JPS6037032Y2 - 絶縁伝達器 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は例えはプロセスよりのアナログデータを直流
的に絶縁して電子計算機に取込むために用いられ、特に
複数の入力点よりのデータを共通の電子計算機に取込む
場合に適する絶縁伝達器に関する。

従来の絶縁伝達器として第１図に示すような全彼方式の
ものがある。

入力電圧は端子１１及び１２を通じて入力コンデンサ１
３に蓄積され、電流が双方向に流れる双方向性スイッチ
１４がオンにされると、コンデンサ１３に蓄積されてい
る入力電圧はスイッチ１４を通じて変成器１５の一次コ
イル１６の一端及び中点間に印加される。

この時変成器１５の２次コイル１７の一端及び中点間に
誘起された電圧はスイッチ１４と同期（同位相で制御さ
れる）してオンにされる双方向性スイッチ１８を通じて
出力コンデンサ１９の両端に充電される。

スイッチ１４．１８が共にオフにされると双方向性スイ
ッチ２１．２２が同時にオンされて１次コイル１６の他
端及び中点が入力端子１１及び１２にそれぞれ接続され
、２次コイル１７の他端及び中点がコンデンサ１９の両
端に接続される。

スイッチ１４．１８をオフにした時に発生する変成器１
５の逆起電力はスイッチ２２を通じてコンデンサ１９に
充電される。

コンデンサ１３及び１９の電荷は平衡するように作用し
、入力電圧が変成器１５で直流的に絶縁されてコンデン
サ１９の両端に伝達され、コンデンサ１９の両端より出
力端子２３．２４が導出される。

この第１図に示した従来の絶縁伝達器は優れているが、
特に複数の入力点からの入力電圧を共通の例えば電子計
算機に入力する場合に、同一特性の変成器１５を多量生
産することが困難である。

つまり一次コイル及び２次コイルを同時に巻きその巻数
を正確に一致させても、中間タップを導出する際に、そ
のタップ位置を正確に一致させることは困難である。

一方、第２図に示すように中間タップを用いない絶縁伝
達器も提案されている。

この場合は変成器１５の一次コイル１６の両端が入力端
子１１゜１２に双方向性スイッチ１４を通じて接続され
、２次コイル１７の両端が双方向性スイッチ１８を通じ
て出力端子２３．２４に接続され、スイッチ１４とスイ
ッチ１８とは互に逆位相で動作される。

スイッチ１４がオンにされて入力電圧は変成器１５に供
給され、変成器１５にエネルギーを蓄積し、スイッチ１
４をオフにし、スイッチ１８をオンにして変成器１５に
蓄積されたエネルギーをコンデンサ１９へ放出する。

この場合も過剰エネルギーは１次側へ戻され、１次側と
２次側とが平衡して信号伝達が行われる。

この第２図に示した従来の絶縁伝達器は入力電圧を変成
器１５に一度蓄積した後に出力側へ放出するため、時間
遅れを伴い、高速度動作をさせることはできない。

なお第２図においてスイッチ１４及び１８を同位相で動
作させると、逆起電力の流路が構成されないため、その
作用が不確実なものとなり、エネルギーの飛散が起り実
用にならない。

この考案の目的は入力電圧を忠実に伝達でき、かつ高速
度動作が可能であり、しかも均一特性のものを多量生産
することが容易で、従って多点入力に対して利用するこ
とができる絶縁伝達器を提供することにある。

この考案によれば、入力コンデンサに蓄積された入力電
圧を１次側双方向性スイッチを通じて変成器の１次側に
印加し、変成器の２次側に現われた電圧を上記１次側双
方向性スイッチと同位相で動作する２次側双方向性スイ
ッチを介して出力コンデンサに伝達して蓄積し、上記変
成器の１次側及び２次側の一端と、■次側及び２次側に
接続される上記１次側双方向性スイッチ及び２次側双方
向性スイッチの一端との間であって、上記変成器の１次
側及び２次側の少なくとも一方と並列に接続されるｒ１
次側、２次側双方向性スイッチと逆位相で動作する逆相
双方向性スイッチョとｒ１次側、２次側双方向性スイッ
チの同時オフ時に上記変成器に生じる逆起電力を蓄積し
てエネルギの飛散を防止する逆起電力蓄積コンデンサヨ
との直列回路、を用いて上記入力コンデンサと上記出力
コンデンサの電荷を平衡にする。

即ち、この考案の構成上の特徴は、１次側双方向性スイ
ッチと２次側双方向性スイッチを同時にオフとした時に
変成器に生じる逆起電力を逆相双方向性スイッチを用い
て逆起電力蓄積コンデンサに蓄積することにある。

以下、具体的実施例を示す図面を用いてこの考案を詳細
に説明する。

尚、以下の図面において、第１図及び第２図と重複する
部分は同一の番号を付けて詳細な説明は省略する。

第３図はこの考案による絶縁伝達器の一例を示し、入力
端子１１及び１２は静電容量素子としてのコンデンサ１
３の両端に接続され、入力端子１１は１次側双方向性ス
イッチ２５を通じて変成器１５の一次コイル１６の一端
に接続され、一次コイル１６の他端は入力端子１２に接
続される。

一次コイル１６と並列に逆相双方向性スイッチ２６を通
じて静電容量素子としての逆起電力蓄積コンデンサ２７
に接続される。

変成器１５の２次コイル１７の一端は双方向性スイッチ
２８を通じて静電容量素子としてのコンデンサ１９の一
端及び一方の出力端子２３に接続され、２次コイル１７
の他端はコンデンサ１９の他端及び他方の端子２４に接
続される。

スイッチ２５及び２８は同位相で動作し、これ等スイッ
チに対しスイッチ２６は逆位相で動作する。

スイッチ２５．２８がオンの状態で入力電圧は変成器１
５へ印加され、２次コイル１７には第４図Ａに示す電流
１１が流れ、スイッチ２５．２８がオフ、スイッチ２６
がオンになると、変成器１５に生じる逆起電力、つまり
変成器１５に蓄えられたエネルギーがコンデンサ２７へ
印加され、２次コイル１７には第４図Ｂに示すように電
流ｉと連続した電流１２が流れる。

従って２次コイル１７には第４図Ｃに示すように電流１
１ｙ ｉ２の合成電流が流れる。

スイッチ２５．２８がオンされた時、１次側の電圧は直
ちに２次側へ伝達されるため時間遅れを伴わない。

２次側コンデンサ１９の電荷が多過ぎると、１次側へ戻
され、１次側と２次側は常に平衡している。

２次側の平均電流は第４図Ｃに示すようには＼゛ゼロあ
って、入力端子１１．１２から変成器１５側を見たイン
ピーダンスは著しく高く、電力消費が少ない。

第５図に示すように１次側の逆相スイン２６コンデンサ
２７を省略して、２次コイル１７と並列に逆相双方向性
スイッチ２９を通じて逆起電力蓄積コンデンサ３１を接
続してもよい。

或いは第６図に第３図及び第５図と対応する部分に同一
符号を付けて示すように１次側及び２次側の両者に逆相
双方向性スイッチ及び逆起電力蓄積コンデンサの直列回
路を設けてもよい。

この場合は一次コイル１６及び２次コイル１７間に存在
している微細な漏れインダクタンスを介して飛散される
エネルギーを防止でき、伝達忠実度が向上する。

以上述べたようにこの考案の絶縁伝達器は１次側双方向
性スイッチ２５及び２次側双方向性スイッチ２８を同時
にオンにして１次側から２次側へのエネルギーの注入を
直接的に行っているため、応答性がよく、高速度動作が
可能である。

またコンデンサ２７及び／又は３１を設けて逆起電力を
蓄積してエネルギーの飛散を防止しているため、高忠実
度で伝達が行われる。

コンデンサ２７，３１は信号を復元する目的として用い
られるものでないから、その容量値は小さいものでもよ
い。

更に中間タップを取出す必要がないため変成器１５とし
て特性が均一なものを多量生産することができ、多点入
力を共通の電子計算機に切替えて入力する場合に、多点
入力間の相対的信号が正しく保持される。

なおコンデンサ３１の両端から信号を取出す場合は、第
２図に示した場合と同様に信号の遅れを伴う。

コンデンサ１９の両端電圧とコンデンサ３１の両端電圧
とを加算して取出せば入力電圧の２倍の電圧出力するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図はそれぞれ従来の絶縁伝達器を示す接
続図、第３図はこの考案による絶縁伝達器の一例を示す
接続図、第４図はその動作の説明に供するための波形図
、第５図及び第６図はそれぞれこの考案による絶縁伝達
器の他の例を示す接続図である。 １１．１２：入力端子、１５：変成器、１６：−次コイ
ル、１７：２次コイル、２３，２４：出力端子、２５：
１次側スイッチ、２６，２９：逆相双方向性スイッチ、
２８：２次側双方向性スイッチ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 入力コンデンサに蓄積された入力電圧をスイッチ動作オ
   ンで変成器の１次側に印加する１次側双方向性スイッチ
   と、その１次側双方向性スイッチと同位相で制御され上
   記変成器の２次側に現われた電圧を出力コンデンサに伝
   達する２次側双方向性スイッチと、上記変成器の１次側
   及び２次側の少なくとも一方と並列に接続される、上記
   １次側双方向性スイッチ及び２次側双方向性スイッチと
   逆位相で動作する逆相双方向性スイッチと、上記１次側
   双方向性スイッチ及び２次側双方向性スイッチの同時オ
   フ時に上記変成器に生じる逆起電力を蓄積して飛散を防
   止する逆起電力蓄積コンデンサとの直列回路とを具備し
   たことを特徴とする絶縁伝達器。