KR101067180B1

KR101067180B1 - 아날로그 입력 장치

Info

Publication number: KR101067180B1
Application number: KR1020097007295A
Authority: KR
Inventors: 요시히로 아케보시; 세이이치 사이토; 데츠야 나가카와
Original assignee: 미쓰비시덴키 가부시키가이샤
Priority date: 2006-12-14
Filing date: 2006-12-14
Publication date: 2011-09-22
Also published as: US8120367B2; JP4575446B2; EP2056191B1; US20090257260A1; WO2008072329A1; JPWO2008072329A1; CN101512475B; CN101512475A; EP2056191A1; EP2056191A4; KR20090068239A

Abstract

본 발명은, 열전대(10)로부터 입력된 아날로그 신호를 절연하는 제 1 절연 트랜스 T1을 포함하는 스캐너 회로(3)와, 열전대(10)의 단선 검사에 사용하기 위한 시험 전압의 충전을 행하는 전원부(2)와, 스캐너 회로(3)와 전원부(2)가 서로 병렬로 접속되어 있는 제 2 절연 트랜스 T2와, 제 2 절연 트랜스 T2에 입력되는 펄스 신호를 출력하는 제어 회로(8)를 구비하고 있다. 제 2 절연 트랜스 T2는, 스캐너 회로(3)의 스위칭을 행하기 위한 드라이브 펄스(41)를 절연 전송하고 또한, 전원부(2)로의 급전을 행하기 위한 전원 펄스(42)를 절연 전송한다. 제어 회로(8)는, 드라이브 펄스(41)와 전원 펄스(42)를 동시에 출력하지 않도록 타이밍의 제어를 행한다. 이에 따라, 시험 전압 인가를 위한 절연 트랜스를 필요로 하지 않고, 그에 따라, 부품의 개수를 전체적으로 대폭으로 줄이고, 저비용화와 소형화를 도모할 수 있다.

Description

아날로그 입력 장치{ANALOG INPUT DEVICE}

본 발명은 아날로그 입력 장치에 관한 것으로, 특히, 센서 등의 외부 장치로부터 출력되는 아날로그 신호를 절연 수단을 통해서 수집하는 아날로그 입력 장치에 관한 것이다.

열전대 등의 센서 등의 외부 장치로부터 출력되는 아날로그 신호를 수집함에 있어서, 절연 트랜스 등을 절연 수단으로 한 저비용의 회로 방식을 채용한 아날로그 신호 입력 장치가 종래부터 이용되고 있다. 또한, 열전대 등의 설치 환경은 일반적으로 열악하므로, 열전대 등의 외부 장치의 단선이나 접촉 불량을 검출하기 위한 시험 전압을 생성하는 단선 검출 수단이 이들 아날로그 입력 장치에 탑재된다.

예컨대, 종래의 아날로그 입력 장치로서, 시험 전압을 생성하는 전원부를 구비하고, 제어 회로로부터 절연 트랜스를 통해서 신호가 입력되고, 그것에 의해 생성된 시험 전압을 열전대에 인가하여 단선 상태를 검출하는 방법이 게시되어 있다(예컨대, 특허 문헌 1 및 2).

이 종류의 종래의 아날로그 입력 장치의 구성예를 도 5 및 도 6에 나타낸다. 도 5는, 종래의 아날로그 절연 멀티플렉서(111)를 복수개 실장한 아날로그 입력 장치(101)의 구성도이다. 아날로그 입력 장치(101)에는, 도 5에 나타내는 바와 같이, 아날로그 신호(109)를 절연하여 수집하기 위한 복수의 아날로그 절연 멀티플렉서(111)와, 각 아날로그 절연 멀티플렉서(111)에 접속된 복수의 증폭기(105)와, 이들 증폭기(105)에 접속되어 입력 채널을 선택하는 채널 선택기(106)와, 채널 선택기(106)에 접속된 A/D 변환기(107)와, A/D 변환기(107)에 접속된 제어 회로(108)가 마련되어 있다. 또한, 각 아날로그 절연 멀티플렉서(111)에는, 게이트 소자(1411 및 1421)가 각 1개씩 접속되어 있다. 또, 각 게이트 소자(1411 및 1421)는 제어 회로(108)와 아날로그 절연 멀티플렉서(111)의 사이에 접속되어 있다.

또한, 도 6은, 도 5에 나타낸 종래의 아날로그 절연 멀티플렉서(111)의 내부 회로를 더불어 나타낸 구성도이다. 도면의 간략화를 위해, 도 6에 있어서는, 아날로그 절연 멀티플렉서(111), 증폭기(105), 게이트 소자(1411 및 1421)는, 각 1개씩만 기재하고 있다. 아날로그 절연 멀티플렉서(111) 내에는, 전원부(102)와, 스캐너 회로(103)가 마련되어 있다. 또한, 아날로그 절연 멀티플렉서(111) 내에는, 제어 회로(108)와 스캐너 회로(103)의 사이에 접속된 제 2 절연 트랜스 T102와, 제어 회로(108)와 전원부(102)의 사이에 접속된 제 3 절연 트랜스 T103이 마련되어 있다.

스캐너 회로(103)는, 열전대 등의 센서로부터 출력되는 아날로그 신호(109)를 절연하여 수집하기 위한 것으로, 제 1 절연 트랜스 T101 및 스위칭 소자 S101을 구비한다. 아날로그 신호(109)는, 제 1 절연 트랜스 T101에서 절연되어, 아날로그 신호 입력 장치(101)의 내부 회로에 입력된다. 또한, 스위칭 소자 S101의 온/오프 제어를 행하는 드라이브 펄스(141)는, 제어 회로(108)로부터 게이트 소자(1411)를 통해서 제 2 절연 트랜스 T102에 입력되고, 제 2 절연 트랜스 T102에 의해 절연되어, 스위칭 소자 S101에 전송된다.

한편, 전원부(102)는, 열전대 등의 센서의 단선이나 접촉 불량을 검출하기 위한 것이며, 제 3 절연 트랜스 T103의 2차측에 접속된다. 제어 회로(108)로부터 게이트 소자(1421)를 통해서 입력되는 전원 펄스(142)는, 제 3 절연 트랜스 T103의 1차측에 인가되고, 이에 의해, 전원부(102) 내에 마련되어 있는 평활 회로(120)에, 단선 등을 검출하기 위해 이용되는 시험 전압이 충전된다. 시험 전압은, 전원부(102) 내에 마련되어 있는 고저항(121)을 통해서, 열전대 등의 센서의 인터페이스에 인가된다. 또, 도 5 및 도 6에 있어서는 생략하고 있지만, 시험 전압을 인가했을 때에, 그 시험 전압에 의해 열전대 등의 센서의 출력 단자에 도출되는 전압을 검출하고, 이 전압과 미리 설정한 기준 전압을 비교하는 등 하여, 단선 등의 이상을 검출하기 위한 전압 측정 수단이 마련되어 있다.

(특허 문헌 1) 일본 특허 공개 소 63-113622 호 공보

(특허 문헌 2) 일본 특허 공개 평 7-244561 호 공보

(발명이 해결하고자 하는 과제)

그러나, 상술한 종래의 아날로그 입력 장치에는 다음과 같은 문제점이 있다. 전원부(102)에 대하여 시험 전압을 절연 인가하기 위해서는 제 3 절연 트랜스 T103이 별도로 필요하다. 특히, 다채널의 아날로그 절연 멀티플렉서(111)가 실장되는 아날로그 입력 장치에 있어서는, 이 제 3 절연 트랜스 T103은, 부품수의 증대를 초래한다. 즉, 비용의 증대나, 부품 탑재 면적이 늘어나고, 그 결과, 모든 부품을 하나의 프린트 기판에 실장할 수 없다고 하는 문제점이 생긴다.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로, 시험 전압 인가를 위한 절연 트랜스를 필요로 하지 않고, 그에 따라, 부품의 개수를 전체적으로 대폭으로 줄여, 저비용화 또한 소형화를 가능하게 한 아날로그 입력 장치를 얻는 것을 목적으로 한다.

(과제를 해결하기 위한 수단)

본 발명은, 외부 장치로부터 출력되는 아날로그 신호가 입력되고, 그것을 수집하는 아날로그 입력 장치로서, 입력된 아날로그 신호를 절연하는 제 1 절연 트랜스를 포함하는 스캐너 회로와, 상기 외부 장치의 단선 검사에 사용하기 위한 시험 전압의 충전을 행하는 전원부와, 상기 스캐너 회로와 상기 전원부가 서로 병렬로 접속되어 있는 제 2 절연 트랜스와, 상기 제 2 절연 트랜스에 입력되는 펄스 신호를 출력하는 제어 수단을 구비하고, 상기 제 2 절연 트랜스는, 상기 스캐너 회로의 스위칭을 행하기 위한 드라이브 펄스를 상기 제어 수단으로부터 수신하면, 그것을 절연하여 상기 스캐너 회로에 전송하고 또한, 상기 전원부로의 급전을 행하기 위한 전원 펄스를 상기 제어 수단으로부터 수신하면, 그것을 절연하여 상기 전원부에 전송하고, 상기 제어 수단은, 상기 드라이브 펄스와 상기 전원 펄스가 동시에 출력되지 않도록 타이밍의 제어를 행하여, 그들을 출력하는 것을 특징으로 하는 아날로그 입력 장치이다.

(발명의 효과)

본 발명은, 외부 장치로부터 출력되는 아날로그 신호가 입력되고, 그것을 수집하는 아날로그 입력 장치로서, 입력된 아날로그 신호를 절연하는 제 1 절연 트랜스를 포함하는 스캐너 회로와, 상기 외부 장치의 단선 검사에 사용하기 위한 시험 전압의 충전을 행하는 전원부와, 상기 스캐너 회로와 상기 전원부가 서로 병렬로 접속되어 있는 제 2 절연 트랜스와, 상기 제 2 절연 트랜스에 입력되는 펄스 신호를 출력하는 제어 수단을 구비하고, 상기 제 2 절연 트랜스는, 상기 스캐너 회로의 스위칭을 행하기 위한 드라이브 펄스를 상기 제어 수단으로부터 수신하면, 그것을 절연하여 상기 스캐너 회로에 전송하고 또한, 상기 전원부로의 급전을 행하기 위한 전원 펄스를 상기 제어 수단으로부터 수신하면, 그것을 절연하여 상기 전원부에 전송하고, 상기 제어 수단은, 상기 드라이브 펄스와 상기 전원 펄스가 동시에 출력되지 않도록 타이밍의 제어를 행하여, 그들을 출력하는 것을 특징으로 하는 아날로그 입력 장치이므로, 시험 전압 인가를 위한 절연 트랜스를 필요로 하지 않고, 그에 따라, 부품의 개수를 전체적으로 대폭으로 줄여, 저비용화 또한 소형화를 도모할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예 1에 있어서의 아날로그 입력 장치의 구성을 나타낸 구성도,

도 2는 본 발명의 실시예 1에 있어서의 제 2 절연 트랜스의 시간 파형을 나타낸 도면,

도 3은 본 발명의 실시예 1에 있어서의 정류 소자의 접속예를 나타내는 도면,

도 4는 본 발명의 실시예 2에 있어서의 아날로그 입력 장치의 구성을 나타낸 구성도,

도 5는 종래의 아날로그 입력 장치의 구성도,

도 6은 종래의 아날로그 절연 멀티플렉서의 회로 구성도이다.

이하, 본 발명의 아날로그 입력 장치의 바람직한 실시예에 관하여, 도면을 이용하여 설명한다.

(실시예 1)

도 1은, 본 발명의 실시예 1에 있어서의 아날로그 입력 장치(1)의 구성도이다. 도 1에 나타내는 바와 같이, 아날로그 입력 장치(1)는, 열전대(10) 등의 센서로부터 출력되는 아날로그 신호(9)를 수집하기 위한 스캐너 회로(3)와, 스캐너 회 로(3)에 접속된 증폭기(5)와, 증폭기(5)에 접속된 채널 선택기(6)와, 채널 선택기(6)에 접속된 A/D 변환기(7)와, A/D 변환기(7)에 접속된 제어 회로(8)를 구비한다. 스캐너 회로(3)는, 열전대(10)로부터 출력되는 아날로그 신호(9)를 절연하기 위한 제 1 절연 트랜스 T1과, 아날로그 신호의 스캔의 타이밍을 제어하는 스위칭 소자 S1과, 드라이브 펄스(41)가 출력되고 있는 기간만 도통 상태가 되는 정류 소자(31)를 포함하고 있다. 또한, 아날로그 입력 장치(1)는, 게이트 소자(411, 421)와, 제 2 절연 트랜스 T2가 마련되어 있다. 제 2 절연 트랜스 T2는, 제어 회로(8)로부터 게이트 소자(411, 421)를 통해서 드라이브 펄스(41) 및 전원 펄스(42)가 입력되고, 그들을 절연하여 전송하는 것이다. 또한, 아날로그 입력 장치(1)는, 열전대(10)의 단선 혹은 접촉 불량 등의 이상을 검출하기 위한 시험 전압을 생성하는 전원부(2)가 마련되어 있다. 또, 전원부(2)는, 시험 전압을 충전하기 위한 평활 회로(20)와, 시험 전압을 열전대(10)의 인터페이스(도시 생략)에 인가하기 위한 저항(21)을 구비하고 있다. 또, 평활 회로(20)는, 전원 펄스(42)가 출력되고 있는 기간만 도통 상태가 되는 정류 소자(201)와, 열전대(10)의 단선 검출에 사용하는 시험 전압을 충전하기 위한 캐패시터(202)를 구비하고 있다. 본 실시예에 있어서는, 제 2 절연 트랜스 T2는, 스캐너 회로(3)와 전원부(2)의 양쪽에 접속되어 있다.

본 실시예에 있어서는, 스캐너 회로(3)와, 제 2 절연 트랜스 T2와, 전원부(2)가, 아날로그 절연 멀티플렉서(11)를 구성하고 있다. 또, 실제로는, 상술한 도 5에 나타내는 바와 같이, 아날로그 절연 멀티플렉서(11), 증폭기(5), 게이트 소자(411 및 421)는, 채널의 개수만큼 복수개 마련되어 있지만, 도 1에 있어서는, 도 면의 간략화를 위해, 이들은, 각 1개씩 기재하고 있다.

다음으로, 본 실시예 1에 있어서의 아날로그 입력 장치(1)의 동작에 대하여 설명한다. 열전대(10)로부터 출력되는 아날로그 신호(9)는, 제 1 절연 트랜스 T1의 1차측에 입력된다. 제 1 절연 트랜스 T1의 2차측에는, 증폭기(5)가 접속되고, 증폭된 아날로그 신호(9)는, 채널 선택기(6)에 입력된다. 채널 선택기(6)는, 복수의 아날로그 절연 멀티플렉서(11) 중 하나를 선택하는 기능을 갖는다. 채널 선택기(6)로부터 출력된 아날로그 신호(9)는, A/D 변환기(7)에 입력되고, A/D 변환기(7)에서 아날로그 신호(9)가 디지털 신호로 변환된 후, 제어 회로(8)에 입력된다. 이와 같이, 본 실시예 1에 있어서의 아날로그 입력 장치(1)는, 열전대(10)로부터 얻어지는 아날로그 신호(9)를 필터 처리하여 받아들여, 그것을 디지털화한 데이터로 변환한다.

제 1 절연 트랜스 T1의 1차측(아날로그 입력부)에는, FET(전계 효과 트랜지스터)로 구성된 스위칭 소자 S1이 접속되어 있다. 스위칭 소자 S1은, 제어 회로(8)로부터의 드라이브 펄스(41)에 의해, 아날로그 신호(9)를 스캔해야할 타이밍에 온이 되므로, 그 타이밍에 아날로그 신호가 수집된다. 스위칭 소자 S1의 게이트 단자 및 소스 단자에는, 제 2 절연 트랜스 T2의 2차측이 접속되어 있다. 또한, 제 2 절연 트랜스 T2의 2차측에는, 전원부(2)가 스위칭 소자 S1과 병렬로 접속된다. 제 2 절연 트랜스 T2의 1차측의 제 1 단자에는, 제어 회로(8)로부터 게이트 소자(411)를 통해서 드라이브 펄스(41)가 입력된다. 또한, 마찬가지로 제 2 절연 트랜스 T2의 1차측의 제 2 단자에는, 제어 회로(8)로부터 게이트 소자(421)를 통해 서 전원 펄스(42)가 입력된다. 드라이브 펄스(41)는, 정류 소자(31)를 통해서 스위칭 소자 S1에 입력되고, 스위칭 소자 S1의 온/오프 제어를 위해 사용된다. 전원 펄스(42)는, 정류 소자(201)를 통해서 전원부(2)에 입력되고, 전원부(2)가 단선 검출에 사용하는 시험 전압을 캐패시터(202)에 충전하기 위해 사용된다. 또, 제어 회로(8)는, 드라이브 펄스(41)와 전원 펄스(42)를 동시의 타이밍에 출력하지 않도록 타이밍 제어를 행하고 있다. 또, 본 실시예에서는, 스위칭 소자 S1을 FET(전계 효과 트랜지스터)로 구성하는 예를 나타냈지만, 그 경우에 한하지 않고, 스위칭 소자 S1은, 그 밖의 타입의 트랜지스터로 구성하더라도 좋고, 그 밖의 스위치 기능을 갖는 소자로 구성하더라도 좋다. 또한, 도 1의 예에서는, 스위칭 소자 S1이 하나 마련되어 있는 예를 나타내고 있지만, 이 경우에 한하지 않고, 스위칭 소자는 적어도 하나 있으면 좋고, 따라서, 복수개 마련하도록 하더라도 좋다.

제어 회로(8)는, 아날로그 신호의 입력 타이밍에, 게이트 소자(411)를 통해서 드라이브 펄스(41)를 발행한다. 드라이브 펄스(41)는, 제 2 절연 트랜스 T2를 통해서 전송되고, 스위칭 소자 S1의 게이트 전위를 고전위로 하여 스위칭 소자 S1을 온 상태로 한다. 이때, 전원부(2)에 있어서의 평활 회로(20)는 정류 소자(201)를 구비하고 있으므로, 드라이브 펄스(41)의 발행시에는, 평활 회로(20)의 캐패시터(202)로의 충방전 전류는 생기지 않는다. 또, 본 실시예 1에서는, 정류 소자(201)는, 다이오드로 구성되어 있고, 당해 다이오드의 캐소드 단자가 캐패시터(202)의 +단자에 접속되어 있다. 이에 따라, 불필요한 누설 전류가 생기는 경우 없이, 단선 검출의 기능을 동작시키는 것이 가능해진다.

또한, 제어 회로(8)는, 아날로그 신호의 입력 타이밍 이외의 임의 또는 소정의 시간에 게이트 소자(421)를 통해서 전원 펄스(42)를 발행한다. 전원 펄스(42)는 제 2 절연 트랜스 T2를 통해서 전송되고, 평활 회로(20)의 캐패시터(202)에 시험 전압을 충전한다. 평활 회로(20)가 갖는 정류 소자(201)는, 전원 펄스(42)의 발행 타이밍에만 온 상태가 되는 스위칭 기능을 갖는다. 또, 본 실시예에서는, 정류 소자(201)로서, 다이오드를 사용한 경우를 기재했지만, 그 경우에 한하지 않고, 전원 펄스(42)가 출력되고 있는 기간만 도통 상태가 되는 소자이면, 어느 것이라도 좋다. 이 정류 소자(201)에 의해, 전원 펄스(42)의 발행 타이밍에 캐패시터(202)로의 충전이 행해지지만, 반대로, 드라이브 펄스(41)의 출력 타이밍에는 방전 전류가 흐르는 경우는 없다. 이에 따라, 평활 회로(20)의 캐패시터(202)를 적절한 용량값으로 설정해 두면, 전원 펄스(42)에 의해 인가된 시험 전압을 보지(保持)할 수 있다. 이에 따라, 열전대(10)에 대하여 저항(21)을 통해서 단선 검출용 시험 전압이 공급되는 것이 가능해진다. 여기서, 저항(21)은 수 ㏁ 이상의 큰 저항값을 구비하고, 통상 상태에서의 아날로그 신호의 오차가 되지 않도록 한다. 또, 스위칭 소자 S1에는, 정류 소자(31)가 접속되어 있으므로, 전원 펄스(42)의 발행시에, 스위칭 소자 S1의 게이트에 대하여 역전위가 걸리는 경우는 없다. 또, 본 실시예 1에서는, 정류 소자(32)는, 다이오드로 구성되어 있고, 당해 다이오드의 애노드 단자가 스위칭 소자 S1의 게이트 단자에 접속되어 있다. 이에 따라, 불필요한 누설 전류가 생기는 경우 없이, 단선 검출의 기능을 동작시키는 것이 가능해진다.

이상에 의해, 전원부(2)의 캐패시터(202)에 충전된 시험 전압에 의해 열전 대(10)의 단선이나 접촉 불량 등의 이상을 검출하는 것이 가능해진다. 열전대(10)가 정상으로 접속되어 있는 경우에는, 열전대(10)로부터 출력되는 아날로그 신호(9)가 아날로그 입력 장치(1)에 정상으로 입력된다. 한편, 열전대(10)가 단선 상태가 되면, 시험 전압이 그대로 A/D 변환되어 제어 장치(8)에 입력된다. 시험 전압(예컨대, -5V)은, 열전대(10)의 출력 레벨(예컨대, 100㎷ 정도)보다 충분히 큰 전위이며, A/D 변환의 풀스케일 이상이 되므로, 제어 장치(8)는 오버플로우를 검지함으로써, 오검출하는 경우 없이, 열전대(10)의 단선 상태 등의 이상을 용이하게 또한 확실하게 판정할 수 있다.

도 2에 본 실시예에 있어서의 파형의 일례를 나타낸다. 도 2는, 드라이브 펄스(41)와, 전원 펄스(42)와, 「T2 2차측」과, 「캐패시터(202)의 단자간 전압」의 4개의 파형을 나타내고 있다. 또, 「T2 2차측」이란, 즉, 제 2 절연 트랜스 T2의 2차측 단자간에 나타나는 전압 파형을 나타내고 있다. 「캐패시터(202)의 단자간 전압」은, 평활 회로(20)가 보지하는 단선 검출용 시험 전압이며, 캐패시터(202)의 저전위 단자로부터 본 고전위 단자의 전압 파형의 변화를 나타내고 있다.

도 2에 있어서, 드라이브 펄스(41)가 출력되는 타이밍에, 스위칭 소자 S1의 게이트 전압이 임계값 Vth를 넘고, 그에 따라, 스위칭 소자 S1이 온 상태가 되어, 아날로그 신호(9)가 스캔된다. 이때, 평활 회로(20)에는 정류 소자(201)가 접속되어 있으므로, 캐패시터(202)의 단자간 전압에는 영향을 미치지 않는다.

한편, 도 2에 있어서, 전원 펄스(42)의 출력 타이밍에, 제 2 절연 트랜스 T2 의 2차측에 부전위가 나타나고, 이에 따라, 평활 회로(20)의 캐패시터(202)에 시험 전압이 충전된다. 평활 회로(20)에는, 정류 소자(201)가 마련되어 있으므로, 전원 펄스(42)의 출력 타이밍에만 캐패시터(202)에 충전되고, 드라이브 펄스(41)의 출력 타이밍에는, 캐패시터(202)로의 충방전은 발생하지 않는다.

이상과 같이, 본 실시예에 따르면, 제 2 절연 트랜스 T2는, 제어 회로(8), 정류 소자(31 및 201)의 작용에 의해, 드라이브 펄스(41)의 절연 전송과 전원 펄스(42)의 절연 전송의 양 기능을 가지면서, 양 펄스(41, 42)의 기능적인 분리가 가능하므로, 열전대(10)의 단선 검출을 위한 새로운 절연 트랜스를 추가할 필요가 없다. 이에 따라, 절연 트랜스의 개수를 줄일 수 있으므로, 전체적으로, 부품수를 대폭 저감할 수 있고, 그 결과, 회로의 소형화를 도모할 수 있고, 또한, 저비용화를 실현할 수 있다.

여기서, 제 2 절연 트랜스 T2에서, 드라이브 펄스(41)와 전원 펄스(42)의 절연 전송을 공유하기 위해서는, 당연한 것이지만, 스위칭 소자 S1의 제어와 전원부(2)의 급전 기능의 기능적인 분리가 전제가 된다.

도 1에 나타내는 아날로그 절연 멀티플렉서(11)의 예에서는, 전원부(2)가 구비하는 정류 소자(201)(다이오드)는, 애노드 단자가 캐패시터(202)의 +단자(고전위 단자)에 접속되는 접속예를 나타내고 있다. 이에 따라, 불필요한 누설 전류가 생기는 경우 없이, 단선 검출의 기능을 동작시키는 것이 가능해진다.

혹은, 도 3에 나타내는, 별도의 정류 회로의 변형예로서, 스캐너 회로(3)가 구비하는 정류 소자(32)(다이오드)는 애노드 단자가 스위칭 소자 S1의 소스 단자(고전위 단자)에 접속되는 접속예를 나타냈다. 이에 따라, 불필요한 누설 전류가 생기는 경우 없이, 단선 검출의 기능을 동작시키는 것이 가능해진다.

이상과 같이, 본 실시예에 따르면, 제 2 절연 트랜스 T2가 드라이브 펄스(41)의 절연 전송과 전원 펄스(42)의 절연 전송의 양 기능을 겸비하므로, 단선 검출 기능을 구비함에 있어서, 새로운 절연 트랜스를 추가할 필요가 없어진다. 이에 따라, 부품의 실장 면적이 작아지고, 또한, 저비용 아날로그 입력 장치를 얻을 수 있다.

또한, 정류 소자(201 또는 32)로서의 다이오드의 애노드를 평활 회로(20)의 캐패시터(202)의 고전위 단자에 접속함으로써, 불필요한 누설 전류를 방지하여, 적절한 단선 검출 기능을 얻을 수 있다.

(실시예 2)

도 4에, 본 발명의 실시예 2에 있어서의 아날로그 입력 장치(1)의 구성도를 나타낸다. 도 4에 있어서, 제 2 절연 트랜스 T2의 2차측은, 직렬로 접속된, 2개의 권선(winding wire) T21, T22로 구성되어 있다. 제 1 권선 T21은, 스캐너 회로(3)의 스위칭을 행하는 드라이브 펄스(41)의 절연 전송을 행한다. 또한, 제 2 권선 T22는, 전원부(2)로의 급전을 행하는 전원 펄스(42)의 절연 전송을 행한다. 다른 구성 및 동작에 대해서는, 실시예 1과 같으므로, 여기서는, 그 설명을 생략한다.

상기와 같이, 제 2 절연 트랜스 T2의 2차측을 2개의 권선의 구성으로 하고, 드라이브 펄스(41)용 회로와 전원 펄스(42)용 회로를 분리했으므로, 정류 기능의 장해나, 불필요한 누설 전류가 생기는 경우가 없다. 이에 따라 하나의 절연 트랜스 부품으로 2계통의 펄스의 절연 전송이 가능해져, 소형 회로 구성이며, 또한, 저비용 아날로그 입력 장치를 얻을 수 있다.

이상과 같이, 본 실시예에 따르면, 상기의 실시예 1과 같은 효과를 얻을 수 있고 또한, 본 실시예에 있어서는, 제 2 절연 트랜스의 2차측을, 드라이브 펄스(41)의 절연 전송을 행하는 제 1 권선 T21과, 전원 펄스(42)의 절연 전송을 행하는 제 2 권선 T22의 2개의 권선으로 구성했으므로, 회로의 기능적 분리를 용이하게 할 수 있어, 정류 기능의 장해나, 불필요한 누설 전류가 발생하는 경우가 없어진다고 하는 효과를 얻을 수 있다.

또, 상술한 실시예 1 및 2에 있어서는, 아날로그 신호를 출력하는 센서로서, 열전대(10)를 예로 들어 설명했지만, 그 경우에 한하지 않고, 아날로그 신호를 출력하는 센서이면, 어느 것에도, 본 발명의 아날로그 입력 장치를 적용할 수 있는 것은 말할 필요도 없다. 또한, 센서에 한하지 않고, 아날로그 신호를 출력하는 장치이면, 어느 것에도, 본 발명의 아날로그 입력 장치를 적용할 수 있는 것은 말할 필요도 없다.

Claims

외부 장치로부터 출력되는 아날로그 신호가 입력되고, 그것을 수집하는 아날로그 입력 장치로서,

입력된 아날로그 신호를 절연하는 제 1 절연 트랜스를 포함하는 스캐너 회로와,

상기 외부 장치의 단선 검사에 사용하기 위한 시험 전압의 충전을 행하는 전원부와,

상기 스캐너 회로와 상기 전원부가 서로 병렬로 접속되어 있는 제 2 절연 트랜스와,

상기 제 2 절연 트랜스에 입력되는 펄스 신호를 출력하는 제어 수단

을 구비하고,

상기 제 2 절연 트랜스는, 상기 스캐너 회로의 스위칭을 행하기 위한 드라이브 펄스를 상기 제어 수단으로부터 수신하고, 그것을 절연하여 상기 스캐너 회로에 전송하고 또한, 상기 전원부로의 급전을 행하기 위한 전원 펄스를 상기 제어 수단으로부터 수신하고, 그것을 절연하여 상기 전원부에 전송하고,

상기 제어 수단은, 상기 드라이브 펄스와 상기 전원 펄스가 동시에 출력되지 않도록 타이밍의 제어를 행하여, 그들을 출력하는 것

을 특징으로 하는 아날로그 입력 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 전원부는,

상기 외부 장치의 단선 검사에 사용하는 상기 시험 전압을 충전하기 위한 캐패시터와,

상기 전원 펄스가 상기 제어 수단으로부터 출력되고 있는 기간만 도통 상태가 되어, 상기 캐패시터에 상기 전원 펄스를 공급하는 정류 소자

를 구비한 것을 특징으로 하는 아날로그 입력 장치.
제 2 항에 있어서,

상기 전원부의 상기 정류 소자는, 다이오드로 구성되어 있고,

상기 다이오드의 캐소드 단자가, 상기 전원부의 상기 캐패시터의 고전위 단자에 접속되어 있는 것

을 특징으로 하는 아날로그 입력 장치.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 스캐너 회로는, 상기 스위칭을 행하기 위한 적어도 하나의 스위칭 소자를 포함하고,

상기 스위칭 소자는 트랜지스터로 구성되어 있는 것

을 특징으로 하는 아날로그 입력 장치.
제 4 항에 있어서,

상기 스위칭 소자를 구성하고 있는 상기 트랜지스터는, 전계 효과 트랜지스터인 것을 특징으로 하는 아날로그 입력 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 스캐너 회로는, 상기 드라이브 펄스가 상기 제어 수단으로부터 출력되고 있는 기간만 도통 상태가 되는 정류 소자를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 아날로그 입력 장치.
제 6 항에 있어서,

상기 스캐너 회로의 상기 정류 소자는 다이오드로 구성되어 있고,

상기 다이오드의 애노드 단자가, 상기 스캐너 회로의 상기 스위칭 소자의 고전위 단자에 접속되어 있는 것

을 특징으로 하는 아날로그 입력 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 제 2 절연 트랜스의 2차측이,

상기 스캐너 회로의 상기 스위칭을 행하는 상기 드라이브 펄스의 절연 전송을 행하는 제 1 권선(winding wire)과,

상기 전원부로의 급전을 행하는 상기 전원 펄스의 절연 전송을 행하는 제 2 권선

이 직렬로 접속된 2개의 권선으로 구성되어 있는 것

을 특징으로 하는 아날로그 입력 장치.