JPH07295608A - 入力回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 消費電力および発熱量が少なく、有接点スイ
ッチおよび無接点スイッチを接続することができる入力
回路を提供することである。 【構成】 外部電源端子ＰＯＷと外部入力端子ＩＮとの
間にスイッチングトランジスタ３、インダクタ１４、電
流検出抵抗１６およびフォトカプラ１が直列に接続さ
れ、外部共通端子ＣＯＭとインダクタ１４との間にフラ
イホイールダイオード１３が接続される。スイッチング
トランジスタ３のオン時には入力用電源２１からスイッ
チングトランジスタ３、インダクタ１４、電流検出抵抗
１６およびフォトカプラ１を介して検出スイッチ２０に
電流が流れ、オフ時にはインダクタ１４の自己誘導作用
により外部共通端子ＣＯＭからフライホイールダイオー
ド１３、インダクタ１４、電流検出抵抗１６およびフォ
トカプラ１を介して検出スイッチ２０に電流が流れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、外部スイッチの状態を
内部回路に入力する入力回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】被制御機器の動作をシーケンシャルに制
御するためにプログラマブルコントローラが用いられ
る。このプログラマブルコントローラは、被制御機器の
動作状況、入力操作などを示す外部スイッチの状態を内
部回路に入力する入力回路を有している。

【０００３】図４は従来のプログラマブルコントローラ
の入力回路の一例を示す回路図である。実際のプログラ
マブルコントローラには複数の外部スイッチに対応して
複数の入力回路が設けられているが、図４には１つの入
力回路３００のみを示す。

【０００４】入力回路３００において、外部入力端子Ｉ
Ｎと外部共通端子ＣＯＭとの間に直列抵抗３１およびフ
ォトカプラ３０の発光素子３０ａが直列に接続され、フ
ォトカプラ３０に並列に並列抵抗３２が接続されてい
る。フォトカプラ３０の受光素子３０ｂのコレクタは内
部回路の入力読み取り回路へ接続され、かつプルアップ
抵抗３３を介して内部電源端子に接続されている。この
入力回路３００の外部入力端子ＩＮと外部共通端子ＣＯ
Ｍとの間には検出スイッチ３４および入力用電源３５が
直列に接続されている。

【０００５】検出スイッチ３４の接点が閉じると、電流
が入力用電源３５からフォトダイオード３０および並列
抵抗３２に分流し、さらに直列抵抗３１に流れる。この
場合、フォトカプラ３０の発光素子３０ａに十分な電流
が流れて発光素子３０ａが発光する。それにより、フォ
トカプラ３０の受光素子３０ｂがオンし、プルアップ抵
抗３３に電流が流れる。このようにして、検出スイッチ
３４と電気的に絶縁された内部回路で入力信号を読み取
ることができる。

【０００６】ここで、直列抵抗３１の抵抗値をＲ１と
し、並列抵抗３２の抵抗値をＲ２とすると、抵抗値Ｒ１
および抵抗値Ｒ２は次のことを考慮して決定される。

【０００７】まず、入力用電源３５の電圧Ｅは通常２４
Ｖであるが、その電圧には公差範囲がある。この公差範
囲の最大値をＥ_MAX とし、最小値をＥ_MIN とする。次
に、検出スイッチ３４としては、リミットスイッチ等の
有接点スイッチ、および高周波近接スイッチ等の無接点
スイッチが用いられる。

【０００８】有接点スイッチおよび無接点スイッチの共
通の性質は、オン時に規定された最低電流Ｉ_ND以上の電
流を供給しなければ正常に動作しないことである。検出
スイッチ３４に必要な最低電流Ｉ_NDは通常５〜１０ｍＡ
である。一方、異なった性質としては、有接点スイッチ
ではオフ時漏れ電流Ｉ_MIN およびオン時残留電圧Ｖ_MIN
を実質的にゼロとみなすことができるが、無接点スイッ
チ特に二線式近接スイッチではオフ時漏れ電流Ｉ_MIN お
よびオン時残留電圧Ｖ_MIN を無視することができない。

【０００９】すなわち、入力用電源３５の電圧が最小値
Ｅ_MIN の場合、二線式近接スイッチのオン時に、入力回
路３００に印加される電圧がその二線式近接スイッチに
よりオン時残留電圧Ｖ_MIN だけ減少しても、入力回路３
００がオン状態を正しく検出できる必要がある。そのた
め、入力回路３００に十分な電流が流れるように、直列
抵抗３１の抵抗値Ｒ１はある値以下に制限される。直列
抵抗３１の抵抗値Ｒ１は、例えば４．３ＫΩに設定され
る。

【００１０】また、二線式近接スイッチのオフ時には、
オフ時漏れ電流Ｉ_MIN が流れていても、入力回路３００
がオフ状態を検出しなければならない。そのため、並列
抵抗３２の電圧降下がフォトカプラ３０の発光素子３０
ａに電流が流れ始める電圧よりも低くなるように、並列
抵抗３２の抵抗値Ｒ２はある値以下制限される。フォト
カプラ３０の発光素子３０ａに電流が流れ始める電圧は
１Ｖ程度であり、並列抵抗３２の抵抗値Ｒ２は例えば４
３０Ωに設定される。

【００１１】上記のように、入力用電源３５の電圧Ｅは
通常２４Ｖであり、検出スイッチ３４に必要な最低電流
Ｉ_NDは通常５〜１０ｍＡであるので、図４の入力回路３
００の内部で発生する電力損失は約１２０〜２４０ｍＷ
である。この状態でも検出スイッチ３４のオン時にある
程度の熱が発生している。一方、検出スイッチ３４とし
て有接点スイッチが用いられ、かつ入力用電源３５の電
圧が最大値Ｅ_MAX の場合に、有接点スイッチがオンして
いると、直列抵抗３１および並列抵抗３２に最大の電圧
が印加されることになり、上記の状態よりも多くの熱が
発生する。

【００１２】通常、プログラマブルコントローラは多数
個の入力回路を持っているので、従来の入力回路では発
熱量が多いにもかかわらず、低コスト化等のために、自
然空冷を採用し、樹脂成形品を用いたケースに収納され
る。そのため、抵抗素子からの発熱を拡散して密度を低
下させることにより温度上昇を許容範囲内に収めるだけ
のケース容量を確保しなければならない。したがって、
装置の小型化の要求が多いにもかかわらず、それには限
界があった。

【００１３】そこで、入力回路の内部消費電力および発
熱量を抑制するために、次のような種々の技術が提案さ
れている。

【００１４】特開昭５９−６８００７号には、電源と外
部共通端子との間に給電スイッチ回路を設け、この給電
スイッチ回路を一定時間だけ導通させるようにした入力
装置が開示されている。特開昭５９−６８００９号に
は、電源と外部共通端子との間に給電スイッチ回路を設
け、この給電スイッチ回路を一定時間ずつ間欠的に導通
させるようにした入力装置が開示されている。実開昭６
１−１５９８８４号には、入力回路に動作を保証する電
圧を常時印加し、スイッチに接触を保証する電圧を断続
的に印加するシーケンサの入力専用電源回路が開示され
ている。

【００１５】実開昭６３−８１４２１号には、入力電流
を高速で断続するように構成された入力回路が開示され
ている。実開昭６３−１４７７０１号には、スイッチン
グ素子を用いて入力取込みタイミングのみ入力電流を供
給するように構成された入力回路が開示されている。特
開平５−１７３６１１号には、直流電源の供給を断続的
に行わせる開閉手段を電源供給路に設けた入力回路が開
示されている。

【００１６】上記の技術の共通点は、入力回路への電力
供給を断続的にすることにより、入力回路に流れる電流
を定格電流値と０または低い電流値との２段階に切り替
えることである。これにより、入力回路における時間当
たりの平均電力損失および発熱量が低減され、あるい
は、同時にオン状態にしてもよい入力点数が増加する。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来技術のいずれにおいても、入力回路に接続される検
出スイッチとしては有接点スイッチのみが用いられてお
り、二線式近接スイッチ等の無接点スイッチは考慮され
ていない。

【００１８】無接点スイッチは、検出回路等の電子回路
で構成されており、この電子回路には所定の電流および
電圧を供給する必要がある。三線式無接点スイッチは、
電子回路に電力を供給するための専用の電源端子を有し
ており、電子回路は入力回路に接続される入力用電源と
は別の直流電源により動作する。しかし、二線式無接点
スイッチは、電子回路に電源を供給するための専用の電
源端子を有さないので、電子回路は入力回路に接続され
る入力用電源により動作することになる。そのため、上
記の従来技術において検出スイッチとして二線式無接点
スイッチを用いた場合、供給される電流および電圧が断
続的になるので、電子回路に所定の電流および電圧が供
給されなくなって誤動作する可能性がある。

【００１９】また、無接点スイッチにおいては、電源投
入時に電子回路の各部がしばらくの間不安定な状態にあ
る。そのため、この不安定な状態の間には、本来検出状
態でないのに検出出力が導出されることがある。そこ
で、検出状態でないにもかかわらず検出出力が導出され
ることを防止するために、電源投入リセット回路を装備
した無接点スイッチがある。この電源投入リセット回路
を有する無接点スイッチでは、電源投入後の一定時間は
検出不能となる。

【００２０】電源投入リセット回路を有する二線式無接
点スイッチを検出スイッチとして用いた場合、従来技術
のように入力回路への電力供給を断続すると、その断続
ごとに電源投入リセット回路が動作することになる。そ
のため、プログラマブルコントローラが高速に入力状態
を読み取ることができない。

【００２１】したがって、上記の従来技術では、二線式
近接スイッチ等の二線式無接点スイッチの状態を入力す
ることができる実用的なプログラマブルコントローラを
構成することは不可能である。

【００２２】それゆえに、本発明の目的は、消費電力お
よび発熱量が少なく、しかも有接点スイッチおよび無接
点スイッチの状態を入力することができる入力回路を提
供することである。

【００２３】

【課題を解決するための手段】

（１）第１の発明 第１の発明に係る入力回路は、外部スイッチの状態を結
合手段を介して内部回路に入力する入力回路において、
電源から結合手段を経由して外部スイッチに至る電流経
路にスイッチング手段および誘導素子を介挿するととも
に、結合手段に流れる電流を検出する電流検出手段およ
び電流検出手段により検出された電流に基づいてスイッ
チング手段をオンオフ制御する制御手段を設けたもので
ある。

【００２４】（２）第２の発明 第２の発明に係る入力回路は、第１の発明に係る入力回
路の構成において、結合手段が、電流経路に接続される
発光部および内部回路に接続される受光部からなる光結
合手段であり、誘導素子が、インダクタであることを特
徴とする。

【００２５】（３）第３の発明 第３の発明に係る入力回路は、第１の発明に係る入力回
路の構成において、結合手段が、電流経路に接続される
一次巻線および内部回路に接続される二次巻線からなる
誘導結合手段であり、誘導素子が、誘導結合手段の一次
巻線であることを特徴とする。

【００２６】（４）第４の発明 第４の発明に係る入力回路は、外部スイッチの状態を内
部回路に入力する入力回路であって、結合手段、スイッ
チング手段、制御手段および電力蓄積手段を備える。

【００２７】結合手段は、電源から供給される電流に基
づいて外部スイッチの状態を内部回路に伝達する。スイ
ッチング手段は、電源から結合手段を経由して外部スイ
ッチに至る電流経路を接続および遮断する。制御手段
は、結合手段に供給される電流の値が所定の値となるよ
うにスイッチング手段をオンオフ制御する。電力蓄積手
段は、スイッチング手段のオン時に、電源から供給され
る電力を蓄積し、スイッチング手段のオフ時に、蓄積し
た電力により結合手段に電流を供給する。

【００２８】好ましい例として、結合手段は、電流経路
に介挿される発光部および内部回路に接続される受光部
からなる光結合手段であり、電力蓄積手段は、電流経路
に介挿される誘導素子である。別の好ましい例として、
結合手段は、電流経路に介挿される一次巻線および内部
回路に接続される二次巻線からなる誘導結合手段であ
り、電力蓄積手段は、誘導結合手段の一次巻線である。

【００２９】（５）第５の発明 第５の発明に係る入力回路は、第４の発明に係る入力回
路の構成において、スイッチング手段のオフ時に、外部
スイッチ、電力蓄積手段および結合手段を含む電流経路
を形成する電流経路形成手段をさらに備えたものであ
る。

【００３０】

【作用】第１〜第３の発明に係る入力回路においては、
スイッチング手段のオン時には、電源から誘導素子を介
して結合手段に電流が供給され、スイッチング手段のオ
フ時には、誘導素子の自己誘導作用により結合手段に引
続き電流が流される。それにより、結合手段および外部
スイッチにほぼ一定の直流電流が流れる。

【００３１】第２の発明に係る入力回路においては、ス
イッチング手段のオン時には、電源からインダクタを介
して光結合手段の発光部に電流が供給され、スイッチン
グ手段のオフ時には、インダクタの自己誘導作用により
光結合手段の発光部に引続き電流が流される。それによ
り、光結合手段の発光部にほぼ一定の直流電流が流れて
発光部が発光し、光結合手段の受光部にもほぼ一定の直
流電流が流れる。

【００３２】第３の発明に係る入力回路においては、ス
イッチング手段のオン時には、電源から誘導結合手段の
一次巻線に電流が供給され、スイッチング手段のオフ時
には、誘導結合手段の一次巻線の自己誘導作用によりそ
の一次巻線に引続き電流が流される。そして、誘導結合
手段の相互誘導作用により二次巻線にも電流が流れる。

【００３３】第４および第５の発明に係る入力回路にお
いては、外部スイッチのオン状態では、スイッチング手
段がオンし、電源から結合手段に電流が供給される。こ
のとき、電力蓄積手段には、電源からの電力の一部が蓄
積される。結合手段に流れる電流が増加して所定の値に
なると、制御手段によりスイッチング手段がオフにされ
る。それにより、電源から結合手段への電流経路が遮断
されるとともに、電力蓄積手段に蓄積された電力により
結合手段へ電流が供給される。結合手段に供給される電
流が減少して所定の値よりも低下すると、制御手段によ
りスイッチング手段がオンにされる。上記の動作を繰り
返すことにより、結合手段および外部スイッチに直流電
流が供給される。

【００３４】このように、スイッチング手段のオン時に
は、電源から結合手段に電流が供給されると同時に電力
の一部が電力蓄積手段に蓄積され、スイッチング手段の
オフ時には、電力蓄積手段に蓄積された電力により結合
手段に電流が供給されるので、電源から供給される電力
のほとんどが結合手段に電流を供給するために有効に用
いられ、電力がほとんど熱に変換されない。したがっ
て、入力回路の内部消費電力および発熱量が少なくな
る。しかも、外部スイッチには一定の直流電流が供給さ
れるので、外部スイッチとして、有接点スイッチのみな
らず、無接点スイッチを用いることができる。

【００３５】特に、第５の発明に係る入力回路において
は、スイッチング手段のオフ時に、外部スイッチ、電力
蓄積手段および結合手段を含む電流経路が形成されるの
で、外部スイッチに供給される電流が一定の直流とな
る。

【００３６】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照しながら
詳細に説明する。図１は本発明の一実施例における入力
回路の構成を示す回路図である。

【００３７】図１の入力回路１００において、外部入力
端子ＩＮとノードＮ１との間にフォトカプラ１の発光素
子１ａが接続され、発光素子１ａに並列に並列抵抗２が
接続されている。フォトカプラ１の受光素子１ｂのコレ
クタは、内部回路の入力読み取り回路に接続され、かつ
プルアップ抵抗１９を介して内部電源端子に接続されて
いる。

【００３８】一方、外部電源端子ＰＯＷとノードＮ２と
の間にスイッチングトランジスタ３が接続され、スイッ
チングトランジスタ３にはベース・エミッタ抵抗４およ
びベース抵抗５が接続されている。ベース抵抗５はトラ
ンジスタ６を介して外部共通端子ＣＯＭに接続されてい
る。外部入力端子ＰＯＷと外部共通端子ＣＯＭとの間に
は平滑コンデンサ７が接続されている。

【００３９】また、外部電源端子ＰＯＷとトランジスタ
６のベースとの間に起動用抵抗８が接続され、そのベー
スと外部共通端子ＣＯＭとの間にトランジスタ９が接続
され、トランジスタ９のベースとトランジスタ６のコレ
クタとの間に帰還抵抗１０が接続されている。トランジ
スタ９には、ベース・エミッタ抵抗１１およびベース抵
抗１２が接続されている。

【００４０】ノードＮ２と外部共通端子ＣＯＭとの間に
フライホイールダイオード１３が接続され、ノードＮ２
とノードＮ３との間にインダクタ１４が接続され、ノー
ドＮ３と外部共通端子ＣＯＭとの間に平滑コンデンサ１
５が接続されている。ノードＮ３は、電流検出トランジ
スタ１７のエミッタに接続され、かつ電流検出抵抗１６
を介してノードＮ１に接続されている。電流検出トラン
ジスタ１７のベースはベース抵抗１８を介してノードＮ
１に接続され、コレクタはトランジスタ９のベース抵抗
１２に接続されている。

【００４１】外部入力端子ＩＮと外部共通端子ＣＯＭと
の間に、リミットスイッチ等の有接点スイッチまたは二
線式近接スイッチ等の無接点スイッチからなる検出スイ
ッチ２０が接続され、外部電源端子ＰＯＷと外部共通端
子ＣＯＭとの間に入力用電源２１が接続される。

【００４２】この実施例においては、フォトカプラ１が
結合手段として働き、電流検出抵抗１６および電流検出
トランジスタ１８が制御手段として働く。また、インダ
クタ１４が電力蓄積手段として働き、フライホイールダ
イオード１３が電流経路形成手段として働く。

【００４３】次に、図１の入力回路１００の動作を図２
の波形図を参照しながら説明する。図２において、Ｉ_C
はスイッチングトランジスタ３に流れる電流を表し、Ｉ
_D はフライホイールダイオード１３に流れる電流を表わ
す。Ｖ_R は電流検出抵抗１６の両端の電圧を表わし、Ｖ
_B はスイッチングトランジスタ３のベース電圧を表わ
し、Ｖ_N はノードＮ２の電圧を表わす。Ｉ_S は検出スイ
ッチ２０に流れる電流を表わす。

【００４４】まず、入力用電源２１から起動用抵抗８を
介してトランジスタ６のベースに電流が流れる。それに
より、トランジスタ６がオンし、スイッチングトランジ
スタ３もオンする。その結果、スイッチングトランジス
タ３のエミッタからコレクタへ電流Ｉ_C が流れ、インダ
クタ１４を通して平滑コンデンサ１５を充電する。それ
により、平滑コンデンサ１５の電圧が上昇していく。

【００４５】このとき、検出スイッチ２０がオンしてい
ると、スイッチングトランジスタ３に流れる電流Ｉ_C は
インダクタ１４、電流検出抵抗１６およびフォトカプラ
１の発光素子１ａを通って検出スイッチ２０に流れる。
電流検出抵抗１６の電圧降下によりその両端の電圧Ｖ_R
が電流検出トランジスタ１７のベース・エミッタ間電圧
Ｖ_BE 以上になると、電流検出トランジスタ１７のエミ
ッタからコレクタへ電流が流れ、トランジスタ９がオン
する。それにより、トランジスタ６がオフし、スイッチ
ングトランジスタ３もオフする。

【００４６】スイッチングトランジスタ３がオフして
も、インダクタ１４は自己誘導作用によりそれまで流れ
ていた電流を維持しようとする。この場合、ノードＮ２
の電圧Ｖ_N が接地電圧よりも低下し、外部共通端子ＣＯ
Ｍからフライホイールダイオード１３を通してインダク
タ１４に電流Ｉ_D が減少しながら流れる。この電流Ｉ_D
は電流検出抵抗１６およびフォトカプラ１の発光素子１
ａを通して検出スイッチ２０に流れる。

【００４７】電流検出スイッチ１６に流れる電流が減少
することにより電流検出抵抗１６の両端の電圧Ｖ_R が電
流検出トランジスタ１７のベース・エミッタ間電圧Ｖ_BE
以下になると、電流検出トランジスタ１７がオフする。

【００４８】上記の動作を繰り返すことにより、電流検
出抵抗１６の両端にスイッチングトランジスタ１７のベ
ース・エミッタ間電圧Ｖ_BE程度の電圧降下が発生するよ
うに、電流検出抵抗１６にほぼ一定の電流が流れる。そ
れにより、検出スイッチ２０にもほぼ一定の電流Ｉ_S が
流れる。

【００４９】次に、検出スイッチ２０がオフのときに
は、検出スイッチ２０のオフ時漏れ電流により入力回路
１００に小さな値の電流が流れる。それにより、並列抵
抗２にわずかな電圧降下が生ずるが、フォトカプラ１の
発光素子１ａの両端の電圧は発光素子１ａをオンさせる
だけの電圧に至らない。また、電流検出抵抗１６による
電圧降下も小さな値になり、電流検出トランジスタ１７
はオフしている。そのため、トランジスタ９もオフし、
トランジスタ６およびスイッチングトランジスタ３はオ
ンしている。したがって、平滑コンデンサ１５の電圧は
入力用電源２１の電圧にほぼ等しくなっている。

【００５０】次に、図１の入力回路１００における内部
電力損失を算出する。ここでは、入力用電源２１の電圧
は２４Ｖとする。

【００５１】検出スイッチ２０がオン状態のときの入力
回路１００の内部電力損失は、フォトカプラ１の発光素
子１ａの順電圧と電流検出トランジスタ１７のベース・
エミッタ電圧Ｖ_BEとの和に検出スイッチ２０に流れる電
流Ｉ_S を乗じた値となる。

【００５２】フォトカプラ１の発光素子１ａの順電圧は
通常１．１Ｖ程度であり、電流検出トランジスタ１７の
ベース・エミッタ間電圧Ｖ_BEは通常０．６Ｖ程度である
ので、それらの和は１．７Ｖ程度である。また、検出ス
イッチ２０に流れる電流Ｉ_Sは通常５〜１０ｍＡに設定
される。したがって、図１の入力回路１００において発
生する電力損失は、８．５〜１７ｍＷ程度となる。ただ
し、スイッチングトランジスタ等からなるスイッチング
回路の効率は通常７０〜８５％であるので、最悪の場
合、電力損失が約１．５倍に増大し、１３〜２６ｍＷ程
度となる。

【００５３】したがって、この実施例の入力回路１００
の内部電力損失は、図４の従来の入力回路３００の内部
電力損失１２０〜２４０ｍＷと比較して、最悪の場合で
も１／９に低減し、それに伴って発熱量も低減される。

【００５４】また、検出スイッチ２０として二線式近接
スイッチを用いた場合には、オフ時漏れ電流は通常１ｍ
Ａ以下である。並列抵抗２の抵抗値を例えば４３０Ωと
し、電流検出抵抗１６の抵抗値を例えば１２０Ωとする
と、電力損失は０．５５ｍＷ以下となる。したがって、
検出スイッチ２０がオフしているときには、入力回路１
００の内部電力損失は１ｍＷ以下の小さな値となる。

【００５５】上記のように、この実施例の入力回路１０
０では、入力用電源２１から供給される電力がほとんど
抵抗で消費されないので、図４の従来の入力回路３００
と比較して発熱量がかなり少なくなる。そのため、同じ
数の入力回路を設ける場合でも、この実施例の入力回路
１００を用いるとケースを小型化することが可能とな
る。また、入力回路１００から検出スイッチ２０に供給
される電流がほぼ完全な直流になるので、検出スイッチ
２０として二線式近接スイッチ等の二線式無接点スイッ
チを接続することができる。

【００５６】なお、入力回路１００を構成するための素
子の数は図４の入力回路３００と比較して増加している
が、フォトカプラ１、インダクタ１４および平滑コンデ
ンサ１５以外の素子はバイポーラモノリシックＩＣ等の
技術により容易に集積回路化できる。それにより、部品
点数の削減も可能となり、低価格でかつ高信頼性を有す
る入力回路が得られる。

【００５７】図３は本発明の他の実施例における入力回
路の構成を示す回路図である。図３の入力回路２００が
図１の入力回路１００と異なるのは次の点である。

【００５８】結合手段としてフォトカプラ１の代わりに
トランス２２が設けられ、電力蓄積手段としてインダク
タ１４の代わりにトランス２２の一次巻線２２ａが用い
られる。トランス２２の一次巻線２２ａはノードＮ２と
ノードＮ３との間に接続され、トランス２２の二次巻線
２２ｂはダイオード２３、コンデンサ２４および抵抗２
５からなる整流平滑回路２６に接続されている。また、
ノードＮ１は外部入力端子ＩＮに直接接続されている。
その他の部分の構成は、図１に示される構成と同様であ
る。

【００５９】図３の入力回路２００においては、スイッ
チングトランジスタ３のオン時には、入力用電源２１か
らスイッチングトランジスタ３、トランス２２の一次巻
線２２ａおよび電流検出抵抗１６を通して検出スイッチ
２０に電流が流れる。スイッチングトランジスタ３のオ
フ時には、トランス２２の一次巻線２２ａの自己誘導作
用により外部共通端子ＣＯＭからフライホイールダイオ
ード１３、トランス２２の一次巻線２２ａおよび電流検
出抵抗１６を通して検出スイッチ２０に電流が流れる。

【００６０】平滑コンデンサ１５により電流が平滑化さ
れ、検出スイッチ２０にはほぼ一定の直流電流が流れ
る。この場合、トランス２２の一次巻線２２ａの電圧
は、スイッチングトランジスタ３のオンオフにより断続
的な矩形波となるので、トランス２２の相互誘導作用に
よりトランス２２の二次巻線２２ｂに前記電圧と相似な
電圧が現れ、その電圧は整流平滑回路２６により一定の
直流電圧に平滑化される。

【００６１】図２の入力回路２００においても、図１の
入力回路１００と同様に、入力用電源２１から供給され
る電力がほとんど抵抗で消費されないので、図４の従来
の入力回路３００と比較して発熱量がかなり少なくな
る。また、入力回路１００から検出スイッチ２０に直流
電流が供給されるので、検出スイッチ２０として二線式
近接スイッチ等の二線式無接点スイッチを接続すること
ができる。

【００６２】なお、本発明はプログラマブルコントロー
ラの入力回路に限らず、外部スイッチの状態を内部回路
に入力するための種々の入力回路に適用することができ
る。特に、本発明は、多点入力端子を有する入力回路に
適用すれば有効である。

【００６３】

【発明の効果】第１〜第５の発明によれば、内部電力損
失および発熱量が低減され、しかも外部スイッチにほぼ
一定の直流電流が供給されるので、ケースの小型化が図
られるとともに、外部スイッチとして有接点スイッチお
よび無接点スイッチを用いることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例における入力回路の構成を示
す回路図である。

【図２】図１の入力回路の各部の電流および電圧波形図
である。

【図３】本発明の他の実施例における入力回路の構成を
示す回路図である。

【図４】従来の入力回路の構成を示す回路図である。

【符号の説明】

１ フォトカプラ １ａ 発光素子 １ｂ 受光素子 ２ 並列抵抗 ３ スイッチングトランジスタ １３ フライホイールダイオード １４ インダクタ １６ 電流検出抵抗 １７ 電流検出トランジスタ ２０ 検出スイッチ ２１ 入力用電源 ２２ トランス ２２ａ 一次巻線 ２２ｂ 二次巻線 １００，２００ 入力回路 ＩＮ 外部入力端子 ＣＯＭ 外部共通端子 ＰＯＷ 外部電源端子 なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外部スイッチの状態を結合手段を介して
   内部回路に入力する入力回路において、 電源から結合手段を経由して外部スイッチに至る電流経
   路にスイッチング手段および誘導素子を介挿するととも
   に、前記結合手段に流れる電流を検出する電流検出手段
   および前記電流検出手段により検出された電流に基づい
   て前記スイッチング手段をオンオフ制御する制御手段を
   設けたことを特徴とする入力回路。
2. 【請求項２】 前記結合手段は、前記電流経路に接続さ
   れる発光部および前記内部回路に接続される受光部から
   なる光結合手段であり、前記誘導素子は、インダクタで
   あることを特徴とする請求項１記載の入力回路。
3. 【請求項３】 前記結合手段は、前記電流経路に接続さ
   れる一次巻線および前記内部回路に接続される二次巻線
   からなる誘導結合手段であり、前記誘導素子は、前記誘
   導結合手段の前記一次巻線であることを特徴とする請求
   項１記載の入力回路。
4. 【請求項４】 外部スイッチの状態を内部回路に入力す
   る入力回路であって、 電源から供給される電流に基づいて前記外部スイッチの
   状態を前記内部回路に伝達する結合手段と、 前記電源から前記結合手段を経由して前記外部スイッチ
   に至る電流経路を接続および遮断するスイッチング手段
   と、 前記結合手段に供給される電流の値が所定の値となるよ
   うに前記スイッチング手段をオンオフ制御する制御手段
   と、 前記スイッチング手段のオン時に、前記電源から供給さ
   れる電力を蓄積し、前記スイッチング手段のオフ時に、
   前記蓄積した電力により前記結合手段に電流を供給する
   電力蓄積手段とを備えた入力回路。
5. 【請求項５】 前記スイッチング手段のオフ時に、前記
   外部スイッチ、前記電力蓄積手段および前記結合手段を
   含む電流経路を形成する電流経路形成手段をさらに備え
   た請求項４記載の入力回路。