JPS5947506B2 - 絶縁装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の属する技術分野〕 本発明は絶縁装置に関するものである。

〔従来技術の説明〕

２つの電気装置を絶縁して結合するために絶縁装置が用
いられる。

２つの電気装置間では電力や信号が一方から他方へある
いは相互に供給されるから、絶縁装置はそれぞれについ
て必要になる。

電力と信号とでは電気的形態およびエネルギーレベルが
相違することにより、絶縁装置は電力用と信号用にそれ
ぞれ専用のものを用いるのが一般的であり、さらに信号
もいくつか種類によつて電気的形態が異なることにより
、それぞれに適合した専用の絶縁装置が用いられるのが
普通である。このため２つの電気装置間の結合部には絶
縁装置が複数個介在し、構成が複雑化し部品点数が増加
するのを免れない。また、受信側でιζ受信人力を電気
的形態の異なる各種の信号にする必要があるときは回路
の構成が複雑になるという問題点があつた。〔発明の目
的〕 本発明は上述した点に鑑みてなされたものであり、電力
と複数の信号を１個の絶縁器で絶縁できるとともに、受
信側で各種の信号を回路構成を複雑にすることなく容易
に得られる絶縁装置を実現することを目的とする。

〔発明の構成〕

本発明仄 １個のトランスの１次側には一方の電気装置
が接続され、２次側には他方の電気装置が複数個並列に
接続されていて、前記一方の電気装置頃クロツク信号を
発生する高周波発振器と、同期信号が入力されこの同期
信号に応じて前記クロツク信号を２値変調する変調回路
と、該変調回路からの２値変調信号をもとにして前記ト
ランスの１次コイルの両端電圧を変化させるスイツチン
グ回路とを有し、前記他方の電気装置で！ζ前記トラン
スの２次コイルが２個設けられていて、それぞれに前半
部と後半部が接続されているとともに、これらの前半部
と後半部は分離トランスによつて絶縁されていて、前記
前半部ｌζ前記トランスを経由して伝送されてくる高周
波交流電力を整流化して電源電力を得る前半部整流回路
と、トランスを経由して伝送されてくる高周波交流電力
を同期信号に復調する。

前半部復週回路と、前記前半部整流回路からの電源電力
で駆動されるとともに前記前半部復調回路からの同期信
号を用いてアナログ入力信号をパルス幅信号に変換しこ
の信号により前記分離トランスの１次コイルに電圧を誘
起させるパルス幅変換回路とを有し、前記後半部＆ζ前
記トランスを経由して伝送されてくる高周波交流電圧を
整流化して電源電力を得る後半部整流回路と、トランス
を経由して伝送されている高周波交流電力を同期信号と
クロツク信号に復調する後半部復調回路と、前記後半部
整流回路からの電源電力で駆動されるとともに前記後半
部復調回路からの同期信号およびクロツク信号と前記パ
ルス幅変換回路により分離トランスの２次コイルに誘起
された電圧を用いて各種の信号を生成する信号生成回路
とを有することを特徴とする絶縁装置である。

以下、図面によつて本発明を詳細に説明する。

〔実施例による説明〕第１図は本発明の実施例の電気的
構成図である。

第１図において、Ｉは１次側装置すなわち一方の電気装
置である。は２次側装置すなわち他方の電気装置である
。第１図に示すように、単一の１次側装置１に複数個の
２次側装置が並列に接続されている。第１図において、
１は高周波発振器、２は変調回路、３はスイツチング回
路、４はトランスである。

１次側装置１＆ζ トランス４の１次側に接続されてい
る。

１次側装置１ＶＣへ高周波発振器１、変調回路２および
スイツチング回路３が設けられている。

１次側装置１において、変調回路２は同期信号ＳＹＮに
応じて高周波発振器１が出力するクロツク信号を２値変
調してスイツチング回路３に与える。

スイツチング回路３は与えられた信号に応じて直流電源
を断続してトランス４の１次コイルに与える。２次側装
置１１＆く トランス４＆く トランス４の２次側に接
続されている。

そして、２次側装置はトランス４によつて共通線路に接
続され、電源電力とクロツク信号ＣＬＫと同期信号ＳＹ
Ｎの供給を受ける。このような２次側装置の複数個が共
通線路に並列に接続される。２次装置において、トラン
ス４の２次コイルは２つ設けられ、それぞれについて復
調回路と整流回路の対５１、６１、および５２．６２が
接続される。

信号処理回路７は分離トランス７１によつて前半部と後
半部に分離絶縁され、前半部には前半部復調回路５１と
前半部整流回路６１によつて同期信号ＳＹＮと電源電力
が供給され、後半部復調回路５２と後半部整流回路６２
によつて同期信号ＳＹＮおよびクロツク信号ＣＬＫと電
源電力が供給される。信号処理回路７の前半部へ積分回
路７２とフリツプ●フロツプ回路７３の閉ループ接続よ
りなる公知のパルス幅変換回路であつて、アナログ入力
電圧Ｅｉをパルス幅信号に変換するものである。

前半部復調回路５１が出力する同期信号ＳＹＮはフリツ
プ・フロツプ回路７３に与えられ、パルス幅変換の周期
を規定する。パルス幅信号はトランジスタ７４を駆動し
、このトランジスタ７４によつて分離トランス７１の１
次コイルの励磁電流を断続する。分離トランス７１のｌ
次コイルにはトランス４の２次コイルから高周波の交流
電圧が与えられているので、トランジスタ７４による励
磁電流の断続により、パルス幅信号によつてオンオフ変
調された高周波交流電圧が分離トランス７１の２次側に
誘起し、２次側ではこのような誘起電圧に基づいて出力
信号が生成される。誘知電圧はオンオフ変調された高周
波交流電圧であるので、出力信号はデイジタル信号、ア
ナログ信号、パルス数信号、パルス幅信号のいずれも容
易に生成することができる。

信号処理回路７の後半部には各種の信号を生成する信号
生成回路が設けられている。すなわち、パルス幅／デイ
ジタル変換回路７５によつて２次コイルの誘起電圧のパ
ルス幅をデイジタル計測すればデイジタル出力信号が得
られる。パルス幅のデイジタル計測にあたつては後半部
復調回路５２から与えられるクロツク信号ＣＬＫと同期
信号ＳＹＮが利用される。整流回路７６は２次コイルの
誘起電圧を整流して直流のパルス幅信号を復元し、パル
ス幅／アナログ変換回路７７ぱ直流のパルス幅信号をア
ナログ信号に変換する。２次コイルの誘起電圧をそのま
まあるいは半波整流して出力すればパルス数信号が得ら
れ、また誘起電圧を全波整流すればパルス幅信号が得ら
れる。

各信号はそれぞれ異なる２次コイルを用いることにより
相互に絶縁される。絶縁が不要のときは共通の２次コイ
ルの誘起電圧によつてよい。このような第１図の装置に
おいて、複数の２次側装置が共通の１次側装置から電源
とクロツクと同期信号の供給を受けて動作するので、複
数の２次側装置を互いに同期させてあるいは適宜のタイ
ミング関係を保つて動作させることができ、システム構
成上便利である。

変調回路２として人振幅変調、ＦＳＫ／ＰＳＫ変調など
様々な形式の変調回路を用いることができ、また復調回
路５１、５２もそれに対応した様様な形式のものを用い
ることができる。

それら変調回路および復調回路の例を第２図ないし第５
図に示す。第２図は振幅変調／復調の例であづ（、同期
信号ＳＹＮに相当する入力データＤＩの論理値によつて
動作の有効／無効が制制される１対の論理積スイツチ（
ナンドゲート）３１、３２を互に逆な位相のクロツク（
高周波発振器の出力）ＣＬＫでで駆動して交互にオンオ
フし、センタータツプに直流電源電圧が与えられたトラ
ンス４のｌ次コイルの両端を交互にコモン点に接続し、
それによつて２次コイルに誘起する交流電圧を整流して
復調データＤを得るようにしたものである。

トランス４の２次コイルに誘起する交流電圧未周波数が
クロツク信号と同じで振幅が入力データＤＩの論理値に
応じてオンオフ変調されたものとなるので、それを整流
することにより入力データＤを復元することができる。
整流゛された電圧はまたコンデンサに充電されて電源電
圧とされる。整流前の交流電圧からはクロツク信号が抽
出される。第３図は位相変調回路の例で、Ｄタイプ●フ
リツプ・フロツプ回路２１と論理素子２２〜２６の組合
せからなり、Ｄタイプ●フリツプ●フロツプ回路２１を
入力データＤＩとクロツク信号ＣＬＫで制御し、このＤ
タイプ●フリツプ●フロツプ回路２１の出力とクロツク
信号ＣＬＫで論理素子２４２５を制御することとにより
、クロツク信号０Ｋを入力データＤＩによつて位相変調
した出力信号を得ている。

第４図は差動位相変調回路の例で、ＪＫフリツプ・フロ
ツプ回路２１／と論理素子２２′〜２５７の組合せから
なり、ＪＫフリツブ●フロツプ回路２１／を入力データ
Ｄとクロツク信号ＣＬＫで制御し、このＪＫフリツプ●
フロツプ回路２１′の出力とクロツク信号ＣＬＫによつ
て論理素子２４′、２５／を制御することにより、クロ
ツク信号ＣＬＫを入力データＤによつて差動位相変調し
た出力信号を得るようになつている。

第５図はＦＳＫ／ＰＳＫ変調された信号用の復調回路で
あつて、２つのモノステーブル●マルチバイブレータ５
３、５４とＤタイプ●フリツプ●フロツプ回路５５の組
合せからなり、変調された信号をモノステーブル●マル
チバイブレータ５３、５４に入力し、これらモノステー
ブル●マルチイブレータ５３、５４の出力信号でＤタイ
プーフリツプ●フロツプ回路５５を制御するとともに、
モノステーブル●マルチバイブレータ５４の出力で自身
の入力ゲートを制御し、Ｄタイブ●フリツプ・フロツプ
回路５４から復調データを、モノステーブル●マルチバ
イブレータ５４から復調ノロツクを得るようになつてい
る。

〔発明の効果〕

このような絶縁装置によれ＆く次のような効果が得られ
る。

すなわち、一方の電気装置から１個のトランス４を経由
して他方の電気装置に高周波高流電力を伝送し、他方の
電気装置では整流回路６１，６２によつて電源電力を得
るとともに、復調回路５１，５２によりクロツク信号と
同期信号を取り出す。

このことから、電力と複数の信号を１個の絶縁器で絶縁
できる。また、分離トランス７１の２次コイルの誘起電
圧はオンオフ変調された高周波交流電圧であるため、パ
ルス幅／デイジタル変換回路７５、整流回路７６とパル
ス幅／アナログ変換回路７７、２次コイルの誘起電圧を
そのままあるいは半波整流して出力する回路および２次
コイルの誘起電圧を全波整流する回路によつて、デイジ
タル信号、アナログ信号、パルス数信号およびパルス数
信号が容易に作成される。

このことから、受信側で各種の信号を、回路構成を複雑
にすることなく容易に得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の電気的構成図、第２図ないし
第５図は第１図の装置の一部の具体例の回路図である。 １・・・・・一方の電気装置、・・・・・・他方の電気
装置、１・・・・・・高周波発振器、２・・・・・・変
調回路、３・・・・・・スイツチング回路、４・・・・
・・トランス、７・・・・・・信号処理回路、５１・・
・・・・前半部復調回路、５２・・・・・・後半部復調
回路、６１・・・・・・後半部整流回路、６２・・・・
・・後半部整流回路、７１・・・・・・分離トランス。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ １個のトランスの１次側には一方の電気装置が接続
   され、２次側には他方の電気装置が複数個並列に接続さ
   れていて、前記一方の電気装置は、クロック信号を発生
   する高周波発振器と、同期信号が入力されこの同期信号
   に応じて前記クロック信号を２値変調する変調回路と、
   該変調回路から２値変調信号をもとにして前記トランス
   の１次コイルの両端電圧を変化させるスイッチング回路
   とを有し、前記他方の電気装置では、前記トランスの２
   次コイルが２個設けられていて、それぞれに前半部と後
   半部が接続されているとともに、これらの前半部と後半
   部は分離トランスによつて絶縁されていて、前記前半部
   は、前記トランスを経由して伝送されてくる高周波交流
   電力を整流化して電源電力を得る前半部整流回路と、ト
   ランスを経由して伝送されてくる高周波交流電力を同期
   信号に復調する前半部復調回路と、前記前半部整流回路
   からの電源電力で駆動されるとともに前記前半部復調回
   路からの同期信号を用いてアナログ入力信号をパルス幅
   信号に変換しこの信号により前記分離トランスの１次コ
   イルに電圧を誘起させるパルス幅変換回路とを有し、前
   記後半部は、前記トランスを経由して伝送されてくる高
   周波交流電圧を整流化して電源電力を得る後半部整流回
   路と、トランスを経由して伝送されてくる高周波交流電
   力を同期信号とクロック信号に復調する後半部復調回路
   と、前記後半部整流回路からの電源電力で駆動されると
   ともに前記後半部復調回路からの同期信号およびクロッ
   ク信号と前記パルス幅変換回路により分離トランスの２
   次コイルに誘起された電圧を用いて各種の信号を生成す
   る信号生成回路とを有することを特徴とする絶縁装置。