JPH09232933A - フォトカプラ伝送回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 論理回路の出力がオフであるときに、伝送ラ
インにノイズが印加したとしても、フォトカプラが誤動
作しないようにしたフォトカプラ伝送回路を得ることで
ある。 【解決手段】 論理回路２の第１のスイッチング素子１
４がオフしているときは、論理回路２の第２のスイッチ
ング素子１５をオンさせ伝送ライン３を短絡する。した
がって、ノイズが伝送ライン３に印加されたときは、ノ
イズ電流は短絡されている第２のスイッチング素子１５
側を流れることになり、フォトカプラ１側にはほとんど
流れない。これにより、伝送ライン３へのノイズによる
フォトカプラの誤動作を防止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、論理信号を電気的
に絶縁して信号伝送するためのフォトカプラ伝送回路に
関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、フォトカプラは電気信号を光信
号に変換して電気的に絶縁して、信号伝達をするもので
ある。物理的に離れた場所に設置されたフォトカプラに
論理信号を伝送する回路としては、図４に示すようなフ
ォトカプラ伝送回路がある。

【０００３】図４において、フォトカプラ１は論理回路
２からの論理信号を伝送ライン３を介して入力し、電気
的に絶縁して論理信号を伝達するものである。フォトカ
プラ１はフォトダイオード４及びフォトトランジスタ５
からなり、フォトダイオード４に所定値以上の電流が流
れると発光し、その光をフォトダイオード５で受光して
信号を伝達する。

【０００４】一方、論理回路２はスイッチング素子６と
抵抗７からなり、スイッチング素子６がオン状態のとき
に制御電源の正極Ｐと負極Ｎの回路が形成され、制御電
源からの電流は抵抗７とフォトカプラ１側の抵抗８とに
分流する。また、スイッチング素子６がオフ状態のとき
には、制御電源の正極Ｐと負極Ｎの回路は形成されない
ので、制御電源からの電源供給は遮断される。図４で
は、スイッチング素子６はＮＰＮ形のトランジスタで構
成されたものを示している。したがって、入力抵抗９を
介してベース電流が供給されている状態のときにオン状
態となり、ベース電流の供給がなくなるとオフ状態とな
る。

【０００５】このようなフォトカプラ１と論理回路２と
が物理的に離れた場所に位置しているフォトカプラ伝送
回路では、伝送ライン３にノイズが混入しやすい。そこ
で、そのノイズに対する誤動作を防止するために、伝送
ライン１０にはノイズ低減回路１０が設けられている。
すなわち、フォトカプラ１のフォトダイオード４側の近
傍にノイズ低減回路１０が設けられる。このノイズ低減
回路１０は、急峻なノイズ電圧を吸収するためのコンデ
ンサ１１、ノイズ電流を制限するための抵抗１２、過大
な逆電圧を吸収するためのダイオード１３から構成さ
れ、これにより、伝送ライン３へのノイズを吸収し、フ
ォトカプラ１のフォトダイオード４にノイズ電流が流れ
ないようにしている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、スイッチン
グ素子６のオフ時に伝送ライン３にノイズが印加した場
合、そのノイズ電流は、抵抗７と抵抗８とに分流して流
れるので、フォトカプラ１側にも電流が流れることにな
り、誤動作する恐れがある。

【０００７】抵抗７の抵抗値は、スイッチング素子６の
電流ドライブ能力、電源パワー能力、抵抗損失抑制のた
めに通常、１０ｋＱ〜１００ｋＱ程度に設定されてい
る。これに対して、抵抗８の抵抗値は、スイッチング素
子６がオンの際にフォトカプラ１のフォトダイオード４
に流れる電流を適正に保つために通常、２ｋＱ〜５００
Ｑ程度に設定されている。

【０００８】このことから、論理回路２の出力がオフ状
態であるときに、伝送ライン３にノイズが印加した場合
には、そのノイズ電流は、ある程度は抵抗７側にも流れ
るが、抵抗８の方に多く流れることになる。したがっ
て、フォトダイオード４に所定値以上の電流が流れ誤動
作する恐れがある。この場合、抵抗７にもノイズ電流が
分流して流れるので、フォトカプラ１の誤動作の抑制に
はなるが、十分なものではない。

【０００９】本発明の目的は、論理回路の出力がオフで
あるときに、伝送ラインにノイズが印加したとしても、
フォトカプラが誤動作しないようにしたフォトカプラ伝
送回路を得ることである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、論理
信号を電気的に絶縁して信号伝達するフォトカプラと、
フォトカプラに論理信号を出力する論理回路と、論理回
路からの論理信号をフォトカプラに伝送する伝送ライン
と、伝送ラインに印加されるノイズを低減するためのノ
イズ低減回路とを備え、論理回路は、フォトカプラへの
オンオフの論理信号を生成するための第１のスイッチン
グ素子と、第１のスイッチング素子のオンオフ動作と逆
のオンオフ動作をし第１のスイッチング素子がオフして
いるときはオンして伝送ラインを短絡する第２のスイッ
チング素子とを備えたものである。

【００１１】請求項１の発明では、第１のスイッチング
素子がオフしているときは、第２のスイッチング素子を
オンさせ伝送ラインを短絡する。したがって、ノイズが
伝送ラインに印加されたときは、ノイズ電流は短絡され
ている第２のスイッチング素子側を流れることになり、
フォトカプラ側にはほとんど流れない。これにより、ノ
イズによるフォトカプラの誤動作を防止する。

【００１２】請求項２の発明は、請求項１の発明におい
て、第１のスイッチング素子及び第２のスイッチング素
子がオフからオン又はオンからオフに移行する際に、第
１のスイッチング素子及び第２のスイッチング素子の双
方がオン状態になり電源短絡することを防止するための
短絡保護用の抵抗を設けたことものである。

【００１３】請求項２の発明では、請求項１の発明の作
用に加え、短絡保護用の抵抗は、第１のスイッチング素
子がオフからオン又はオンからオフに、第２のスイッチ
ング素子がオンからオフ又はオフからオンに移行する際
に、第１のスイッチング素子及び第２のスイッチング素
子の双方が一瞬オン状態になった場合に、制御電源から
の電流を制限し電源短絡することを防止する。

【００１４】請求項３の発明は、請求項１又は請求項２
の発明において、第２のスイッチング素子は、フォトカ
プラで構成したものである。

【００１５】請求項３の発明では、請求項１又は請求項
２の発明の作用に加え、第１のスイッチング素子がオン
であるときはフォトカプラのフォトダイオードへの電流
の通電を阻止し、第１のスイッチング素子がオフである
ときはフォトカプラのフォトダイオードへの電流の通電
を許容し第２のスイッチング素子のオンオフを制御す
る。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明
する。図１は、本発明の第１の実施の形態を示す回路図
である。この第１の実施の形態は、図４に示した従来の
ものに対し、論理回路２を第１のスイッチング素子１４
と第２のスイッチング素子１５とで構成したものであ
る。すなわち、抵抗７に代えて第２のスイッチング素子
１５とし、第１のスイッチング素子１４がオフしている
ときは、第２のスイッチング素子１５をオンさせ伝送ラ
イン３を短絡するようにしたものである。

【００１７】図１において、論理回路２の第１のスイッ
チング素子１４はＮＰＮ形トランジスタであり、入力抵
抗１６を介してベース電流が供給される。一方、論理回
路２の第２のスイッチング素子１５はＰＮＰ形トランジ
スタであり、入力抵抗１７を介してベース電流が供給さ
れる。図１から分かるように、第１のスイッチング素子
１４及び第２のスイッチング素子１５への制御電流（ベ
ース電流）の供給は共通している。したがって、第１の
スイッチング素子１４のオンオフ状態と第２のスイッチ
ング素子１５のオンオフ状態との関係は、一方がオン状
態のときは他方はオフ状態となっている関係にある。

【００１８】第１のスイッチング素子１４は、フォトカ
プラ１へのオンオフの論理信号を生成するものであり、
第１のスイッチング素子１４がオンのときは第２のスイ
ッチング素子１５はオフしている。いま、第１のスイッ
チング素子１４がオン状態であるとすると、制御電源の
正極Ｐと負極Ｎとの回路が形成され、制御源現からフォ
トカプラ１のフォトダイオード４に電流が供給され、フ
ォトカプラ１はオンとなる。

【００１９】次に、第１のスイッチング素子１４がオフ
となると、第２のスイッチング素子１５はオンとなる。
この状態では、第１のスイッチング素子１４がオフとな
ることから、制御電源の正極Ｐと負極Ｎとの回路が形成
されなくなり、制御電源からの電流は遮断される。した
がって、フォトカプラ１はオフとなる。

【００２０】この状態で、いま、伝送ライン３にノイズ
が印加されたとすると、第２のスイッチング素子１５が
オンとなっていることから、伝送ライン３は第２のスイ
ッチング素子１５により短絡されていることになるの
で、そのノイズ電流は第２のスイッチング素子側１５に
流れ、フォトカプラ１側にはほとんど流れない。これに
より、フォトカプラ１を誤動作させることはなくなる。

【００２１】ここで、上述の説明では第１のスイッチン
グ素子１４及び第２のスイッチング素子１５として、ト
ランジスタを用いたもの示したが、トランジスタアレ
イ、電解効果トランジスタＦＥＴ等のデバイスを用いる
ようにしても良い。

【００２２】次に、本発明の第２の実施の形態を図２に
示す。この第２の実施の形態は、図１に示した第１の実
施の形態に対し、第１のスイッチング素子１４及び第２
のスイッチング素子がオフからオン又はオンからオフに
移行する際に、第１のスイッチング素子１４及び第２の
スイッチング素子１５の双方がオン状態になり電源短絡
することを防止するための短絡保護用の抵抗１８を設け
たものである。その他の構成は図１に示した第１の実施
の形態と同じであるので、同一要素には同一符号を付し
その説明は省略する。

【００２３】図２において、第１のスイッチング素子１
５がオフからオンに移行するときは、第２のスイッチン
グ素子はオンからオフに移行する。同様に、第１のスイ
ッチング素子１５がオンからオフに移行するときは、第
２のスイッチング素子はオフからオンに移行する。この
オンオフ状態の移行時において、第１のスイッチング素
子１４と第２のスイッチング素子１５とが同時にオン状
態になることがあり、その場合には制御電源の正極Ｐと
負極Ｎとが短絡状態となってしまう。これを避けるため
に、短絡保護用の抵抗１８を第２のスイッチング素子１
５の制御電源側に直列に接続する。これにより、制御電
源からの電流を制限し電源短絡することを防止する。

【００２４】この抵抗１８の抵抗値は、抵抗８に対して
十分小さな値とする。これは、抵抗１８の抵抗値が大き
いときは、伝送ライン３にノイズが印加されたとき、そ
のノイズ電流がフォトカプラ１側に多く流れることにな
るからである。すなわち、ノイズ電流は、抵抗１８と抵
抗８との抵抗比によって分流することになるので、抵抗
値の小さい方によりノイズ電流が流れることになるから
である。

【００２５】つまり、制御電源と第１のスイッチング素
子１４及び第２のスイッチング素子１５が一瞬の電源短
絡を繰り返しても問題がない場合には、第１の実施の形
態のように抵抗１８を設けない方がノイズ誤操作防止と
しては好ましい。

【００２６】このように、抵抗１８は、第１のスイッチ
ング素子１４及び第２のスイッチング素子１５双方の一
瞬オン状態となる場合の電源短絡保護用の抵抗であるの
で、抵抗１８の抵抗値を大きくした場合には、ノイズ誤
動作対策としては不利になる。したがって、抵抗１８の
抵抗値は、抵抗８に対して十分小さな値とする。

【００２７】次に、本発明の第３の実施の形態を図３に
示す。この第３の実施の形態は、図１に示した第１の実
施の形態に対し、第２のスイッチング素子１５としてフ
ォトカプラを用いたものである。そして、電源短絡保護
用の抵抗１９を接続すると共に、第２のスイッチング素
子１５であるフォトカプラのフォトダイオード２０を動
作させるための駆動用の抵抗２１を接続している。その
他の構成は図１に示した第１の実施の形態と同じである
ので、同一要素には同一符号を付しその説明は省略す
る。

【００２８】図３において、第１のスイッチング素子１
４がオンからオフすると、第１のスイッチング素子１４
に流れていた電流は、抵抗２１を介して第２のスイッチ
ング素子１５のフォトダイオード２０側に流れる。この
ため、第２のスイッチング素子１５のフォトダイオード
２２がオンし、伝送ライン３の線間を短絡する。

【００２９】また、第１のスイッチング素子１４がオン
すると、抵抗２１を介してのフォトダイオード２０への
電流が流れなくなるため、第２のスイッチング素子１５
のフォトトランジスタ２２はオフし、フォトカプラ１に
オン信号が送られる。

【００３０】ここで、抵抗１９は、第１のスイッチング
素子１４とフォトカプラで構成された第２のスイッチン
グ素子１５との双方が一瞬オン状態となった時の短絡保
護のための抵抗であるが、第１のスイッチング素子１４
及び第２のスイッチング素子１５が電源短絡に対して十
分耐量があれば、抵抗１９は不要である。

【００３１】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、フ
ォトカプラがオフであるときは伝送ラインを短絡してい
るので、伝送ラインにノイズが印加されてもフォトカプ
ラが誤動作することを防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の第１の実施の形態を示す回路
図である。

【図２】図２は、本発明の第２の実施の形態を示す回路
図である。

【図３】図３は、本発明の第３の実施の形態を示す回路
図である。

【図４】図４は、従来例の回路図である。

【符号の説明】

１ フォトカプラ ２ 論理回路 ３ 伝送ライン ４ フォトダイオード ５ フォトトランジスタ ６ スイッチング素子 ７ 抵抗 ８ 抵抗 ９ 入力抵抗 １０ ノイズ低減回路 １１ コンデンサ １２ 抵抗 １３ ダイオード １４ 第１のスイッチング素子 １５ 第２のスイッチング素子 １６ 入力抵抗 １７ 入力抵抗 １８ 抵抗 １９ 抵抗 ２０ フォトダイオード ２１ 抵抗 ２２ フォトトランジスタ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 論理信号を電気的に絶縁して信号伝達す
   るフォトカプラと、前記フォトカプラに論理信号を出力
   する論理回路と、前記論理回路からの論理信号を前記フ
   ォトカプラに伝送する伝送ラインと、前記伝送ラインに
   印加されるノイズを低減するためのノイズ低減回路とを
   備えたフォトカプラ伝送回路において、論理回路は、前
   記フォトカプラへのオンオフの論理信号を生成するため
   の第１のスイッチング素子と、前記第１のスイッチング
   素子のオンオフ動作と逆のオンオフ動作をし前記第１の
   スイッチング素子がオフしているときはオンして前記伝
   送ラインを短絡する第２のスイッチング素子とを備えた
   ことを特徴とするフォトカプラ伝送回路。
2. 【請求項２】 前記第１のスイッチング素子及び前記第
   ２のスイッチング素子がオフからオン又はオンからオフ
   に移行する際に、前記第１のスイッチング素子及び前記
   第２のスイッチング素子の双方がオン状態になり電源短
   絡することを防止するための短絡保護用の抵抗を設けた
   ことを特徴とする請求項１に記載のフォトカプラ伝送回
   路。
3. 【請求項３】 前記第２のスイッチング素子は、フォト
   カプラで構成したことを特徴とする請求項１又は請求項
   ２に記載のフォトカプラ伝送回路。