JPS59149421A - 絶縁スイツチ装置 - Google Patents

絶縁スイツチ装置

Info

Publication number
JPS59149421A
JPS59149421A JP2275383A JP2275383A JPS59149421A JP S59149421 A JPS59149421 A JP S59149421A JP 2275383 A JP2275383 A JP 2275383A JP 2275383 A JP2275383 A JP 2275383A JP S59149421 A JPS59149421 A JP S59149421A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
circuit
transistor
current
signal
voltage
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2275383A
Other languages
English (en)
Inventor
Kunio Kobayashi
邦雄 小林
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP2275383A priority Critical patent/JPS59149421A/ja
Publication of JPS59149421A publication Critical patent/JPS59149421A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/51Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used
    • H03K17/56Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices
    • H03K17/687Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices the devices being field-effect transistors
    • H03K17/689Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices the devices being field-effect transistors with galvanic isolation between the control circuit and the output circuit
    • H03K17/691Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices the devices being field-effect transistors with galvanic isolation between the control circuit and the output circuit using transformer coupling

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Electronic Switches (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、入力側と出力側とを電気的に絶縁状態にして
、出力側への信号伝達を制伺“する際に用いて好適なス
イッチ装置に関する。
上述の如きスイッチ装置として、発光素子と受光素子と
で構成されたものがある。発光素子として例1えば発光
ダイオードが多用さね、受光素子にFi例えばフォトト
ランジスタが多用さねている。
この場合、制御tWt供給時に発光ダイオードから発生
した光は、フォトトランジスタによりて受光さh1フォ
トトランジスタの出力電流によってスイッチングトラン
ジスタがオン・オフ状態に動作する。従って、発光ダイ
オードとフォトトランジスタとの間は電気的に絶縁され
、しかも制御N流の断綬によシスイツチングトランジス
タ全オン・オフ制御し得るようになる。
しかし、本発明者が上記スイッチ装置につき検討し穴と
ころによると、(1)出力側のスイッチ素子(例えば、
トランジスタ、サイリスタ等)に流入させる電源が必要
。(2)  もし電源を不要とするには、MO&)7ン
ジスタ等の出力スイッチ素子が必要であシ、かつスイ、
チスビードが一般的に安価につくるには1 m5ec 
と遅い。(3)直流及び交流のスイッチに併用できるも
のがない。等の欠点があることが判明した。
また、電話交換機などの通信機、或いは各種産業機器に
おいてリードリレーが多用されているが、これについて
は機械的故障が多く、信頼性に欠けることも判明した。
依って、本発明の目的とするところは、高信頼性全有し
、かつ大電流全制御し得る士に、小型化が容易な1次側
(信号側)と2次側(負荷側)′に絶縁したスイッチ装
置を提供することにある。
以下、第1図全参照して本発明を適用したスイッチ装置
の第1の実施例1−i述べる。
発振回路を含む制御回路1は、例1えは周波数百KH2
程度のパルス信号f+に発生する。Tlは、入力信号端
子(外部接続端子)であって、所望の時間幅のパルス幅
を有する制御信号が供給される。
また、1は発振回路を含む制御回路であシ、T1により
制御婆わ、T、が意味ある信号レベルのときにf、が2
の増巾器に入るようになっているものとする。
従って、いま仮りに入力端子Tlに制御信号が供給され
たとすると、その制御信号が供給された期間にコイルL
、にパルス的に電流工lが流される。このタイミングケ
第2図(蜀乃至(D)に示す。コイルLIK市渡工lが
渡れることによシ、2次側コイルb、lに2送電圧e2
が誘起される。2次雷圧e2によって、以下に述べるス
イッチ素子DI  + D2がスイッチング動作を行う
のである。
すガわち、制御信号Tlが供給さi′1fCとき2次雷
圧e2は、パルス信号f、 K対応した交流信号であり
、整流ターイオードDによって半波整流でれる。この場
合 L、 、’ L、’の巻線方゛向けMOS)ランジ
スタQ1+Qzkオンさせるゲート・ソース電圧が得ら
れれは、第1図にこだわらない。コンデンサCけ平滑回
路として動作する。そして、A点の電圧は、脈流を含む
1流の電圧波形になる(第6図参照)。A点の電圧は、
NチャンネルのパワーMO8I−ランジスタ(以下にお
いてトランジスタという)Ql、Q2の各ゲートG1 
、G 2に供給される。一方、2次コイルL 、 lの
一端は、トランジスタQl、Q2の各ソースs1、s2
に共通接続さ引ている。従って、A点の電圧レベルが所
定電圧レベル、言い換えねばトランジスタにLl、Q、
2のケート・ンーススレッシホールド篭圧V。8 (O
N )以上にiりたとき、トランジスタQt>、、Qx
がオン状態になる。この際、出方端子Tl+T1間は導
通状態になり、導通時間は制御信号の供給時間にほぼ対
応する。
上述のスイッチング動作は、コイルL1、Ll’を介し
て行わわるので、入力側と出力側とが電気的にまったく
絶縁した状態で行われる。しかも、MOS)ランジスタ
全用いるため、vG8(ON)全硲保すわば、理論的に
は、いかなる出力素子(Ql  、Q、;  )kドラ
イブ可能である。しかしゲート、ソース容t’を持つた
め、制限は出て来るが、バイポーラ型トランジスタ型に
比べけるかに小さな駆動電力で済み、トランス金倉んだ
混成集積化も可能となる。
ここで注目すべきことは、発光素子や受光素子が不賛で
あるため、経年変化による特性劣化がなく、高信頼性全
持続できることである。更に応答速度は、flk高周波
にすることにより、極めて早く、本発明者の実験によれ
ばオフ→オンが2μsec ’、オン→オフが50μ8
θC程度に高速度化することができた。また、直流及び
交流のいづれにも使用できる。さらに、flに発生する
発振 は、各スイッチにそわそれ独立して設けることは
なく、複数のスイッチにflからその信号を供給するこ
ともできる。これは、特に、混成集積回路中、まfcは
、1枚の電子基板のり数のスイッチが含まわる場合1.
この手法によシコ名ト低減を図ることができる。
ところで、上記第1の実m例1では、入力端子Tlに制
御信号が供給されると、2次側ス不ツチ回路がオン状態
のままである。しかしながら、コンデンサC1と抵抗R
1に小さな値にすることにより、制御信号供給時におい
て周波数信号f1に対応してスイッチ回路をオン・オン
状態に動作させることもできる。この回路動作は、一定
期間につき高速度でスイッチ回路を断続させたい場合に
好都合である。
次に、第3図〜第6図を参照して本発明の第2の実tl
i例?述べる。なお、上記第1の実施列と本実施例との
相違点は、トランジスタにLl 、Ctwの各ソースに
共通接続された外部接続端子To k設けた点にある。
また、第3図はスイッチ装置の全体の回路構成全庁し、
第4図〜第6図はその具体的使用例?示すスイッチ回路
部の回路図である。
そして、第4図〜第6図において、NチャンネルMO8
)ランジスタQ+ 、Qw にそわぞわダイオードDI
l、D12が図示されているが、こわ、らはP型基板と
N型ドレインD!、D2 (n+)との間に形成される
寄生ダイオードでおる。
第4図は、交流電源eok用いた場合の回路動作を示す
ものである。コイルL、lに誘起した電圧ell If
Cよって、上述の如くトランジスタQt 、Qzがオン
状態になると、負荷抵抗RI、に交流電流がWtrる。
この場合、負荷抵抗RLを渡ねる電流11は、出力端子
T!からT3、または出力端子T3からT+1へと交互
に流れるが、その電流量はトランジスタQ+ 、Qlの
1個分のN’1ltt容量内であることが必要である。
トランジスタQi % Qlが何ハもオフ状態のとき、
ダイオードD11%D12の一方が必らず逆バイアスと
なシ、N流11の電流径路は構成さねない。従って交流
用スイッチとして使える。
次に第5図につき、外部接続端子T。音用いた場合の第
1の回路動作を述べる。
コイルLI′に誘起しfc電圧e1によって、上述の如
くトランジスタQtbQsがオン状態になると、直流電
源E、から流れる電流量1が負荷抵抗てトランジスタQ
1、Qlに渡れる。トランジスタQ+ 、Qzがオフ状
態のとき、上記li流工!は流れない。
この使用列につき注目すべきことは、雷流工lンジスタ
QtxQzがii淀工、に対し、並列の電流径路を構成
するため、QlおよびQlの許容管流の和?17iすこ
とができる。従って、直流でかつ大出力1流が必要な場
合に有益であシ、トランジスタQ+ % Qwによる電
力損失も少ない。
次に第6図につき、外部接続端子T。を用いた場合の第
2の回路動作金述べる。
直it源31i1、Bitは異りfcN圧であるとする
コイルL1′に誘起した電圧81 によって、上述の如
くトランジスタQI%Q2がオン状態になると、直流電
源mlから負荷抵抗RLlにW流I、が流れ、こわと同
時に直流電源F’llから負荷抵抗”Lllに′rli
流工■が淀ねる。すなわち、第6図に示す使用例1では
、異なった電圧を有する直流電源に、そ引ぞね接Mζh
fC負荷抵抗RLl、R111に対する制御?1チャン
ネルのスイッチ回路S1によって同一位相で行うことが
できる。
なお、第4図から第6図において、スイッチ回路部の負
荷として抵抗を図示したが、抵抗に限定されるものでは
決してなく、電子回路等の負荷回路であってよい。
次に、本発明の他の実施例全第7図に沿って述べる。
一点鎖線Hyb工0内部の回路ブロック、回路部品及び
回路素子は全て混成集積回路内部に形成され\ Tl〜
Tll+Tll〜T14+Tll’〜T14′。
TO1〜TO4け混成集積回路HyblOの外部端子で
ある。
電源端子T5に電源電圧V。0が供給されると、発振回
路lはその出力f1にパルス状の発振出力信号を発生す
る。
アンドゲート11〜14のうちその制御端子T1〜T2
にハイレベルの制御信号が供給されたものだけが、その
出力に発振出力f1に伝達することができる。
第8図は本発−〇他の実施vAJ’に示し、インバータ
3.アンドゲート21.さらに二次側コイルL2′、ダ
イオードD′、コンデンサc/、抵抗R′。
MOB)ランジスタQ3によ多構成さh7を他のスイッ
チS′ヶ特に有する。
制御入力端子T1の入力信号I)Jがハイレベルである
と、アンドゲート11は発振回路1の出力をトランジス
タQ1のベースに伝達し、アンドゲート21け発振回路
21は発振回路lの出力トランジスタQ、+のベースに
非伝達とする。かくして、トランジスタQ1のコレクタ
にはt流11が淀れ、トランジスタQ1 のコレクタの
’I n i 2は零となり、整流ダイオードDのカソ
ードには正電圧が生じ、整流ダイオードD′のカソード
電圧は零となり、NチャンネルMO8)ランジスタQ1
はオン、NチャンネルMO8)ランジスタQ3はオフで
ある。
制御入力端子T1の入力信号INがハイレベルからロー
レベルとなると、トランジスタQ1のコレクタの電流1
1け零となり、トランジスタQ2のコレクタにけ電11
2が淀れる。従って、整流ダイオードD′のカソードに
は正電圧が生じるため、MOS )ランジスタGLsが
オンとなり、コンデンサCの正電荷を急速放電し、MO
S )ランジスタQ+がオンからオフになる速度をはや
めることができる。
第9図は第8図とほぼ同様な実施例であり、放電加速用
MO8)ランジスタQ3が同様に配置され、スイッチM
O8)ランジスタQ2がトランジスタQ1に付加されて
いる。第1θ図(A)乃至(匂は、第9図の実施例の各
部の信号波形図であり、特に第10図CEP)から理解
できるのは、入力信号INがハイレベルからローレベル
になるとMOS)7ンシスタQ+、Q、zのゲート電圧
■。1がハイレベルから急速にローレベルに変化するこ
とで6L両NチャンネルMO8)ランジスタQs+GL
*がオンからオフになる速度をはやめることができる。
第11図は第7図とほぼ同な実IN!7J例であり、第
12図(4)乃至φ)は第11図の実施例の各部の信号
波形である。
この第12図(A)乃至ψ)から、入力端子T1〜T4
の入力信号IN1〜工N4が同時にハイレベルとなると
、1次側コイルL1〜L4 k介して電源電圧vccか
らトランジスタQ1〜Q4のコレクタに電流1凰〜14
が同時に渡れ、結果として大きな電源1i涼I0゜が済
れる。従って、第11図の実施例においては電源電圧V
。(3に発生するための電源(図示せず)の@流容量は
大きなものが必要となるばかりではなく、大きな電源電
流ICcによシ生じる雑音によシ週辺の電子回路又は電
子システムに悪影響を与える可能性がある。
紀13図の実施例は上述の問題音軽減することが実! 
Pj ’(r示し、発振回路lの出力信号φ0から互い
に位相の異々っ7t4つの出力信号φ! 、φ2゜φ3
 、φ4を得るkめの移相回路4が特に配置さhている
。第14図(A)乃至■)は第13図の実施例の各部の
信号波形を示し、入力端子TI”T4の入力信号IN、
〜工N4が同時に7・イレベルとなっても、トランジス
タQ+ 〜Q、Aのコレクタにノ%イレベルの電m i
 +〜14が同時にlfすることはなく、結果として電
源WIT−oo′に平均化することができる。
以上に述べた如く 本発明?適用したスイッチ装置は、
1次側と2次側とが電気的にまっ大く絶縁されているの
で、何れか一方が高電圧の場合であっても確実に2次側
の制御が行われる。しかも、本発明を適用しにスイッチ
装置は、上述した各実施例に示す如く、多様能を有する
。更に、回路部品として光学素子、機械的要素が不要で
あるため、故障が少なく信頼度が著しく向上する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の第1の実#例を示す絶縁スイッチ装置
の回路図。 第2図体)乃至争)は本発明の電気的動作?説明するタ
イミング図。 第3図は第2の実施vAJ’に示す回路図。 第4図、!!5図、第−6図は第3図の実#例中のヌイ
ッチ装置日の変形例を示す回路図。 第7図は第3の実施gAJ’に示す回路図。 第8図Fi第4の実施例を示す回路図。 第9図は第8図とほぼ同様な実#I例奮示す回路図、 第10図(A)乃至(9)は第9図の実施例の各部の信
号波形図。 第11図は第7図とほぼ同様な実施例を示す回路図。 第12図(A)乃至Φ)は第11図の実施例の各部の信
号波形図。 第13図は他の実施列?示す回路図、 第14図(A)乃至(K)は第13図の実施例の各部の
信号波形図を示す。 工・・・発振回路、fl・・・パルス信号、2・・・増
巾器、S・・・スイッチ回路%Q1.Q2・・・Nチャ
ネルMOeトランジスタ、工L・・・[1、el・・・
誘起電圧、Ll・・・1次側コイル、L 1 ’・・・
2次側コイル。 第  1  図 第  2  図 第  3  図 さ 第  4  図 第  5  図 第  6  図 ■7 第  7  図 倣 り一 ん− Hyh16’ 第  8 図 第10図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1、所望の周波数信号を発生する発振回路と、選折的に
    供給される入力信号と上記周波数信号とによシ、入力信
    号供給時に上記周波数信号全通過又は制御する回路と、
    上記出力信号を磁気的に2次側に伝達する変圧器と、変
    圧器!P2次側S起電圧を利用して開閉動作7行うスイ
    ッチング素子とにより、構成された絶縁スイッチ装置。
JP2275383A 1983-02-16 1983-02-16 絶縁スイツチ装置 Pending JPS59149421A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2275383A JPS59149421A (ja) 1983-02-16 1983-02-16 絶縁スイツチ装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2275383A JPS59149421A (ja) 1983-02-16 1983-02-16 絶縁スイツチ装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS59149421A true JPS59149421A (ja) 1984-08-27

Family

ID=12091445

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2275383A Pending JPS59149421A (ja) 1983-02-16 1983-02-16 絶縁スイツチ装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS59149421A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0239721A (ja) * 1988-07-29 1990-02-08 Sansha Electric Mfg Co Ltd 絶縁ゲート型電力用半導体素子の駆動回路
US5191238A (en) * 1990-11-30 1993-03-02 Grumman Aerospace Corporation Dual FET circuits having floating voltage bias
WO2022091903A1 (ja) * 2020-10-27 2022-05-05 アオイ電子株式会社 半導体リレー装置

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0239721A (ja) * 1988-07-29 1990-02-08 Sansha Electric Mfg Co Ltd 絶縁ゲート型電力用半導体素子の駆動回路
US5191238A (en) * 1990-11-30 1993-03-02 Grumman Aerospace Corporation Dual FET circuits having floating voltage bias
WO2022091903A1 (ja) * 2020-10-27 2022-05-05 アオイ電子株式会社 半導体リレー装置
JP2022070567A (ja) * 2020-10-27 2022-05-13 アオイ電子株式会社 半導体リレー装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101411142B1 (ko) 쌍방향 dc/dc 컨버터
US4511815A (en) Transformer-isolated power MOSFET driver circuit
US3986097A (en) Bilateral direct current converters
US2783384A (en) Electrical inverter circuits
KR100369855B1 (ko) 전계발광램프용전원회로
EP1237264A2 (en) Low-noise switching power supply
US20100328971A1 (en) Boundary mode coupled inductor boost power converter
JPH05160761A (ja) Dc電気信号またはdc成分を含み得る電気信号の電流遮断装置
JP2000134920A (ja) 同期整流器のドライブ補償回路と同期整流器を作動する方法
JPH05268764A (ja) 交流電流検出器および電源回路
US4736286A (en) Switching power supply
JP6460231B2 (ja) 電力変換装置
KR100555859B1 (ko) 공진형 스위칭 전원
CN109217708B (zh) 可逆ac-dc和dc-ac三端双向可控硅开关元件变换器
US11831238B2 (en) Power conversion system
KR100824451B1 (ko) 전자 변압기
JPS59149421A (ja) 絶縁スイツチ装置
US7095184B2 (en) Electronic ballast for a lamp to be operated using iterative voltage pulses
JPS62220870A (ja) 交流電流検出回路
US6657872B2 (en) Voltage converter
KR100394660B1 (ko) 전기 자동차 배터리의 충전 회로
Ding et al. A Drive Circuit for Series-Connected SiC MOSFETs Based on Magnetic Constraint
JPS6135616A (ja) 電界効果トランジスタ駆動回路
JPH11215835A (ja) 電力用非接地半導体スイッチの駆動回路
CN213717847U (zh) 桥式开关网络的驱动电路及开关电源