JPH056929U - 電圧リミツタ回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 両極性をもって精度良くリミッタ電圧を制御
する。 【構成】 入力抵抗を介して入力信号を受けるＯＰアン
プと、ＯＰアンプの出力端と出力端子間に接続した定電
流ダイオ−ドと、ＯＰアンプの反転入力端子とＯＰアン
プの出力端との間に直列接続した第１、第２のツェナ−
ダイオ−ドと、ＯＰアンプの反転入力端子と出力端子と
の間に接続した帰還抵抗と、出力端子にアノ−ドを接続
した第３のツェナ−ダイオ−ドとカソ−ドを接続した第
４のツェナ−ダイオ−ドと、第３のツェナ−ダイオ−ド
のカソ−ドを第１のダイオ−ドを介して接続した可変で
きる負の電圧源と、第４のツェナ−ダイオ−ドのアノ−
ドを第２のダイオ−ドを介して接続した可変できる正の
電圧源とを有している。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、アナログ回路に使用されるリミッタ回路に関し、更に詳しくは、両 極性をもって精度良くリミッタ電圧を制御すると共に、リミッタが掛かった場合 でもリカバリ−の遅れがないようにした電圧リミッタ回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】

図３は、従来の電圧リミッタ回路の回路図であり、例えば実開平０１−６２１ １０により公知の技術である。図中、１は増幅回路で、入力抵抗Ｒi と帰還抵抗 Ｒf を持つＯＰアンプＡ１からなっていて、出力端子OUT とＯＰアンプＡ１の間 に出力抵抗Ｒ0 が挿入接続されとともに、ＯＰアンプＡ１の反転入力端子（−） とＯＰアンプＡ１の出力端との間にはツェナ−ダイオ−ドＤ1 が接続されている 。

【０００３】 また、増幅回路１の出力端子子OUT には、逆極性の電圧、すなわち負電位（− ＶR ）にバイアスされたツェナダイオ−ドＤZ のカソ−ド側が接続されていて、 規格値以上の入力電圧Ｖi が入力端子ＩＮに印加されても、出力端子OUT に印加 される電圧をＶDZ−ＶR 以下に押さえている。 負電位（−ＶR ）は、ＯＰアンプＡ２のボルテ−ジフォロアにより生成されて いて、非反転入力端子に接続されている可変電源Ｅ1 を可変することによって自 由に変化できるようになっている。 尚、ＶDZは、ツェナダイオ−ドＤZ のツェナ電位である。

【０００４】 増幅回路１の入出力間に入っているツェナダイオ−ドＤ1 と出力抵抗Ｒ0 は、 リミッタ動作回復のリカバリ−を確保するもので、これらがないとリミッタ動作 時、ＯＰアンプＡ１は、正常な帰還がかからなくなり（ＯＰアンプＡ１内部の電 流リミッタが作動してしまう）、リミッタ動作が解除されても正常など動作に戻 るまで時間がかかってしまう。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

このような従来の電圧リミッタ回路は、可変電源を任意に可変することによっ て、リミット電圧を正確に得ることができるが、正極側の電圧についてしかリミ ットが設定でず、また、リミッタ動作回復のリカバリ−を確保するためのツェナ −ダイオ−ドＤ1 のバラツキによっては、出力抵抗Ｒ0 を小さな抵抗値にしなけ ればならず、ＯＰアンプＡ１に電流リミッタを越えた電流が流れＯＰアンプＡ１ が飽和してしまうことがあった。

【０００６】 本考案は、このような点に鑑みてなされたもので、両極性をもって精度良くリ ミッタ電圧を制御すると共に、リミッタ動作時においても、リカバリ−の遅れを 確実に防止するようにしたもので、ＯＰアンプに電圧、電流飽和が起こらないよ うにした電圧リミッタ回路を提供することを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

このような目的を達成するために、本考案は、 入力抵抗を介して入力信号を受けるＯＰアンプと、 このＯＰアンプの出力端と出力端子間に互いに逆極性になるように直列に接続 した定電流ダイオ−ドと、 ＯＰアンプの反転入力端子とＯＰアンプの出力端との間に互いに逆極性になる ように直列接続した第１、第２のツェナ−ダイオ−ドと、 ＯＰアンプの反転入力端子と出力端子との間に接続した帰還抵抗と、 前記出力端子にアノ−ド側を接続した第３のツェナ−ダイオ−ドとカソ−ド側 を接続した第４のツェナ−ダイオ−ドと、 前記第３のツェナ−ダイオ−ドのカソ−ド側を逆極性の第１のダイオ−ドを介 して接続した可変できる負の電圧源と、 前記第４のツェナ−ダイオ−ドのアノ−ド側を逆極性の第２のダイオ−ドを介 して接続した可変できる正の電圧源と、 を有し、前記正極側及び負極側電圧源の各電位を可変することによって、前記 出力端子に所望のリミッタ電圧を得ることを特徴としている。

【０００８】

【作用】

本考案の各構成要素は次に示すような作用をする。 ＯＰアンプを含む増幅回路は、帰還抵抗Ｒf と入力抵抗Ｒi との比で決まる− Ｒf ／Ｒi の増幅率を得ることができ、リミッタが掛かった場合でもリカバリ− の遅れがない。 正負の極性の電圧源は、ツェナ−ダイオ−ドを含んで電圧リミッタ部を構成し ており、増幅回路の出力端子OUT に接続されていて、両極性をもって精度良くリ ミッタ電圧を制御する。

【０００９】

【実施例】

以下図面を用いて、本考案の一実施例を詳細に説明する。図１は、本考案の一 実施例を示す電圧リミッタ回路の回路図である。図中、図３と同一作用をするも のは同一符号を付けて説明する。１０は入力抵抗Ｒi と帰還抵抗Ｒf 及びＯＰア ンプＡ1 を含む−Ｒf ／Ｒi のゲインを持つ増幅回路で、出力端子OUT とＯＰア ンプＡ１の出力端間に互いに逆極性になるように２個の定電流ダイオ−ドＣＤ1 、ＣＤ2 が直列接続されるとともに、ＯＰアンプＡ１の反転入力端子とＯＰアン プＡ１の出力端との間に互いに逆極性になるように第１、第２のツェナ−ダイオ −ドＤＺ1 ，ＤＺ2 が接続されている

【００１０】 ２０は電圧リミッタ部で、増幅回路１０の出力端子OUT には第３のツェナダイ オ−ドＤＺ3 のカソ−ド側と第４のツェナダイオ−ドＤＺ4 のアノ−ド側が接続 されていて、第３のツェナダイオ−ドＤＺ3 は、アノ−ド側が第１の逆阻止ダイ オ−ドＤ1 を介して逆極性の電位、すなわち負電位（Ｖ1 ）にバイアスされ、第 ４のツェナダイオ−ドＤＺ4 は、カソ−ド側が第２の逆阻止ダイオ−ドＤ1 を介 して順極性の電圧、すなわち正電位（Ｖ2 ）にバイアスされている。

【００１１】 この正及び負の電位は、ＯＰアンプＡ２，３のボルテ−ジフォロアにより生成 されていて、非反転入力端子に接続されている可変電源Ｅ1,2 を変化して自由に 可変できるようになっている。 尚、第１、第２の逆阻止ダイオ−ドＤ1,2 は、各各のリミット極性と逆方向に 出力電圧Ｖo が増加していった時に、第３、第４のツェナダイオ−ドＤＺ3.4 に 順方向電圧が加わってオンになり、逆極性のリミッタがかかる前に出力電圧Ｖo がクランプされてしまうのを防いでいる。

【００１２】 図２は、本考案の電圧リミッタ回路の動作を説明するための説明図である。 正極側のリミッタ電圧をＶH 、負極側のリミッタ電圧をＶL とすると、 ＶH ＝ＶDZ3 ＋ＶD1−Ｖ1 ＶL ＝ＶDZ4 ＋ＶD2−Ｖ2 の関係が成り立つ。 尚、ＶDZ3,4 は第３、第４のツェナダイオ−ドＤＺ3.4 のツェナ電圧、ＶD1,2 は第１、第２の逆阻止ダイオ−ドＤ1,2 の順方向電圧であり、それぞれの逆方向 電位についてはスタ−* を付けて表示するものとする。

【００１３】 Ｖi が正極側で規格値以上（ＶH ）になった場合 Ｖ0 がＶH を越えると第３のツェナ−ダイオ−ドＤＺ3 がオン状態になり、Ｖ 0 をＶH に制限することができる。しかも、ＶH は、可変電圧Ｅ1 によってをＶ 1 を自由に変化できるので、任意の電圧に設定することができる。 このＶ0 がＶH を越えてリミッタ動作がかかった時、ＯＰアンプＡ１は、電圧 飽和によるリカバリ−の遅れを防止するために、第１、第２のツェナダイオ−ド ＤＺ1,2 によってクランプされる。

【００１４】 このために、第１、第２のツェナダイオ−ドＤＺ1,2 は、次式に示す関係にな るように設定される。 ＶDZ1 ＋ＶDZ2*＝ＶH ＋（ＶCD1*＋ＶCD2 ） 尚、ＶDZ1,2 は第１、第２のツェナ−ダイオ−ドのツェナ電位、ＶCD1,2 は定 電流ダイオ−ドの順方向電圧である。

【００１５】 Ｖi が負極側で規格値以上（ＶL ）になった場合 Ｖ0 がＶL を越えると第４のツェナ−ダイオ−ドＤＺ4 がオン状態になり、Ｖ 0 をＶL に制限することができる。しかも、ＶL は、可変電圧Ｅ2 によってをＶ 2 を自由に変化できるので、任意の電圧に設定することができる。 このＶ0 がＶL を越えてリミッタ動作がかかった時、ＯＰアンプ１は、電圧飽 和によるリカバリ−の遅れを防止するために、第１、第２のツェナダイオ−ドＤ Ｚ1,2 によってクランプされる。 このため、更に、第１、第２のツェナダイオ−ドＤＺ1,2 は、次式に示す関係 になるように設定される。 ＶDZ1*＋ＶDZ2 ＝ＶL ＋（ＶCD1 ＋ＶCD2*）

【００１６】 尚、定電流ダイオ−ドが従来の出力抵抗Ｒ0 （図３参照）の代わりに設けられ ているのは、出力抵抗Ｒ0 だと第１、第２のツェナダイオ−ドＤＺ1,2 のツェナ 電位の大きなバラツキを吸収するために小さな抵抗値にする必要があり、ＯＰア ンプＡ１の電流リミッタを越えることがあったためである。

【００１７】

【考案の効果】

以上詳細に説明したように、本考案の電流リミッタ回路は、両極性についての リミット電圧を、それぞれのツェナ−ダイオ−ドに別個に設けた可変電圧によっ てバイアスして設定しているので、精度よくリミット電圧を得ることができる。 また、それぞれのツェナ−ダイオ−ドに逆極性のダイオ−ドを直列に接続して いるので、逆極性のリミッタが掛かる前に出力電圧がクランプされることがない 。 更に、出力端子とＯＰアンプの出力端間に互いに逆極性の定電流ダイオ−ド を直列に設けているため、リミッタ動作が掛かった場合でもＯＰアンプにリミッ ト電流が流れることがない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例を示す電圧リミッタ回路の回
路図である。

【図２】本考案の電圧リミッタ回路の動作を説明するた
めの説明図である。

【図３】従来の電圧リミッタ回路の回路図である。

【符号の説明】

１０ 増幅回路 ２０ 電圧リミッタ部 Ａ１〜３ ＯＰアンプ ＤＺ1 〜4 ツェナダイオ−ド Ｄ1,2 逆阻止ダイオ−ド ＣＤ1,2 定電流ダイオ−ド

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 【請求項１】 入力抵抗を介して入力信号を受けるＯＰ
   アンプと、 このＯＰアンプの出力端と出力端子間に互いに逆極性に
   なるように直列に接続した定電流ダイオ−ドと、 ＯＰアンプの反転入力端子とＯＰアンプの出力端との間
   に互いに逆極性になるように直列接続した第１、第２の
   ツェナ−ダイオ−ドと、 ＯＰアンプの反転入力端子と出力端子との間に接続した
   帰還抵抗と、 前記出力端子にアノ−ド側を接続した第３のツェナ−ダ
   イオ−ドとカソ−ド側を接続した第４のツェナ−ダイオ
   −ドと、 前記第３のツェナ−ダイオ−ドのカソ−ド側を逆極性の
   第１のダイオ−ドを介して接続した可変できる負の電圧
   源と、 前記第４のツェナ−ダイオ−ドのアノ−ド側を逆極性の
   第２のダイオ−ドを介して接続した可変できる正の電圧
   源と、 を有し、前記正極側及び負極側電圧源の各電位を可変す
   ることによって、前記出力端子に所望のリミッタ電圧を
   得ることを特徴とした電圧リミッタ回路。