JPH04212528A - フォワードコンバータ - Google Patents
フォワードコンバータInfo
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- JPH04212528A JPH04212528A JP3061118A JP6111891A JPH04212528A JP H04212528 A JPH04212528 A JP H04212528A JP 3061118 A JP3061118 A JP 3061118A JP 6111891 A JP6111891 A JP 6111891A JP H04212528 A JPH04212528 A JP H04212528A
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- Dc-Dc Converters (AREA)
- Cable Transmission Systems, Equalization Of Radio And Reduction Of Echo (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】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電力伝達用の絶縁用ト
ランスを用いてディジタル信号の絶縁伝送を行うフォワ
ードコンバータに関する。 【０００２】 【従来の技術】一般に、フォワードコンバータは、絶縁
用トランスを用いた電力の絶縁伝達回路として知られて
いる。図１０はこのフォワードコンバータの基本回路を
示すもので、図において、Ｔは絶縁用トランスであり、
この絶縁用トランスＴは１次巻線（主巻線）ＮＰとトラ
ンスリセット巻線ＮＲと２次巻線ＮＳとを備えている。 １次巻線ＮＰの一端は直流電源（電圧をＶＩＮとする）
の正極に接続され、他端はＦＥＴの如きスイッチング素
子Ｑを介して直流電源の負極に接続され、主回路が構成
されている。なお、直流電源の両端には入力コンデンサ
Ｃ１が接続されている。また、リセット巻線ＮＲの一端
はリセット回路用ダイオードＤ１を介して直流電源の正
極に接続され、他端は直流電源の負極に接続されている
。ここで、リセット巻線ＮＲ、ダイオードＤ１及びコン
デンサＣ１はトランスＴのリセット回路を構成している
。更に、トランスＴの２次巻線ＮＳは、ダイオードＤ２
，Ｄ３を介して、平滑用リアクトルＬ及び平滑用コンデ
ンサＣ２からなる出力平滑回路に接続され、この平滑回
路の出力側両端から出力電圧ＶＯＵＴが取り出される。 なお、トランスＴの各巻線の極性は図示のとおりである
。 【０００３】このように構成されたフォワードコンバー
タは、図示されていないスイッチング制御回路によりス
イッチング素子Ｑをオン、オフし、絶縁用トランスＴを
介して直流電圧ＶＩＮを絶縁変換したうえトランスＴの
２次側に伝達して電圧ＶＯＵＴとして出力する。また、
スイッチング素子Ｑをオフすると、トランスＴに蓄積さ
れたエネルギーがリセット巻線ＮＲからダイオードＤ１
を介してコンデンサＣ１にリセット電流として流れ、ト
ランスＴがリセットされる。このフォワードコンバータ
は、スイッチングレギュレータ等に広く用いられている
。一方、この種のフォワードコンバータにおいて、絶縁
用トランスＴの１次側、２次側間でディジタル信号を絶
縁伝送する場合には、ホトカプラ等を利用した信号伝送
回路を上記基本回路に付加することが通常行われている
。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】このように従来のフォ
ワードコンバータでは、絶縁用トランスＴの１次側、２
次側間でディジタル信号を絶縁伝送するために、電力を
絶縁伝達する基本回路のほかにホトカプラ等からなる専
用の信号伝送回路が別個に必要になり、回路構成が複雑
で部品点数が多く、大形かつ高価になって信頼性の面で
も問題を生じていた。本発明は上記問題点を解決するた
めになされたもので、その目的とするところは、回路構
成の複雑化や大形化等を招くことなく、電力伝達用の絶
縁用トランスを用いてディジタル信号の双方向または片
方向の絶縁伝送を可能にしたフォワードコンバータを提
供することにある。 【０００５】 【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
、第１の発明は、直流電源及びスイッチング素子に接続
される１次巻線と、この１次巻線を流れる電流とは逆向
きのリセット電流が流れる主リセット回路を構成するリ
セット巻線と、負荷に接続される２次巻線とを有する絶
縁用トランスを介して電力の絶縁伝達を行うフォワード
コンバータにおいて、前記主リセット回路が絶縁用トラ
ンスの１次側または２次側に設けられると共に、前記ス
イッチング素子のスイッチングに同期して、かつ伝送す
るべきディジタル信号に応じて信号伝送用スイッチによ
りオン、オフされる補助リセット回路を絶縁用トランス
の１次側及び２次側に設け、絶縁用トランスを介してそ
の１次側及び２次側の補助リセット回路間でディジタル
信号を双方向に伝送するものである。 【０００６】第２の発明は、第１の発明が前提とするフ
ォワードコンバータにおいて、主リセット回路が絶縁用
トランスの１次側または２次側に設けられると共に、前
記スイッチング素子のスイッチングに同期して、かつ伝
送するべきディジタル信号に応じてオン、オフされる補
助リセット回路をディジタル信号の送信側である絶縁用
トランスの１次側または２次側に設け、絶縁用トランス
を介してその１次側または２次側の補助リセット回路と
絶縁用トランスの他側（２次側または１次側）との間で
ディジタル信号を片方向に伝送するものである。 【０００７】第３の発明は、同じく第１の発明が前提と
するフォワードコンバータにおいて、主リセット回路が
絶縁用トランスの１次側または２次側に設けられると共
に、この主リセット回路に一方の電流検出手段が接続さ
れ、スイッチング素子のスイッチングに同期して前記主
リセット回路を動作させることにより、前記一方の電流
検出手段と、絶縁用トランスの他側の補助リセット回路
に接続された他方の電流検出手段との間でディジタル信
号を双方向に伝送するものである。 【０００８】第４の発明は、同じく第１の発明が前提と
するフォワードコンバータにおいて、主リセット回路が
絶縁用トランスの１次側または２次側に設けられ、かつ
、この主リセット回路に対し絶縁用トランスの他側に補
助リセット回路が設けられると共に、この補助リセット
回路に電流検出手段が接続され、スイッチング素子のス
イッチングに同期して前記主リセット回路を動作させる
ことにより、絶縁用トランスを介してその１次側または
２次側と他側の電流検出手段との間でディジタル信号を
片方向に伝送するものである。 【０００９】 【作用】第１の発明によれば、スイッチング素子のスイ
ッチングに同期して、かつ伝送するべきディジタル信号
に応じて信号伝送用スイッチをオン、オフすることによ
り、絶縁用トランスのリセット経路が補助リセット回路
と主リセット回路との間で切り替わる。これにより、絶
縁用トランスの１次側及び２次側の補助リセット回路の
各両端の信号電圧が変化するので、１次側及び２次側間
でディジタル信号が双方向に伝送可能となる。 【００１０】第２の発明によれば、補助リセット回路を
ディジタル信号の送信側となる絶縁用トランスの１次側
または２次側に設け、上記補助リセット回路の信号伝送
用スイッチをオン、オフさせることにより、リセット経
路が補助リセット回路と主リセット回路との間で切り替
わる。これにより、補助リセット回路の両端の信号電圧
及び絶縁用トランスの他側の電圧が変化するので、１次
側及び２次側間でディジタル信号が片方向に伝送可能と
なる。 【００１１】第３の発明によれば、スイッチング素子の
スイッチングに同期して絶縁用トランスの１次側または
２次側の主リセット回路を動作させることにより、信号
伝送用スイッチのオン、オフ状態に応じて１次側、２次
側双方の電流検出手段の間でディジタル信号を双方向に
伝送することができる。 【００１２】第４の発明によれば、スイッチング素子の
スイッチングに同期して絶縁用トランスの１次側または
２次側の主リセット回路を動作させることにより、主リ
セット回路側の信号伝送用スイッチのオン、オフ状態に
応じて、この主リセット回路側から電流検出手段が設け
られた他側へ、片方向にディジタル信号を伝送すること
ができる。 【００１３】 【実施例】以下、図に沿って各発明の実施例を説明する
。 図１は第１の発明の第１実施例を示す回路図であり、図
１０と同一の構成要素には同一の符号を付して詳述を省
略し、以下、異なる部分を中心に説明する。まず、この
発明は、絶縁用トランスの１次側、２次側間の双方向に
ディジタル信号を絶縁伝送できるようにしたものである
。図１において、絶縁用トランスＴ１は１次リセット巻
線ＮＲ１の他に、２次巻線ＮＳに直列接続された２次リ
セット巻線ＮＲ２を備えている。また、ダイオードＤ１
のカソードと１次巻線ＮＰの一端との間にはツェナーダ
イオードＺＤ１が接続されていると共に、このツェナー
ダイオードＺＤ１の両端には信号伝送用スイッチＳＷ１
が接続されている。なお、スイッチＳＷ１の一端（ツェ
ナーダイオードＺＤ１のカソード）と直流電源の負極と
の間には抵抗Ｒ１が接続されており、図示の極性のディ
ジタル信号電圧ＶＳ１が前記抵抗Ｒ１の両端に現われる
ようになっている。次に、前記２次リセット巻線ＮＲ２
の両端にはツェナーダイオードＺＤ２、信号伝送用スイ
ッチＳＷ２及びダイオードＤ４が直列に接続され、この
うちツェナーダイオードＺＤ２及びスイッチＳＷ２はダ
イオードＤ３に直列接続されている。また、ツェナーダ
イオードＺＤ２及びスイッチＳＷ２の直列回路の両端に
は抵抗Ｒ２が接続されており、図示の極性のディジタル
信号電圧ＶＳ２が前記抵抗Ｒ２の両端に現われるように
なっている。なお、この実施例では、主リセット回路が
、１次リセット巻線ＮＲ１、ダイオードＤ１、ツェナー
ダイオードＺＤ１、コンデンサＣ１により構成されてト
ランスＴ１の１次側に設けられている。ここで、主リセ
ット回路とは、信号伝送用スイッチＳＷ１，ＳＷ２が何
れもオフの場合にトランスＴ１をリセットする回路を言
う。 【００１４】次に、この実施例の動作を、スイッチング
素子Ｑ及び信号伝送用スイッチＳＷ１，ＳＷ２の動作と
各信号電圧ＶＳ１，ＶＳ２の関係を示す図２のタイミン
グチャートを参照しつつ説明する。まず、図１において
、スイッチング素子ＱがオンするとトランスＴ１の１次
側には電流ｉＰが流れ、２次側には電流ｉＳ１が流れて
コンデンサＣ２を充電する。また、スイッチング素子Ｑ
がオフすると、２次側のリアクトルＬに逆起電力が発生
して電流ｉＳ２が流れる。ここで、トランスＴ１のリセ
ット回路の動作は、信号伝送用スイッチＳＷ１，ＳＷ２
のオン、オフ状態により次のように異なる。なお、ここ
ではトランスＴ１の巻線ＮＰ，ＮＲ１，ＮＲ２の巻数を
、各々そのままＮＰ，ＮＲ１，ＮＲ２として表し、また
、各ダイオードの順電圧を０と仮定する。 【００１５】■スイッチＳＷ１がオフ、スイッチＳＷ２
がオフの場合（図２の状態■と対応する。）スイッチン
グ素子Ｑがオフすると主リセット回路に電流ｉＲ１が流
れてコンデンサＣ１を充電する。ここで、ｉＲ１が流れ
ることによりツェナーダイオードＺＤ１にツェナー電圧
ＶＺＤ１が発生し、１次リセット巻線ＮＲ１の両端はコ
ンデンサＣ１及びツェナーダイオードＺＤ１の作用によ
り電圧（ＶＩＮ＋ＶＺＤ１）によってクランプされ、こ
の電圧が信号電圧ＶＳ１となる。よって２次リセット巻
線ＮＲ２の両端には巻数比に比例した電圧（ＶＩＮ＋Ｖ
ＺＤ１）・ＮＲ２／ＮＲ１が発生し、この電圧が信号電
圧ＶＳ２となる。 【００１６】■スイッチＳＷ１がオン、スイッチＳＷ２
がオフの場合（図２の状態■と対応する。）スイッチン
グ素子Ｑがオフすると、スイッチＳＷ１を介し電流ｉＲ
１′が流れてコンデンサＣ１を充電する。なお、１次リ
セット巻線ＮＲ１、ダイオードＤ１、スイッチＳＷ１及
びコンデンサＣ１は補助リセット回路を構成している。 このとき、１次リセット巻線ＮＲ１の両端は電圧ＶＩＮ
によってクランプされ、この電圧が信号電圧ＶＳ１とな
る。よって２次リセット巻線ＮＲ２の両端には巻数比に
比例した電圧ＶＩＮ・ＮＲ２／ＮＲ１が発生し、この電
圧が信号電圧ＶＳ２となる。なお、２次リセット巻線Ｎ
Ｒ２、ダイオードＤ４、スイッチＳＷ２及びツェナーダ
イオードＺＤ２も補助リセット回路を構成している。 【００１７】■スイッチＳＷ１がオフ、スイッチＳＷ２
がオンの場合（図２の状態■と対応する。）この場合、
スイッチング素子ＱがオフするとスイッチＳＷ２を介し
電流ｉＲ２が流れてツェナーダイオードＺＤ２にツェナ
ー電圧ＶＺＤ２が発生し、２次リセット巻線ＮＲ２の両
端はツェナー電圧ＶＺＤ２によりクランプされる。よっ
てこの電圧が信号電圧ＶＳ２となる。このため、１次リ
セット巻線ＮＲ１の両端には巻数比に比例した電圧ＶＺ
Ｄ２・ＮＲ１／ＮＲ２が発生し、この電圧が信号電圧Ｖ
Ｓ１となる。ただし、前記■と同様に１次側リセット回
路の動作によって２次リセット巻線ＮＲ２の両端には電
圧（ＶＩＮ＋ＶＺＤ１）・ＮＲ２／ＮＲ１が現われるが
、ＶＺＤ２／ＮＲ２＜（ＶＩＮ＋ＶＺＤ１）／ＮＲ１を
条件として上記のような動作となる。 【００１８】■スイッチＳＷ１がオン、スイッチＳＷ２
がオンの場合（図２の状態■と対応する。）スイッチン
グ素子ＱがオフするとスイッチＳＷ１を介し電流ｉＲ１
′が流れてコンデンサＣ１を充電する。従って、１次リ
セット巻線ＮＲ１の両端は電圧ＶＩＮによりクランプさ
れ、これが信号電圧ＶＳ１となる。よって、２次リセッ
ト巻線ＮＲ２の両端には巻数比に比例した電圧ＶＩＮ・
ＮＲ２／ＮＲ１が発生し、これが信号電圧ＶＳ２となる
。この場合も、２次側リセット回路の動作によって２次
リセット巻線ＮＲ２の両端に電圧ＶＺＤ２が現われるが
、ＶＩＮ／ＮＲ１＜ＶＺＤ２／ＮＲ２を条件として上記
のような動作となる。上記各状態■〜■におけるスイッ
チ状態及び信号電圧の関係を、以下の表１に示す。 【００１９】 【表１】 【００２０】なお、図２に示した信号電圧ＶＳ１，ＶＳ
２のタイミングチャートにおいて、電圧値Ａは信号電圧
ＶＳ１についてＶＩＮ＋ＶＺＤ１、同ＶＳ２について（
ＶＩＮ＋ＶＺＤ１）・ＮＲ２／ＮＲ１、電圧値Ｂは信号
電圧ＶＳ１についてＶＺＤ２・ＮＲ１／ＮＲ２、同ＶＳ
２についてＶＺＤ２、電圧値Ｃは信号電圧ＶＳ１につい
てＶＩＮ、同ＶＳ２についてＶＩＮ・ＮＲ２／ＮＲ１で
ある。 【００２１】このように本実施例では、スイッチＳＷ１
，ＳＷ２のオン、オフ状態により絶縁用トランスＴ１の
リセット経路が変化し、トランスＴ１の１次側，２次側
の補助リセット回路双方に各信号電圧ＶＳ１，ＶＳ２が
発生する。そして、信号伝送の基本原理は、トランスＴ
１の１次側，２次側双方に補助リセット回路を持ち、リ
セット経路を各補助リセット回路のオン、オフにより主
リセット回路との間で切り換えることにより、信号電圧
を変化させて伝えるものである。また、信号の判別は、
図２に示すように１次側については電圧値Ａに相当する
（ＶＩＮ＋ＶＺＤ１）と同Ｂに相当するＶＺＤ２・ＮＲ
１／ＮＲ２との間に、２次側については同Ａに相当する
（ＶＩＮ＋ＶＺＤ１）・ＮＲ２／ＮＲ１と同Ｃに相当す
るＶＩＮ・ＮＲ２／ＮＲ１との間にそれぞれ基準電圧Ｖ
ＲＥＦを設定し、各信号電圧ＶＳ１，ＶＳ２と比較する
ことにより、１次側、２次側共に同一論理であるＨレベ
ル，Ｌレベルの論理を得る。これにより電源（スイッチ
ング素子Ｑ）のスイッチング周波数をキャリア周波数と
した、トランスＴ１の１次側，２次側間における双方向
のシリアル・ディジタル信号の絶縁伝送が実現する。以
下の表２に、信号伝送方向と受信信号レベルの関係とを
示す。 【００２２】 【表２】 【００２３】次に、本発明の第２実施例を図３を参照し
つつ説明する。この実施例では、絶縁用トランスＴ２に
、直列接続された２つの１次リセット巻線ＮＲ１１，Ｎ
Ｒ１２が設けられ、リセット巻線ＮＲ１１の一端がダイ
オードＤ１のアノードに接続され、リセット巻線ＮＲ１
１，ＮＲ１２相互の接続点がダイオードＤ５を介してコ
ンデンサＣ１及びスイッチＳＷ１の接続点に接続され、
かつ、リセット巻線ＮＲ１２の他端が直流電源の負極に
接続されている。また、トランスＴ２の２次側において
、ダイオードＤ４のカソードはスイッチＳＷ２を介して
リアクトルＬとコンデンサＣ２との接続点に接続されて
いる。なお、図１の実施例ではリセット電圧差をツェナ
ー電圧を利用して発生させているのに対し、この実施例
では、トランスＴ２の１次側では巻線の巻数差を利用し
、２次側では出力電圧を利用してリセット電圧差を発生
させるものである。 【００２４】次いで、この動作を説明する。なお、スイ
ッチング素子Ｑ及び信号伝送用スイッチＳＷ１，ＳＷ２
の動作と各信号電圧ＶＳ１，ＶＳ２の関係を示すタイミ
ングチャートは図２とまったく同一であるので、以下で
は図２の状態■〜■を引用して説明する。ここで、トラ
ンスＴ２の巻線ＮＰ，ＮＲ１１，ＮＲ１２，ＮＲ２の巻
数は各々そのままＮＰ，ＮＲ１１，ＮＲ１２，ＮＲ２と
し、また、ダイオードの順電圧を０と仮定する。 【００２５】■スイッチＳＷ１がオフ、スイッチＳＷ２
がオフの場合（図２の状態■と対応する。）この場合、
スイッチング素子Ｑがオフすると主リセット回路にリセ
ット電流ｉＲ１が流れてコンデンサＣ１を充電する。従
って、１次リセット巻線ＮＲ１２の両端は電圧ＶＩＮに
よってクランプされる。よって巻線ＮＲ１１，ＮＲ１２
からなる直列巻線と２次リセット巻線ＮＲ２の両端には
、それぞれ巻数比に比例した電圧ＶＩＮ・（ＮＲ１１＋
ＮＲ１２）／ＮＲ１２及びＶＩＮ・ＮＲ２／ＮＲ１２が
発生し、これらが各信号電圧ＶＳ１，ＶＳ２となる。 【００２６】■スイッチＳＷ１がオン、スイッチＳＷ２
がオフの場合（図２の状態■と対応する。）スイッチン
グ素子Ｑがオフすると、スイッチＳＷ１を介し電流ｉＲ
１′が流れてコンデンサＣ１を充電する。ここで、巻線
ＮＲ１１，ＮＲ１２からなる直列巻線の両端は、電圧Ｖ
ＩＮによってクランプされ、これが信号電圧ＶＳ１とな
る。よって、リセット巻線ＮＲ２の両端には巻数比に比
例した電圧ＶＩＮ・ＮＲ２／（ＮＲ１１＋ＮＲ１２）が
発生し、これが信号電圧ＶＳ２となる。ここで、リセッ
ト電流ｉＲ１′が流れる経路は１次側の補助リセット回
路を構成している。 【００２７】■スイッチＳＷ１がオフ、スイッチＳＷ２
がオンの場合（図２の状態■と対応する。）スイッチン
グ素子Ｑがオフすると、スイッチＳＷ２を介し電流ｉＲ
２が流れてリセット巻線ＮＲ２の両端は電圧ＶＯＵＴに
よってクランプされ、これが信号電圧ＶＳ２となる。よ
って、巻線ＮＲ１１，ＮＲ１２からなる直列巻線の両端
には巻数比に比例した電圧ＶＯＵＴ・（ＮＲ１１＋ＮＲ
１２）／ＮＲ２が発生し、これが信号電圧ＶＳ１となる
。ただしこの例では、１次側リセット回路の動作も考慮
すると、ＶＯＵＴ／ＮＲ２＜ＶＩＮ／ＮＲ１２を条件と
して上記動作となる。ここで、リセット電流ｉＲ２が流
れる経路は２次側の補助リセット回路を構成している。 【００２８】■スイッチＳＷ１がオン、スイッチＳＷ２
がオンの場合（図２の状態■と対応する。）スイッチン
グ素子ＱがオフするとスイッチＳＷ１を介し電流ｉＲ１
′が流れてコンデンサＣ１を充電する。ここで、巻線Ｎ
Ｒ１１，ＮＲ１２からなる直列巻線の両端は電圧ＶＩＮ
によりクランプされ、これが信号電圧ＶＳ１となる。よ
って、２次リセット巻線ＮＲ２の両端には巻数比に比例
した電圧ＶＩＮ・ＮＲ２／（ＮＲ１１＋ＮＲ１２）が発
生し、これが信号電圧ＶＳ２となる。ただしこの例では
、２次側リセット回路の動作も考慮すると、ＶＩＮ／（
ＮＲ１１＋ＮＲ１２）＜ＶＯＵＴ／ＮＲ２を条件として
上記動作となる。上記各状態■〜■におけるスイッチ状
態及び信号電圧の関係を、以下の表３に示す。 【００２９】 【表３】 【００３０】なお、この実施例において、図２の電圧値
Ａは信号電圧ＶＳ１についてＶＩＮ・（ＮＲ１１＋ＮＲ
１２）／ＮＲ１２、同ＶＳ２についてＶＩＮ・ＮＲ２／
ＮＲ１２、電圧値Ｂは信号電圧ＶＳ１についてＶＯＵＴ
・（ＮＲ１１＋ＮＲ１２）／ＮＲ２、同ＶＳ２について
ＶＯＵＴ、電圧値Ｃは信号電圧ＶＳ１についてＶＩＮ、
同ＶＳ２についてＶＩＮ・ＮＲ２／（ＮＲ１１＋ＮＲ１
２）である。また、信号の判別は、１次側については電
圧値Ａに相当するＶＩＮ・（ＮＲ１１＋ＮＲ１２）／Ｎ
Ｒ１２と同Ｂに相当するＶＯＵＴ・（ＮＲ１１＋ＮＲ１
２）／ＮＲ２との間に、２次側については同Ａに相当す
るＶＩＮ・ＮＲ２／ＮＲ１２と同Ｃに相当するＶＩＮ・
ＮＲ２／（ＮＲ１１＋ＮＲ１２）との間にそれぞれ基準
電圧ＶＲＥＦを設定し、各信号電圧ＶＳ１，ＶＳ２と比
較することによりＨレベル、Ｌレベルの論理を得る。こ
れにより、第１実施例と同様に、電源のスイッチング周
波数をキャリア周波数とする、一次側，二次側間の双方
向シリアル・ディジタル信号の絶縁伝送が可能になる。 なお、信号伝送方向と受信信号レベルとの関係は前掲の
表２と同一である。 【００３１】次に、本発明の第３実施例を図４を参照し
て説明する。この実施例は、第１，第２実施例において
トランス１次側に設けられていた主リセット回路を２次
側に設けたものである。すなわち図４では、図１の回路
における１次側のツェナーダイオードＺＤ１を除去し、
これを２次側のツェナーダイオードＺＤ２及びスイッチ
ＳＷ２の直列回路に対しツェナーダイオードＺＤ１′と
して並列に接続してある。これにより、２次リセット巻
線ＮＲ２、ツェナーダイオードＺＤ１′及びダイオード
Ｄ４により主リセット回路が構成される。また、リセッ
ト電流ｉＲ１が流れる経路は１次側の補助リセット回路
を、リセット電流ｉＲ２′が流れる経路は２次側の補助
リセット回路を構成しており、スイッチＳＷ１，ＳＷ２
のオン、オフによるリセット経路の切り換えにより、前
記同様に１次側，２次側間の双方向シリアル・ディジタ
ル信号伝送が実現する。以下の表４に、図２の各状態■
〜■におけるスイッチの状態及び信号電圧の関係を示す
。また、信号伝送方向と受信信号レベルとの関係は表２
と同一である。この例では、第１図と同様にトランスＴ
１の巻線ＮＰ，ＮＲ１，ＮＲ２の巻数をそのままＮＰ，
ＮＲ１，ＮＲ２とし、ダイオードの順電圧を０と仮定す
ると共に、ＶＩＮ・ＮＲ２／ＮＲ１＜ＶＺＤ２＜ＶＺＤ
１′（ＶＺＤ１′はツェナーダイオードＺＤ１′のツェ
ナー電圧）を条件としている。 【００３２】 【表４】 【００３３】次に、図５に本発明の第４実施例を示す。 この実施例では、図３の回路における１次リセット巻線
ＮＲ１１，ＮＲ１２を単一の巻線ＮＲ１とし（その巻数
についてＮＲ１１＋ＮＲ１２＝ＮＲ１）、かつ、２次リ
セット巻線ＮＲ２を２つの巻線ＮＲ２１，ＮＲ２２に分
割する（同ＮＲ２＝ＮＲ２１＋ＮＲ２２）。また、図３
におけるトランス１次側のダイオードＤ５を除去し、こ
れをリセット巻線ＮＲ２１，ＮＲ２２の接続点とスイッ
チＳＷ２の一端との間に接続したものである。ここで、
リセット巻線ＮＲ２２、ダイオードＤ５、コンデンサＣ
２によって主リセット回路が構成されている。また、リ
セット電流ｉＲ１，ｉＲ２′の経路により１次側及び２
次側の補助リセット回路が構成される。この実施例にお
いても、スイッチＳＷ１，ＳＷ２のオン、オフによるリ
セット経路の切り換えにより、前記各実施例と同様に１
次側，２次側間の双方向シリアル・ディジタル信号伝送
が可能になる。以下の表５に、図２の各状態■〜■にお
けるスイッチの状態及び信号電圧の関係を示す。また、
信号伝送方向と受信信号レベルとの関係は表２と同一で
ある。この例では、トランスＴ２′の巻線ＮＰ，ＮＲ１
，ＮＲ２１，ＮＲ２２の巻数をそのままＮＰ，ＮＲ１，
ＮＲ２１，ＮＲ２２とし、ダイオードの順電圧を０と仮
定すると共に、ＶＩＮ／ＮＲ１＜ＶＯＵＴ／ＮＲ２２を
条件としている。 【００３４】 【表５】 【００３５】以上のように第１の発明では、１次側，２
次側間の双方向のディジタル信号絶縁伝送回路につき４
つの実施例を説明したが、第１実施例と第２実施例の回
路について、各々の１次側回路と２次側回路とを組み合
わせ、また、第３実施例と第４実施例の回路についても
、各々の１次側回路と２次側回路の組み合わせを変える
ことによっても双方向ディジタル信号伝送が実現可能で
ある。 【００３６】次いで、第２の発明の実施例を説明する。 この発明は、絶縁用トランスの１次側から２次側、また
は２次側から１次側という片方向のディジタル信号伝送
を可能としたものである。その実施例としては、第１の
発明の各実施例として説明した、ディジタル信号を双方
向に伝送可能なフォワードコンバータにおいて、伝送す
るべきディジタル信号に応じてオン、オフされる補助リ
セット回路を１次側または２次側から除去することによ
り、この補助リセット回路を除去した方がディジタル信
号の受信側、補助リセット回路を有する方が送信側であ
るフォワードコンバータを実現することができる。なお
、この発明においても、主リセット回路はトランスの１
次側または２次側の何れかに設けられる。第２の発明の
一実施例としては、例えば図１の回路において、トラン
スＴ１の１次側から２次側へ信号を伝送する場合は、２
次側の補助リセット回路を構成するツェナーダイオード
ＺＤ２及び信号伝送用スイッチＳＷ２を削除すればよい
。また、逆に２次側から１次側へ信号を伝送する場合は
、１次側の補助リセット回路を構成する信号伝送用スイ
ッチＳＷ１を除去すればよい。 【００３７】以上のように、第１及び第２の発明の各実
施例によれば、フォワードコンバータ本来の作用により
、電力が絶縁用トランスの１次側から２次側へ絶縁伝達
されるのはもとより、同一の絶縁用トランスを介して、
ディジタル信号が１次側，２次側間で双方向あるいは片
方向に絶縁伝送されることになる。 【００３８】次に、第３の発明の第１実施例を図６及び
図７を参照して説明する。この発明は、第１の発明と同
様に絶縁用トランスの１次側、２次側間の双方向にディ
ジタル信号を伝送するものである。図６において、絶縁
用トランスＴ２は図３と同様に、１次巻線ＮＰ、２次巻
線ＮＳ、１次リセット巻線ＮＲ１１，ＮＲ１２及び２次
リセット巻線ＮＲ２からなる。そして、この絶縁用トラ
ンスＴ２と、ダイオードＤ１，Ｄ２，Ｄ３、コンデンサ
Ｃ１，Ｃ２、スイッチング素子Ｑ及びリアクトルＬによ
ってフォワードコンバータの基本回路が構成されている
。ダイオードＤ１のカソードにはトランジスタＴＲ１の
エミッタが接続され、そのベースは信号伝送用スイッチ
ＳＷ１の一端に接続されている。また、トランジスタＴ
Ｒ１のエミッタ、ベース間には抵抗Ｒ１が接続されてい
る。１次リセット巻線ＮＲ１１，ＮＲ１２相互の接続点
はダイオードＤ５を介してトランジスタＴＲ２のエミッ
タに接続され、そのベースは１次巻線ＮＰ及びコンデン
サＣ１の各一端並びに前記トランジスタＴＲ１のコレク
タに接続されていると共に、コンデンサＣ１の他端とト
ランジスタＴＲ２のコレクタとの間には電流検出器ＣＤ
１が接続されている。なお、トランジスタＴＲ２のエミ
ッタ、ベース間には抵抗Ｒ２が接続されている。一方、
絶縁用トランスＴ２の２次側において、２次リセット巻
線ＮＲ２の一端はダイオードＤ４を介してトランジスタ
ＴＲ３のエミッタに接続され、そのベースは信号伝送用
スイッチＳＷ２の一端に接続されている。また、トラン
ジスタＴＲ３のエミッタ、ベース間には抵抗Ｒ３が接続
されている。更に、トランジスタＴＲ３のコレクタはト
ランジスタＴＲ４のエミッタに接続され、そのベースは
コンデンサＣ２及びリアクトルＬの各一端に接続されて
いる。また、トランジスタＴＲ４のエミッタ、ベース間
には抵抗Ｒ４が接続され、トランジスタＴＲ４のコレク
タとコンデンサＣ２の他端との間には電流検出器ＣＤ２
が接続されている。なお、この実施例では主リセット回
路が、リセット巻線ＮＲ１２、ダイオードＤ５、トラン
ジスタＴＲ２、コンデンサＣ１等により構成されてトラ
ンスＴ２の１次側に設けられている。 【００３９】次に、この実施例の動作を図７のタイミン
グチャートを参照しつつ説明する。図６において、スイ
ッチング素子ＱがオンするとトランスＴ２の１次側には
電流ｉＰが流れ、２次側には電流ｉＳ１が流れてコンデ
ンサＣ２を充電する。スイッチング素子Ｑがオフすると
２次側のリアクトルＬに逆起電力が発生して電流ｉＳ２
が流れる。ここで、トランスＴ２のリセット回路の動作
は、信号伝送用スイッチＳＷ１，ＳＷ２の状態により次
のように異なる。なお、ここではトランスＴ２の巻線Ｎ
Ｐ，ＮＲ１１，ＮＲ１２，ＮＲ２の巻数をそのままＮＰ
，ＮＲ１１，ＮＲ１２，ＮＲ２とし、各ダイオードの順
電圧及び各トランジスタのコレクタ電圧、ベース電圧を
０と仮定する。 【００４０】■スイッチＳＷ１がオフ、スイッチＳＷ２
がオフの場合（図７の状態■と対応する。）スイッチン
グ素子Ｑがオフすると主リセット回路にリセット電流ｉ
Ｒ１が流れてトランジスタＴＲ２がオンし、そのベース
電流ｉＢ２がコンデンサＣ１を充電すると共に、コレク
タ電流ｉＣ２が電流検出器ＣＤ１を流れて信号電流ＩＳ
１として検出される。ここで、電流ｉＣ２は次のように
求められる。トランスＴ２を理想的に考えると、励磁電
流ｉｅが巻線に反比例した比率でリセットルートを流れ
ることから、まず、励磁電流ｉｅを求める。１次巻線Ｎ
ＰのインダクタンスをＬＰとすると、ｉｅは次の数式１
によって表すことができる。 【００４１】 【数１】 【００４２】 ｉｅ＝（ＶＩＮ／ＬＰ）・ｔ 【００４３】このｉｅは、ｔ＝ＴＯＮのとき最大値ｉｅ
ｐとなるので、次の数式２を得る。 【００４４】 【数２】 ｉｅｐ＝（ＶＩＮ／ＬＰ）・ＴＯＮ 【００４５】次に、リセット電流ｉＲ１の最大値ｉＲ１
ｐは、巻線の巻数比により数式３によって表される。 【００４６】 【数３】 ｉＲ１ｐ＝（ＮＰ／ＮＲ１２）・ｉｅｐ【００４７】１
次リセット巻線ＮＲ１２のインダクタンスをＬＲ１２と
すると、リセット電流ｉＲ１はｉＲ１ｐからＶＩＮ／Ｌ
Ｒ１２の比率で減少することから、数式４となる。 【００４８】 【数４】 【００４９】また、リセット電流ｉＲ１は、図６から明
らかなように次の数式５によって表すことができる。 【００５０】 【数５】 ｉＲ１＝ｉＣ２＋ｉＢ２ 【００５１】ここで、ｉＣ２≫ｉＢ２としてｉＲ１＝ｉ
Ｃ２とすると、電流ｉＣ２の最大値ｉＣ２ｐは前記数式
２，数式３より数式６となる。 【００５２】 【数６】 ｉＣ２ｐ＝（ＮＰ・ＶＩＮ・ＴＯＮ）／（ＮＲ１２・Ｌ
Ｐ）【００５３】また、ｉＣ２つまり信号電流ＩＳ１の
流れる時間をＴｒ１（図７参照）とすると、この時間Ｔ
ｒ１は、数式４においてｉＲ１＝０とおくことにより、
数式７によって表される。 【００５４】 【数７】 Ｔｒ１＝（ＮＰ・ＬＲ１２・ＴＯＮ）／（ＮＲ１２・Ｌ
Ｐ）【００５５】■スイッチＳＷ１がオン、スイッチＳ
Ｗ２がオフの場合（図７の状態■と対応する。）スイッ
チング素子Ｑがオフするとリセット電流ｉＲ１′が流れ
てトランジスタＴＲ１がオンし、コレクタ電流ｉＣ１は
コンデンサＣ１を充電する。ここで、リセット電流ｉＲ
１′の流れる経路は補助リセット回路を構成している。 この場合、トランジスタＴＲ２，ＴＲ４はオフのままで
あるため電流検出器ＣＤ１，ＣＤ２に電流は流れず、信
号電流も生じない。 【００５６】■スイッチＳＷ１がオフ、スイッチＳＷ２
がオンの場合（図７の状態■と対応する。）スイッチン
グ素子Ｑがオフするとリセット電流ｉＲ２が流れてトラ
ンジスタＴＲ３がオンし、コレクタ電流ｉＣ３が流れる
。これによりトランジスタＴＲ４がオンし、そのベース
電流ｉＢ４がコンデンサＣ２を充電すると共に、コレク
タ電流ｉＣ４が電流検出器ＣＤ２を流れて信号電流ＩＳ
２として検出される。なお、リセット電流ｉＲ２が流れ
る経路は補助リセット回路を構成している。ここで、電
流ｉＣ４は次のように求められる。まず、リセット電流
ｉＲ２の最大値ｉＲ２ｐは巻線の巻数比により数式８に
よって表される。 【００５７】 【数８】 ｉＲ２ｐ＝（ＮＰ／ＮＲ２）・ｉｅｐ 【０
０５８】２次リセット巻線ＮＲ２のインダクタンスをＬ
Ｒ２とすると、リセット電流ｉＲ２はｉＲ２ｐからＶＯ
ＵＴ／ＬＲ２の比率で減少することから、数式９となる
。 【００５９】 【数９】 【００６０】また、リセット電流ｉＲ２は、図６から明
らかなように数式１０によって表すことができる。 【００６１】 【数式１０】 ｉＲ２＝ｉＣ３＋ｉＢ３＝ｉＣ４＋ｉＢ４＋ｉＢ３【０
０６２】ここで、ｉＣ３≫ｉＢ３，ｉＣ４≫ｉＢ４とし
、ｉＲ２＝ｉＣ３＝ｉＣ４とすると、電流ｉＣ４の最大
値ｉＣ４ｐは前記数式２，数式８から次の数式１１とな
る。 【００６３】 【数１１】 ｉＣ４ｐ＝（ＮＰ・ＶＩＮ・ＴＯＮ）／（ＮＲ２・ＬＰ
）【００６４】また、ｉＣ４つまり信号電流ＩＳ２の流
れる時間をＴｒ２（図７参照）とすると、この時間Ｔｒ
２は、数式９においてｉＲ２＝０とおくことにより、数
式１２によって表される。 【００６５】 【数１２】 Ｔｒ２＝（ＮＰ・ＬＲ２・ＶＩＮ・ＴＯＮ）／（Ｎ
Ｒ２・ＬＰ・ＶＯＵＴ）【００６６】なお、この場合に
ついては、ＶＩＮ／ＮＲ１２＞ＶＯＵＴ／ＮＲ２を条件
として上記のような動作となる。 【００６７】■スイッチＳＷ１がオン、スイッチＳＷ２
がオンの場合（図７の状態■と対応する。）スイッチン
グ素子Ｑがオフするとリセット電流ｉＲ１′が流れてト
ランジスタＴＲ１がオンし、コレクタ電流ｉＣ１がコン
デンサＣ１を充電する。ここで、リセット電流ｉＲ１′
が流れる経路は補助リセット回路を構成する。ただし、
この場合については、ＶＩＮ／（ＮＲ１１＋ＮＲ１２）
＜ＶＯＵＴ／ＮＲ２を条件とする。この場合、トランジ
スタＴＲ２，ＴＲ４はオフのままであるため電流検出器
ＣＤ１，ＣＤ２に電流は流れず、信号電流も生じない。 上記各状態■〜■におけるスイッチ状態及び信号電流の
関係を、以下の表６に示す。 【００６８】 【表６】 【００６９】このように本実施例では、スイッチＳＷ１
，ＳＷ２の状態により絶縁用トランスＴ２のリセット経
路が変化し、トランスＴ２の１次側，２次側双方にそれ
ぞれ信号電流ＩＳ１，ＩＳ２が発生する。そして、信号
伝送の基本原理は、トランスＴ２の１次側，２次側双方
にリセット回路を持ち、リセット経路をそれそれの回路
で切り換えることにより信号電流を伝えるものである。 なお、信号の判別は、図６に示した電流検出器ＣＤ１，
ＣＤ２にて信号電流ＩＳ１，ＩＳ２の有無を検出するこ
とにより行う。これにより電源（スイッチング素子Ｑ）
のスイッチング周波数をキャリア周波数とした、トラン
スＴ２の１次側，２次側間における双方向のシリアル・
ディジタル信号伝送が実現する。以下の表７に、信号伝
送方向と受信電流の有無との関係を示す。 【００７０】 【表７】 【００７１】次いで、第３の発明の第２実施例を図８及
び図９を参照しつつ説明する。この実施例も図６の実施
例（第１実施例）と同様に絶縁用トランスの１次側、２
次側間の双方向にディジタル信号を伝送するものである
が、主リセット回路が絶縁用トランスの２次側に設けら
れている点で第１実施例と異なっている。すなわち図８
において、図６と異なる部分を中心に説明すると、絶縁
用トランスＴ２′は図５と同様に、１次巻線ＮＰ、２次
巻線ＮＳ、１次リセット巻線ＮＲ１及び２次リセット巻
線ＮＲ２１，ＮＲ２２からなる。そして、この絶縁用ト
ランスＴ２′と、ダイオードＤ１，Ｄ２，Ｄ３、コンデ
ンサＣ１，Ｃ２、スイッチング素子Ｑ及びリアクトルＬ
によってフォワードコンバータの基本回路が構成されて
いる。 ダイオードＤ１のカソードにはトランジスタＴＲ２のエ
ミッタが接続され、そのベースは信号伝送用スイッチＳ
Ｗ１の一端に接続されている。また、トランジスタＴＲ
２のエミッタ、ベース間には抵抗Ｒ２が接続されている
。トランジスタＴＲ２のコレクタはトランジスタＴＲ１
のエミッタに接続され、そのベースは１次巻線ＮＰ及び
コンデンサＣ１の各一端に接続されている。更にトラン
ジスタＴＲ１のエミッタ、ベース間には抵抗Ｒ１が接続
され、トランジスタＴＲ１のコレクタとコンデンサＣ１
の他端との間には電流検出器ＣＤ１が接続されている。 一方、絶縁用トランスＴ２′の２次側において、２次リ
セット巻線ＮＲ２１の一端はダイオードＤ４を介してト
ランジスタＴＲ３のエミッタに接続され、そのベースは
信号伝送用スイッチＳＷ２の一端に接続されている。 また、トランジスタＴＲ３のエミッタ、ベース間には抵
抗Ｒ３が接続されている。更に、２次リセット巻線ＮＲ
２１，ＮＲ２２相互の接続点はダイオードＤ５を介して
トランジスタＴＲ４のエミッタに接続され、そのベース
はコンデンサＣ２及びリアクトルＬの各一端並びにトラ
ンジスタＴＲ３のコレクタに接続されている。また、ト
ランジスタＴＲ４のエミッタ、ベース間には抵抗Ｒ４が
接続され、トランジスタＴＲ４のコレクタとコンデンサ
Ｃ２の他端との間には電流検出器ＣＤ２が接続されてい
る。 なお、この実施例では主リセット回路が、２次リセット
巻線ＮＲ２２、ダイオードＤ５、トランジスタＴＲ４、
コンデンサＣ２等により構成されてトランスＴ２′の２
次側に設けられている。 【００７２】次に、この実施例の動作を図９のタイミン
グチャートを参照しつつ説明する。トランスＴ２′のリ
セット回路の動作は、信号伝送用スイッチＳＷ１，ＳＷ
２の状態により次のように異なる。なお、ここではトラ
ンスＴ２の巻線ＮＰ，ＮＲ１，ＮＲ２１，ＮＲ２２の巻
数をそのままＮＰ，ＮＲ１，ＮＲ２１，ＮＲ２２とし、
各ダイオードの順電圧及び各トランジスタのコレクタ電
圧、ベース電圧を０と仮定する。 【００７３】■スイッチＳＷ１がオフ、スイッチＳＷ２
がオフの場合（図９の状態■と対応する。）スイッチン
グ素子Ｑがオフするとリセット電流ｉＲ２が流れてトラ
ンジスタＴＲ４がオンし、ベース電流ｉＢ４がコンデン
サＣ２を充電してコレクタ電流ｉＣ４が電流検出器ＣＤ
２を流れる。この電流ｉＣ４が信号電流ＩＳ２となる。 ここで、電流ｉＣ４は次のように求められる。図６の実
施例と同様に１次巻線ＮＰのインダクタンスをＬＰとす
ると、励磁電流ｉｅは数式１、その最大値ｉｅｐは数式
２となる。よって、リセット電流ｉＲ２の最大値ｉＲ２
ｐは巻線の巻数比より、次の数式１３によって表される
。 【００７４】 【数１３】 ｉＲ２ｐ＝（ＮＰ／ＮＲ２２）・ｉｅｐ 【００
７５】２次リセット巻線ＮＲ２２のインダクタンスをＬ
Ｒ２２とすると、リセット電流ｉＲ２は最大値ｉＲ２ｐ
からＶＯＵＴ／ＬＲ２２の比率で減少することから、数
式１４が得られる。 【００７６】 【数１４】 【００７７】また、リセット電流ｉＲ２は、図８の回路
から数式１５で表されることが明らかである。 【００７８】 【数１５】 ｉＲ２＝ｉＣ４＋ｉＢ４ 【００７９】ここで、ｉＣ４≫ｉＢ４とし、ｉＲ２＝ｉ
Ｃ４とすると、ｉＣ４ｐは数式２，数式１３より数式１
６となる。 【００８０】 【数１６】 ｉＣ４ｐ＝（ＮＰ・ＶＩＮ・ＴＯＮ）／（ＮＲ２２・Ｌ
Ｐ）【００８１】また、コレクタ電流ｉＣ４の流れる時
間Ｔｒ２（図９参照）は、数式１４においてｉＲ２＝０
とおくことにより、次の数式１７によって表される。 【００８２】 【数１７】 Ｔｒ２＝（ＮＰ・ＬＲ２２・ＶＩＮ・ＴＯＮ）／（
ＮＲ２２・ＬＰ・ＶＯＵＴ）【００８３】■スイッチＳ
Ｗ１がオン、スイッチＳＷ２がオフの場合（図９の状態
■と対応する。）スイッチング素子Ｑがオフするとリセ
ット電流ｉＲ１が流れてトランジスタＴＲ２がオンし、
コレクタ電流ｉＣ２が流れる。コレクタ電流ｉＣ２が流
れることによりトランジスタＴＲ１がオンし、そのベー
ス電流ｉＢ１はコンデンサＣ１を充電してコレクタ電流
ｉＣ１が電流検出器ＣＤ１を流れる。この電流ｉＣ１が
信号電流ＩＳ１となる。なお、リセット電流ｉＲ１が流
れる経路は補助リセット回路を構成している。 ここで、電流ｉＣ１は次のように求められる。リセット
電流ｉＲ１の最大値ｉＲ１ｐは、巻線の巻数比により次
の数式１８となる。 【００８４】 【数１８】 ｉＲ１ｐ＝（ＮＰ／ＮＲ１）・ｉｅｐ 【０
０８５】１次リセット巻線ＮＲ１のインダクタンスをＬ
Ｒ１とすると、リセット電流ｉＲ１はその最大値ｉＲ１
ｐからＶＩＮ／ＬＲ１の比率で減少することから、数式
１９となる。 【００８６】 【数１９】 【００８７】また、ｉＲ１は図８の回路から、数式２０
によって表される。 【００８８】 【数２０】 ｉＲ１＝ｉＣ２＋ｉＢ２＝ｉＣ１＋ｉＢ１＋ｉＢ２【０
０８９】ここで、ｉＣ１≫ｉＢ１，ｉＣ２≫ｉＢ２とし
、ｉＲ１＝ｉＣ２＝ｉＣ１とおくと、ｉＣ１ｐは数式２
，数式１８より、次の数式２１となる。 【００９０】 【数２１】 ｉＣ１ｐ＝（ＮＰ・ＶＩＮ・ＴＯＮ）／（ＮＲ１・ＬＰ
）【００９１】また、コレクタ電流ｉＣ１の流れる時間
Ｔｒ１（図９参照）は、数式１９においてｉＲ１＝０と
おくことにより、数式２２となる。 【００９２】 【数２２】 Ｔｒ１＝（ＮＰ・ＬＲ１・ＴＯＮ）／（ＮＲ１・ＬＰ）
【００９３】ただし、この場合については、ＶＩＮ／Ｎ
Ｒ１＞ＶＯＵＴ／ＮＲ２２を条件とする。 【００９４】■スイッチＳＷ１がオフ、スイッチＳＷ２
がオンの場合（図９の状態■と対応する。）スイッチン
グ素子Ｑがオフするとリセット電流ｉＲ２′が流れてト
ランジスタＴＲ３がオンし、コレクタ電流ｉＣ３はコン
デンサＣ２を充電する。この場合、トランジスタＴＲ１
，ＴＲ４はオフであるため、電流検出器ＣＤ１，ＣＤ２
には電流は流れない。ここで、リセット電流ｉＲ２′が
流れる経路は補助リセット回路を構成する。 【００９５】■スイッチＳＷ１がオン、スイッチＳＷ２
がオンの場合（図９の状態■と対応する。）スイッチン
グ素子Ｑがオフするとリセット電流ｉＲ２′が流れてト
ランジスタＴＲ３がオンし、そのコレクタ電流ｉＣ３が
コンデンサＣ２を充電する。この場合、トランジスタＴ
Ｒ１，ＴＲ４はオフであるため、電流検出器ＣＤ１，Ｃ
Ｄ２に電流は流れない。ただし、この場合については、
ＶＩＮ／ＮＲ１＞ＶＯＵＴ／（ＮＲ２１＋ＮＲ２２）を
条件とする。上記各状態■〜■におけるスイッチＳＷ１
，ＳＷ２の状態及び信号電流の関係を表８に示す。 【００９６】 【表８】 【００９７】このように本実施例では、スイッチＳＷ１
，ＳＷ２の状態により絶縁用トランスＴ２′のリセット
経路が変化し、トランスＴ２′の１次側，２次側双方に
それぞれ信号電流ＩＳ１，ＩＳ２が発生する。そして、
信号伝送の基本原理は、図６の実施例と同様であり、信
号の判別は、図８に示した電流検出器ＣＤ１，ＣＤ２に
て信号電流ＩＳ１，ＩＳ２の有無を検出することにより
行う。 これにより電源（スイッチング素子Ｑ）のスイッチング
周波数をキャリア周波数とした、トランスＴ２′の１次
側，２次側間における双方向のシリアル・ディジタル信
号伝送が実現する。以下の表９に、信号伝送方向と受信
電流の有無との関係を示す。 【００９８】 【表９】 【００９９】次に、第４の発明の実施例を説明する。こ
の発明は、絶縁用トランスの１次側から２次側、または
２次側から１次側という片方向のディジタル信号伝送を
可能としたものである。その実施例としては、第３の発
明の各実施例として説明した、ディジタル信号を双方向
に伝送可能なフォワードコンバータにおいて、受信側と
なるべき側の送信手段と送信側となるべき側の受信手段
とを除去することで実現可能である。具体的には、例え
ば図６に示した回路において、絶縁トランスＴ２の１次
側から２次側への片方向ディジタル信号伝送を行なう場
合は、１次側の受信手段である電流検出器ＣＤ１を削除
してトランジスタＴＲ２のコレクタを０Ｖに接続し、ま
た、２次側については、送信手段である信号伝送用スイ
ッチＳＷ２、トランジスタＴＲ３、抵抗Ｒ３を削除して
ダイオードＤ４のカソードをトランジスタＴＲ４のエミ
ッタに接続すればよい。また、図６の回路において絶縁
トランスＴ２の２次側から１次側への片方向ディジタル
信号伝送を行なう場合は、１次側の送信手段である信号
伝送用スイッチＳＷ１、ダイオードＤ１、トランジスタ
ＴＲ１、抵抗Ｒ１を削除して１次リセット巻線ＮＲ１１
を開放とし、２次側については受信手段である電流検出
器ＣＤ２、トランジスタＴＲ４、抵抗Ｒ４を削除してト
ランジスタＴＲ３のコレクタを出力端子（ＶＯＵＴ）に
接続すればよい。なお、この発明においても、主リセッ
ト回路はトランスの１次側または２次側の何れかに設け
られることはいうまでもない。 【０１００】以上のように、第３及び第４の発明の各実
施例においても、フォワードコンバータ本来の作用によ
って電力が絶縁用トランスの１次側から２次側へ絶縁伝
達されるのはもとより、同一の絶縁用トランスを介して
、ディジタル信号が１次側，２次側間で双方向あるいは
片方向に絶縁伝送されることになる。 【０１０１】 【発明の効果】以上詳述したように第１または第２の発
明によれば、主リセット回路の構成を若干変更し、また
リセット巻線や信号伝送用スイッチ等からなる補助リセ
ット回路を付加するだけで、電力伝達用の絶縁用トラン
スをディジタル信号伝送用に兼用することができ、これ
によりディジタル信号を１次側，２次側間で双方向ある
いは片方向に絶縁伝送可能なフォワードコンバータを実
現することができる。従って、回路構成部品の有効利用
により、装置全体の小型、低価格化及び信頼性向上に寄
与することができる。 【０１０２】第３または第４の発明によれば、上記と同
様に絶縁用トランスをディジタル信号伝送用に兼用した
ことに伴う効果のほか、電流信号の有無による双方向ま
たは片方向の信号伝送を可能にして多様な形態のディジ
タル信号伝送が可能になるという利点がある。
ランスを用いてディジタル信号の絶縁伝送を行うフォワ
ードコンバータに関する。 【０００２】 【従来の技術】一般に、フォワードコンバータは、絶縁
用トランスを用いた電力の絶縁伝達回路として知られて
いる。図１０はこのフォワードコンバータの基本回路を
示すもので、図において、Ｔは絶縁用トランスであり、
この絶縁用トランスＴは１次巻線（主巻線）ＮＰとトラ
ンスリセット巻線ＮＲと２次巻線ＮＳとを備えている。 １次巻線ＮＰの一端は直流電源（電圧をＶＩＮとする）
の正極に接続され、他端はＦＥＴの如きスイッチング素
子Ｑを介して直流電源の負極に接続され、主回路が構成
されている。なお、直流電源の両端には入力コンデンサ
Ｃ１が接続されている。また、リセット巻線ＮＲの一端
はリセット回路用ダイオードＤ１を介して直流電源の正
極に接続され、他端は直流電源の負極に接続されている
。ここで、リセット巻線ＮＲ、ダイオードＤ１及びコン
デンサＣ１はトランスＴのリセット回路を構成している
。更に、トランスＴの２次巻線ＮＳは、ダイオードＤ２
，Ｄ３を介して、平滑用リアクトルＬ及び平滑用コンデ
ンサＣ２からなる出力平滑回路に接続され、この平滑回
路の出力側両端から出力電圧ＶＯＵＴが取り出される。 なお、トランスＴの各巻線の極性は図示のとおりである
。 【０００３】このように構成されたフォワードコンバー
タは、図示されていないスイッチング制御回路によりス
イッチング素子Ｑをオン、オフし、絶縁用トランスＴを
介して直流電圧ＶＩＮを絶縁変換したうえトランスＴの
２次側に伝達して電圧ＶＯＵＴとして出力する。また、
スイッチング素子Ｑをオフすると、トランスＴに蓄積さ
れたエネルギーがリセット巻線ＮＲからダイオードＤ１
を介してコンデンサＣ１にリセット電流として流れ、ト
ランスＴがリセットされる。このフォワードコンバータ
は、スイッチングレギュレータ等に広く用いられている
。一方、この種のフォワードコンバータにおいて、絶縁
用トランスＴの１次側、２次側間でディジタル信号を絶
縁伝送する場合には、ホトカプラ等を利用した信号伝送
回路を上記基本回路に付加することが通常行われている
。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】このように従来のフォ
ワードコンバータでは、絶縁用トランスＴの１次側、２
次側間でディジタル信号を絶縁伝送するために、電力を
絶縁伝達する基本回路のほかにホトカプラ等からなる専
用の信号伝送回路が別個に必要になり、回路構成が複雑
で部品点数が多く、大形かつ高価になって信頼性の面で
も問題を生じていた。本発明は上記問題点を解決するた
めになされたもので、その目的とするところは、回路構
成の複雑化や大形化等を招くことなく、電力伝達用の絶
縁用トランスを用いてディジタル信号の双方向または片
方向の絶縁伝送を可能にしたフォワードコンバータを提
供することにある。 【０００５】 【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
、第１の発明は、直流電源及びスイッチング素子に接続
される１次巻線と、この１次巻線を流れる電流とは逆向
きのリセット電流が流れる主リセット回路を構成するリ
セット巻線と、負荷に接続される２次巻線とを有する絶
縁用トランスを介して電力の絶縁伝達を行うフォワード
コンバータにおいて、前記主リセット回路が絶縁用トラ
ンスの１次側または２次側に設けられると共に、前記ス
イッチング素子のスイッチングに同期して、かつ伝送す
るべきディジタル信号に応じて信号伝送用スイッチによ
りオン、オフされる補助リセット回路を絶縁用トランス
の１次側及び２次側に設け、絶縁用トランスを介してそ
の１次側及び２次側の補助リセット回路間でディジタル
信号を双方向に伝送するものである。 【０００６】第２の発明は、第１の発明が前提とするフ
ォワードコンバータにおいて、主リセット回路が絶縁用
トランスの１次側または２次側に設けられると共に、前
記スイッチング素子のスイッチングに同期して、かつ伝
送するべきディジタル信号に応じてオン、オフされる補
助リセット回路をディジタル信号の送信側である絶縁用
トランスの１次側または２次側に設け、絶縁用トランス
を介してその１次側または２次側の補助リセット回路と
絶縁用トランスの他側（２次側または１次側）との間で
ディジタル信号を片方向に伝送するものである。 【０００７】第３の発明は、同じく第１の発明が前提と
するフォワードコンバータにおいて、主リセット回路が
絶縁用トランスの１次側または２次側に設けられると共
に、この主リセット回路に一方の電流検出手段が接続さ
れ、スイッチング素子のスイッチングに同期して前記主
リセット回路を動作させることにより、前記一方の電流
検出手段と、絶縁用トランスの他側の補助リセット回路
に接続された他方の電流検出手段との間でディジタル信
号を双方向に伝送するものである。 【０００８】第４の発明は、同じく第１の発明が前提と
するフォワードコンバータにおいて、主リセット回路が
絶縁用トランスの１次側または２次側に設けられ、かつ
、この主リセット回路に対し絶縁用トランスの他側に補
助リセット回路が設けられると共に、この補助リセット
回路に電流検出手段が接続され、スイッチング素子のス
イッチングに同期して前記主リセット回路を動作させる
ことにより、絶縁用トランスを介してその１次側または
２次側と他側の電流検出手段との間でディジタル信号を
片方向に伝送するものである。 【０００９】 【作用】第１の発明によれば、スイッチング素子のスイ
ッチングに同期して、かつ伝送するべきディジタル信号
に応じて信号伝送用スイッチをオン、オフすることによ
り、絶縁用トランスのリセット経路が補助リセット回路
と主リセット回路との間で切り替わる。これにより、絶
縁用トランスの１次側及び２次側の補助リセット回路の
各両端の信号電圧が変化するので、１次側及び２次側間
でディジタル信号が双方向に伝送可能となる。 【００１０】第２の発明によれば、補助リセット回路を
ディジタル信号の送信側となる絶縁用トランスの１次側
または２次側に設け、上記補助リセット回路の信号伝送
用スイッチをオン、オフさせることにより、リセット経
路が補助リセット回路と主リセット回路との間で切り替
わる。これにより、補助リセット回路の両端の信号電圧
及び絶縁用トランスの他側の電圧が変化するので、１次
側及び２次側間でディジタル信号が片方向に伝送可能と
なる。 【００１１】第３の発明によれば、スイッチング素子の
スイッチングに同期して絶縁用トランスの１次側または
２次側の主リセット回路を動作させることにより、信号
伝送用スイッチのオン、オフ状態に応じて１次側、２次
側双方の電流検出手段の間でディジタル信号を双方向に
伝送することができる。 【００１２】第４の発明によれば、スイッチング素子の
スイッチングに同期して絶縁用トランスの１次側または
２次側の主リセット回路を動作させることにより、主リ
セット回路側の信号伝送用スイッチのオン、オフ状態に
応じて、この主リセット回路側から電流検出手段が設け
られた他側へ、片方向にディジタル信号を伝送すること
ができる。 【００１３】 【実施例】以下、図に沿って各発明の実施例を説明する
。 図１は第１の発明の第１実施例を示す回路図であり、図
１０と同一の構成要素には同一の符号を付して詳述を省
略し、以下、異なる部分を中心に説明する。まず、この
発明は、絶縁用トランスの１次側、２次側間の双方向に
ディジタル信号を絶縁伝送できるようにしたものである
。図１において、絶縁用トランスＴ１は１次リセット巻
線ＮＲ１の他に、２次巻線ＮＳに直列接続された２次リ
セット巻線ＮＲ２を備えている。また、ダイオードＤ１
のカソードと１次巻線ＮＰの一端との間にはツェナーダ
イオードＺＤ１が接続されていると共に、このツェナー
ダイオードＺＤ１の両端には信号伝送用スイッチＳＷ１
が接続されている。なお、スイッチＳＷ１の一端（ツェ
ナーダイオードＺＤ１のカソード）と直流電源の負極と
の間には抵抗Ｒ１が接続されており、図示の極性のディ
ジタル信号電圧ＶＳ１が前記抵抗Ｒ１の両端に現われる
ようになっている。次に、前記２次リセット巻線ＮＲ２
の両端にはツェナーダイオードＺＤ２、信号伝送用スイ
ッチＳＷ２及びダイオードＤ４が直列に接続され、この
うちツェナーダイオードＺＤ２及びスイッチＳＷ２はダ
イオードＤ３に直列接続されている。また、ツェナーダ
イオードＺＤ２及びスイッチＳＷ２の直列回路の両端に
は抵抗Ｒ２が接続されており、図示の極性のディジタル
信号電圧ＶＳ２が前記抵抗Ｒ２の両端に現われるように
なっている。なお、この実施例では、主リセット回路が
、１次リセット巻線ＮＲ１、ダイオードＤ１、ツェナー
ダイオードＺＤ１、コンデンサＣ１により構成されてト
ランスＴ１の１次側に設けられている。ここで、主リセ
ット回路とは、信号伝送用スイッチＳＷ１，ＳＷ２が何
れもオフの場合にトランスＴ１をリセットする回路を言
う。 【００１４】次に、この実施例の動作を、スイッチング
素子Ｑ及び信号伝送用スイッチＳＷ１，ＳＷ２の動作と
各信号電圧ＶＳ１，ＶＳ２の関係を示す図２のタイミン
グチャートを参照しつつ説明する。まず、図１において
、スイッチング素子ＱがオンするとトランスＴ１の１次
側には電流ｉＰが流れ、２次側には電流ｉＳ１が流れて
コンデンサＣ２を充電する。また、スイッチング素子Ｑ
がオフすると、２次側のリアクトルＬに逆起電力が発生
して電流ｉＳ２が流れる。ここで、トランスＴ１のリセ
ット回路の動作は、信号伝送用スイッチＳＷ１，ＳＷ２
のオン、オフ状態により次のように異なる。なお、ここ
ではトランスＴ１の巻線ＮＰ，ＮＲ１，ＮＲ２の巻数を
、各々そのままＮＰ，ＮＲ１，ＮＲ２として表し、また
、各ダイオードの順電圧を０と仮定する。 【００１５】■スイッチＳＷ１がオフ、スイッチＳＷ２
がオフの場合（図２の状態■と対応する。）スイッチン
グ素子Ｑがオフすると主リセット回路に電流ｉＲ１が流
れてコンデンサＣ１を充電する。ここで、ｉＲ１が流れ
ることによりツェナーダイオードＺＤ１にツェナー電圧
ＶＺＤ１が発生し、１次リセット巻線ＮＲ１の両端はコ
ンデンサＣ１及びツェナーダイオードＺＤ１の作用によ
り電圧（ＶＩＮ＋ＶＺＤ１）によってクランプされ、こ
の電圧が信号電圧ＶＳ１となる。よって２次リセット巻
線ＮＲ２の両端には巻数比に比例した電圧（ＶＩＮ＋Ｖ
ＺＤ１）・ＮＲ２／ＮＲ１が発生し、この電圧が信号電
圧ＶＳ２となる。 【００１６】■スイッチＳＷ１がオン、スイッチＳＷ２
がオフの場合（図２の状態■と対応する。）スイッチン
グ素子Ｑがオフすると、スイッチＳＷ１を介し電流ｉＲ
１′が流れてコンデンサＣ１を充電する。なお、１次リ
セット巻線ＮＲ１、ダイオードＤ１、スイッチＳＷ１及
びコンデンサＣ１は補助リセット回路を構成している。 このとき、１次リセット巻線ＮＲ１の両端は電圧ＶＩＮ
によってクランプされ、この電圧が信号電圧ＶＳ１とな
る。よって２次リセット巻線ＮＲ２の両端には巻数比に
比例した電圧ＶＩＮ・ＮＲ２／ＮＲ１が発生し、この電
圧が信号電圧ＶＳ２となる。なお、２次リセット巻線Ｎ
Ｒ２、ダイオードＤ４、スイッチＳＷ２及びツェナーダ
イオードＺＤ２も補助リセット回路を構成している。 【００１７】■スイッチＳＷ１がオフ、スイッチＳＷ２
がオンの場合（図２の状態■と対応する。）この場合、
スイッチング素子ＱがオフするとスイッチＳＷ２を介し
電流ｉＲ２が流れてツェナーダイオードＺＤ２にツェナ
ー電圧ＶＺＤ２が発生し、２次リセット巻線ＮＲ２の両
端はツェナー電圧ＶＺＤ２によりクランプされる。よっ
てこの電圧が信号電圧ＶＳ２となる。このため、１次リ
セット巻線ＮＲ１の両端には巻数比に比例した電圧ＶＺ
Ｄ２・ＮＲ１／ＮＲ２が発生し、この電圧が信号電圧Ｖ
Ｓ１となる。ただし、前記■と同様に１次側リセット回
路の動作によって２次リセット巻線ＮＲ２の両端には電
圧（ＶＩＮ＋ＶＺＤ１）・ＮＲ２／ＮＲ１が現われるが
、ＶＺＤ２／ＮＲ２＜（ＶＩＮ＋ＶＺＤ１）／ＮＲ１を
条件として上記のような動作となる。 【００１８】■スイッチＳＷ１がオン、スイッチＳＷ２
がオンの場合（図２の状態■と対応する。）スイッチン
グ素子ＱがオフするとスイッチＳＷ１を介し電流ｉＲ１
′が流れてコンデンサＣ１を充電する。従って、１次リ
セット巻線ＮＲ１の両端は電圧ＶＩＮによりクランプさ
れ、これが信号電圧ＶＳ１となる。よって、２次リセッ
ト巻線ＮＲ２の両端には巻数比に比例した電圧ＶＩＮ・
ＮＲ２／ＮＲ１が発生し、これが信号電圧ＶＳ２となる
。この場合も、２次側リセット回路の動作によって２次
リセット巻線ＮＲ２の両端に電圧ＶＺＤ２が現われるが
、ＶＩＮ／ＮＲ１＜ＶＺＤ２／ＮＲ２を条件として上記
のような動作となる。上記各状態■〜■におけるスイッ
チ状態及び信号電圧の関係を、以下の表１に示す。 【００１９】 【表１】 【００２０】なお、図２に示した信号電圧ＶＳ１，ＶＳ
２のタイミングチャートにおいて、電圧値Ａは信号電圧
ＶＳ１についてＶＩＮ＋ＶＺＤ１、同ＶＳ２について（
ＶＩＮ＋ＶＺＤ１）・ＮＲ２／ＮＲ１、電圧値Ｂは信号
電圧ＶＳ１についてＶＺＤ２・ＮＲ１／ＮＲ２、同ＶＳ
２についてＶＺＤ２、電圧値Ｃは信号電圧ＶＳ１につい
てＶＩＮ、同ＶＳ２についてＶＩＮ・ＮＲ２／ＮＲ１で
ある。 【００２１】このように本実施例では、スイッチＳＷ１
，ＳＷ２のオン、オフ状態により絶縁用トランスＴ１の
リセット経路が変化し、トランスＴ１の１次側，２次側
の補助リセット回路双方に各信号電圧ＶＳ１，ＶＳ２が
発生する。そして、信号伝送の基本原理は、トランスＴ
１の１次側，２次側双方に補助リセット回路を持ち、リ
セット経路を各補助リセット回路のオン、オフにより主
リセット回路との間で切り換えることにより、信号電圧
を変化させて伝えるものである。また、信号の判別は、
図２に示すように１次側については電圧値Ａに相当する
（ＶＩＮ＋ＶＺＤ１）と同Ｂに相当するＶＺＤ２・ＮＲ
１／ＮＲ２との間に、２次側については同Ａに相当する
（ＶＩＮ＋ＶＺＤ１）・ＮＲ２／ＮＲ１と同Ｃに相当す
るＶＩＮ・ＮＲ２／ＮＲ１との間にそれぞれ基準電圧Ｖ
ＲＥＦを設定し、各信号電圧ＶＳ１，ＶＳ２と比較する
ことにより、１次側、２次側共に同一論理であるＨレベ
ル，Ｌレベルの論理を得る。これにより電源（スイッチ
ング素子Ｑ）のスイッチング周波数をキャリア周波数と
した、トランスＴ１の１次側，２次側間における双方向
のシリアル・ディジタル信号の絶縁伝送が実現する。以
下の表２に、信号伝送方向と受信信号レベルの関係とを
示す。 【００２２】 【表２】 【００２３】次に、本発明の第２実施例を図３を参照し
つつ説明する。この実施例では、絶縁用トランスＴ２に
、直列接続された２つの１次リセット巻線ＮＲ１１，Ｎ
Ｒ１２が設けられ、リセット巻線ＮＲ１１の一端がダイ
オードＤ１のアノードに接続され、リセット巻線ＮＲ１
１，ＮＲ１２相互の接続点がダイオードＤ５を介してコ
ンデンサＣ１及びスイッチＳＷ１の接続点に接続され、
かつ、リセット巻線ＮＲ１２の他端が直流電源の負極に
接続されている。また、トランスＴ２の２次側において
、ダイオードＤ４のカソードはスイッチＳＷ２を介して
リアクトルＬとコンデンサＣ２との接続点に接続されて
いる。なお、図１の実施例ではリセット電圧差をツェナ
ー電圧を利用して発生させているのに対し、この実施例
では、トランスＴ２の１次側では巻線の巻数差を利用し
、２次側では出力電圧を利用してリセット電圧差を発生
させるものである。 【００２４】次いで、この動作を説明する。なお、スイ
ッチング素子Ｑ及び信号伝送用スイッチＳＷ１，ＳＷ２
の動作と各信号電圧ＶＳ１，ＶＳ２の関係を示すタイミ
ングチャートは図２とまったく同一であるので、以下で
は図２の状態■〜■を引用して説明する。ここで、トラ
ンスＴ２の巻線ＮＰ，ＮＲ１１，ＮＲ１２，ＮＲ２の巻
数は各々そのままＮＰ，ＮＲ１１，ＮＲ１２，ＮＲ２と
し、また、ダイオードの順電圧を０と仮定する。 【００２５】■スイッチＳＷ１がオフ、スイッチＳＷ２
がオフの場合（図２の状態■と対応する。）この場合、
スイッチング素子Ｑがオフすると主リセット回路にリセ
ット電流ｉＲ１が流れてコンデンサＣ１を充電する。従
って、１次リセット巻線ＮＲ１２の両端は電圧ＶＩＮに
よってクランプされる。よって巻線ＮＲ１１，ＮＲ１２
からなる直列巻線と２次リセット巻線ＮＲ２の両端には
、それぞれ巻数比に比例した電圧ＶＩＮ・（ＮＲ１１＋
ＮＲ１２）／ＮＲ１２及びＶＩＮ・ＮＲ２／ＮＲ１２が
発生し、これらが各信号電圧ＶＳ１，ＶＳ２となる。 【００２６】■スイッチＳＷ１がオン、スイッチＳＷ２
がオフの場合（図２の状態■と対応する。）スイッチン
グ素子Ｑがオフすると、スイッチＳＷ１を介し電流ｉＲ
１′が流れてコンデンサＣ１を充電する。ここで、巻線
ＮＲ１１，ＮＲ１２からなる直列巻線の両端は、電圧Ｖ
ＩＮによってクランプされ、これが信号電圧ＶＳ１とな
る。よって、リセット巻線ＮＲ２の両端には巻数比に比
例した電圧ＶＩＮ・ＮＲ２／（ＮＲ１１＋ＮＲ１２）が
発生し、これが信号電圧ＶＳ２となる。ここで、リセッ
ト電流ｉＲ１′が流れる経路は１次側の補助リセット回
路を構成している。 【００２７】■スイッチＳＷ１がオフ、スイッチＳＷ２
がオンの場合（図２の状態■と対応する。）スイッチン
グ素子Ｑがオフすると、スイッチＳＷ２を介し電流ｉＲ
２が流れてリセット巻線ＮＲ２の両端は電圧ＶＯＵＴに
よってクランプされ、これが信号電圧ＶＳ２となる。よ
って、巻線ＮＲ１１，ＮＲ１２からなる直列巻線の両端
には巻数比に比例した電圧ＶＯＵＴ・（ＮＲ１１＋ＮＲ
１２）／ＮＲ２が発生し、これが信号電圧ＶＳ１となる
。ただしこの例では、１次側リセット回路の動作も考慮
すると、ＶＯＵＴ／ＮＲ２＜ＶＩＮ／ＮＲ１２を条件と
して上記動作となる。ここで、リセット電流ｉＲ２が流
れる経路は２次側の補助リセット回路を構成している。 【００２８】■スイッチＳＷ１がオン、スイッチＳＷ２
がオンの場合（図２の状態■と対応する。）スイッチン
グ素子ＱがオフするとスイッチＳＷ１を介し電流ｉＲ１
′が流れてコンデンサＣ１を充電する。ここで、巻線Ｎ
Ｒ１１，ＮＲ１２からなる直列巻線の両端は電圧ＶＩＮ
によりクランプされ、これが信号電圧ＶＳ１となる。よ
って、２次リセット巻線ＮＲ２の両端には巻数比に比例
した電圧ＶＩＮ・ＮＲ２／（ＮＲ１１＋ＮＲ１２）が発
生し、これが信号電圧ＶＳ２となる。ただしこの例では
、２次側リセット回路の動作も考慮すると、ＶＩＮ／（
ＮＲ１１＋ＮＲ１２）＜ＶＯＵＴ／ＮＲ２を条件として
上記動作となる。上記各状態■〜■におけるスイッチ状
態及び信号電圧の関係を、以下の表３に示す。 【００２９】 【表３】 【００３０】なお、この実施例において、図２の電圧値
Ａは信号電圧ＶＳ１についてＶＩＮ・（ＮＲ１１＋ＮＲ
１２）／ＮＲ１２、同ＶＳ２についてＶＩＮ・ＮＲ２／
ＮＲ１２、電圧値Ｂは信号電圧ＶＳ１についてＶＯＵＴ
・（ＮＲ１１＋ＮＲ１２）／ＮＲ２、同ＶＳ２について
ＶＯＵＴ、電圧値Ｃは信号電圧ＶＳ１についてＶＩＮ、
同ＶＳ２についてＶＩＮ・ＮＲ２／（ＮＲ１１＋ＮＲ１
２）である。また、信号の判別は、１次側については電
圧値Ａに相当するＶＩＮ・（ＮＲ１１＋ＮＲ１２）／Ｎ
Ｒ１２と同Ｂに相当するＶＯＵＴ・（ＮＲ１１＋ＮＲ１
２）／ＮＲ２との間に、２次側については同Ａに相当す
るＶＩＮ・ＮＲ２／ＮＲ１２と同Ｃに相当するＶＩＮ・
ＮＲ２／（ＮＲ１１＋ＮＲ１２）との間にそれぞれ基準
電圧ＶＲＥＦを設定し、各信号電圧ＶＳ１，ＶＳ２と比
較することによりＨレベル、Ｌレベルの論理を得る。こ
れにより、第１実施例と同様に、電源のスイッチング周
波数をキャリア周波数とする、一次側，二次側間の双方
向シリアル・ディジタル信号の絶縁伝送が可能になる。 なお、信号伝送方向と受信信号レベルとの関係は前掲の
表２と同一である。 【００３１】次に、本発明の第３実施例を図４を参照し
て説明する。この実施例は、第１，第２実施例において
トランス１次側に設けられていた主リセット回路を２次
側に設けたものである。すなわち図４では、図１の回路
における１次側のツェナーダイオードＺＤ１を除去し、
これを２次側のツェナーダイオードＺＤ２及びスイッチ
ＳＷ２の直列回路に対しツェナーダイオードＺＤ１′と
して並列に接続してある。これにより、２次リセット巻
線ＮＲ２、ツェナーダイオードＺＤ１′及びダイオード
Ｄ４により主リセット回路が構成される。また、リセッ
ト電流ｉＲ１が流れる経路は１次側の補助リセット回路
を、リセット電流ｉＲ２′が流れる経路は２次側の補助
リセット回路を構成しており、スイッチＳＷ１，ＳＷ２
のオン、オフによるリセット経路の切り換えにより、前
記同様に１次側，２次側間の双方向シリアル・ディジタ
ル信号伝送が実現する。以下の表４に、図２の各状態■
〜■におけるスイッチの状態及び信号電圧の関係を示す
。また、信号伝送方向と受信信号レベルとの関係は表２
と同一である。この例では、第１図と同様にトランスＴ
１の巻線ＮＰ，ＮＲ１，ＮＲ２の巻数をそのままＮＰ，
ＮＲ１，ＮＲ２とし、ダイオードの順電圧を０と仮定す
ると共に、ＶＩＮ・ＮＲ２／ＮＲ１＜ＶＺＤ２＜ＶＺＤ
１′（ＶＺＤ１′はツェナーダイオードＺＤ１′のツェ
ナー電圧）を条件としている。 【００３２】 【表４】 【００３３】次に、図５に本発明の第４実施例を示す。 この実施例では、図３の回路における１次リセット巻線
ＮＲ１１，ＮＲ１２を単一の巻線ＮＲ１とし（その巻数
についてＮＲ１１＋ＮＲ１２＝ＮＲ１）、かつ、２次リ
セット巻線ＮＲ２を２つの巻線ＮＲ２１，ＮＲ２２に分
割する（同ＮＲ２＝ＮＲ２１＋ＮＲ２２）。また、図３
におけるトランス１次側のダイオードＤ５を除去し、こ
れをリセット巻線ＮＲ２１，ＮＲ２２の接続点とスイッ
チＳＷ２の一端との間に接続したものである。ここで、
リセット巻線ＮＲ２２、ダイオードＤ５、コンデンサＣ
２によって主リセット回路が構成されている。また、リ
セット電流ｉＲ１，ｉＲ２′の経路により１次側及び２
次側の補助リセット回路が構成される。この実施例にお
いても、スイッチＳＷ１，ＳＷ２のオン、オフによるリ
セット経路の切り換えにより、前記各実施例と同様に１
次側，２次側間の双方向シリアル・ディジタル信号伝送
が可能になる。以下の表５に、図２の各状態■〜■にお
けるスイッチの状態及び信号電圧の関係を示す。また、
信号伝送方向と受信信号レベルとの関係は表２と同一で
ある。この例では、トランスＴ２′の巻線ＮＰ，ＮＲ１
，ＮＲ２１，ＮＲ２２の巻数をそのままＮＰ，ＮＲ１，
ＮＲ２１，ＮＲ２２とし、ダイオードの順電圧を０と仮
定すると共に、ＶＩＮ／ＮＲ１＜ＶＯＵＴ／ＮＲ２２を
条件としている。 【００３４】 【表５】 【００３５】以上のように第１の発明では、１次側，２
次側間の双方向のディジタル信号絶縁伝送回路につき４
つの実施例を説明したが、第１実施例と第２実施例の回
路について、各々の１次側回路と２次側回路とを組み合
わせ、また、第３実施例と第４実施例の回路についても
、各々の１次側回路と２次側回路の組み合わせを変える
ことによっても双方向ディジタル信号伝送が実現可能で
ある。 【００３６】次いで、第２の発明の実施例を説明する。 この発明は、絶縁用トランスの１次側から２次側、また
は２次側から１次側という片方向のディジタル信号伝送
を可能としたものである。その実施例としては、第１の
発明の各実施例として説明した、ディジタル信号を双方
向に伝送可能なフォワードコンバータにおいて、伝送す
るべきディジタル信号に応じてオン、オフされる補助リ
セット回路を１次側または２次側から除去することによ
り、この補助リセット回路を除去した方がディジタル信
号の受信側、補助リセット回路を有する方が送信側であ
るフォワードコンバータを実現することができる。なお
、この発明においても、主リセット回路はトランスの１
次側または２次側の何れかに設けられる。第２の発明の
一実施例としては、例えば図１の回路において、トラン
スＴ１の１次側から２次側へ信号を伝送する場合は、２
次側の補助リセット回路を構成するツェナーダイオード
ＺＤ２及び信号伝送用スイッチＳＷ２を削除すればよい
。また、逆に２次側から１次側へ信号を伝送する場合は
、１次側の補助リセット回路を構成する信号伝送用スイ
ッチＳＷ１を除去すればよい。 【００３７】以上のように、第１及び第２の発明の各実
施例によれば、フォワードコンバータ本来の作用により
、電力が絶縁用トランスの１次側から２次側へ絶縁伝達
されるのはもとより、同一の絶縁用トランスを介して、
ディジタル信号が１次側，２次側間で双方向あるいは片
方向に絶縁伝送されることになる。 【００３８】次に、第３の発明の第１実施例を図６及び
図７を参照して説明する。この発明は、第１の発明と同
様に絶縁用トランスの１次側、２次側間の双方向にディ
ジタル信号を伝送するものである。図６において、絶縁
用トランスＴ２は図３と同様に、１次巻線ＮＰ、２次巻
線ＮＳ、１次リセット巻線ＮＲ１１，ＮＲ１２及び２次
リセット巻線ＮＲ２からなる。そして、この絶縁用トラ
ンスＴ２と、ダイオードＤ１，Ｄ２，Ｄ３、コンデンサ
Ｃ１，Ｃ２、スイッチング素子Ｑ及びリアクトルＬによ
ってフォワードコンバータの基本回路が構成されている
。ダイオードＤ１のカソードにはトランジスタＴＲ１の
エミッタが接続され、そのベースは信号伝送用スイッチ
ＳＷ１の一端に接続されている。また、トランジスタＴ
Ｒ１のエミッタ、ベース間には抵抗Ｒ１が接続されてい
る。１次リセット巻線ＮＲ１１，ＮＲ１２相互の接続点
はダイオードＤ５を介してトランジスタＴＲ２のエミッ
タに接続され、そのベースは１次巻線ＮＰ及びコンデン
サＣ１の各一端並びに前記トランジスタＴＲ１のコレク
タに接続されていると共に、コンデンサＣ１の他端とト
ランジスタＴＲ２のコレクタとの間には電流検出器ＣＤ
１が接続されている。なお、トランジスタＴＲ２のエミ
ッタ、ベース間には抵抗Ｒ２が接続されている。一方、
絶縁用トランスＴ２の２次側において、２次リセット巻
線ＮＲ２の一端はダイオードＤ４を介してトランジスタ
ＴＲ３のエミッタに接続され、そのベースは信号伝送用
スイッチＳＷ２の一端に接続されている。また、トラン
ジスタＴＲ３のエミッタ、ベース間には抵抗Ｒ３が接続
されている。更に、トランジスタＴＲ３のコレクタはト
ランジスタＴＲ４のエミッタに接続され、そのベースは
コンデンサＣ２及びリアクトルＬの各一端に接続されて
いる。また、トランジスタＴＲ４のエミッタ、ベース間
には抵抗Ｒ４が接続され、トランジスタＴＲ４のコレク
タとコンデンサＣ２の他端との間には電流検出器ＣＤ２
が接続されている。なお、この実施例では主リセット回
路が、リセット巻線ＮＲ１２、ダイオードＤ５、トラン
ジスタＴＲ２、コンデンサＣ１等により構成されてトラ
ンスＴ２の１次側に設けられている。 【００３９】次に、この実施例の動作を図７のタイミン
グチャートを参照しつつ説明する。図６において、スイ
ッチング素子ＱがオンするとトランスＴ２の１次側には
電流ｉＰが流れ、２次側には電流ｉＳ１が流れてコンデ
ンサＣ２を充電する。スイッチング素子Ｑがオフすると
２次側のリアクトルＬに逆起電力が発生して電流ｉＳ２
が流れる。ここで、トランスＴ２のリセット回路の動作
は、信号伝送用スイッチＳＷ１，ＳＷ２の状態により次
のように異なる。なお、ここではトランスＴ２の巻線Ｎ
Ｐ，ＮＲ１１，ＮＲ１２，ＮＲ２の巻数をそのままＮＰ
，ＮＲ１１，ＮＲ１２，ＮＲ２とし、各ダイオードの順
電圧及び各トランジスタのコレクタ電圧、ベース電圧を
０と仮定する。 【００４０】■スイッチＳＷ１がオフ、スイッチＳＷ２
がオフの場合（図７の状態■と対応する。）スイッチン
グ素子Ｑがオフすると主リセット回路にリセット電流ｉ
Ｒ１が流れてトランジスタＴＲ２がオンし、そのベース
電流ｉＢ２がコンデンサＣ１を充電すると共に、コレク
タ電流ｉＣ２が電流検出器ＣＤ１を流れて信号電流ＩＳ
１として検出される。ここで、電流ｉＣ２は次のように
求められる。トランスＴ２を理想的に考えると、励磁電
流ｉｅが巻線に反比例した比率でリセットルートを流れ
ることから、まず、励磁電流ｉｅを求める。１次巻線Ｎ
ＰのインダクタンスをＬＰとすると、ｉｅは次の数式１
によって表すことができる。 【００４１】 【数１】 【００４２】 ｉｅ＝（ＶＩＮ／ＬＰ）・ｔ 【００４３】このｉｅは、ｔ＝ＴＯＮのとき最大値ｉｅ
ｐとなるので、次の数式２を得る。 【００４４】 【数２】 ｉｅｐ＝（ＶＩＮ／ＬＰ）・ＴＯＮ 【００４５】次に、リセット電流ｉＲ１の最大値ｉＲ１
ｐは、巻線の巻数比により数式３によって表される。 【００４６】 【数３】 ｉＲ１ｐ＝（ＮＰ／ＮＲ１２）・ｉｅｐ【００４７】１
次リセット巻線ＮＲ１２のインダクタンスをＬＲ１２と
すると、リセット電流ｉＲ１はｉＲ１ｐからＶＩＮ／Ｌ
Ｒ１２の比率で減少することから、数式４となる。 【００４８】 【数４】 【００４９】また、リセット電流ｉＲ１は、図６から明
らかなように次の数式５によって表すことができる。 【００５０】 【数５】 ｉＲ１＝ｉＣ２＋ｉＢ２ 【００５１】ここで、ｉＣ２≫ｉＢ２としてｉＲ１＝ｉ
Ｃ２とすると、電流ｉＣ２の最大値ｉＣ２ｐは前記数式
２，数式３より数式６となる。 【００５２】 【数６】 ｉＣ２ｐ＝（ＮＰ・ＶＩＮ・ＴＯＮ）／（ＮＲ１２・Ｌ
Ｐ）【００５３】また、ｉＣ２つまり信号電流ＩＳ１の
流れる時間をＴｒ１（図７参照）とすると、この時間Ｔ
ｒ１は、数式４においてｉＲ１＝０とおくことにより、
数式７によって表される。 【００５４】 【数７】 Ｔｒ１＝（ＮＰ・ＬＲ１２・ＴＯＮ）／（ＮＲ１２・Ｌ
Ｐ）【００５５】■スイッチＳＷ１がオン、スイッチＳ
Ｗ２がオフの場合（図７の状態■と対応する。）スイッ
チング素子Ｑがオフするとリセット電流ｉＲ１′が流れ
てトランジスタＴＲ１がオンし、コレクタ電流ｉＣ１は
コンデンサＣ１を充電する。ここで、リセット電流ｉＲ
１′の流れる経路は補助リセット回路を構成している。 この場合、トランジスタＴＲ２，ＴＲ４はオフのままで
あるため電流検出器ＣＤ１，ＣＤ２に電流は流れず、信
号電流も生じない。 【００５６】■スイッチＳＷ１がオフ、スイッチＳＷ２
がオンの場合（図７の状態■と対応する。）スイッチン
グ素子Ｑがオフするとリセット電流ｉＲ２が流れてトラ
ンジスタＴＲ３がオンし、コレクタ電流ｉＣ３が流れる
。これによりトランジスタＴＲ４がオンし、そのベース
電流ｉＢ４がコンデンサＣ２を充電すると共に、コレク
タ電流ｉＣ４が電流検出器ＣＤ２を流れて信号電流ＩＳ
２として検出される。なお、リセット電流ｉＲ２が流れ
る経路は補助リセット回路を構成している。ここで、電
流ｉＣ４は次のように求められる。まず、リセット電流
ｉＲ２の最大値ｉＲ２ｐは巻線の巻数比により数式８に
よって表される。 【００５７】 【数８】 ｉＲ２ｐ＝（ＮＰ／ＮＲ２）・ｉｅｐ 【０
０５８】２次リセット巻線ＮＲ２のインダクタンスをＬ
Ｒ２とすると、リセット電流ｉＲ２はｉＲ２ｐからＶＯ
ＵＴ／ＬＲ２の比率で減少することから、数式９となる
。 【００５９】 【数９】 【００６０】また、リセット電流ｉＲ２は、図６から明
らかなように数式１０によって表すことができる。 【００６１】 【数式１０】 ｉＲ２＝ｉＣ３＋ｉＢ３＝ｉＣ４＋ｉＢ４＋ｉＢ３【０
０６２】ここで、ｉＣ３≫ｉＢ３，ｉＣ４≫ｉＢ４とし
、ｉＲ２＝ｉＣ３＝ｉＣ４とすると、電流ｉＣ４の最大
値ｉＣ４ｐは前記数式２，数式８から次の数式１１とな
る。 【００６３】 【数１１】 ｉＣ４ｐ＝（ＮＰ・ＶＩＮ・ＴＯＮ）／（ＮＲ２・ＬＰ
）【００６４】また、ｉＣ４つまり信号電流ＩＳ２の流
れる時間をＴｒ２（図７参照）とすると、この時間Ｔｒ
２は、数式９においてｉＲ２＝０とおくことにより、数
式１２によって表される。 【００６５】 【数１２】 Ｔｒ２＝（ＮＰ・ＬＲ２・ＶＩＮ・ＴＯＮ）／（Ｎ
Ｒ２・ＬＰ・ＶＯＵＴ）【００６６】なお、この場合に
ついては、ＶＩＮ／ＮＲ１２＞ＶＯＵＴ／ＮＲ２を条件
として上記のような動作となる。 【００６７】■スイッチＳＷ１がオン、スイッチＳＷ２
がオンの場合（図７の状態■と対応する。）スイッチン
グ素子Ｑがオフするとリセット電流ｉＲ１′が流れてト
ランジスタＴＲ１がオンし、コレクタ電流ｉＣ１がコン
デンサＣ１を充電する。ここで、リセット電流ｉＲ１′
が流れる経路は補助リセット回路を構成する。ただし、
この場合については、ＶＩＮ／（ＮＲ１１＋ＮＲ１２）
＜ＶＯＵＴ／ＮＲ２を条件とする。この場合、トランジ
スタＴＲ２，ＴＲ４はオフのままであるため電流検出器
ＣＤ１，ＣＤ２に電流は流れず、信号電流も生じない。 上記各状態■〜■におけるスイッチ状態及び信号電流の
関係を、以下の表６に示す。 【００６８】 【表６】 【００６９】このように本実施例では、スイッチＳＷ１
，ＳＷ２の状態により絶縁用トランスＴ２のリセット経
路が変化し、トランスＴ２の１次側，２次側双方にそれ
ぞれ信号電流ＩＳ１，ＩＳ２が発生する。そして、信号
伝送の基本原理は、トランスＴ２の１次側，２次側双方
にリセット回路を持ち、リセット経路をそれそれの回路
で切り換えることにより信号電流を伝えるものである。 なお、信号の判別は、図６に示した電流検出器ＣＤ１，
ＣＤ２にて信号電流ＩＳ１，ＩＳ２の有無を検出するこ
とにより行う。これにより電源（スイッチング素子Ｑ）
のスイッチング周波数をキャリア周波数とした、トラン
スＴ２の１次側，２次側間における双方向のシリアル・
ディジタル信号伝送が実現する。以下の表７に、信号伝
送方向と受信電流の有無との関係を示す。 【００７０】 【表７】 【００７１】次いで、第３の発明の第２実施例を図８及
び図９を参照しつつ説明する。この実施例も図６の実施
例（第１実施例）と同様に絶縁用トランスの１次側、２
次側間の双方向にディジタル信号を伝送するものである
が、主リセット回路が絶縁用トランスの２次側に設けら
れている点で第１実施例と異なっている。すなわち図８
において、図６と異なる部分を中心に説明すると、絶縁
用トランスＴ２′は図５と同様に、１次巻線ＮＰ、２次
巻線ＮＳ、１次リセット巻線ＮＲ１及び２次リセット巻
線ＮＲ２１，ＮＲ２２からなる。そして、この絶縁用ト
ランスＴ２′と、ダイオードＤ１，Ｄ２，Ｄ３、コンデ
ンサＣ１，Ｃ２、スイッチング素子Ｑ及びリアクトルＬ
によってフォワードコンバータの基本回路が構成されて
いる。 ダイオードＤ１のカソードにはトランジスタＴＲ２のエ
ミッタが接続され、そのベースは信号伝送用スイッチＳ
Ｗ１の一端に接続されている。また、トランジスタＴＲ
２のエミッタ、ベース間には抵抗Ｒ２が接続されている
。トランジスタＴＲ２のコレクタはトランジスタＴＲ１
のエミッタに接続され、そのベースは１次巻線ＮＰ及び
コンデンサＣ１の各一端に接続されている。更にトラン
ジスタＴＲ１のエミッタ、ベース間には抵抗Ｒ１が接続
され、トランジスタＴＲ１のコレクタとコンデンサＣ１
の他端との間には電流検出器ＣＤ１が接続されている。 一方、絶縁用トランスＴ２′の２次側において、２次リ
セット巻線ＮＲ２１の一端はダイオードＤ４を介してト
ランジスタＴＲ３のエミッタに接続され、そのベースは
信号伝送用スイッチＳＷ２の一端に接続されている。 また、トランジスタＴＲ３のエミッタ、ベース間には抵
抗Ｒ３が接続されている。更に、２次リセット巻線ＮＲ
２１，ＮＲ２２相互の接続点はダイオードＤ５を介して
トランジスタＴＲ４のエミッタに接続され、そのベース
はコンデンサＣ２及びリアクトルＬの各一端並びにトラ
ンジスタＴＲ３のコレクタに接続されている。また、ト
ランジスタＴＲ４のエミッタ、ベース間には抵抗Ｒ４が
接続され、トランジスタＴＲ４のコレクタとコンデンサ
Ｃ２の他端との間には電流検出器ＣＤ２が接続されてい
る。 なお、この実施例では主リセット回路が、２次リセット
巻線ＮＲ２２、ダイオードＤ５、トランジスタＴＲ４、
コンデンサＣ２等により構成されてトランスＴ２′の２
次側に設けられている。 【００７２】次に、この実施例の動作を図９のタイミン
グチャートを参照しつつ説明する。トランスＴ２′のリ
セット回路の動作は、信号伝送用スイッチＳＷ１，ＳＷ
２の状態により次のように異なる。なお、ここではトラ
ンスＴ２の巻線ＮＰ，ＮＲ１，ＮＲ２１，ＮＲ２２の巻
数をそのままＮＰ，ＮＲ１，ＮＲ２１，ＮＲ２２とし、
各ダイオードの順電圧及び各トランジスタのコレクタ電
圧、ベース電圧を０と仮定する。 【００７３】■スイッチＳＷ１がオフ、スイッチＳＷ２
がオフの場合（図９の状態■と対応する。）スイッチン
グ素子Ｑがオフするとリセット電流ｉＲ２が流れてトラ
ンジスタＴＲ４がオンし、ベース電流ｉＢ４がコンデン
サＣ２を充電してコレクタ電流ｉＣ４が電流検出器ＣＤ
２を流れる。この電流ｉＣ４が信号電流ＩＳ２となる。 ここで、電流ｉＣ４は次のように求められる。図６の実
施例と同様に１次巻線ＮＰのインダクタンスをＬＰとす
ると、励磁電流ｉｅは数式１、その最大値ｉｅｐは数式
２となる。よって、リセット電流ｉＲ２の最大値ｉＲ２
ｐは巻線の巻数比より、次の数式１３によって表される
。 【００７４】 【数１３】 ｉＲ２ｐ＝（ＮＰ／ＮＲ２２）・ｉｅｐ 【００
７５】２次リセット巻線ＮＲ２２のインダクタンスをＬ
Ｒ２２とすると、リセット電流ｉＲ２は最大値ｉＲ２ｐ
からＶＯＵＴ／ＬＲ２２の比率で減少することから、数
式１４が得られる。 【００７６】 【数１４】 【００７７】また、リセット電流ｉＲ２は、図８の回路
から数式１５で表されることが明らかである。 【００７８】 【数１５】 ｉＲ２＝ｉＣ４＋ｉＢ４ 【００７９】ここで、ｉＣ４≫ｉＢ４とし、ｉＲ２＝ｉ
Ｃ４とすると、ｉＣ４ｐは数式２，数式１３より数式１
６となる。 【００８０】 【数１６】 ｉＣ４ｐ＝（ＮＰ・ＶＩＮ・ＴＯＮ）／（ＮＲ２２・Ｌ
Ｐ）【００８１】また、コレクタ電流ｉＣ４の流れる時
間Ｔｒ２（図９参照）は、数式１４においてｉＲ２＝０
とおくことにより、次の数式１７によって表される。 【００８２】 【数１７】 Ｔｒ２＝（ＮＰ・ＬＲ２２・ＶＩＮ・ＴＯＮ）／（
ＮＲ２２・ＬＰ・ＶＯＵＴ）【００８３】■スイッチＳ
Ｗ１がオン、スイッチＳＷ２がオフの場合（図９の状態
■と対応する。）スイッチング素子Ｑがオフするとリセ
ット電流ｉＲ１が流れてトランジスタＴＲ２がオンし、
コレクタ電流ｉＣ２が流れる。コレクタ電流ｉＣ２が流
れることによりトランジスタＴＲ１がオンし、そのベー
ス電流ｉＢ１はコンデンサＣ１を充電してコレクタ電流
ｉＣ１が電流検出器ＣＤ１を流れる。この電流ｉＣ１が
信号電流ＩＳ１となる。なお、リセット電流ｉＲ１が流
れる経路は補助リセット回路を構成している。 ここで、電流ｉＣ１は次のように求められる。リセット
電流ｉＲ１の最大値ｉＲ１ｐは、巻線の巻数比により次
の数式１８となる。 【００８４】 【数１８】 ｉＲ１ｐ＝（ＮＰ／ＮＲ１）・ｉｅｐ 【０
０８５】１次リセット巻線ＮＲ１のインダクタンスをＬ
Ｒ１とすると、リセット電流ｉＲ１はその最大値ｉＲ１
ｐからＶＩＮ／ＬＲ１の比率で減少することから、数式
１９となる。 【００８６】 【数１９】 【００８７】また、ｉＲ１は図８の回路から、数式２０
によって表される。 【００８８】 【数２０】 ｉＲ１＝ｉＣ２＋ｉＢ２＝ｉＣ１＋ｉＢ１＋ｉＢ２【０
０８９】ここで、ｉＣ１≫ｉＢ１，ｉＣ２≫ｉＢ２とし
、ｉＲ１＝ｉＣ２＝ｉＣ１とおくと、ｉＣ１ｐは数式２
，数式１８より、次の数式２１となる。 【００９０】 【数２１】 ｉＣ１ｐ＝（ＮＰ・ＶＩＮ・ＴＯＮ）／（ＮＲ１・ＬＰ
）【００９１】また、コレクタ電流ｉＣ１の流れる時間
Ｔｒ１（図９参照）は、数式１９においてｉＲ１＝０と
おくことにより、数式２２となる。 【００９２】 【数２２】 Ｔｒ１＝（ＮＰ・ＬＲ１・ＴＯＮ）／（ＮＲ１・ＬＰ）
【００９３】ただし、この場合については、ＶＩＮ／Ｎ
Ｒ１＞ＶＯＵＴ／ＮＲ２２を条件とする。 【００９４】■スイッチＳＷ１がオフ、スイッチＳＷ２
がオンの場合（図９の状態■と対応する。）スイッチン
グ素子Ｑがオフするとリセット電流ｉＲ２′が流れてト
ランジスタＴＲ３がオンし、コレクタ電流ｉＣ３はコン
デンサＣ２を充電する。この場合、トランジスタＴＲ１
，ＴＲ４はオフであるため、電流検出器ＣＤ１，ＣＤ２
には電流は流れない。ここで、リセット電流ｉＲ２′が
流れる経路は補助リセット回路を構成する。 【００９５】■スイッチＳＷ１がオン、スイッチＳＷ２
がオンの場合（図９の状態■と対応する。）スイッチン
グ素子Ｑがオフするとリセット電流ｉＲ２′が流れてト
ランジスタＴＲ３がオンし、そのコレクタ電流ｉＣ３が
コンデンサＣ２を充電する。この場合、トランジスタＴ
Ｒ１，ＴＲ４はオフであるため、電流検出器ＣＤ１，Ｃ
Ｄ２に電流は流れない。ただし、この場合については、
ＶＩＮ／ＮＲ１＞ＶＯＵＴ／（ＮＲ２１＋ＮＲ２２）を
条件とする。上記各状態■〜■におけるスイッチＳＷ１
，ＳＷ２の状態及び信号電流の関係を表８に示す。 【００９６】 【表８】 【００９７】このように本実施例では、スイッチＳＷ１
，ＳＷ２の状態により絶縁用トランスＴ２′のリセット
経路が変化し、トランスＴ２′の１次側，２次側双方に
それぞれ信号電流ＩＳ１，ＩＳ２が発生する。そして、
信号伝送の基本原理は、図６の実施例と同様であり、信
号の判別は、図８に示した電流検出器ＣＤ１，ＣＤ２に
て信号電流ＩＳ１，ＩＳ２の有無を検出することにより
行う。 これにより電源（スイッチング素子Ｑ）のスイッチング
周波数をキャリア周波数とした、トランスＴ２′の１次
側，２次側間における双方向のシリアル・ディジタル信
号伝送が実現する。以下の表９に、信号伝送方向と受信
電流の有無との関係を示す。 【００９８】 【表９】 【００９９】次に、第４の発明の実施例を説明する。こ
の発明は、絶縁用トランスの１次側から２次側、または
２次側から１次側という片方向のディジタル信号伝送を
可能としたものである。その実施例としては、第３の発
明の各実施例として説明した、ディジタル信号を双方向
に伝送可能なフォワードコンバータにおいて、受信側と
なるべき側の送信手段と送信側となるべき側の受信手段
とを除去することで実現可能である。具体的には、例え
ば図６に示した回路において、絶縁トランスＴ２の１次
側から２次側への片方向ディジタル信号伝送を行なう場
合は、１次側の受信手段である電流検出器ＣＤ１を削除
してトランジスタＴＲ２のコレクタを０Ｖに接続し、ま
た、２次側については、送信手段である信号伝送用スイ
ッチＳＷ２、トランジスタＴＲ３、抵抗Ｒ３を削除して
ダイオードＤ４のカソードをトランジスタＴＲ４のエミ
ッタに接続すればよい。また、図６の回路において絶縁
トランスＴ２の２次側から１次側への片方向ディジタル
信号伝送を行なう場合は、１次側の送信手段である信号
伝送用スイッチＳＷ１、ダイオードＤ１、トランジスタ
ＴＲ１、抵抗Ｒ１を削除して１次リセット巻線ＮＲ１１
を開放とし、２次側については受信手段である電流検出
器ＣＤ２、トランジスタＴＲ４、抵抗Ｒ４を削除してト
ランジスタＴＲ３のコレクタを出力端子（ＶＯＵＴ）に
接続すればよい。なお、この発明においても、主リセッ
ト回路はトランスの１次側または２次側の何れかに設け
られることはいうまでもない。 【０１００】以上のように、第３及び第４の発明の各実
施例においても、フォワードコンバータ本来の作用によ
って電力が絶縁用トランスの１次側から２次側へ絶縁伝
達されるのはもとより、同一の絶縁用トランスを介して
、ディジタル信号が１次側，２次側間で双方向あるいは
片方向に絶縁伝送されることになる。 【０１０１】 【発明の効果】以上詳述したように第１または第２の発
明によれば、主リセット回路の構成を若干変更し、また
リセット巻線や信号伝送用スイッチ等からなる補助リセ
ット回路を付加するだけで、電力伝達用の絶縁用トラン
スをディジタル信号伝送用に兼用することができ、これ
によりディジタル信号を１次側，２次側間で双方向ある
いは片方向に絶縁伝送可能なフォワードコンバータを実
現することができる。従って、回路構成部品の有効利用
により、装置全体の小型、低価格化及び信頼性向上に寄
与することができる。 【０１０２】第３または第４の発明によれば、上記と同
様に絶縁用トランスをディジタル信号伝送用に兼用した
ことに伴う効果のほか、電流信号の有無による双方向ま
たは片方向の信号伝送を可能にして多様な形態のディジ
タル信号伝送が可能になるという利点がある。
【図１】第１の発明の第１実施例を示す回路図である。
【図２】第１の発明の第１実施例の動作を示すタイミン
グチャートである。
グチャートである。
【図３】第１の発明の第２実施例を示す回路図である。
【図４】第１の発明の第３実施例を示す回路図である。
【図５】第１の発明の第４実施例を示す回路図である。
【図６】第３の発明の第１実施例を示す回路図である。
【図７】第３の発明の第１実施例の動作を示すタイミン
グチャートである。
グチャートである。
【図８】第３の発明の第２実施例を示す回路図である。
【図９】第３の発明の第２実施例の動作を示すタイミン
グチャートである。
グチャートである。
【図１０】フォワードコンバータの基本回路図である。
Ｔ１，Ｔ２，Ｔ２′ 絶縁用トランスＮＰ １次巻
線 ＮＳ ２次巻線 ＮＲ１，ＮＲ１１，ＮＲ１２ １次リセット巻線ＮＲ
２，ＮＲ２１，ＮＲ２２ ２次リセット巻線ＳＷ１，
ＳＷ２ 信号伝送用スイッチＱ スイッチング素子 ＺＤ１，ＺＤ２ ツェナーダイオードＤ１，Ｄ２，Ｄ
３，Ｄ４，Ｄ５ ダイオードＣ１，Ｃ２ コンデン
サ Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４ 抵抗 Ｌ リアクトル ＴＲ１，ＴＲ２，ＴＲ３，ＴＲ４ トランジスタＣＤ
１，ＣＤ２ 電流検出器
線 ＮＳ ２次巻線 ＮＲ１，ＮＲ１１，ＮＲ１２ １次リセット巻線ＮＲ
２，ＮＲ２１，ＮＲ２２ ２次リセット巻線ＳＷ１，
ＳＷ２ 信号伝送用スイッチＱ スイッチング素子 ＺＤ１，ＺＤ２ ツェナーダイオードＤ１，Ｄ２，Ｄ
３，Ｄ４，Ｄ５ ダイオードＣ１，Ｃ２ コンデン
サ Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４ 抵抗 Ｌ リアクトル ＴＲ１，ＴＲ２，ＴＲ３，ＴＲ４ トランジスタＣＤ
１，ＣＤ２ 電流検出器
Claims (5)
- 【請求項１】 直流電源及びスイッチング素子に接続
される１次巻線と、この１次巻線を流れる電流とは逆向
きのリセット電流が流れる主リセット回路を構成するリ
セット巻線と、負荷に接続される２次巻線とを有する絶
縁用トランスを介して電力の絶縁伝達を行うフォワード
コンバータにおいて、前記主リセット回路が絶縁用トラ
ンスの１次側または２次側に設けられると共に、前記ス
イッチング素子のスイッチングに同期して、かつ伝送す
るべきディジタル信号に応じてオン、オフされる補助リ
セット回路を絶縁用トランスの１次側及び２次側に設け
、絶縁用トランスを介してその１次側及び２次側の補助
リセット回路間でディジタル信号を双方向に伝送するこ
とを特徴とするフォワードコンバータ。 - 【請求項２】 直流電源及びスイッチング素子に接続
される１次巻線と、この１次巻線を流れる電流とは逆向
きのリセット電流が流れる主リセット回路を構成するリ
セット巻線と、負荷に接続される２次巻線とを有する絶
縁用トランスを介して電力の絶縁伝達を行うフォワード
コンバータにおいて、前記主リセット回路が絶縁用トラ
ンスの１次側または２次側に設けられると共に、前記ス
イッチング素子のスイッチングに同期して、かつ伝送す
るべきディジタル信号に応じてオン、オフされる補助リ
セット回路をディジタル信号の送信側である絶縁用トラ
ンスの１次側または２次側に設け、絶縁用トランスを介
してその１次側または２次側の補助リセット回路と絶縁
用トランスの他側との間でディジタル信号を片方向に伝
送することを特徴とするフォワードコンバータ。 - 【請求項３】 直流電源及びスイッチング素子に接続
される１次巻線と、この１次巻線を流れる電流とは逆向
きのリセット電流が流れる主リセット回路を構成するリ
セット巻線と、負荷に接続される２次巻線とを有する絶
縁用トランスを介して電力の絶縁伝達を行うフォワード
コンバータにおいて、前記主リセット回路が絶縁用トラ
ンスの１次側または２次側に設けられると共に、この主
リセット回路に一方の電流検出手段が接続され、前記ス
イッチング素子のスイッチングに同期して前記主リセッ
ト回路を動作させることにより、前記一方の電流検出手
段と、絶縁用トランスの他側の補助リセット回路に接続
された他方の電流検出手段との間でディジタル信号を双
方向に伝送することを特徴とするフォワードコンバータ
。 - 【請求項４】 補助リセット回路に、主リセット回路
との間でリセット経路を切り換えるスイッチを有する請
求項１，２または３記載のフォワードコンバータ。 - 【請求項５】 直流電源及びスイッチング素子に接続
される１次巻線と、この１次巻線を流れる電流とは逆向
きのリセット電流が流れる主リセット回路を構成するリ
セット巻線と、負荷に接続される２次巻線とを有する絶
縁用トランスを介して電力の絶縁伝達を行うフォワード
コンバータにおいて、前記主リセット回路が絶縁用トラ
ンスの１次側または２次側に設けられ、かつ、この主リ
セット回路に対し絶縁用トランスの他側に補助リセット
回路が設けられると共に、この補助リセット回路に電流
検出手段が接続され、前記スイッチング素子のスイッチ
ングに同期して前記主リセット回路を動作させることに
より、絶縁用トランスを介してその１次側または２次側
と他側の電流検出手段との間でディジタル信号を片方向
に伝送することを特徴とするフォワードコンバータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3061118A JPH04212528A (ja) | 1990-11-26 | 1991-03-01 | フォワードコンバータ |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2-321533 | 1990-11-26 | ||
| JP32153390 | 1990-11-26 | ||
| JP3061118A JPH04212528A (ja) | 1990-11-26 | 1991-03-01 | フォワードコンバータ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04212528A true JPH04212528A (ja) | 1992-08-04 |
Family
ID=26402155
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3061118A Withdrawn JPH04212528A (ja) | 1990-11-26 | 1991-03-01 | フォワードコンバータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04212528A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004098036A1 (en) * | 2003-05-02 | 2004-11-11 | Potentia Semiconductor, Inc. | Power supply controller |
| US6911746B2 (en) | 2003-05-02 | 2005-06-28 | Potentia Semiconductor, Inc. | Signal and power transformer coupling arrangements |
| US7721213B2 (en) | 2003-07-18 | 2010-05-18 | Power Integrations, Inc. | Graphical interface for configuring a power supply controller |
-
1991
- 1991-03-01 JP JP3061118A patent/JPH04212528A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004098036A1 (en) * | 2003-05-02 | 2004-11-11 | Potentia Semiconductor, Inc. | Power supply controller |
| US6911746B2 (en) | 2003-05-02 | 2005-06-28 | Potentia Semiconductor, Inc. | Signal and power transformer coupling arrangements |
| US7721213B2 (en) | 2003-07-18 | 2010-05-18 | Power Integrations, Inc. | Graphical interface for configuring a power supply controller |
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|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19980514 |