JPS60180208A - 絶縁増幅器 - Google Patents

絶縁増幅器

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JPS60180208A
JPS60180208A JP59035666A JP3566684A JPS60180208A JP S60180208 A JPS60180208 A JP S60180208A JP 59035666 A JP59035666 A JP 59035666A JP 3566684 A JP3566684 A JP 3566684A JP S60180208 A JPS60180208 A JP S60180208A
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JP
Japan
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circuit
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photocoupler
flip
flop
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JPH0345925B2 (ja
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Masashi Shibuya
渋谷 正志
Osamu Sukegawa
助川 修
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Ohkura Electric Co Ltd
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Ohkura Electric Co Ltd
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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】 発明のハする技術分野 本発明は各種引側器、電子似器に使用するのに適した絶
縁増幅器に関する。
従来技術の説明 従来この第11の絶縁増幅器においては、パルスの絶縁
にトランスが使用されていた。トランスは経時変化およ
び湿度による変化が少なく、(t3粕性が高い利点かあ
った。しZ・しながら、トランスは製作工数および抽4
’51それに夕1形寸法および世に性に欠ける欠点かあ
り、!1kに、県イI丸化に賭点がイtし、益々隅求さ
れる;:4、子伝器2))系の小、if、+1化に大き
なl”i’害となっていた。
発1力の目的 不発+g 6−1従来の上記”j ’1/iに6−みて
なされたもσ〕であQ、’titiつて木5sすjの目
的i−よ、フォトカプラか経時クニ化およびif、’A
 I;とり・、−化をイ3するが2!L: ’I’+’
i化に通し、fi来イ圭としては区れ−Cいる点に第1
目し、フォトカプラを用いイ)ことによって上記従来の
欠点を1゛;・5泊でき、l’jj瓜礼化及び牙」、′
rり(化を袖tttすることかできる蝦r )atなt
パシ6′、jlつ中量z1Yを112供することにるる
発明の41T成 上「己目的を達成する為に、不猟りJに係る絶縁増訃I
+器は、入力幅号と邦;(!へ′li、l’、比により
nil Gじ人力情−号に苅J11.Jlシた41i分
時間バルヌ16号を発生する積分時11り決ン已回路と
、該積分時間決定回路塔から出力さ第1るnil n己
バルヌ18−号を伝7有するflll、r+s2のフォ
トカプラと、1〆<jl31 、第2の7メトカプラの
1u力を該第1.第2のフォトカプラの立上り遅れ時間
による影響を受けることなく同期整流する同期71:3
流回路とを具備して構成される。
次に本発明をその好ましい一実捲則について図面を参照
しながら具体的に1:(N関する。
第1図は本発明に係る稍t7増I旨器の一実癩しリを示
すブロック構成図である。
第1図において、参照番号11は入力信号Eiと基準電
圧+BS 、−1lsによシ入力りn−号1に対応した
積分時間パルス1訝号2.3 (:、f’、 2図参照
)を鏑生する積分時間決定回路、12は4’f分時間パ
ルス(1号2.3を伝達する一対のフォトカプラ、13
はフォトカプラ稔の出力を該フォトカプラの立上り遅れ
時間による影響を受けることなく同M整流する同期整流
回路、14は同期整流回路13の出力を処理するロウパ
スフィルタをそれぞれ示す。
積分時間パルスは号決定回路111:j、基準子、圧−
1−Es、−Esを切替え入力する切(々回路111と
、切替回路111.からの基準電圧+ESまたは−E 
sと入力信号El との加p、スカを積分する積分回路
112と、積分回路112の積分出力1を入力とし切替
回路111及び一対の〕第1・カプラ12の動作を制御
する比較回路113とを含んでいる。
同期整流回路13は、フォトカプラ12の立上り遅れ時
間の影響を受けない様に7オトカブラ12からの信号を
制御する整流制御回路131と、基準1L圧十Es 、
JDSを切替入力する切替回路132とを含んでいる。
第2図は第1図に示した本発明に付ミる絶縁槽INR器
の具体例を示1回路4;4成図である。・第2図に示さ
れるように、切替回路111は2個のスイッチ5VJx
18〜v2を中lLjとして4?’i成され、積分回路
1121−を蹟31.増幅器A〜IPl、コンデンサC
1を中心にしてセζ成されている。比較回路113は2
個のコンパレータC(JA4PIXCUMF2 を中心
にして(I・1成されている。フォトカプラ12バ一対
のフォトカプラPC1、EC2によって構成されている
。整流側f(−1回Th’fi 131412 fll
’4ツインバー タINVI 、INV2.2個のD型
フリップフロップ回路pFIXl、NF2及び演算増幅
器AMP 2を中心にして(1・y成され、切渇゛回路
132は2個のスイッチSW3、SW4を中心として4
1°i成されている。ローパスフィルタ14は演了゛l
増’l’+A器AMP3 、コンデンサC2、C3を中
心にして+1¥成されている。
次に本発明の動作について第2図の回路(;3成、第3
図のタイムチャートを参照して説Ijllする。第3図
のタイムチャートは入力P M E iが1償=0の場
合についてのものである。
切替回路111のスイッチSWIが”OFI’”してい
るとすればスイッチSW2はON″している。従ってそ
の際にa基i11″電圧十ESがliり幅器fia、1
.L’ lに印加され、増幅器AMP10出力1は正の
%i、川から1Jσ)知斜で第3図に示す如く減衰する
。積分器を構成するS)1幅器ハIPの出力1 +す+
+ちオjr分出力41シ庄をECとすれは、電圧Ecは
、 として表わさオする。
但し、1(li):積分器に流れ込むTa、流C(Ct
 ): 積分用コンデンサCIの零敗COMPIの出力
2は反転して′L”から”II″になる。
同様に、コンパレータCOMP 2の出力3も反転して
1.f”からL“になる。しかして、コンノくレータC
OMPI及びCOMP2から積分時間パルス信号2及び
3が出力される。コンパレータCOMP 1及びCOM
P2の出力はオーブンコレククになっており、フォトカ
プラIFcI 、 PO2を駆動する。この動作はス竿
り返し行なわれ、積分出力信号1は2等辺三角形をえか
き続ける。正の積分時間T1、負の積分時間T!は次の
(2)式、(3)式で与えられる。
入力は号E r ”” O、R”−几3のときには、積
分時間’、I’ t = T 2となる。
フォトカプラPCI 、 PO2で絶縁された積分時間
パルス信号2.3Fi伝達遅延時間をともないながら、
出力4及び50波形となる。立下9波形は比較的早く(
遅延時間ta=2〜10μs)、立上り波形は遅い(遅
延時間tb=5〜60μs)。仁の時間遅れによりバル
ヌ幅変調力式では誤差のシ、μ糸となる。しかるに、本
発明においては、立下り波形が齢(!t’ R:化に対
してもpl g!Uが少なく安定であることにyrlf
 yし、フォトカプラの立下り波形を使用し、立上り遅
れ時間tbの影響を除去することによって、時間遅れを
最少限に抑えている。IJlち、本発明ではフォトカプ
ラを2個(一対)使用することにより立上りおよび立下
りの時間遅れを補償している○フォトカブラ1)C1、
PO2の出力電圧波形4.5はフォトカプラによる伝達
遅れを含んでいる。これらの出力電圧4.5はそれぞ7
1インバータ1NV1゜INV2 で反転されて波形6
.7となる。フリップフロップ回路FFztd、出力電
圧7をクロック入力端子Cの入力とし、その立上り波形
でフリップフロップ回路FFIIの出力8は立上る。そ
の後、フリップフロップ回路FFgのQ2出力8はフォ
トカプラPC1の出力4の立上り波形でリセットされる
−カ、そのクロック入力端子CにインバータINVIの
出力6を入力とするフリップフロップ回路FF1けフリ
ップフロップ回路FF2のQ2出力8の立上りによりリ
セットさオlる。フリップフロップ回路FFzのQ1出
力、Ql出力9.100波形はフリップフロップ回路F
FIのクロック入力にインバータ出力60波形が接続さ
2t1 フリップフロップ回路FF2のQ2出力8の波
形と合成されたものとなる。
これらの出力波形9.10はとりもなおさずコンノ(レ
ータCOMP1 、C(Jへ11)2の出力2.3の原
形に近ずくことができる。フリップ70ツブPFIのQ
1出力9、(↓1出力10は立上9、立下9とも遅延時
間を含んでいるが、積分時間Tl、T2としては変化が
ない0 以上にIリパルヌ幅変調力式でもフォトカプラが使える
ことがわかる。実験によれば、±20°Cで±01係以
内(F、S)の良好な結果が得られる。
出力電圧EOは、 但し、Rag−几1!とすると。
となる。このことにより出力電圧EOはR12,Rag
 。
R14,几1. Rt 、 R3の金ス1皮膜抵抗1″
?よび基準電圧E5で性能をおさえる事ができる。
また、第3図の出力11に示すように、出力11の正方
向のパルス面積を3+、負方向のパルス面積を82とす
れば、出力EOはその平均イ1へをとることにより下記
の(6)式によってもめることができる。
更にまだ、@3図の出力11に示すように、出力11の
正方向のパルス振幅なEl、負方向のパルス41・1幅
をE!とすれば。
E・−ESヨ枦 ・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・ (7)IL、2 となる。
但し、l Es l=l −Esl ]L+ 、 == Ra5−几14 0ウパスフィルタ14の効果が小さいときには、第3図
12のJ[OIに示す如く、出力電圧EOはOにはなら
ず、ノイズを含んでいるが、ロウパスフィルタ14が理
想的に効いているときには第3図12のRa2に示す如
く、出力電圧EOは0となる。
コンデンサC,および積分出力電圧ECは1周期以内の
安定度があれば良くコンデンサCIの容量変化によるH
!1差は現実的に生じない。
第4図は入力(g号EiがEr>oの場合を示すタイム
チャートである。この場合には正の積分時間T。
と負の按分時間T!との間には、図示の如(、T、〉T
の関係が成立し、入力信号Elに比例して正の積分時間
Tlが大きくなシ逆に負の積分時間T2は入力信号用に
逆比例して小さくなる。従って、出力電圧EO(12)
は入力信号Eiに比例して大きくなる2、レベルの電圧
となる。
第5図は入力信号EiがEt <oの場合を示すタイム
チャートである。この場合には2つの積分時間の間には
T、 <T’sの関係が成立し、入力信号+ai +に
比例して負の積分時間T、が大きくなり、反対に正の按
分時間T、は入力信号1Eilに逆比例して小さくなる
。従って、出力電圧EO(12)は入力信号1g+ 1
に比例してレベルが負の方に大きくなる電圧となる。
発明の効果 本発明は以上の如く沿成され、作用するものであシ1本
発明によれば、各ft特性が良好であり、且つ量産性、
集積化に適した。小型の絶縁増幅器を容易にしかも原価
に製作することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る絶縁増幅器の一実施例を示すブロ
ック構成図、第2図は第1図に示した絶縁増幅器の一具
体例を示す回路構成図、第3図は入力信号がOのときの
動作を示すタイムチャート、第4図は入力信号が正の場
合における動作を示すタイムチャート、箒5図は入力r
a号が負の場合における動作を示すタイムチャートであ
る。 11・拳・積分時間決尾回路、12・・拳フォトヵグラ
、13や・・同期整流回路、14・・―ロウパスフィル
タ、111 、132−・・切替回路、112・・・積
分回路、113・・・比較回路、131・拳・11f流
flll ri1’回路、ハ4PI〜m1P3 ・・・
汎用演算増幅41q 、COへ4Pl〜eOMI’2・
・・汎用コンパレータ、Fl” 1 Fl 2 @ @
 ・」)型フリップフロップ、Pcl 、PC2・@會
フオトカプン、INVx%INV2・Φ・インパーク 特許出順人 大倉電気株式会社 代 理 人 弁理士 熊谷ガを太部 第3図 第4図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (1)、入力信号と基準電圧により前記入力信号に対応
    した積分時間パルス信号を発生する積分時間決定回路と
    、該積分時間決定回路から出力される前記パルス信号を
    伝達する第1、第2のフォトカプラと、該” 1 、m
     2のフォトカプラの出力を該sl、第2のフォトカプ
    ラの立上り遅れ時間による影99を受けることなく同期
    整流する同期整流回路とを具備することを特徴とした絶
    縁増119A器0(2)、前記積分時間決定回路は前記
    基準電圧を切替え入力する第1の切替回路と、該第1の
    切替回路からの基準電圧と前記人力1バ号の和を積分す
    る積分回路と、該積分回路の出力を人力して前記フォト
    カプラ及び前記切替回路を制御する比較回路とを含むこ
    とを更にl[l徴とする111訂醒j求の範囲第(1)
    項に記載&の絶縁j盾中、′−I器0(3)、前記同期
    整流回路は前記第1のフォトカプラの出力を入力する第
    1のフリップフロップ回路と、前記第2のフォトカプラ
    の出力を入力しnfl tit。 第1のフォトカプラの出力にIv制御され且つ前記第1
    の7リツプフロツプIG!1路を制御する第2のフリッ
    プフロップ回路と、前記第1のフリップフロップ回路の
    出力と前記茫準’% ITEを人力するεIS2の切替
    回路と、該第2の切替回路の出力を入力゛する増幅回路
    とを含むことを更にfr’l! 徴とする特許請求の範
    囲第(1)項又は;iiT (2)項に記載の絶縁増幅
    器。 (4)、前記第1及び第2のフリップフロップ回路はD
    型フリップフロップであることを更に特徴とする特許請
    求の範囲第(3)項に記載の絶縁319幅器0
JP59035666A 1984-02-27 1984-02-27 絶縁増幅器 Granted JPS60180208A (ja)

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JP59035666A JPS60180208A (ja) 1984-02-27 1984-02-27 絶縁増幅器

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JPH0345925B2 JPH0345925B2 (ja) 1991-07-12

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007088931A (ja) * 2005-09-22 2007-04-05 Mitsubishi Precision Co Ltd アナログ・アイソレーション回路

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007088931A (ja) * 2005-09-22 2007-04-05 Mitsubishi Precision Co Ltd アナログ・アイソレーション回路

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