JPS6142194Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔考案の技術分野〕 本考案は、入力電圧の極性にかかわらず、常に
一定極性、かつ、入力電圧の絶対値へ所定の係数
を乗じた値の出力電圧を送出する絶対値係数回路
に関するものである。

〔従来技術〕

一般に、空調装置においては、空調負荷におい
て消費される熱量を求め、これに応じて熱源機器
の制御を行なつており、給水温度をＴ_S、還水温
度をＴ_R、いずれかの流量をＦとすれば、次式の
演算により熱量Ｕを求めるものとなつている。

Ｕ＝Ｆ・｜Ｔ_S−Ｔ_R｜・Ｋ_F …(1) ただし、Ｋ_Fは熱量係数であり、暖房の場合と
冷房の場合とでは異なつて定められる。

したがつて、従来は、給水と還水との温度を各
個別の温度センサにより検出し、両検出出力を減
算器等へ与えて温度差を求めているが、暖房と冷
房とでは温度差出力の極性が反転するため、絶対
値回路により一定極性の絶対値としたうえ、別途
に設けた係数回路により係数Ｋ_Fを乗ずるものと
なつている。

なお、流量Ｆは、給水または還水の流量を流量
計により検出し、乗算器を用いて乗算される。

しかし、従来の構成においては、暖房と冷房と
に応じて各個別の係数Ｋ_Fを乗ずるため、各々に
対応して係数設定を行なうと共に、係数回路と絶
対値回路とを設けねばならず、構成が複雑化し高
価となる欠点を生じている。

〔考案の概要〕

本考案は、従来のかかる欠点を一挙に排除する
目的を有し、第１乃至第４の抵抗器と、第１およ
び第２の差動増幅器と、第１および第２のダイオ
ードとを巧みに組み合せ、入力電圧の極性にかか
わらず一定極性の出力電圧を得ると共に、各抵抗
器の抵抗値を選定することにより、所定の係数を
入力電圧の絶対値へ乗じた値の出力電圧を得るも
のとした極めて効果的な、絶対値係数回路を提供
するものである。

〔実施例〕

以下、実施例を示す図によつて本考案の詳細を
説明する。

第１図は回路図であり、入力端子INと出力端
子OUTとの間には、第１乃至第４の抵抗器R₁〜
R₄が順次かつ直列に挿入されていると共に、第
１および第２の差動増幅器A₁，A₂が設けられ、
差動増幅器A₁は、抵抗器R₁とR₂との接続点へ反
転入力が接続され、かつ零Ｖ等の共通回路へ非反
転入力が接続されていると共に、抵抗器R₂とR₃
との接続点へ出力が接続されており、この出力に
対しては、出力が負極性となつたときオンになる
方向として抵抗器R₂とR₃の接続点との間へ、第
１のダイオードD₁が直列に挿入されている。

また、差動増幅器A₂は、抵抗器R₃とR₄との接
続点へ反転入力が接続され、かつ、共通回路へ非
反転入力が接続されていると共に、出力端子
OUTへ出力が接続されており、この出力に対し
ては、出力が正極性となつたときにオンとなる方
向として出力端子OUTとの間へ、第２のダイオ
ードD₂が直列に挿入されている。

なお、同増幅器A₂には、異常電圧の印加等に
より反転入力が正極性となつたときオンになる方
向として、念のため、第３のダイオードD₃が反
転入力と出力との間へ挿入されており、反転入力
が正極性となれば、ダイオードD₃がオンとなつ
て反転入力の電圧をクランプし、出力が負極性へ
転じないものとしてある。

第２図は、入力端子INの入力電圧ｅ_iが負極性
の場合を示す第１図の等価回路であり、差動増幅
器A₁の反転入力が負極性のため、これの出力が
正極性となり、ダイオードD₁がオフとなつて同
増幅器A₁の回路が切離される一方、差動増幅器
A₂の反転入力も負極性のため、ダイオードD₃が
オフとなつて除外されると共に、出力は正極性と
なつてダイオードD₂がオンとなり、これが無視
されることにより、第２図に状態となる。

ここにおいて、差動増幅器A₂は、抵抗器R₄に
よる負帰還のため、高入力インピーダンスである
と共に、両入力間の電圧差はほぼ零であり、反転
入力が共通回路の電位となり、出力端子OUTの
出力電圧をｅ_pとすれば、抵抗器R₁〜R₃とR₄とに
各同一の電流ｉが図示の方向に通じ、次式が成立
する。

ｉ＝ｅ_ｉ／Ｒ_１＋Ｒ_２＋Ｒ_３＝ｅ_ｐ／Ｒ_４ …(2) このため、第２項および第３項から、次式が得
られる。

ｅ_p＝Ｒ_４／Ｒ_１＋Ｒ_２＋Ｒ_３・ｅ_i …(3) 第３図は、入力電圧ｅ_iが正極性の場合を示す
第１図の等価回路であり、差動増幅器A₁の反転
入力が正極性かつ出力が負極性のため、ダイオー
ドD₁がオンとなつて無視されると共に、出力の
負極性が抵抗器R₃を介して差動増幅器A₂の反転
入力へ与えられ、これの出力は正極性となり、第
２図と同様の条件が実現し、第３図の状態とな
る。

ここにおいて、差動増幅器A₂は、第２図と同
様に、高入力インピーダンスを呈すると共に、反
転入力が共通回路の電位となり、差動増幅器A₁
も抵抗器R₂による負帰還のため同様となるが、
これの出力電圧ｅ_Mは共通回路の電位よりも更に
負電位であり、入力電圧ｅ_iおよび出力電圧ｅ_pに
より、差動増幅器A₂の出力に対して各々電流i₁，
i₂が通じ、次式が成立する。

i₁＝ｅ_ｉ／Ｒ_１＝ｅ_Ｍ／Ｒ_２ …(4) i₂＝ｅ_Ｍ／Ｒ_３＝ｅ_ｐ／Ｒ_４ …(5) (4)式の第２項および第３項から次式が得られ
る。

ｅ_M＝Ｒ_２／Ｒ_１・ｅ_i …(6) (6)式を(5)式へ代入すれば、 i₂＝Ｒ_２／Ｒ_３・Ｒ_１・ｅ_i＝ｅ_ｐ／Ｒ_４…(7) このため、(7)式の第２項および第３項から次式
が求められる。

ｅ_p＝Ｒ_２・Ｒ_４／Ｒ_１・Ｒ_３・ｅ_i …(8) したがつて、(3)，(8)式を連立方程式として解を
求め、ｅ_p／ｅ_i＝Ｋ_Fに応じて抵抗器R₁〜R₄の値
を定めれば、入力電圧ｅ_iに係数Ｋ_Fを乗じた値の
出力電圧ｅ_pが送出される。

また、出力電圧ｅ_pの極性は、上述のとおり、
入力電圧ｅ_iの極性にかかわらず常に正極性であ
り、同一の回路により、絶対値回路と係数回路と
の機能を同時に実現することができる。

なお、入力電圧ｅ_iの極性に応じて係数値を各
個に定めることが自在であり、例えば、R₁＝R₃
＝10KΩ，R₂＝4.07KΩ，R₄＝24KΩとすること
により、入力電圧ｅ_iが正極性のとき係数Ｋ_F＝
0.985、同電圧ｅ_iが負極性のとき係数Ｋ_F＝1.0と
なり、第４図に示す入出力特性が得られ、暖、冷
房用の入力電圧ｅ_iに対して好適となる。

すなわち、(1)式から、暖房時には｜Ｔ_S−Ｔ_R
｜・0.985の出力電圧ｅ_pが得られ、冷房時には｜
Ｔ_S−Ｔ_R｜・1.0の出力電圧ｅ_pが得られる。

ただし、ダイオードD₃は、通常の使用状況で
は差動増幅器A₂の反転入力が常に負極性である
ため、特に必要がなく。条件に応じて省略が可能
であると共に、所望の係数にしたがつて各抵抗値
を定めればよく、入力端子INまは出力端子OUT
側へ、必要に応じて増幅器または分圧器等を挿入
しても同様であり、あるいは、いずれかの抵抗器
を可変とし、係数を調整できるものとしてもよい
等、種々の変形が自在である。

〔考案の効果〕

以上の説明により明らかなとおり本考案によれ
ば、同一の回路により、絶対値を求める機能と、
これに対して係数を乗ずる機能とが実現し、演算
回路の構成が簡略かつ安価となるため、絶対値を
求めて係数を乗ずる各種の用途において、多大な
効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

図は本考案の実施例を示し、第１図は回路図、
第２図および第３図は等価回路、第４図は入出力
特性の例を示す図である。 IN……入力端子、OUT……出力端子、R₁〜R₄
……抵抗器、A₁，A₂……差動増幅器、D₁，D₂…
…ダイオード。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 入力端子と出力端子との間へ順次かつ直列に挿
   入された係数値を定める第１乃至第４の抵抗器
   と、該第１の抵抗器と第２の抵抗器との接続点へ
   反転入力が接続されかつ共通回路へ非反転入力が
   接続されると共に前記第２の抵抗器と第３の抵抗
   器との接続点へ出力が接続された第１の差動増幅
   器と、該増幅器の出力が負極性のときオンになる
   方向として該出力と前記第２および第３の抵抗器
   の接続点との間へ直列に挿入された第１のダイオ
   ードと、前記第３の抵抗器と第４の抵抗器との接
   続点へ反転入力が接続されかつ前記共通回路へ非
   反転入力が接続されると共に前記出力端子へ出力
   が接続された第２の差動増幅器と、該増幅器の出
   力が正極性のときオンになる方向として該出力と
   前記出力端子との間へ直列に挿入された第２のダ
   イオードとからなることを特徴とする絶対値係数
   回路。