 JPS5910945 Y2 JP S5910945Y2
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JP
Japan
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voltage
input
flyback
comparator
transformer
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JP202679U
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Japanese (ja)
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JPS55102392U (en
Inventor
吉士 深井
直樹 佐野
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横河電機株式会社
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Publication date
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Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、電圧アイソレー夕の改良に関するものである
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to improvements in voltage isolators.

アナログ信号伝送回路においては、コモン・モード・ノ
イズ対策の一環として、アイソレー夕が用いられる。
In analog signal transmission circuits, isolators are used as part of common mode noise countermeasures.

アイソレー夕としては種々の形式のものが実用されてい
るが、電圧用のアイソレー夕の従来例としては、第1図
および第2図のようなものか゛ある。
Although various types of isolators are in use, conventional examples of voltage isolators include those shown in FIGS. 1 and 2.

第1図においては、トランスTの1次コイルNpにダイ
オードD1とコンデンサC1の直列回路が接続され、コ
ンテ゛ンサC1に並列に抵抗R1が接続され、この抵抗
R1の両端に、入力の直流電圧V1が、ダイオードD1
の極性とは逆極性に与えられる。
In Fig. 1, a series circuit of a diode D1 and a capacitor C1 is connected to the primary coil Np of a transformer T, a resistor R1 is connected in parallel to the capacitor C1, and an input DC voltage V1 is connected across the resistor R1. , diode D1
The polarity is opposite to that of .

トランスTの2次コイルN5にも、ダイオードD2とコ
ンデンサC2と抵抗R2により、同様な回路が形威され
、抵抗R2の両端から直流出力電圧■。
A similar circuit is formed in the secondary coil N5 of the transformer T, using a diode D2, a capacitor C2, and a resistor R2, and a DC output voltage is generated from both ends of the resistor R2.

が取り出される。is taken out.

1次コイルNpと2次コイルN5の巻線比は1である。The turns ratio between the primary coil Np and the secondary coil N5 is 1.

2次コイルNsの両端には、定電圧の直流電源一■。A constant voltage DC power supply is connected to both ends of the secondary coil Ns.

とスイッチング素子SWによる励磁回路が接続される。An excitation circuit including a switching element SW is connected to the excitation circuit.

直接電源一■。による励磁電圧の極性は、ダイオードD
2の極性とは逆になるように定められ、スイッチング素
子SWは所定のデューテイ・レシオでオン・オフされる
Direct power supply ■. The polarity of the excitation voltage is determined by the diode D
2, and the switching element SW is turned on and off at a predetermined duty ratio.

このような回路において、スイッチング素子SWがオン
のとき、直流電源一V。
In such a circuit, when the switching element SW is on, the DC power supply is 1V.

の電圧が2次コイルN5に印加され、それによって1次
コイルNpに誘起電圧が生じるが、どちらの電圧もダイ
オードD1,D2によって阻止され、入力側および出力
側に伝わることはない。
voltage is applied to the secondary coil N5, which generates an induced voltage in the primary coil Np, but both voltages are blocked by the diodes D1 and D2 and are not transmitted to the input side and output side.

スイッチング素子SWがオフになると、トランスTに蓄
えられた電磁エネルギーにより、1次コイルNpと2次
コイルN5にフライバック電圧が生じ、これらの電圧は
、ダイオードDi,D2を通じて、それぞれ、コンテ゛
ンサC1と抵抗R1の並列回路およびコンデンサC2と
抵抗R2の並列回路に与えられる。
When the switching element SW is turned off, the electromagnetic energy stored in the transformer T generates a flyback voltage in the primary coil Np and secondary coil N5, and these voltages are applied to the capacitors C1 and C1 through diodes Di and D2, respectively. It is applied to a parallel circuit of resistor R1 and a parallel circuit of capacitor C2 and resistor R2.

コンテ゛ンサC1と抵抗R1の並列回路には入力電圧■
1が与えられているので、1次コイルNpのフライバッ
ク電圧は、人力電圧■1に等しい値に振幅制限される(
ダイオードD1の電圧降下は無視できるものとする)。
The input voltage ■ to the parallel circuit of capacitor C1 and resistor R1 is
1 is given, the flyback voltage of the primary coil Np is amplitude limited to a value equal to the human power voltage ■1 (
(Assume that the voltage drop across diode D1 is negligible).

このため、2次コイルN5のフライバック電圧も同じ値
になり、これがダイオードD2とコンデンサC2と抵抗
R2からなる回路によって整流平滑されて出力電圧■。
Therefore, the flyback voltage of the secondary coil N5 also has the same value, and this is rectified and smoothed by a circuit consisting of a diode D2, a capacitor C2, and a resistor R2, resulting in an output voltage ■.

どなるので、入力電圧V1に一致した出力電圧■。As a result, the output voltage ■ matches the input voltage V1.

が得られる。このような電圧アイソレータにおいては、
フライバック電圧の振幅制限時に、過剰エネルギーに基
づき、1次コイルNpから入力電圧源に向かって電流が
流れる。
is obtained. In such a voltage isolator,
When the amplitude of the flyback voltage is limited, a current flows from the primary coil Np toward the input voltage source based on the excess energy.

この電流は人力電圧源の内部抵抗や信号線の抵抗に電圧
降下を生じさせ、みかけ上の入力電圧を増加させ、誤差
を生じる。
This current causes a voltage drop in the internal resistance of the human voltage source and the resistance of the signal line, increasing the apparent input voltage and causing an error.

この誤差の比率は、人力電圧v1が小さくなって、入力
電圧源に流れ込む電流が大きくなるほど、大きくなる。
The ratio of this error becomes larger as the human power voltage v1 becomes smaller and the current flowing into the input voltage source becomes larger.

第2図は、このような問題点を解決したものであって、
励磁用直流電源−■,の電圧を出力電圧Voに応じて変
えるようにするとともに、抵抗RAとして適当な補償抵
抗を用いるようにしたものである。
Figure 2 shows a solution to these problems.
The voltage of the excitation DC power source -1 is changed in accordance with the output voltage Vo, and a suitable compensation resistor is used as the resistor RA.

この回路においては、入力電圧■1が低下するにつれて
出力電圧■。
In this circuit, as the input voltage (1) decreases, the output voltage (1) decreases.

が低下することを利用して、励磁電圧を低下させ、それ
によってフライバック電圧を低下させて、低電圧時に入
力電圧源に流れ込む電流の増加を抑えるようにしており
、また、補償抵抗RAの値を適当に定めることにより、
入力電圧源からある程度電流をとり、フライバック電圧
による電流と相殺するようにしている。
The excitation voltage is lowered by taking advantage of the fact that By appropriately determining
A certain amount of current is drawn from the input voltage source to offset the current due to the flyback voltage.

しかしながら、このような回路においても、励磁用直流
電源−■oは、ダイオードD 1, D 2の電圧降下
を克服するために、固定のバイアス源を含んでいるので
、入力電圧V1がダイオードD1,D2の電圧降下と同
程度の値になると、固定励磁状態に近くなり、誤差の増
大が生じる。
However, even in such a circuit, the excitation DC power source -■o includes a fixed bias source in order to overcome the voltage drop across the diodes D1 and D2, so that the input voltage V1 is When it reaches a value comparable to the voltage drop of D2, it approaches a fixed excitation state and an increase in error occurs.

また、電圧アイソレータとしては入力インピーダンスの
小さいことが問題となる。
Further, as a voltage isolator, the problem is that the input impedance is small.

本考案の目的は、入力電圧の小さいところにおいても誤
差が小さく、かつ入力インピーダンスが大きい電圧アイ
ソレー夕を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a voltage isolator with small errors and large input impedance even at low input voltages.

本考案は、比較器により、フライバック電圧の整流平滑
値を入力電圧と比較し、両者が一致するように、過剰エ
ネルギーの吸収を行うようにしたものである。
The present invention uses a comparator to compare the rectified and smoothed value of the flyback voltage with the input voltage, and absorbs excess energy so that the two match.

以下、図面によって本考案を説明する。The present invention will be explained below with reference to the drawings.

第3図は本考案実施例の電気的接続図である。FIG. 3 is an electrical connection diagram of an embodiment of the present invention.

第3図において、CFは比較器、D3はダイオード、R
3は抵抗であり、その他の部分は第1図の場合と同様で
ある。
In Figure 3, CF is a comparator, D3 is a diode, and R
3 is a resistor, and the other parts are the same as in the case of FIG.

比較器CFは、入力電圧■1と1次コイルNpのフライ
バック電圧の整流平滑値■,とを比較し、■,〉■1と
なったとき負の出力電圧を生じて、1次コイルNpのフ
ライバック電圧の過剰分を吸収する。
The comparator CF compares the input voltage ■1 with the rectified and smoothed value ■, of the flyback voltage of the primary coil Np, and when it becomes ■,>■1, it generates a negative output voltage, and the primary coil Np absorbs excess flyback voltage.

比較器CFのゲインは充分に大きいので、これにより、
電圧■,は入力電圧V+に一致するように制御される。
Since the gain of comparator CF is sufficiently large, this results in
The voltage (2) is controlled to match the input voltage V+.

VF<Vlとなると、比較器CFの出力電圧は正となっ
てダイオードD3によって阻止されるので、フライバッ
ク電圧には影響がおよばない。
When VF<Vl, the output voltage of the comparator CF becomes positive and is blocked by the diode D3, so that the flyback voltage is not affected.

このように1次コイルNpのフライバック電圧の振幅制
限が行われるとき、第1図の場合と同様に、出力電圧V
When the amplitude of the flyback voltage of the primary coil Np is limited in this way, the output voltage V
.

は入力電圧■1に一致したものとなる。このような回路
においては、フライバック電圧の過剰分の吸収は、比較
器CFによって行われるので、入力電圧源側に電流が流
れ込むことがない。
corresponds to the input voltage ■1. In such a circuit, the excess flyback voltage is absorbed by the comparator CF, so no current flows into the input voltage source.

したがって、そのような電流による誤差は生ぜず、入力
電圧■1の小さいところにおいても正確な動作が行われ
る。
Therefore, errors due to such currents do not occur, and accurate operation is performed even when the input voltage (1) is small.

また、比較器CFは、演算増幅器を利用すれば高入力イ
ンピーダツスのものが得られるから、入力インピーダン
スの高い電圧アイソレータとすることができる。
Furthermore, since the comparator CF can have a high input impedance by using an operational amplifier, it can be made into a voltage isolator with a high input impedance.

比較器CFの電源電圧は、トランスTにもうlつのコイ
ルを設けて、スイッチング素子SWのオン時の誘起電圧
を整流平滑することによって得ることができる。
The power supply voltage of the comparator CF can be obtained by providing another coil in the transformer T and rectifying and smoothing the induced voltage when the switching element SW is turned on.

また、比較器CFに入力する電圧■,を抵抗R1の途中
から取り出すようにすれば、人力電圧V1を比較例に拡
大した出力電圧■。
In addition, if the voltage (2) input to the comparator CF is extracted from the middle of the resistor R1, the output voltage (2) is obtained by expanding the human voltage V1 to the comparative example.

が得られる。is obtained.

また、トランスTの励磁は専用のコイルを設けて行うよ
うにしてもよい。
Further, the excitation of the transformer T may be performed by providing a dedicated coil.

フライバック電圧の振幅制限は、第4図のようにして行
うこともできる。
The amplitude of the flyback voltage can also be limited as shown in FIG.

第4図は、1次コイルNpに並列にトランジスタQを接
続し、このトランジスタQを比較器CFの出力で制御す
るようにしたものである。
In FIG. 4, a transistor Q is connected in parallel to the primary coil Np, and this transistor Q is controlled by the output of a comparator CF.

比較器CFは、VF〉■1のときトランジスタQをオン
にして、過剰エネルギーを吸収させ、フライバック電圧
の振幅制限を行う。
Comparator CF turns on transistor Q when VF>1, absorbs excess energy, and limits the amplitude of the flyback voltage.

以上のように、本考案は、比較器により、フライバック
電圧の整流平滑値を入力電圧と比較し、両者が一致する
ように過剰エネルギーの吸収を行うようにした。
As described above, the present invention uses a comparator to compare the rectified and smoothed value of the flyback voltage with the input voltage, and absorbs excess energy so that the two values match.

このため、入力電圧の小さいところにおいても誤差が小
さく、かつ入力インピーダンスが大きい電圧アイソレー
夕が実現できる。
Therefore, it is possible to realize a voltage isolator with small errors and large input impedance even when the input voltage is small.

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

第1図および第2図は従来例の電気的接続図、第3図お
よび第4図は本考案実施例の電気的接続図である。 T・・・・・・トランス、Np・・・・・・1次コイル
、N8・・・・・・2次コイル、D1,D2,D3・・
・・・・ダイオード、R1,R2,R3・・・・・・抵
抗、一Vc・・・・・・励磁用直流電源、SW・・・・
・・スイッチング素子、Q・・・・・・トランジスタ。
1 and 2 are electrical connection diagrams of the conventional example, and FIGS. 3 and 4 are electrical connection diagrams of the embodiment of the present invention. T...Transformer, Np...Primary coil, N8...Secondary coil, D1, D2, D3...
...Diode, R1, R2, R3...Resistor, -Vc...DC power supply for excitation, SW...
...Switching element, Q...Transistor.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 互いに絶縁された少なくとも1対のコイルを有するトラ
ンス、このトランスを直流電圧によって断続的に励磁す
る励磁手段、1対のコイルにそれぞれ接続されフライバ
ック電圧をそれぞれ整流平滑する1対の整流平滑回路、
およびこれら整流平滑回路の一方の出力電圧を入力電圧
と比較し両者が一致するようにフライバック時のトラン
スの過剰エネルギーを吸収する比較器を具備する電圧ア
イソレー夕。
A transformer having at least one pair of coils insulated from each other; excitation means for intermittently exciting the transformer with a DC voltage; a pair of rectifying and smoothing circuits each connected to the pair of coils and rectifying and smoothing the flyback voltage;
and a voltage isolator equipped with a comparator that compares the output voltage of one of these rectifying and smoothing circuits with the input voltage and absorbs excess energy of the transformer during flyback so that the two match.
JP202679U 1979-01-11 1979-01-11 voltage isolator Expired JPS5910945Y2 (en)

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JPS55102392U JPS55102392U (en) 1980-07-17
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