JPH02277197A - デイストリビュータ - Google Patents
デイストリビュータInfo
- Publication number
- JPH02277197A JPH02277197A JP9734289A JP9734289A JPH02277197A JP H02277197 A JPH02277197 A JP H02277197A JP 9734289 A JP9734289 A JP 9734289A JP 9734289 A JP9734289 A JP 9734289A JP H02277197 A JPH02277197 A JP H02277197A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- circuit
- output
- voltage
- transmitter
- power supply
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は2線式伝送器用ディストリビュータに係り、特
に2線式伝送器が短絡したときに、出力信号を定常信号
の最大値以上に振り切らせるディストリビュータに関す
る。
に2線式伝送器が短絡したときに、出力信号を定常信号
の最大値以上に振り切らせるディストリビュータに関す
る。
プロセス計装においては、プロセス量を検出するセンサ
ーの出力信号を受けて、DC1〜5VまたはDC4〜2
0mAなどの統一した信号に変換する信号変換器が数多
く用いられている。2線式伝送器用ディストリビュータ
は、前述の信号変換器の一種で、2線式伝送器へ伝送器
電源を供給すると同時に、圧力、液面などに比例した伝
送器からの出力信号DC4〜20mAを受けてDC1〜
5vまたはDC4〜20mAなどの統一した信号に変換
する信号変換器である。2線式伝送器用ディストリビュ
ータの構成と動作を第3図を用いて説明する。第3図に
おいて、1は2線式伝送器(以後は伝送器と称す。)、
AおよびBは信号入力端子、CおよびDは電源入力端子
、2は2線式伝送器用電源回路(以後は伝送器電源回路
と称す。)。
ーの出力信号を受けて、DC1〜5VまたはDC4〜2
0mAなどの統一した信号に変換する信号変換器が数多
く用いられている。2線式伝送器用ディストリビュータ
は、前述の信号変換器の一種で、2線式伝送器へ伝送器
電源を供給すると同時に、圧力、液面などに比例した伝
送器からの出力信号DC4〜20mAを受けてDC1〜
5vまたはDC4〜20mAなどの統一した信号に変換
する信号変換器である。2線式伝送器用ディストリビュ
ータの構成と動作を第3図を用いて説明する。第3図に
おいて、1は2線式伝送器(以後は伝送器と称す。)、
AおよびBは信号入力端子、CおよびDは電源入力端子
、2は2線式伝送器用電源回路(以後は伝送器電源回路
と称す。)。
3は入力増幅回路、4は信号絶BryJ路、5は出力回
路、6はスイッチング制御回路、7は入力増幅回路用電
源回路、8は出力回路用電源回路、R1は電流/電圧変
換用抵抗、R2は入力フィルタ用抵抗、C1は入力フィ
ルタ用コンデンサ、ZDlは入力保護用ゼナーダイオー
ド、T1は電源トランスである。
路、6はスイッチング制御回路、7は入力増幅回路用電
源回路、8は出力回路用電源回路、R1は電流/電圧変
換用抵抗、R2は入力フィルタ用抵抗、C1は入力フィ
ルタ用コンデンサ、ZDlは入力保護用ゼナーダイオー
ド、T1は電源トランスである。
以上の素子で構成した第3図のディストリビュータの動
作を説明する。まず、信号系の動作から説明すると、伝
送器電源2から伝送器1に信号入力端子Bを介して電源
電圧V p lを供給し、伝送器1の出力電流信号it
(DC4〜20mA)を信号入力端子Aを介して取
込み、電流/電圧変換用抵抗R1で電圧信号V i t
に変換し、商用AC100vf!源等からの誘導ノイズ
を除去するための抵抗R2およびコンデンサC1で構成
されたフィルタを介して入力増幅回路3に入力する。入
力増幅回路3で信号増幅およびバイアス処理を施し、耐
ノイズ性向上および電源系の分離のため信号絶縁回路4
で信号絶縁し、出力回路5を介して統一した信号Vo
(D C1〜5 VまたはDC4〜20mA)を出力端
子E、およびFから出力している。このとき、入力保護
用ゼナーダイオードZDIの動作電圧は入力増幅回路3
の定常入力電圧の最大値より高くなるように選定されて
いるため、ZDIは遮断状態となっている。
作を説明する。まず、信号系の動作から説明すると、伝
送器電源2から伝送器1に信号入力端子Bを介して電源
電圧V p lを供給し、伝送器1の出力電流信号it
(DC4〜20mA)を信号入力端子Aを介して取
込み、電流/電圧変換用抵抗R1で電圧信号V i t
に変換し、商用AC100vf!源等からの誘導ノイズ
を除去するための抵抗R2およびコンデンサC1で構成
されたフィルタを介して入力増幅回路3に入力する。入
力増幅回路3で信号増幅およびバイアス処理を施し、耐
ノイズ性向上および電源系の分離のため信号絶縁回路4
で信号絶縁し、出力回路5を介して統一した信号Vo
(D C1〜5 VまたはDC4〜20mA)を出力端
子E、およびFから出力している。このとき、入力保護
用ゼナーダイオードZDIの動作電圧は入力増幅回路3
の定常入力電圧の最大値より高くなるように選定されて
いるため、ZDIは遮断状態となっている。
次に電源系の動作を説明する。電源入力端子CおよびD
に供給された電源Psをスイッチング制御回路6を介し
て電源トランスTIの1次巻線に印加し、電源トランス
T1の2次巻線、すなわち伝送器電源用巻線、入力増幅
回路用巻線、および出力回路用巻線を介して伝送器電源
回路2.入力増幅回路用電源回路7.および出力回路用
電源回路8にそれぞれ印加し、各々の電源回路で整流。
に供給された電源Psをスイッチング制御回路6を介し
て電源トランスTIの1次巻線に印加し、電源トランス
T1の2次巻線、すなわち伝送器電源用巻線、入力増幅
回路用巻線、および出力回路用巻線を介して伝送器電源
回路2.入力増幅回路用電源回路7.および出力回路用
電源回路8にそれぞれ印加し、各々の電源回路で整流。
平滑し、伝送器電源回路2から電圧V p 1を伝送器
1に、入力増幅回路用電源回路7から電圧VP7(たと
えば±15v)を入力増幅回路3に、出力回路用電源回
路8から電圧Vp♂(たとえば24V)を出力回路にそ
れぞれ供給している。なお、第3図においては、電源ト
ランスを多点出カドランスとしたが、伝送器電源用、入
力増幅回路用、および出力回路用として、それぞれ別々
にトランスを分けて用いる方法も考えられる。しかし、
この場合、電源トランスが3ケとなると共にスイッチン
グ制御回路も複雑になる。従って一般には、電源トラン
スは1ケとし、2次巻線を分ける多出力形電源トランス
が用いられる。現在の計装システムでは伝送器1は一般
に公称電圧DC24Vのものが用いられる。従って伝送
器電源電圧VPIはVP1= D C24V
・・・(1)なるように設計されている。ま
た、伝送器1の出力電流信号11がDC4〜20mAで
あるため、電流/電圧変換抵抗R1に250オームの抵
抗を用いれば、電流/fflffl圧変状抵抗生じる電
圧V口は、 V11= D C1〜5 V −(2
)となる。DC1〜5vは計装システムにおける標準信
号であり後の入出力処理に好都合である。従って一般に
電流/電圧変換抵抗R1は、R1=250オーム
・・・(3)の抵抗が用いられる。
1に、入力増幅回路用電源回路7から電圧VP7(たと
えば±15v)を入力増幅回路3に、出力回路用電源回
路8から電圧Vp♂(たとえば24V)を出力回路にそ
れぞれ供給している。なお、第3図においては、電源ト
ランスを多点出カドランスとしたが、伝送器電源用、入
力増幅回路用、および出力回路用として、それぞれ別々
にトランスを分けて用いる方法も考えられる。しかし、
この場合、電源トランスが3ケとなると共にスイッチン
グ制御回路も複雑になる。従って一般には、電源トラン
スは1ケとし、2次巻線を分ける多出力形電源トランス
が用いられる。現在の計装システムでは伝送器1は一般
に公称電圧DC24Vのものが用いられる。従って伝送
器電源電圧VPIはVP1= D C24V
・・・(1)なるように設計されている。ま
た、伝送器1の出力電流信号11がDC4〜20mAで
あるため、電流/電圧変換抵抗R1に250オームの抵
抗を用いれば、電流/fflffl圧変状抵抗生じる電
圧V口は、 V11= D C1〜5 V −(2
)となる。DC1〜5vは計装システムにおける標準信
号であり後の入出力処理に好都合である。従って一般に
電流/電圧変換抵抗R1は、R1=250オーム
・・・(3)の抵抗が用いられる。
このとき、伝送器電源回路2の出力電力P1はvPl・
ilとなり、(1)式(1)Vps=DC24Vおよび
、伝送器1の出力電流信号is=20mA(最大時)よ
り P1″:0.5W ・・・(4)
となる。また、一般に入力増幅回路用電源回路7と出力
回路用電源回路8との合計出力電力(P7+Pa)は概
ね P7+P8斗IW ・・・(5)で
ある。従って、電源トランスT1の2次出力の合計PT
Iは PTI句1.5W ・・・(6)と
なる。
ilとなり、(1)式(1)Vps=DC24Vおよび
、伝送器1の出力電流信号is=20mA(最大時)よ
り P1″:0.5W ・・・(4)
となる。また、一般に入力増幅回路用電源回路7と出力
回路用電源回路8との合計出力電力(P7+Pa)は概
ね P7+P8斗IW ・・・(5)で
ある。従って、電源トランスT1の2次出力の合計PT
Iは PTI句1.5W ・・・(6)と
なる。
以上が定常時の動作説明である。計装システムにおいて
は、定常時の動作は勿論のこと、異常時の動作について
も充分に吟味する必要がある。すなわち万が−の計器故
障時においてもプラントを安全側に動作させる必要があ
る。これを一般にフェイル・セーフという。圧力、液面
などの計測のために用いる伝送器およびディストリビュ
ータの計装ループにおいて、最も起こりやすい故障のひ
とつに伝送器短絡がある。以下、伝送器短絡時の動作を
第4図を用いて説明する。なお、第3図に示したスイッ
チング制御回路6、入力増幅回路用電源回路7、および
出力回路用電源回路8は、伝送器短絡時の動作を説明す
るにあたり必要としないため、第4図では省略して示し
た。その他の構成は第3図と同じである。第4図におい
て、伝送器電源回路2の出力電圧V p tは伝送器が
短絡状態であるため、入力端子BおよびAを介して電流
/電圧変換抵抗R1に直接印加される。ここに、伝送器
電源回路2の電源容量が充分大きいと仮定すれば、電流
/91!圧変換抵抗R1には、伝送器電源回路2の電圧
VPI、すなわち(1)式で示すDC24Vが印加され
、定常時の電圧、すなわち(2)式に示すDC1〜5v
より、はるかに大きな値となる。
は、定常時の動作は勿論のこと、異常時の動作について
も充分に吟味する必要がある。すなわち万が−の計器故
障時においてもプラントを安全側に動作させる必要があ
る。これを一般にフェイル・セーフという。圧力、液面
などの計測のために用いる伝送器およびディストリビュ
ータの計装ループにおいて、最も起こりやすい故障のひ
とつに伝送器短絡がある。以下、伝送器短絡時の動作を
第4図を用いて説明する。なお、第3図に示したスイッ
チング制御回路6、入力増幅回路用電源回路7、および
出力回路用電源回路8は、伝送器短絡時の動作を説明す
るにあたり必要としないため、第4図では省略して示し
た。その他の構成は第3図と同じである。第4図におい
て、伝送器電源回路2の出力電圧V p tは伝送器が
短絡状態であるため、入力端子BおよびAを介して電流
/電圧変換抵抗R1に直接印加される。ここに、伝送器
電源回路2の電源容量が充分大きいと仮定すれば、電流
/91!圧変換抵抗R1には、伝送器電源回路2の電圧
VPI、すなわち(1)式で示すDC24Vが印加され
、定常時の電圧、すなわち(2)式に示すDC1〜5v
より、はるかに大きな値となる。
従って、入力増幅回路3の出力V t zも定常時の最
大値(100%)以上に振り切れ、ディストリビュータ
の出力が、定常時の最大値(100%)以上に振り切れ
る。この信号を受けた制御装置は、計測ループの異常を
検出し、プラントを安全側に制御できる。このとき、伝
送器電源回路2の出力電力P1は、すべて電流/電圧変
換抵抗R1で消費され、その電力P1は、P L =
(e + t)”/ R1となり(1)式、(3)式を
代入し、 P1″:2.3W ・・・(7)
となる。従って、電流/電圧変換抵抗R1として、3W
程度の抵抗が必要となる。第4図では図示を省略したが
、第3図で示す入力増幅回路用電源回路7と出力回路用
電源回路8との合計出力電力(P7+P8)は(5)式
と同様であるため電源トランスT1の2次出力の合計P
TIは PT1幻3.3W ・・・(8)と
なる、(6)式、(8)式より、伝送器短絡時にも各電
源回路の電圧を維持しようとすれば、定常時の2倍以上
のトランス容量が必要となる。
大値(100%)以上に振り切れ、ディストリビュータ
の出力が、定常時の最大値(100%)以上に振り切れ
る。この信号を受けた制御装置は、計測ループの異常を
検出し、プラントを安全側に制御できる。このとき、伝
送器電源回路2の出力電力P1は、すべて電流/電圧変
換抵抗R1で消費され、その電力P1は、P L =
(e + t)”/ R1となり(1)式、(3)式を
代入し、 P1″:2.3W ・・・(7)
となる。従って、電流/電圧変換抵抗R1として、3W
程度の抵抗が必要となる。第4図では図示を省略したが
、第3図で示す入力増幅回路用電源回路7と出力回路用
電源回路8との合計出力電力(P7+P8)は(5)式
と同様であるため電源トランスT1の2次出力の合計P
TIは PT1幻3.3W ・・・(8)と
なる、(6)式、(8)式より、伝送器短絡時にも各電
源回路の電圧を維持しようとすれば、定常時の2倍以上
のトランス容量が必要となる。
なお、第4図において、ゼナーダイオードZDIは入力
増幅回路3の入力電圧をクランプするためのもので、ゼ
ナー電圧Vzoxは入力増幅回路3の電源電圧VP7以
下の値に選定されており、入力増幅回路3の入力電圧が
電源電圧以下になるようにし入力増幅回路3の過電圧破
壊を防止している。
増幅回路3の入力電圧をクランプするためのもので、ゼ
ナー電圧Vzoxは入力増幅回路3の電源電圧VP7以
下の値に選定されており、入力増幅回路3の入力電圧が
電源電圧以下になるようにし入力増幅回路3の過電圧破
壊を防止している。
仮に、トランス容量が定常時に必要な容量ぎりぎりの電
源トランスを用いた場合の伝送器短絡時の電力関係式は
電源トランスが多出力形であるため、各電源回路間の出
力電圧比は一定となり、かつ各電源回路の出力電力は出
力電圧の2乗にほぼ比例するので、(9)式となる。
源トランスを用いた場合の伝送器短絡時の電力関係式は
電源トランスが多出力形であるため、各電源回路間の出
力電圧比は一定となり、かつ各電源回路の出力電力は出
力電圧の2乗にほぼ比例するので、(9)式となる。
(Vpx’ )”/R1+(VP1’ /VPI)”(
P7+P8):PTI ・・・(’])ここに、V p
lは定常時の伝送器電源回路出力電圧、P1′は伝送
器短絡時の伝送器電源回路出力電圧、R1は電流/電圧
変換用抵抗R1の抵抗値。
P7+P8):PTI ・・・(’])ここに、V p
lは定常時の伝送器電源回路出力電圧、P1′は伝送
器短絡時の伝送器電源回路出力電圧、R1は電流/電圧
変換用抵抗R1の抵抗値。
R7は定常時の入力増幅回路用電源回路7の出力、R8
は出力回路用電源回路8の出力、PTIは電源トランス
T1の合計2次出力である。
は出力回路用電源回路8の出力、PTIは電源トランス
T1の合計2次出力である。
(1)式よりVP1= 24 V 、 (3)式よりR
1=250オーム、(5)式よりP7+P8=IW、(
6)式よりPt1=1.5Wを(9)式に代入し伝送器
短絡時の伝送器電源回路出力電圧VPl’ を求めれば
、Vpt”;16Vとなる。従って、正常時と伝送器短
絡時との各電源回路の出力電圧比は (Vp1’ / Vpz) = 0 、67
=llO)となる。このとき、電流/電圧変換抵
抗R1の電圧Vllは伝送N’R源回1620)出力型
PE VPI’ =16Vと等しくなり、(2)式で示
す定常時の電圧DC1〜5v以上の値となる。しかし、
前述のように電源トランスが多出力形であるため、入力
増幅回路用電源回路7の出力電圧VP7および出力回路
用電源回路8の出力電圧Vpδも(10)式で示す比率
(0,67)で出力電圧値が下がる。このため、入力増
幅回路または出力回路の出力が回路電源で制限されディ
ストリビュータの出力信号が、定常時の出力範囲(DC
1〜5■またはDC4〜20mA)以内で飽和する恐れ
がある。ディストリビュータの出力信号が定常時の出力
範囲内で飽和した場合、ディストリビュータの出力信号
を受けた制御装置は伝送器が短絡したことを認知できな
いため、プラントを安全側に制御できない。このためプ
ラントは非常に危険な状態となり、場合によっては爆発
の恐れさえある。
1=250オーム、(5)式よりP7+P8=IW、(
6)式よりPt1=1.5Wを(9)式に代入し伝送器
短絡時の伝送器電源回路出力電圧VPl’ を求めれば
、Vpt”;16Vとなる。従って、正常時と伝送器短
絡時との各電源回路の出力電圧比は (Vp1’ / Vpz) = 0 、67
=llO)となる。このとき、電流/電圧変換抵
抗R1の電圧Vllは伝送N’R源回1620)出力型
PE VPI’ =16Vと等しくなり、(2)式で示
す定常時の電圧DC1〜5v以上の値となる。しかし、
前述のように電源トランスが多出力形であるため、入力
増幅回路用電源回路7の出力電圧VP7および出力回路
用電源回路8の出力電圧Vpδも(10)式で示す比率
(0,67)で出力電圧値が下がる。このため、入力増
幅回路または出力回路の出力が回路電源で制限されディ
ストリビュータの出力信号が、定常時の出力範囲(DC
1〜5■またはDC4〜20mA)以内で飽和する恐れ
がある。ディストリビュータの出力信号が定常時の出力
範囲内で飽和した場合、ディストリビュータの出力信号
を受けた制御装置は伝送器が短絡したことを認知できな
いため、プラントを安全側に制御できない。このためプ
ラントは非常に危険な状態となり、場合によっては爆発
の恐れさえある。
以上のように伝送器短絡時はディストリビュータの出力
を定常時の出力値以上の値に確実に振り切らせる必要が
ある。このため、伝送器短絡時にもトランス2次電圧が
下がらない大容量の電源トランスを用いていた。
を定常時の出力値以上の値に確実に振り切らせる必要が
ある。このため、伝送器短絡時にもトランス2次電圧が
下がらない大容量の電源トランスを用いていた。
以上のように従来の2線式伝送器用ディストリビュータ
においては、伝送器が短絡した場合に出力を定常信号の
最大値以上に振り切らせるために、定常時の2倍以上の
大容量の電源トランスおよび電流/電圧変換用抵抗を必
要とした。このため。
においては、伝送器が短絡した場合に出力を定常信号の
最大値以上に振り切らせるために、定常時の2倍以上の
大容量の電源トランスおよび電流/電圧変換用抵抗を必
要とした。このため。
電源トランス、電流/電圧変換用抵抗のみならず、スイ
ッチングトランジスタ等の電源トランス1次側制御素子
が大形化し、小形化、低価格化ができない問題があった
。
ッチングトランジスタ等の電源トランス1次側制御素子
が大形化し、小形化、低価格化ができない問題があった
。
本発明の目的は、小容量の電源トランスおよび電流/電
圧変換用抵抗で、伝送器が短絡した場合に出力を定常信
号の最大値以上に確実に振り切らせることができる2線
式伝送器用ディストリビュータを簡単な構成で実現する
ことである。
圧変換用抵抗で、伝送器が短絡した場合に出力を定常信
号の最大値以上に確実に振り切らせることができる2線
式伝送器用ディストリビュータを簡単な構成で実現する
ことである。
上記目的は、コレクタ電極とベース電極との間に抵抗を
接続したトランジスタを伝送器電源回路から2線式伝送
器に至る回路間に挿入すると共に、定常動作時には遮断
状態であり伝送器が短絡したとき導通状態となる過電圧
検出回路を電流/電圧変換用抵抗に接続すると共に、定
電圧回路を切換回路を介してトランジスタのベース電極
に接続し、過電圧検出回路の遮断または導通によって切
換回路を開放または短絡することにより達成できる。
接続したトランジスタを伝送器電源回路から2線式伝送
器に至る回路間に挿入すると共に、定常動作時には遮断
状態であり伝送器が短絡したとき導通状態となる過電圧
検出回路を電流/電圧変換用抵抗に接続すると共に、定
電圧回路を切換回路を介してトランジスタのベース電極
に接続し、過電圧検出回路の遮断または導通によって切
換回路を開放または短絡することにより達成できる。
定常動作時には、過電圧回路は遮断、状態であるため切
換回路は開放されており、定電圧回路はトランジスタの
ベース電極から切離されている。従って、伝送器電源回
路の出力電圧はトランジスタを介してそのまま伝送器に
供給される。
換回路は開放されており、定電圧回路はトランジスタの
ベース電極から切離されている。従って、伝送器電源回
路の出力電圧はトランジスタを介してそのまま伝送器に
供給される。
伝送器短絡時には、過電圧回路は導通状態であるため切
換回路は短絡されて定電圧回路はトランジスタのベース
に接続される。従って、伝送器電源回路の出力電圧は定
電圧回路によって定まる定電圧に変換されて電流/電圧
変換用抵抗に供給される。ここに、定常動作時の電流/
電圧変換用抵抗の最大電圧をVat(wax) 、過電
圧回路の動作電圧をVzo、および定電圧回路の電圧V
sとの関係を Vtt(lIax) <Vzn<Vsか
つV+t4Vxo4Vsとなるように各素子を選定すれ
ば、電流/電圧変換抵抗に生じる電圧はVat(−ax
)以上の定電圧に制御され、伝送器電源回路の電源容量
を定1.’t fりJ作時と大きく変えることなく、デ
ィストリビュータの出力を定常信号の最大値以上の値に
振り切らせることができる。
換回路は短絡されて定電圧回路はトランジスタのベース
に接続される。従って、伝送器電源回路の出力電圧は定
電圧回路によって定まる定電圧に変換されて電流/電圧
変換用抵抗に供給される。ここに、定常動作時の電流/
電圧変換用抵抗の最大電圧をVat(wax) 、過電
圧回路の動作電圧をVzo、および定電圧回路の電圧V
sとの関係を Vtt(lIax) <Vzn<Vsか
つV+t4Vxo4Vsとなるように各素子を選定すれ
ば、電流/電圧変換抵抗に生じる電圧はVat(−ax
)以上の定電圧に制御され、伝送器電源回路の電源容量
を定1.’t fりJ作時と大きく変えることなく、デ
ィストリビュータの出力を定常信号の最大値以上の値に
振り切らせることができる。
〔実施例〕
以下、本発明によるディストリビュータについて第1図
の実施例を用いて詳しく説明する。なお、第1図におい
て第3図と同一部分は同一符号を用いて示す。第1図に
おいて第3図と異なる点は次の通りである。伝送器電源
回路2の正側出力と信号入力端子Bとの間にトランジス
タQ1を図示のごとく挿入し、トランジスタQ1のコレ
クタ電極とベース電極との間に抵抗R3を接続している
。
の実施例を用いて詳しく説明する。なお、第1図におい
て第3図と同一部分は同一符号を用いて示す。第1図に
おいて第3図と異なる点は次の通りである。伝送器電源
回路2の正側出力と信号入力端子Bとの間にトランジス
タQ1を図示のごとく挿入し、トランジスタQ1のコレ
クタ電極とベース電極との間に抵抗R3を接続している
。
また抵抗R4とトランジスタQ2の直列回路をトランジ
スタQ1のベース電極と伝送器電源回路2の負側出力と
の間に図示のごとく接続している。
スタQ1のベース電極と伝送器電源回路2の負側出力と
の間に図示のごとく接続している。
またゼナーダイオードZDIのアノード電極はトランジ
スタQ2のベース電極に接続している。上記以外は第3
図と同一である。ただし、第3図に示したスイッチング
制御回路6.入力増幅回路用電源回路7、および出力回
路用電源回路8は、本発明によるディストリビュータを
説明するにあたり不要であるので第1図では省略して示
した。このように構成された第1図の実施例において、
ゼナーダイオードZDIのゼナー電圧を定常動作時に電
流/電圧変換用抵抗R1に生じる電圧711以上の値に
選定しておけば、ゼナーダイオードZD1は遮断状態と
なりトランジスタQ2も遮断状態となる。従って、伝送
器電源回路2からトランジスタQ1および信号入力端子
Bを介して電源電圧V P 1を伝送器1に供給し、伝
送器1の出力電流信号iz (DC4〜20mA)を
信号入力端子Aを介して取込み電流/電圧変換用抵抗R
1で電圧信号Vllに変換し、商用へ〇100v′7I
l源等からの誘導ノイズを除去するための抵抗R2およ
びコンデンサC1で構成されたフィルタを介して入力増
幅回路3に入力する。入力増幅回路3で信号増幅および
パイアイ処理を施し、耐ノイズ性向上および電源系の分
離のため信号絶縁回路4で信号絶縁し、出力回路を介し
て統一した信号Vo(DC1〜5vまたはDC4〜20
mA)を出力端子EおよびFから出力している。
スタQ2のベース電極に接続している。上記以外は第3
図と同一である。ただし、第3図に示したスイッチング
制御回路6.入力増幅回路用電源回路7、および出力回
路用電源回路8は、本発明によるディストリビュータを
説明するにあたり不要であるので第1図では省略して示
した。このように構成された第1図の実施例において、
ゼナーダイオードZDIのゼナー電圧を定常動作時に電
流/電圧変換用抵抗R1に生じる電圧711以上の値に
選定しておけば、ゼナーダイオードZD1は遮断状態と
なりトランジスタQ2も遮断状態となる。従って、伝送
器電源回路2からトランジスタQ1および信号入力端子
Bを介して電源電圧V P 1を伝送器1に供給し、伝
送器1の出力電流信号iz (DC4〜20mA)を
信号入力端子Aを介して取込み電流/電圧変換用抵抗R
1で電圧信号Vllに変換し、商用へ〇100v′7I
l源等からの誘導ノイズを除去するための抵抗R2およ
びコンデンサC1で構成されたフィルタを介して入力増
幅回路3に入力する。入力増幅回路3で信号増幅および
パイアイ処理を施し、耐ノイズ性向上および電源系の分
離のため信号絶縁回路4で信号絶縁し、出力回路を介し
て統一した信号Vo(DC1〜5vまたはDC4〜20
mA)を出力端子EおよびFから出力している。
ここに、トランジスタQ1の電圧降下VCEは、Vcg
= R3・i t/ h te+ VBE −(1
1)となる。(11)式において、11は伝送器1の出
力電流、hzeはトランジスタQ1の電流増幅率、VB
EはトランジスタQ1のベース電極、エミッタ電極間の
電圧降下である。R3,hleおよびVBHの値を(1
2)式とし、伝送器1の出力電流を最大値20mAとし
たとき、トランジスタQ1の電圧降下VCEは(11)
式より、VcE41Vとなる。
= R3・i t/ h te+ VBE −(1
1)となる。(11)式において、11は伝送器1の出
力電流、hzeはトランジスタQ1の電流増幅率、VB
EはトランジスタQ1のベース電極、エミッタ電極間の
電圧降下である。R3,hleおよびVBHの値を(1
2)式とし、伝送器1の出力電流を最大値20mAとし
たとき、トランジスタQ1の電圧降下VCEは(11)
式より、VcE41Vとなる。
したがって、伝送器電源回路2の出力端、の電圧Vpo
は、Vpo= Vpt + VC[Eとなる。V p
tは(1)式より24V、Vcεは前述のとうり1vで
あるのでV po = 25 V
−(13)に設定すればよい。また、このときのトラ
ンジスタQ1の電力損失PQ1は PQt=VcE−it=0.02W −(14)
となり、トランジスタQ1を追加したことによる損失は
、小さく問題はない。
は、Vpo= Vpt + VC[Eとなる。V p
tは(1)式より24V、Vcεは前述のとうり1vで
あるのでV po = 25 V
−(13)に設定すればよい。また、このときのトラ
ンジスタQ1の電力損失PQ1は PQt=VcE−it=0.02W −(14)
となり、トランジスタQ1を追加したことによる損失は
、小さく問題はない。
次に、第1図の実施例において伝送器が短絡した場合の
動作について第2図を用いて説明する。
動作について第2図を用いて説明する。
伝送器が短絡した瞬間、伝送器供給電圧Vpwは入力信
号端子BおよびAを介して電流/電圧変換用抵抗R1に
直接印加され、V11= VP1= 24 V トなる
。ここで、ゼナーダイオードZDIのゼナー電圧VZD
を VZD= 7 V −(15)
とすれば、Vat>Vzoとなり、ゼナーダイオードZ
DIは導通し、電流12が図中矢視のごとく抵抗R2,
Zolを経てトランジスタQ2のベース電極に流れトラ
ンジスタQ2を導通させる。l・ランジスタQ2が導通
すれば、伝送ri電源回路2の正側出力端から電流i3
が図中矢視のごとく抵抗R3,抵抗R4およびトランジ
スタQ2を経て伝送器電源回路2の負側出力端に流れる
。従って、トランジスタQ1のベース電極には Vn=(R4/(R3+R4))Vpo ・・・(1
6)なる電圧が印加される。抵抗R4を R4=IKオーム ・・・(17)とし
、 (12)式、 (13)式、および(17)式を(
16)式に代入すれば、Va=10Vとなる。トランジ
スタQ1のベース電極、エミッタ電極間の電圧降下VB
Eは、(11)式に示すように0.7Vであるため。
号端子BおよびAを介して電流/電圧変換用抵抗R1に
直接印加され、V11= VP1= 24 V トなる
。ここで、ゼナーダイオードZDIのゼナー電圧VZD
を VZD= 7 V −(15)
とすれば、Vat>Vzoとなり、ゼナーダイオードZ
DIは導通し、電流12が図中矢視のごとく抵抗R2,
Zolを経てトランジスタQ2のベース電極に流れトラ
ンジスタQ2を導通させる。l・ランジスタQ2が導通
すれば、伝送ri電源回路2の正側出力端から電流i3
が図中矢視のごとく抵抗R3,抵抗R4およびトランジ
スタQ2を経て伝送器電源回路2の負側出力端に流れる
。従って、トランジスタQ1のベース電極には Vn=(R4/(R3+R4))Vpo ・・・(1
6)なる電圧が印加される。抵抗R4を R4=IKオーム ・・・(17)とし
、 (12)式、 (13)式、および(17)式を(
16)式に代入すれば、Va=10Vとなる。トランジ
スタQ1のベース電極、エミッタ電極間の電圧降下VB
Eは、(11)式に示すように0.7Vであるため。
電流/電圧変換用抵抗R1に印加される電圧V r 1
は V11=VP1=VB VHE=9.3V =41
8)となる。
は V11=VP1=VB VHE=9.3V =41
8)となる。
ここで、ゼナーZD1のゼナー電圧vzDは(15)式
で示したように7vに選定されているため、ゼナーZD
Iは導通状態で保持され、Vllは9.3vに保持され
る。このときの伝送器電源回路2の出力電力P1は、抵
抗R1,トランジスタQl、抵抗R3およびR4の消費
電力の合計となり、P1=Vpo・Vp1/R,1+(
Vpo)”/(R3+R4) −・・o9)となる、
(19)式に、(13)式、 (17)式、 (18
)式を代入し計算すれば、伝送器電源回路2の出方電力
PIは P l = 1.18W −(2
0)となる。(7)式に示すように、従来方式での伝送
器短絡時の伝送器電源回路の出力電力P1は263vで
あり1本発明のディストリビュータを使用することで伝
送器電源回路の電源容量を約172にできる。また、電
流/電圧変換用抵抗R1の消費電力は、 (V s t)2/ R1となり(3)式、および(1
8)式より0.35Wとなり、0.5W程度の抵抗で充
分である。
で示したように7vに選定されているため、ゼナーZD
Iは導通状態で保持され、Vllは9.3vに保持され
る。このときの伝送器電源回路2の出力電力P1は、抵
抗R1,トランジスタQl、抵抗R3およびR4の消費
電力の合計となり、P1=Vpo・Vp1/R,1+(
Vpo)”/(R3+R4) −・・o9)となる、
(19)式に、(13)式、 (17)式、 (18
)式を代入し計算すれば、伝送器電源回路2の出方電力
PIは P l = 1.18W −(2
0)となる。(7)式に示すように、従来方式での伝送
器短絡時の伝送器電源回路の出力電力P1は263vで
あり1本発明のディストリビュータを使用することで伝
送器電源回路の電源容量を約172にできる。また、電
流/電圧変換用抵抗R1の消費電力は、 (V s t)2/ R1となり(3)式、および(1
8)式より0.35Wとなり、0.5W程度の抵抗で充
分である。
なお、第1図の実施例では、(12)式、 (15)式
および(17)式に示すように、抵抗R3,R4および
ゼナーダイオードZDIのゼナー電圧VzDを定めたが
この限りではない。定常動作時の電流/電圧変換用抵抗
の最大電圧をVat(−ax) 、ゼナーダイオードZ
Dの動作電圧をVZD、およびトランジスタQ1のエミ
ッタ電圧VEの関係を V t s (wax) < Vzo< VE−(21
)となるよう、R3,R4およびZDIを選定すれば、
伝送器短絡時にはゼナーダイオードZDIは導通状態が
保持され、電流/電圧変換用抵抗R1に生じる電圧を定
常時の最大出力以上に保持することができる。このとき
(21)式の関係を守りつつ、Vtl(wax) 、
VZDおよびvIEの値を近づけていけば伝送器短絡時
の伝送器電源回路の出力容量を(20)式より小さくす
ることが可能である。
および(17)式に示すように、抵抗R3,R4および
ゼナーダイオードZDIのゼナー電圧VzDを定めたが
この限りではない。定常動作時の電流/電圧変換用抵抗
の最大電圧をVat(−ax) 、ゼナーダイオードZ
Dの動作電圧をVZD、およびトランジスタQ1のエミ
ッタ電圧VEの関係を V t s (wax) < Vzo< VE−(21
)となるよう、R3,R4およびZDIを選定すれば、
伝送器短絡時にはゼナーダイオードZDIは導通状態が
保持され、電流/電圧変換用抵抗R1に生じる電圧を定
常時の最大出力以上に保持することができる。このとき
(21)式の関係を守りつつ、Vtl(wax) 、
VZDおよびvIEの値を近づけていけば伝送器短絡時
の伝送器電源回路の出力容量を(20)式より小さくす
ることが可能である。
また、第1図の実施例では電流/電圧変換用抵抗R1に
生じる電圧vIが定常時の最大値以上になったことを検
出しトランジスタQ2をON。
生じる電圧vIが定常時の最大値以上になったことを検
出しトランジスタQ2をON。
OFF制御する過電圧検出素子としてゼナーダイオード
ZDIを用いたがこの限りではない。過電圧を検出し、
トランジスタQ2のような切換素子をON、OFF制御
を有するものであれば、どのような素子または回路でも
よい。
ZDIを用いたがこの限りではない。過電圧を検出し、
トランジスタQ2のような切換素子をON、OFF制御
を有するものであれば、どのような素子または回路でも
よい。
また、第1図の実施例では、切換素子としてトランジス
タQ2を使用したが、この限りではない。
タQ2を使用したが、この限りではない。
過電圧検出素子の信号を受けてON、OFFする切換素
子であれば、どのような素子または回路でもよい。
子であれば、どのような素子または回路でもよい。
さらに、伝送器短絡時にトランジスタQ1のべ一入電極
に定電圧を印加する電圧制御素子として抵抗R4を用い
たがこの限りではない。ベース電極に定電圧に制御する
ものであれば、ゼナーダイオード等の定電圧素子にも適
用できる。
に定電圧を印加する電圧制御素子として抵抗R4を用い
たがこの限りではない。ベース電極に定電圧に制御する
ものであれば、ゼナーダイオード等の定電圧素子にも適
用できる。
なお、第1図の実施例では、入力増幅回路3および信号
絶縁回路4を構成要素として説明したが、これらは必ず
しも有する必要はない、たとえば、電流/fl!圧変換
圧変杭用抵抗250オームを高精度のものを用いれば、
伝送器1の出方信号DC4〜20mAをDC1〜5vに
高精度に変換できるため、入力増幅回路3を必要としな
い、また、耐ノイズ性、電源系の分離を配慮する必要が
ない場合は、信号増幅回路4は不要である。
絶縁回路4を構成要素として説明したが、これらは必ず
しも有する必要はない、たとえば、電流/fl!圧変換
圧変杭用抵抗250オームを高精度のものを用いれば、
伝送器1の出方信号DC4〜20mAをDC1〜5vに
高精度に変換できるため、入力増幅回路3を必要としな
い、また、耐ノイズ性、電源系の分離を配慮する必要が
ない場合は、信号増幅回路4は不要である。
本発明によるディストリビュータによれば、小容量の電
源トランスおよび電流/電圧変換用抵抗で、伝送器が短
絡した場合に出力を定常信号の最大値以上の値に確実に
振り切らせることができるディストリビュータを簡単な
構成を実現でき、工業計測上有益である。
源トランスおよび電流/電圧変換用抵抗で、伝送器が短
絡した場合に出力を定常信号の最大値以上の値に確実に
振り切らせることができるディストリビュータを簡単な
構成を実現でき、工業計測上有益である。
第1図は本発明に係るディストリビュータの一実施例、
第2図は第1−に示す実施例の伝送器短終時の等価回路
、第3図は従来のディストリビュータの一実施例、第4
図は第3図に示す実施例の伝送器短絡時の等価回路図で
ある。 Ql、Q2・・・トランジスタ、R3,R4・・・抵抗
、窮1図 寓λ凹 第3図 高4図
第2図は第1−に示す実施例の伝送器短終時の等価回路
、第3図は従来のディストリビュータの一実施例、第4
図は第3図に示す実施例の伝送器短絡時の等価回路図で
ある。 Ql、Q2・・・トランジスタ、R3,R4・・・抵抗
、窮1図 寓λ凹 第3図 高4図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、2線式伝送器の出力を接続する入力端子に入力抵抗
回路と定電圧電源とを直列接続し、前記定電圧電源から
2線式伝送器に電源を供給し、該伝送器からの電流信号
を前記入力抵抗回路に流し、該入力抵抗回路の両端に発
生した電圧を増幅器を介して統一信号に変換し出力する
ディストリビュータにおいて、前記入力抵抗回路の出力
に過電圧検出回路と前記定電圧電源の出力に電圧制御回
路を設け、前記伝送器の出力両端が短絡されたときに、
前記過電圧検出回路によつて前記電圧制御回路を動作さ
せ、前記定電圧電源の出力電圧を低下するように成し、
よつて前記伝送器出力両端の短絡時における定電圧電源
の負荷を軽減するように成すとともに、出力信号を定常
信号の最大値以上の値に振り切らせることを特徴とする
ディストリビュータ。 2、請求項第1項において、前記定電圧回路の出力両端
に、第1と第2の抵抗と第1のトランジスタを直列接続
すると共に、該第1の抵抗と定電圧電源出力の交点にコ
レクタ電極を、前記第1と第2の抵抗のベース電極を接
続し、エミッタ電極を出力とする第2のトランジスタか
ら成る前記電圧制御回路と、前記入力抵抗回路の出力か
ら電流制限用の第3の抵抗とゼナーダイオードの直列回
路から成る前記過電圧検出回路を介して前記第1のトラ
ンジスタのベース電極に接続するように成し、前記伝送
器の出力両端が短絡したとき過電圧印加による前記ゼナ
ーダイオードの導通電流により前記第1のトランジスタ
を導通させ、前記第1、第2の抵抗によつて前記定電圧
電源の出力電圧を分圧するように構成したことを特徴と
するディストリビュータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9734289A JPH02277197A (ja) | 1989-04-19 | 1989-04-19 | デイストリビュータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9734289A JPH02277197A (ja) | 1989-04-19 | 1989-04-19 | デイストリビュータ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02277197A true JPH02277197A (ja) | 1990-11-13 |
Family
ID=14189807
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9734289A Pending JPH02277197A (ja) | 1989-04-19 | 1989-04-19 | デイストリビュータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02277197A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2017216896A1 (ja) * | 2016-06-15 | 2017-12-21 | 新電元工業株式会社 | フィルタ装置 |
-
1989
- 1989-04-19 JP JP9734289A patent/JPH02277197A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2017216896A1 (ja) * | 2016-06-15 | 2017-12-21 | 新電元工業株式会社 | フィルタ装置 |
| JP6263642B1 (ja) * | 2016-06-15 | 2018-01-17 | 新電元工業株式会社 | フィルタ装置 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4628433A (en) | Control circuit for diode-or connected power supplies | |
| CN110596450B (zh) | 一种模拟量信号采集通道电路 | |
| CN100438297C (zh) | 电流平衡电路 | |
| CA1216024A (en) | Power supply having slope controlled output volt-ampere characteristic | |
| US5734269A (en) | Bridge circuit fault monitoring apparatus using an output signal level from a bridge circuit and a power source current level to determine faults | |
| JPH02277197A (ja) | デイストリビュータ | |
| JP3054459B2 (ja) | 供給される量に対応する電流を発生する装置 | |
| CN110212488A (zh) | 一种简易直流防过电压电路 | |
| US4703410A (en) | Power failure indicator | |
| US4521842A (en) | Circuit for controlling the volt-ampere characteristic of a load sharing power supply at no load and for inserting a preload | |
| US9584013B2 (en) | Method for remote control of a power converter module and a device therefor | |
| TWI225330B (en) | Pulse width modulation power regulator and power supply system thereof | |
| JPS5864517A (ja) | 制御回路装置 | |
| CN220271538U (zh) | 一种电流互感器接入检测系统 | |
| JPS5922564Y2 (ja) | 直流安定化電源装置 | |
| CN117459033B (zh) | 滞回比较电路、电压检测装置及过压欠压检测装置 | |
| CN111426882A (zh) | Rim型绝缘监测系统 | |
| JP2846679B2 (ja) | 電源ユニットの並列冗長運転方式 | |
| JPH0713396Y2 (ja) | 直流電源装置の過電圧保護回路 | |
| JPS63298168A (ja) | 電流検出装置 | |
| JPS6219974Y2 (ja) | ||
| JPH03195320A (ja) | 電力供給装置 | |
| CN116526427A (zh) | 一种可投切式电源输出过压保护和监测电路 | |
| SU832644A2 (ru) | Устройство дл дифференциальнойзАщиТы учАСТКОВ СЕТи пОСТО ННОгО TOKA | |
| JP2555686Y2 (ja) | スイッチング電源装置 |