JPS5950125B2 - 直流信号アイソレ−タ - Google Patents
直流信号アイソレ−タInfo
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- JPS5950125B2 JPS5950125B2 JP52113797A JP11379777A JPS5950125B2 JP S5950125 B2 JPS5950125 B2 JP S5950125B2 JP 52113797 A JP52113797 A JP 52113797A JP 11379777 A JP11379777 A JP 11379777A JP S5950125 B2 JPS5950125 B2 JP S5950125B2
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- Japan
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- signal
- amplifier
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- Expired
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
- H02M3/22—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac
- H02M3/24—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters
- H02M3/28—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac
- H02M3/325—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal
- H02M3/335—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
- H02M3/337—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only in push-pull configuration
- H02M3/3376—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only in push-pull configuration with automatic control of output voltage or current
- H02M3/3378—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only in push-pull configuration with automatic control of output voltage or current in a push-pull configuration of the parallel type
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Networks Using Active Elements (AREA)
- Amplifiers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、特に工業計測の分野において、ｍＡオーダー
の比較的小さな直流電流入力信号を絶縁してそれに比例
した数Ｖ程度の直流電圧信号に変換するのに好適な直流
信号アイソレータに関するものである。
の比較的小さな直流電流入力信号を絶縁してそれに比例
した数Ｖ程度の直流電圧信号に変換するのに好適な直流
信号アイソレータに関するものである。
信号変換機器には一般に多くの能動部品が含まれている
が、それらの能動部品は多くの場合、変換に係る信号の
ほかに動作電源を必要とする。
が、それらの能動部品は多くの場合、変換に係る信号の
ほかに動作電源を必要とする。
動作電源を外部から得る構成では配線上などの理由から
種々の制約があり、また、動作電源を内蔵する構成では
保守上の難点が伴う。
種々の制約があり、また、動作電源を内蔵する構成では
保守上の難点が伴う。
本発明の目的は動作電源を外部から供給されるのではな
く、また、電池などの動作電源用エネルギー源を内蔵す
ることもなく、動作電源を必要とする回路部品の動作電
源を入力端子自身から得て良好に動作する直流信号アイ
ソレータを提供することである。
く、また、電池などの動作電源用エネルギー源を内蔵す
ることもなく、動作電源を必要とする回路部品の動作電
源を入力端子自身から得て良好に動作する直流信号アイ
ソレータを提供することである。
この目的を達成するために本発明は、直流電流入力信号
を信号検出用抵抗器およびツェナーダイオードの直列回
路に流し、信号検出用抵抗器に生ずる電圧降下を信号変
換用信号として絶縁用変流器を含む交流中間回路型電圧
・電流変換器に導くとともに、この変換器の動作電源を
前記ツェナーダイオードの両端から自励型方形波発振器
を介して得るようにしたものであり、以下、図面を参照
して詳細に説明する。
を信号検出用抵抗器およびツェナーダイオードの直列回
路に流し、信号検出用抵抗器に生ずる電圧降下を信号変
換用信号として絶縁用変流器を含む交流中間回路型電圧
・電流変換器に導くとともに、この変換器の動作電源を
前記ツェナーダイオードの両端から自励型方形波発振器
を介して得るようにしたものであり、以下、図面を参照
して詳細に説明する。
第１図は本発明の一実施例を示すものである。
第１図において１は信号伝送器であり、ここから一対の
信号伝送線２および３を介して直流電流入力信号１１が
信号検出用抵抗器４およびツェナーダイオード５の直列
回路に流される。
信号伝送線２および３を介して直流電流入力信号１１が
信号検出用抵抗器４およびツェナーダイオード５の直列
回路に流される。
この入力信号１１は、たとえば直流４〜２０ｍＡ程度の
電流であり得る。
電流であり得る。
抵抗器４には入力電流■１に比例した電圧が生じ、ツェ
ナーダイオード５には入力電流■１の大小に関係なくほ
ぼ一定の動作電源用電圧が生ずる。
ナーダイオード５には入力電流■１の大小に関係なくほ
ぼ一定の動作電源用電圧が生ずる。
抵抗器４の両端電圧は微少電力で動作する電圧・電流変
換増幅器６に入力される。
換増幅器６に入力される。
この増幅器６の負側入力端子にはコンデンサ７を並列接
続した電流帰還抵抗器８が直列に接続されている。
続した電流帰還抵抗器８が直列に接続されている。
抵抗器８は、これに生ずる増幅器６の出力電流Ｉ２によ
る電圧降下が抵抗器４の電圧降下に等しくなるように増
幅器６が動作するための帰還抵抗である。
る電圧降下が抵抗器４の電圧降下に等しくなるように増
幅器６が動作するための帰還抵抗である。
この構成により増幅器６の出力電流Ｉ２は入力電流１１
に比例するよるになる。
に比例するよるになる。
増幅器６の出力電流回路には変流器９が設けられている
。
。
変流器９の一次巻線は中点タップを持っており、増幅器
６の出力端子はこの中点タップに接続されている。
６の出力端子はこの中点タップに接続されている。
変流器９の一次巻線の両端はそれぞれスイッチング素子
、たとえば電界効果トランジスタ１０，１１を介して、
増幅器６と抵抗器８との接続点に共通に接続されている
。
、たとえば電界効果トランジスタ１０，１１を介して、
増幅器６と抵抗器８との接続点に共通に接続されている
。
トランジスタ１０．１１は交互にオン・オフ動作し、増
幅器６の出力電流Ｉ２による変流器９の励磁極性を切換
えて、実質的に変流器９を交流励磁する。
幅器６の出力電流Ｉ２による変流器９の励磁極性を切換
えて、実質的に変流器９を交流励磁する。
以上の回路で、増幅器６の入力インピーダンスが高けれ
ば増幅器６の入力側に流れる電流は無視できるので、変
流器９に流れる電流の波高値は抵抗８に流れる電流に等
しいと見てよい。
ば増幅器６の入力側に流れる電流は無視できるので、変
流器９に流れる電流の波高値は抵抗８に流れる電流に等
しいと見てよい。
変流器９の二次電流はダイオードがら成る整流回路１２
で整流され、並列コンデンサ１３を有する抵抗器１４に
流れる。
で整流され、並列コンデンサ１３を有する抵抗器１４に
流れる。
抵抗器１４には整流された電流Ｉ３に比例する電圧Ｅｏ
が生ずる。
が生ずる。
電流Ｉ２は入力電流１１に比例し、電流Ｉ３は電流Ｉ２
に比例し、さらに抵抗器１４の両端電圧Ｅｏは電流Ｉ３
に比例するから、結局、電圧Ｅｏは入力電流１１に比例
することになる。
に比例し、さらに抵抗器１４の両端電圧Ｅｏは電流Ｉ３
に比例するから、結局、電圧Ｅｏは入力電流１１に比例
することになる。
しかも、この出力電圧Ｅｏは変流器９を介して入力電流
１１から絶縁されている。
１１から絶縁されている。
なお、上記回路中のコンデンサ７．１３は電流Ｉ２．Ｉ
３の切換り時に発生するスパイク電圧を吸収するために
設けられているものである。
３の切換り時に発生するスパイク電圧を吸収するために
設けられているものである。
ツェナーダイオード５の両端には、方形波発振器として
、ディジタルＩＣ２１，２２、抵抗器２３およびコンデ
ンサ２４を含む非安定マルチバイブレータ２０が接続さ
れ、このマルチバイブレーク２０の出力側には、トラン
ジスタ２６，２７、コンデンサ２８．２９およびダイオ
ード３０，３１を含む倍電圧整流回路２５が接続されて
いる。
、ディジタルＩＣ２１，２２、抵抗器２３およびコンデ
ンサ２４を含む非安定マルチバイブレータ２０が接続さ
れ、このマルチバイブレーク２０の出力側には、トラン
ジスタ２６，２７、コンデンサ２８．２９およびダイオ
ード３０，３１を含む倍電圧整流回路２５が接続されて
いる。
倍電圧整流回路２５の出力電圧■８は増幅器６に動作電
源電圧として供給される。
源電圧として供給される。
また、マルチバイブレータ２０すなわちディジタルＩＣ
２２の出力側から電界効果トランジスタ１０の、また、
その入力側すなわち集積回路２１の出力側から電界効果
トランジスタ１１の各ゲート電圧が供給され、両電界効
果トランジスタ１０．１１はマルチバイブレータ２０の
発振に同期して交互にオン・オフ制御される。
２２の出力側から電界効果トランジスタ１０の、また、
その入力側すなわち集積回路２１の出力側から電界効果
トランジスタ１１の各ゲート電圧が供給され、両電界効
果トランジスタ１０．１１はマルチバイブレータ２０の
発振に同期して交互にオン・オフ制御される。
なお、増幅器６の動作電圧源の負端子はツェナーダイオ
ード５のカソード側に接続される。
ード５のカソード側に接続される。
ツェナーダイオード５のカソードを基準電位とすれば゛
、マルチバイブレータ２０の出力はツェナーダイオード
５のツェナー電圧−Ｖ２と０ボルト間で発振するので、
電界効果トランジスタ１０゜１１に印加されるゲート電
圧はそれぞれ−Ｉ２Ｒ２゜Ｉ２Ｒ２ＶＺとなる。
、マルチバイブレータ２０の出力はツェナーダイオード
５のツェナー電圧−Ｖ２と０ボルト間で発振するので、
電界効果トランジスタ１０゜１１に印加されるゲート電
圧はそれぞれ−Ｉ２Ｒ２゜Ｉ２Ｒ２ＶＺとなる。
前者の−Ｉ２Ｒ２が、電界効果トランジスタ１０．１１
がオンする程度に小さい値であり、後者の−ｌ２Ｒ２−
Ｖ２の値が電界効果トランジスタのピンチオフ電圧以上
になるように設計すれば、両電開効果トランジスタのオ
ン・オフ制御は可能である。
がオンする程度に小さい値であり、後者の−ｌ２Ｒ２−
Ｖ２の値が電界効果トランジスタのピンチオフ電圧以上
になるように設計すれば、両電開効果トランジスタのオ
ン・オフ制御は可能である。
第１図の装置は、マルチバイブレータ２０や倍電圧整流
回路２５の消費電力は、適当なツェナー電圧を設定し、
回路電流をたとえば４ｍＡ以下になるように設計すれば
十分実用できる。
回路２５の消費電力は、適当なツェナー電圧を設定し、
回路電流をたとえば４ｍＡ以下になるように設計すれば
十分実用できる。
たとえば、ツェナー電圧Ｖ２を５Ｖとすれば、上記消費
電力は最大４ Ｘ ５ ＝２０ｍＷですむ。
電力は最大４ Ｘ ５ ＝２０ｍＷですむ。
最近の半導体技術の進歩により増幅器６の消費電力を５
ｍＷ以下にするのは容易であり、また、ディジタルＩＣ
にＣ−ＭＯＳ型のものを用いれば総合的に１０数ｍＷ以
下の消費電力にすることは容易である。
ｍＷ以下にするのは容易であり、また、ディジタルＩＣ
にＣ−ＭＯＳ型のものを用いれば総合的に１０数ｍＷ以
下の消費電力にすることは容易である。
第１図の装置ではその出力インピーダンスが抵抗器１４
の抵抗値に等しくなり、どちらがと言えば高インピーダ
ンスであって、場合によっては不都合である。
の抵抗値に等しくなり、どちらがと言えば高インピーダ
ンスであって、場合によっては不都合である。
この不都合を除くためには第２図の構成とすればよい。
第２図の装置では変流器９の二次側にバッファ増幅器３
５を配設して出力インピーダンスを小さ。
５を配設して出力インピーダンスを小さ。
くするようにしている。
また、方形波発振器として、トランジスタ３７、ベース
抵抗３８、ダイオード３９および変圧器４０から成る自
励発振型マルチバイブレータ３６が設けられている。
抵抗３８、ダイオード３９および変圧器４０から成る自
励発振型マルチバイブレータ３６が設けられている。
このマルチバイブレータ３６の出力は変圧器４０の二次
側から取出され、ダイオードおよびコンデンサから成る
半波整流回路４１により半波整流される。
側から取出され、ダイオードおよびコンデンサから成る
半波整流回路４１により半波整流される。
第２図の装置では、トランジスタ３７の両端からダイオ
ード４２を介して増幅器６用の動作電源電圧十ＶＢが得
られ、また、変圧器４０の一次側にダイオード４３およ
び抵抗４４を介して、継続接続のディジタルＩＣ４５お
よび４６から成るＣ−ＭＯ８波形整形回路が接続され、
ディジタルＩＣ４６の出力側から電界効果トランジスタ
１０のゲート電圧が、さらにディジタルＩＣ４５の出力
側から電界効果トランジスタ１１のゲート電圧が得られ
る。
ード４２を介して増幅器６用の動作電源電圧十ＶＢが得
られ、また、変圧器４０の一次側にダイオード４３およ
び抵抗４４を介して、継続接続のディジタルＩＣ４５お
よび４６から成るＣ−ＭＯ８波形整形回路が接続され、
ディジタルＩＣ４６の出力側から電界効果トランジスタ
１０のゲート電圧が、さらにディジタルＩＣ４５の出力
側から電界効果トランジスタ１１のゲート電圧が得られ
る。
なお、図中、符号ａ、 ｌ）はゲート電圧供給回路の
接続関係を略示したものである。
接続関係を略示したものである。
バッファ増幅器３５の動作電源電圧十Ｖ、−Ｖは半波整
流回路４１から供給される。
流回路４１から供給される。
以上述べたように、本発明によれば、信号電流を用いて
アイソレーション回路の動作電源が作られるので、外部
からの電源供給が不要であり、したがって電源配線が不
要となり、また、電池なども不要で装置自体も小型に構
成でき、保守の煩雑さもない。
アイソレーション回路の動作電源が作られるので、外部
からの電源供給が不要であり、したがって電源配線が不
要となり、また、電池なども不要で装置自体も小型に構
成でき、保守の煩雑さもない。
また、本発明装置は、本質安全防爆システムを構成しよ
うとする場合でも、無電源なので、従来とは異なり受信
側からのエネルギーの制限が不要であり、システム・コ
ストの低減に有利である。
うとする場合でも、無電源なので、従来とは異なり受信
側からのエネルギーの制限が不要であり、システム・コ
ストの低減に有利である。
第１図および第２図は本発明による直流信号アイソレー
タの異なる実施例を示す回路接続図である。 ４・・・・・・信号検出用抵抗器、５・・・・・・ツェ
ナーダイオード、６・・・・・・電圧・電流変換増幅器
、８・・・・・・帰還抵抗器、９・・・・・・変流器、
１０・１１・・・・・・電界効果トランジスタ、１２・
・・・・・整流回路、１４・・・・・・出力抵抗器、２
０・・・・・・非安定マルチバイブレータ、２５・・・
・・・倍電圧整流回路、３５・・・・・・バッファ増幅
器、３６・・・・・泪励発振型マルチバイブレーク、４
１・・・・・・半波整流回路、４７・・・・・・Ｃ−Ｍ
Ｏ８波形整形回路。
タの異なる実施例を示す回路接続図である。 ４・・・・・・信号検出用抵抗器、５・・・・・・ツェ
ナーダイオード、６・・・・・・電圧・電流変換増幅器
、８・・・・・・帰還抵抗器、９・・・・・・変流器、
１０・１１・・・・・・電界効果トランジスタ、１２・
・・・・・整流回路、１４・・・・・・出力抵抗器、２
０・・・・・・非安定マルチバイブレータ、２５・・・
・・・倍電圧整流回路、３５・・・・・・バッファ増幅
器、３６・・・・・泪励発振型マルチバイブレーク、４
１・・・・・・半波整流回路、４７・・・・・・Ｃ−Ｍ
Ｏ８波形整形回路。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 直流電流入力信号を流す信号検出用抵抗器およびツ
ェナーダイオードの直列回路から成る入力回路と、前記
ツェナーダイオードの両端電圧によって動作する方形波
発振器と、前記信号検出用抵抗器に生ずる前記入力信号
に比例する直流電圧を直流電流信号に変換する増幅器、
この増幅器の出力側に設けられた変流器、前記増幅器と
変流器との間に前記増幅器の直流電流出力信号により前
記変流器を交流励磁し得るように接続されたスイッチン
グ素子、および前記増幅器の直流電流出力信号をその増
幅器の入力側に帰還する帰還抵抗器を含んで構成された
電圧・電流変換器と、前記変流器の二次側に設けられた
直流電流出力用整流回路とを備え、前記電圧・電流変換
器における増幅器およびスイッチング素子の動作電流を
前記方形波発振器から供給するようにしたことを特徴と
する直流信号アイソレータ。 ２ 直流電流出力用整流回路の出力側に、方形波発振器
から絶縁トランスを介して取出される動作電源によって
駆動される電流・電圧変換用バッファ増幅器を設けたこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の直流信号
アイソレータ。 ３ スイッチング素子を駆動するための方形波人力信号
として、方形波発振器の励磁入力をＣ−ＭＯＳテ゛イジ
タル集積回路により波形整形して得られる信号を用いる
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項または第２項に
記載の直流信号アイソレータ。 ４ スイッチング素子として電界効果トランジスタを用
いたことを特徴とする特許請求の範囲第１項ないし第３
項のいずれかに記載の直流信号アイソレータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP52113797A JPS5950125B2 (ja) | 1977-09-21 | 1977-09-21 | 直流信号アイソレ−タ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP52113797A JPS5950125B2 (ja) | 1977-09-21 | 1977-09-21 | 直流信号アイソレ−タ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5447462A JPS5447462A (en) | 1979-04-14 |
| JPS5950125B2 true JPS5950125B2 (ja) | 1984-12-06 |
Family
ID=14621314
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP52113797A Expired JPS5950125B2 (ja) | 1977-09-21 | 1977-09-21 | 直流信号アイソレ−タ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5950125B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59204305A (ja) * | 1983-05-04 | 1984-11-19 | Shinko Electric Co Ltd | 絶縁形電流増幅器 |
| JPH042110U (ja) * | 1990-04-18 | 1992-01-09 |
-
1977
- 1977-09-21 JP JP52113797A patent/JPS5950125B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5447462A (en) | 1979-04-14 |
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