JPH04134191U - アイソレーシヨン電源 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 アイソレーション電源にトランスを用いると
共に、その１次側及び２次側間の浮遊容量を通してフロ
ーティング状態の電源整流回路に重畳する交流電源電圧
成分を相殺する。 【構成】 トランス１の１次側にアースを基準電位とし
て交流電源５が接続し、２次側にフローティング状態で
電源用整流回路２が接続されているアイソレーション電
源において、電源用整流回路２に、トランス１の浮遊容
量Ｃ１とほぼ同一もしくは小さな容量を有するコンデン
サＣ２の一端を接続すると共に、交流電源５から供給さ
れた入力電圧信号を反転し、かつ浮遊容量Ｃ１を通して
アース及び電源用整流回路２間に生じる漏洩電圧に対し
てほぼ逆位相及びほぼ同一振幅に調整した補償電圧信号
をコンデンサＣ２の他端を通して出力する電圧信号発生
回路を付属させる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、トランスの一端がアースされた１次側に商用電源或は５０〜１ｋＨ ｚ程度の交流電源電圧が供給され、２次側にフローティング状態の電源用整流回 路が接続されているアイソレーション電源に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

例えば、運動神経伝導速度を測定する刺激装置では、図３に示すように、距離 Ｌだけ離れた刺激点Ｐ１、Ｐ２にフローティング状態で刺激パルスを加え、測定 点Ｐ３に伝播してきた２個の時間差を有する反応信号をアース基準電位の測定回 路８で受信し、双方の信号の時間差より運動神経伝導速度を測定している。この 場合、反応信号のレベルは通常１μＶ〜数ｍＶ程度であり、冒頭に述べたトラン ス式のフローティング電源を使用したのではトランスの浮遊容量を通して漏洩電 圧がアースと正中神経９間に重畳して測定を困難にする。したがって、従来では フローティングさせたバッテリを用い、光結合アイソレータを通してトリガ信号 を刺激装置に供給している。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、このような刺激装置の電源電圧としては、例えば１３０Ｖ程度 の高い電圧を要するために、特殊な電池を用いなければならない。 よって、本考案は、トランスの１次側及び２次側間の浮遊容量を通してフロー ティング状態の電源整流回路に重畳する交流電源電圧成分を相殺できる冒頭に述 べた類のアイソレーション電源を提供することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】

本考案は、トランスの１次側にアースを基準電位として交流電源が接続し、２ 次側にフローティング状態で電源用整流回路が接続されているアイソレーション 電源において、前述の目的を達成するために、電源用整流回路に、トランスの浮 遊容量とほぼ同一もしくは小さな容量を有するコンデンサの一端を接続すると共 に、交流電源から供給された入力電圧信号を反転し、かつ浮遊容量を通してアー ス及び電源用整流回路間に生じる漏洩電圧に対してほぼ逆位相及びほぼ同一振幅 に調整した補償電圧信号をコンデンサの他端を通して出力する電圧信号発生回路 を付属させたことを特徴とする。

【０００５】

【作用】

アース及び電源用整流回路間には、その間の抵抗とトランスの浮遊容量に応じ た電圧レベル及びトランスのインダクタンスにより位相のずれた交流電源の漏洩 電圧が、雑音として生じる。一方、電圧信号発生回路は、交流電源からの入力電 圧信号を反転し、かつ位相及び振幅調整し、コンデンサの出力側に漏洩電圧に対 してほぼ逆位相及びほぼ同一振幅の補償電圧信号を出力する。これにより、漏洩 電圧に対して補償電圧信号が重畳されて相殺される。

【０００６】

【実施例】

図１は、本考案の一実施例によるアイソレーション電源を示す。同図において 、１は１次側及び２次側間に例えば３０ｐＦの極力小さくした浮遊容量Ｃ１を有 するトランスである。その１次側には、アースとの間で給電する商用電源５及び 電圧信号発生回路が設けられている。この電圧信号発生回路は、演算増幅器４と 、その入力用に商用電源５の電圧を分圧する可変抵抗器ＲＶ１と、増幅度を設定 する帰還回路用の抵抗器Ｒ１、Ｒ２と、位相調整回路を構成する可変抵抗器ＲＶ ２、コンデンサＣ３とより構成されている。トランス１の２次側には、フローテ ィング状態の電源用整流回路２が接続され、その出力端子にフィルタコンデンサ ３が接続されている。

【０００７】 演算増幅器４の出力端子及び整流回路２の基準電位ラインには、トランス１の 浮遊容量Ｃ１の容量３０ｐＦに対して小さめの１０ｐＦを有するコンデンサＣ２ が接続されている。位相調整回路ＲＶ２、Ｃ３は、入力電圧信号の位相を遅れ調 整することにより、トランス１のインダクタンスに起因する雑音成分の位相遅れ に対応して位相調整をする。補償電圧信号のレベル及び位相は、オシロスコープ で２次側に漏洩した電源電圧成分を測定しつつ先ずＲＶ１で演算増幅器４へ入力 する電圧信号レベルを調整し、ＲＶ２で位相調整を行うことにより精密に設定可 能である。

【０００８】 これにより、整流回路２はトランス１を通して商用電源が供給されることによ り、出力端子にはフローティング状態の直流電源が出力され、例えば前述した生 体用刺激装置へ浮遊容量Ｃ１に伴う漏洩電圧が僅かに重畳されて給電される。そ の際、浮遊容量Ｃ１及びインダクタンスと、２次側のアース間との抵抗に応じて 電源電圧（図２Ａ）に対して位相θだけ遅れた整流回路２の漏洩電源電圧成分（ 図２Ｂ）へ、コンデンサＣ２から同レベル、逆位相の補償電圧信号（図２Ｃ）が 供給され、雑音が相殺される。

【０００９】 尚、位相θは、場合によりトランスのインダクタンス並びにトランス２次側の インダクタンス及び２次側の負荷回路の特性により逆に進む場合には、位相調整 回路を構成する可変抵抗器ＲＶ２及びコンデンサＣ３を逆接続して、進相度合を 調整可能にする。また、前述の刺激装置では、刺激電圧が浮遊容量に加えてコン デンサＣ２を通して漏洩する可能性もあり、場合によりこの漏洩が他の部位を刺 激する等の問題につながる。したがって、コンデンサＣ２の容量は、不必要に大 きくすることなく、最大でも浮遊容量と同一程度に設定するのが好ましい。本考 案は、商用電源に限らず、より高い周波数で発振した交流電源を用いる場合にも 適用される。

【００１０】

【考案の効果】

以上、本考案によれば、トランスの１次側に絶対アース間で供給される交流電 源電圧が、トランスの１次側及び２次側間の浮遊容量を通して２次側のフローテ ィングの整流回路に絶対アース間との雑音として重畳するのが回避され、トラン ス利用のノイズレスのアイソレーション電源が実現可能となる。例えば、フロー ティング電源で作動する生体用刺激装置において、絶対アース間に誘導されるμ Ｖオーダ程度の生体信号でも測定可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例によるアイソレーション電源
の構成を示す図である。

【図２】同回路の動作を説明する図である。

【図３】アイソレーション電源の使用例を説明する図で
ある。

【符号の説明】

２ 整流回路 ５ 商用電源

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 トランスの１次側にアースを基準電位と
   して交流電源が接続し、２次側にフローティング状態で
   電源用整流回路が接続されているアイソレーション電源
   において、前記電源用整流回路に、前記トランスの浮遊
   容量とほぼ同一もしくは小さな容量を有するコンデンサ
   の一端を接続すると共に、前記交流電源から供給された
   入力電圧信号を反転し、かつ前記浮遊容量を通してアー
   ス及び前記電源用整流回路間に生じる漏洩電圧に対して
   ほぼ逆位相及びほぼ同一振幅に調整した補償電圧信号を
   前記コンデンサの他端を通して出力する電圧信号発生回
   路を付属させたことを特徴とするアイソレーション電
   源。