JPH09243675A - 直流電圧検出器 - Google Patents
直流電圧検出器Info
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- JPH09243675A JPH09243675A JP7832696A JP7832696A JPH09243675A JP H09243675 A JPH09243675 A JP H09243675A JP 7832696 A JP7832696 A JP 7832696A JP 7832696 A JP7832696 A JP 7832696A JP H09243675 A JPH09243675 A JP H09243675A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 直流電圧を絶縁して検出する回路を提供す
る。 【解決手段】 直流電圧検出を被検出電圧と検出出力信
号を絶縁して行う１つの１次と２つ２次巻線を持つ絶縁
トランス７と、前記絶縁トランス７の１次巻線側に第１
の減流抵抗と、前記絶縁トランス７の１次巻線の電流を
交互に切替えるダイオードブリッジ１８と、オン・オフ
し、前記絶縁トランス７の２つの２次巻線側の電流を交
互に切り替える２つのスイッチ１１、１２と、前記２つ
のスイッチ１１、１２をドライブする発振器１３を備え
ている。
る。 【解決手段】 直流電圧検出を被検出電圧と検出出力信
号を絶縁して行う１つの１次と２つ２次巻線を持つ絶縁
トランス７と、前記絶縁トランス７の１次巻線側に第１
の減流抵抗と、前記絶縁トランス７の１次巻線の電流を
交互に切替えるダイオードブリッジ１８と、オン・オフ
し、前記絶縁トランス７の２つの２次巻線側の電流を交
互に切り替える２つのスイッチ１１、１２と、前記２つ
のスイッチ１１、１２をドライブする発振器１３を備え
ている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は電源装置、特に直流
電圧に比例した直流電圧信号を絶縁的に検出する必要が
ある電源装置に適用する有効な直流電圧検出器に関する
ものである。
電圧に比例した直流電圧信号を絶縁的に検出する必要が
ある電源装置に適用する有効な直流電圧検出器に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の検出手段は図４に示すよ
うな回路で実施される。すなわち、第１の検出器として
抵抗器３０、３１で直流電圧Ｖｉｎを分圧し、非絶縁で
直流電圧Ｖｉｎを検出してＶｏｕｔを出力していた。又
は、図５に示すような回路で実施される、第２の検出器
として直流電圧Ｖｉｎを分圧器３２により分圧し、分圧
圧された信号を周波数に変換する手段（以下Ｖ／Ｆコン
バータ３３）により電圧に比例した周波数を得て、この
周波数をフォトカプラ３４による絶縁を施し、上記周波
数を周波数から直流電圧に変換する手段（以下Ｆ／Ｖコ
ンバータ３５）により、周波数に比例した電圧を発生さ
せ、前記直流電圧Ｖｉｎを検出して直流出力Ｖｏｕｔを
出力していた。
うな回路で実施される。すなわち、第１の検出器として
抵抗器３０、３１で直流電圧Ｖｉｎを分圧し、非絶縁で
直流電圧Ｖｉｎを検出してＶｏｕｔを出力していた。又
は、図５に示すような回路で実施される、第２の検出器
として直流電圧Ｖｉｎを分圧器３２により分圧し、分圧
圧された信号を周波数に変換する手段（以下Ｖ／Ｆコン
バータ３３）により電圧に比例した周波数を得て、この
周波数をフォトカプラ３４による絶縁を施し、上記周波
数を周波数から直流電圧に変換する手段（以下Ｆ／Ｖコ
ンバータ３５）により、周波数に比例した電圧を発生さ
せ、前記直流電圧Ｖｉｎを検出して直流出力Ｖｏｕｔを
出力していた。
【０００３】図６は、従来技術の応用例を示すものであ
る。図６の電力変換装置５０は交流入力５１から交流電
力を受電し、交流電力負荷５８に電力を供給する装置で
ある。具体的な例として誘導電動機制御装置（ＶＶＶＦ
装置）、無停電電源装置（ＵＰＳ装置）等がある。電力
変換装置５０は通常、入力交流電圧５１を整流器５２に
よって整流した直流電圧５５をインバータ５６によって
再び交流に変換し、変換した交流電圧５９を制御するこ
とで交流電力を制御する装置である。直流電圧検出器５
４は前記整流器５２の出力の上記直流電圧５５を検出
し、検出電圧信号Ｖｏｕｔをインバータ制御器５７に供
給する直流電圧検出器である。これにより、例えば交流
入力の電圧低下時又は上昇時のような異常時にインバー
タ５６を制御し、入力電圧異常からインバータ５６を保
護する。
る。図６の電力変換装置５０は交流入力５１から交流電
力を受電し、交流電力負荷５８に電力を供給する装置で
ある。具体的な例として誘導電動機制御装置（ＶＶＶＦ
装置）、無停電電源装置（ＵＰＳ装置）等がある。電力
変換装置５０は通常、入力交流電圧５１を整流器５２に
よって整流した直流電圧５５をインバータ５６によって
再び交流に変換し、変換した交流電圧５９を制御するこ
とで交流電力を制御する装置である。直流電圧検出器５
４は前記整流器５２の出力の上記直流電圧５５を検出
し、検出電圧信号Ｖｏｕｔをインバータ制御器５７に供
給する直流電圧検出器である。これにより、例えば交流
入力の電圧低下時又は上昇時のような異常時にインバー
タ５６を制御し、入力電圧異常からインバータ５６を保
護する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来技術
においては、上記第１の直流電圧検出器では被検出電圧
と出力検出信号が非絶縁であり、例えば図６の電力変換
装置５０においてはインバータ制御器５７の電位が整流
器５２の電位と同じになり、低い電圧で動作する上記イ
ンバータ制御器５７に数１００Ｖの様な高い電圧が印加
され、インバータ制御器の構成に数１００Ｖの様な高耐
圧の半導体が必要になる。さらに、上記第２の検出器で
は実現する為の部品点数が多く、かつフォトカプラ、Ｖ
／ＦとＦ／Ｖコンバータのような高価な部品が必要であ
るという問題がある。
においては、上記第１の直流電圧検出器では被検出電圧
と出力検出信号が非絶縁であり、例えば図６の電力変換
装置５０においてはインバータ制御器５７の電位が整流
器５２の電位と同じになり、低い電圧で動作する上記イ
ンバータ制御器５７に数１００Ｖの様な高い電圧が印加
され、インバータ制御器の構成に数１００Ｖの様な高耐
圧の半導体が必要になる。さらに、上記第２の検出器で
は実現する為の部品点数が多く、かつフォトカプラ、Ｖ
／ＦとＦ／Ｖコンバータのような高価な部品が必要であ
るという問題がある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】第一の発明は、被検出電
圧と検出出力電圧信号を絶縁する一つの一次巻線と二つ
の二次巻線を持つ絶縁トランスと、前記絶縁トランスの
一次巻線側に第１のシャント抵抗器と、前記絶縁トラン
スの一次巻線の電流を交互に切替えるダイオードブリッ
ジと、オン・オフし前記絶縁トランスの二つの二次巻線
側の電流を交互に切り替える二つのスイッチと、前記二
つのスイッチをドライブする発振器と、前記絶縁トラン
スの二次側電圧を一定に保つ安定化直流電圧源と、前記
二つのスイッチの出力にもうけられ出力側電流を出力検
出電圧信号に変換する第２のシャント抵抗器からなる直
流電圧検出器である。
圧と検出出力電圧信号を絶縁する一つの一次巻線と二つ
の二次巻線を持つ絶縁トランスと、前記絶縁トランスの
一次巻線側に第１のシャント抵抗器と、前記絶縁トラン
スの一次巻線の電流を交互に切替えるダイオードブリッ
ジと、オン・オフし前記絶縁トランスの二つの二次巻線
側の電流を交互に切り替える二つのスイッチと、前記二
つのスイッチをドライブする発振器と、前記絶縁トラン
スの二次側電圧を一定に保つ安定化直流電圧源と、前記
二つのスイッチの出力にもうけられ出力側電流を出力検
出電圧信号に変換する第２のシャント抵抗器からなる直
流電圧検出器である。
【０００６】二つのスイッチを交互にスイッチングして
絶縁トランスの二次側の二つの巻線電流を交互に切り替
えて前記絶縁トランスの一次側の直流電流が切り替えら
れる。前記絶縁トランスの一次巻線の電流が切り替わ
り、被検出電圧により第１のシャント抵抗器で減流され
る電流がダイオードブリッジによって前記絶縁トランス
の一次側に正極性と負極性になって流れる。前記絶縁ト
ランスの一次側電流を交互に切り替えることで前記絶縁
トランスの磁気飽和を阻止して一次側から二次側に電流
が伝わる。この時、安定化直流電圧源により前記絶縁ト
ランスの励磁電流を一定に保つことによって前記絶縁ト
ランスの励磁電流による電流伝達誤差を少なくする。前
記絶縁トランスの二次側に伝達された電流は第２のシャ
ント抵抗器により電圧に変換され、直流出力が取り出さ
れる。
絶縁トランスの二次側の二つの巻線電流を交互に切り替
えて前記絶縁トランスの一次側の直流電流が切り替えら
れる。前記絶縁トランスの一次巻線の電流が切り替わ
り、被検出電圧により第１のシャント抵抗器で減流され
る電流がダイオードブリッジによって前記絶縁トランス
の一次側に正極性と負極性になって流れる。前記絶縁ト
ランスの一次側電流を交互に切り替えることで前記絶縁
トランスの磁気飽和を阻止して一次側から二次側に電流
が伝わる。この時、安定化直流電圧源により前記絶縁ト
ランスの励磁電流を一定に保つことによって前記絶縁ト
ランスの励磁電流による電流伝達誤差を少なくする。前
記絶縁トランスの二次側に伝達された電流は第２のシャ
ント抵抗器により電圧に変換され、直流出力が取り出さ
れる。
【０００７】第二の発明は、被検出電圧と検出出力電圧
信号を絶縁する二つの一次巻線と二つの二次巻線を持つ
絶縁トランスと、前記絶縁トランスの一次巻線側に第１
のシャント抵抗器と、前記絶縁トランスの一次の二つの
巻線の電流を交互に切替えるダイオードと、オン・オフ
し前記絶縁トランスの二つの二次巻線側の電流を交互に
切り替える二つのスイッチと、前記二つのスイッチをド
ライブする発振器と、前記絶縁トランスの二次側電圧を
一定に保つ安定化直流電圧源と、前記二つのスイッチの
出力にもうけられ、出力側電流を出力検出電圧信号に変
換する第２のシャント抵抗器からなる直流電圧検出器で
ある。
信号を絶縁する二つの一次巻線と二つの二次巻線を持つ
絶縁トランスと、前記絶縁トランスの一次巻線側に第１
のシャント抵抗器と、前記絶縁トランスの一次の二つの
巻線の電流を交互に切替えるダイオードと、オン・オフ
し前記絶縁トランスの二つの二次巻線側の電流を交互に
切り替える二つのスイッチと、前記二つのスイッチをド
ライブする発振器と、前記絶縁トランスの二次側電圧を
一定に保つ安定化直流電圧源と、前記二つのスイッチの
出力にもうけられ、出力側電流を出力検出電圧信号に変
換する第２のシャント抵抗器からなる直流電圧検出器で
ある。
【０００８】二つのスイッチを交互にスイッチングして
絶縁トランスの二次側の二つの巻線電流を交互に切り替
えて前記絶縁トランスの一次側の直流電流が二つの巻線
に切り替えられる。前記絶縁トランスの一次巻線の電流
が二つの巻線に交互に切り替わり、被検出電圧により第
１のシャント抵抗器で減流される電流がダイオードによ
って前記絶縁トランスの一次側の巻線に交互に流れる。
前記絶縁トランスの一次側電流を交互に二つの巻線に切
り替えることで前記絶縁トランスの磁気飽和を阻止して
一次側から二次側に電流が伝わる。この時、安定化直流
電圧源により前記絶縁トランスの励磁電流を一定に保つ
ことによって前記絶縁トランスの励磁電流による電流伝
達誤差を少なくする。前記絶縁トランスの二次側に伝達
された電流は第２のシャント抵抗器により電圧に変換さ
れ、直流出力が取り出される。
絶縁トランスの二次側の二つの巻線電流を交互に切り替
えて前記絶縁トランスの一次側の直流電流が二つの巻線
に切り替えられる。前記絶縁トランスの一次巻線の電流
が二つの巻線に交互に切り替わり、被検出電圧により第
１のシャント抵抗器で減流される電流がダイオードによ
って前記絶縁トランスの一次側の巻線に交互に流れる。
前記絶縁トランスの一次側電流を交互に二つの巻線に切
り替えることで前記絶縁トランスの磁気飽和を阻止して
一次側から二次側に電流が伝わる。この時、安定化直流
電圧源により前記絶縁トランスの励磁電流を一定に保つ
ことによって前記絶縁トランスの励磁電流による電流伝
達誤差を少なくする。前記絶縁トランスの二次側に伝達
された電流は第２のシャント抵抗器により電圧に変換さ
れ、直流出力が取り出される。
【０００９】
【発明の実施の形態】第一の本発明の実施の形態を図１
により説明する。本発明は、図１に示す、直流電圧１を
分圧するためのシャント抵抗器２及びシャント抵抗器１
５と、上記シャント抵抗器２とシャント抵抗器１５を電
気的に絶縁するための絶縁トランス７と、前記絶縁トラ
ンス７の二つの二次巻線７ｂ、７ｃに上記絶縁トランス
７の二次側電路１８に流れる電流Ｉ２を、交互に流すた
めにオン・オフ動作を行うスイッチ１１及びスイッチ１
２と、上記スイッチ１１及びスイッチ１２を交互にオン
・オフするための発振器１３と、上記スイッチ１１とス
イッチ１２の動作により、上記絶縁トランス７の一次側
電路１７に流れる電流Ｉ１を交互に切り替えるためのダ
イオードブリッジ１８と、上記絶縁トランスの二次側の
印加電圧を安定化する手段の直流電圧源１０及びトラン
ジスタ１４と、上記絶縁トランス７の二次側直流電圧源
９とを、具備することを特徴とするものである。
により説明する。本発明は、図１に示す、直流電圧１を
分圧するためのシャント抵抗器２及びシャント抵抗器１
５と、上記シャント抵抗器２とシャント抵抗器１５を電
気的に絶縁するための絶縁トランス７と、前記絶縁トラ
ンス７の二つの二次巻線７ｂ、７ｃに上記絶縁トランス
７の二次側電路１８に流れる電流Ｉ２を、交互に流すた
めにオン・オフ動作を行うスイッチ１１及びスイッチ１
２と、上記スイッチ１１及びスイッチ１２を交互にオン
・オフするための発振器１３と、上記スイッチ１１とス
イッチ１２の動作により、上記絶縁トランス７の一次側
電路１７に流れる電流Ｉ１を交互に切り替えるためのダ
イオードブリッジ１８と、上記絶縁トランスの二次側の
印加電圧を安定化する手段の直流電圧源１０及びトラン
ジスタ１４と、上記絶縁トランス７の二次側直流電圧源
９とを、具備することを特徴とするものである。
【００１０】図１において、発振器１３によってスイッ
チ１１とスイッチ１２が交互にオンとオフする。スイッ
チ１１がオフしてスイッチ１２がオンしている状態では
直流電圧源９が供給して減流抵抗器８を流れる電流Ｉ２
は絶縁トランス７の二次巻線７ｂを流れてシャント抵抗
器１５を流れる。一方、スイッチ１１がオンしてスイッ
チ１２がオフしている状態では直流電圧源９が供給して
減流抵抗器８を流れる電流Ｉ２は絶縁トランス７の二次
巻線７ｃを流れてシャント抵抗器１５を流れる。上記ス
イッチ１１と１２をオン・オフすることによって絶縁ト
ランス７の一方の二次巻線７ｂの電圧Ｖ７２から、他の
巻線７ｃの電圧Ｖ７３に切り替える。絶縁トランス７の
二次巻線に印加する電圧を巻線７ｂから７ｃに切り替え
ることによって絶縁トランス７の一次巻線７ａの電圧Ｖ
７１が正極性から負極性に切り替わる。
チ１１とスイッチ１２が交互にオンとオフする。スイッ
チ１１がオフしてスイッチ１２がオンしている状態では
直流電圧源９が供給して減流抵抗器８を流れる電流Ｉ２
は絶縁トランス７の二次巻線７ｂを流れてシャント抵抗
器１５を流れる。一方、スイッチ１１がオンしてスイッ
チ１２がオフしている状態では直流電圧源９が供給して
減流抵抗器８を流れる電流Ｉ２は絶縁トランス７の二次
巻線７ｃを流れてシャント抵抗器１５を流れる。上記ス
イッチ１１と１２をオン・オフすることによって絶縁ト
ランス７の一方の二次巻線７ｂの電圧Ｖ７２から、他の
巻線７ｃの電圧Ｖ７３に切り替える。絶縁トランス７の
二次巻線に印加する電圧を巻線７ｂから７ｃに切り替え
ることによって絶縁トランス７の一次巻線７ａの電圧Ｖ
７１が正極性から負極性に切り替わる。
【００１１】絶縁トランス７の一次巻線７ａの電圧Ｖ７
１が正の状態ではダイオード３のカソードが正極性にな
り、ダイオード６のアノードが負極性になることでダイ
オード３とダイオード６は導通しないでダイオード４と
ダイオード５が導通する。一方、絶縁トランス７の一次
巻線７ａの電圧Ｖ７１が負の状態ではダイオード４のカ
ソードが正極性になり、ダイオード５のアノードが負極
性になることでダイオード４とダイオード５は導通しな
いでダイオード３とダイオード６が導通する。このダイ
オードの切替によってシャント抵抗器２で減流される直
流入力電圧Ｖｉｎに比例した電流がトランス７の一次巻
線７ａに流れて、トランス７が磁気飽和することなく二
次巻線７ｂ、７ｃに直流入力電圧Ｖｉｎに比例した電流
が流れる。直流入力電圧Ｖｉｎに比例して流れるトラン
ス７の二次巻線電流はスイッチ１１とスイッチ１２によ
ってシャント抵抗器１５に導かれ、シャント抵抗器１５
によって直流出力電圧Ｖｏｕｔに変換されてＶｉｎに比
例した電圧として出力される。
１が正の状態ではダイオード３のカソードが正極性にな
り、ダイオード６のアノードが負極性になることでダイ
オード３とダイオード６は導通しないでダイオード４と
ダイオード５が導通する。一方、絶縁トランス７の一次
巻線７ａの電圧Ｖ７１が負の状態ではダイオード４のカ
ソードが正極性になり、ダイオード５のアノードが負極
性になることでダイオード４とダイオード５は導通しな
いでダイオード３とダイオード６が導通する。このダイ
オードの切替によってシャント抵抗器２で減流される直
流入力電圧Ｖｉｎに比例した電流がトランス７の一次巻
線７ａに流れて、トランス７が磁気飽和することなく二
次巻線７ｂ、７ｃに直流入力電圧Ｖｉｎに比例した電流
が流れる。直流入力電圧Ｖｉｎに比例して流れるトラン
ス７の二次巻線電流はスイッチ１１とスイッチ１２によ
ってシャント抵抗器１５に導かれ、シャント抵抗器１５
によって直流出力電圧Ｖｏｕｔに変換されてＶｉｎに比
例した電圧として出力される。
【００１２】ここで直流電圧源１０はトランス７の二次
巻線７ｂと７ｃのそれぞれの電圧Ｖ７２とＶ７３を一定
に保ってトランス７の励磁電流を一定に保つ目的があ
る。ＰＮＰ形トランジスタ１４のベースをシャント抵抗
器１５の陽極性側につないで、シャント抵抗器１５の電
圧変動によるトランス７の二次巻線７ｂ，７ｃの電圧Ｖ
７２、Ｖ７３の補償を行う。例えば、スイッチ１１がオ
ン状態でシャント抵抗器１５の電圧が零になった場合、
トランジスタ１４のベース電流は最大になり、トランジ
スタ１４は完全導通状態になり、コレクタ・エミッタ間
電圧は、半導体電圧ドロップを無視すれば、零になる。
この状態ではトランス７の二次巻線７ｃの電圧Ｖ７３は
直流電圧源１０の電圧と等しくなる。一方、スイッチ１
１がオン状態でシャント抵抗器１５の電圧が例えば、１
０Ｖであればトランジスタ１４のベース電流が少なくな
りトランジスタ１４は不飽和状態になって、コレクタ・
エミッタ間電圧は、半導体電圧ドロップを無視すれば、
１０Ｖになる。この状態では、上記同様トランス７の二
次巻線７ｃの電圧Ｖ７３は直流電圧源１０の電圧と等し
くなる。上記励磁電流を一定にすることでトランス７に
流れる電流がＶｉｎに比例した値になり、出力電圧Ｖｏ
ｕｔが入力電圧Ｖｉｎに比例した値になる。すなわち、
トランス７の巻線比が１対１であれば出力電圧Ｖｏｕｔ
はシャント抵抗器１５の抵抗値とシャント抵抗器２の抵
抗値の比で入力電圧Ｖｉｎに比例する。
巻線７ｂと７ｃのそれぞれの電圧Ｖ７２とＶ７３を一定
に保ってトランス７の励磁電流を一定に保つ目的があ
る。ＰＮＰ形トランジスタ１４のベースをシャント抵抗
器１５の陽極性側につないで、シャント抵抗器１５の電
圧変動によるトランス７の二次巻線７ｂ，７ｃの電圧Ｖ
７２、Ｖ７３の補償を行う。例えば、スイッチ１１がオ
ン状態でシャント抵抗器１５の電圧が零になった場合、
トランジスタ１４のベース電流は最大になり、トランジ
スタ１４は完全導通状態になり、コレクタ・エミッタ間
電圧は、半導体電圧ドロップを無視すれば、零になる。
この状態ではトランス７の二次巻線７ｃの電圧Ｖ７３は
直流電圧源１０の電圧と等しくなる。一方、スイッチ１
１がオン状態でシャント抵抗器１５の電圧が例えば、１
０Ｖであればトランジスタ１４のベース電流が少なくな
りトランジスタ１４は不飽和状態になって、コレクタ・
エミッタ間電圧は、半導体電圧ドロップを無視すれば、
１０Ｖになる。この状態では、上記同様トランス７の二
次巻線７ｃの電圧Ｖ７３は直流電圧源１０の電圧と等し
くなる。上記励磁電流を一定にすることでトランス７に
流れる電流がＶｉｎに比例した値になり、出力電圧Ｖｏ
ｕｔが入力電圧Ｖｉｎに比例した値になる。すなわち、
トランス７の巻線比が１対１であれば出力電圧Ｖｏｕｔ
はシャント抵抗器１５の抵抗値とシャント抵抗器２の抵
抗値の比で入力電圧Ｖｉｎに比例する。
【００１３】次に第二の発明の実施の形態を図２により
説明する。本発明は、図２に示す、直流電圧１を分圧す
るためのシャント抵抗器２及びシャント抵抗器１５と、
上記シャント抵抗器２とシャント抵抗器１５を電気的に
絶縁するための絶縁トランス７７と、前記絶縁トランス
７７の二つの二次巻線７７ｃ、７７ｄに上記絶縁トラン
ス７７の二次側電路１８に流れる電流Ｉ２を、交互に流
すためにオン・オフ動作を行うスイッチ１１及びスイッ
チ１２と、上記スイッチ１１及びスイッチ１２を交互に
オン・オフするための発振器１３と、上記スイッチ１１
とスイッチ１２の動作により、上記絶縁トランス７７の
一次側電路１７に流れる電流Ｉ１を交互に切り替えるた
めのダイオード７８、７９と、上記絶縁トランスの二次
側の印加電圧を安定化する手段の直流電圧源１０及びト
ランジスタ１４と、上記絶縁トランス７７の二次側直流
電圧源９とを、具備することを特徴とするものである。
説明する。本発明は、図２に示す、直流電圧１を分圧す
るためのシャント抵抗器２及びシャント抵抗器１５と、
上記シャント抵抗器２とシャント抵抗器１５を電気的に
絶縁するための絶縁トランス７７と、前記絶縁トランス
７７の二つの二次巻線７７ｃ、７７ｄに上記絶縁トラン
ス７７の二次側電路１８に流れる電流Ｉ２を、交互に流
すためにオン・オフ動作を行うスイッチ１１及びスイッ
チ１２と、上記スイッチ１１及びスイッチ１２を交互に
オン・オフするための発振器１３と、上記スイッチ１１
とスイッチ１２の動作により、上記絶縁トランス７７の
一次側電路１７に流れる電流Ｉ１を交互に切り替えるた
めのダイオード７８、７９と、上記絶縁トランスの二次
側の印加電圧を安定化する手段の直流電圧源１０及びト
ランジスタ１４と、上記絶縁トランス７７の二次側直流
電圧源９とを、具備することを特徴とするものである。
【００１４】図２において、発振器１３によってスイッ
チ１１とスイッチ１２が交互にオンとオフする。スイッ
チ１１がオフしてスイッチ１２がオンしている状態では
直流電圧源９が供給して減流抵抗器８を流れる電流Ｉ２
は絶縁トランス７７の二次巻線７７ｃを流れてシャント
抵抗器１５を流れる。一方、スイッチ１１がオンしてス
イッチ１２がオフしている状態では直流電圧源９が供給
して減流抵抗器８を流れる電流Ｉ２は絶縁トランス７７
の二次巻線７７ｄを流れてシャント抵抗器１５を流れ
る。上記スイッチ１１と１２をオン・オフすることによ
って絶縁トランス７７の一方の二次巻線７７ｃの電圧Ｖ
８３から、他の巻線７７ｄの電圧Ｖ８４に切り替える。
絶縁トランス７７の二次巻線に印加する電圧を巻線７７
ｃから７７ｄに切り替えることによって絶縁トランス７
７の一次巻線の電圧が巻線７７ａが正極性から負極性に
変わる。さらに巻線７７ｂの電圧は負極性から正極性に
切り替わる。
チ１１とスイッチ１２が交互にオンとオフする。スイッ
チ１１がオフしてスイッチ１２がオンしている状態では
直流電圧源９が供給して減流抵抗器８を流れる電流Ｉ２
は絶縁トランス７７の二次巻線７７ｃを流れてシャント
抵抗器１５を流れる。一方、スイッチ１１がオンしてス
イッチ１２がオフしている状態では直流電圧源９が供給
して減流抵抗器８を流れる電流Ｉ２は絶縁トランス７７
の二次巻線７７ｄを流れてシャント抵抗器１５を流れ
る。上記スイッチ１１と１２をオン・オフすることによ
って絶縁トランス７７の一方の二次巻線７７ｃの電圧Ｖ
８３から、他の巻線７７ｄの電圧Ｖ８４に切り替える。
絶縁トランス７７の二次巻線に印加する電圧を巻線７７
ｃから７７ｄに切り替えることによって絶縁トランス７
７の一次巻線の電圧が巻線７７ａが正極性から負極性に
変わる。さらに巻線７７ｂの電圧は負極性から正極性に
切り替わる。
【００１５】絶縁トランス７７の一次巻線７７ａに正極
性電圧が印加されている状態ではダイオード７８のカソ
ードが正極性になり、ダイオード７９のカソードが負極
性になることでダイオード７８は導通しないでダイオー
ド７９が導通する。一方、一次巻線の電圧が絶縁トラン
ス７７の一次巻線７７ｂに正極性電圧が印加されている
状態ではダイオード７９のカソードが正極性になり、ダ
イオード７８のカソードが負極性になることでダイオー
ド７９は導通しないでダイオード７８が導通する。この
ダイオードの切替によってシャント抵抗器２で減流され
る直流入力電圧Ｖｉｎに比例した電流がトランス７の一
次巻線７７ａ又は７７ｂに流れて、トランス７７が磁気
飽和することなく二次巻線７７ｃ、７７ｄに直流入力電
圧Ｖｉｎに比例した電流が流れる。直流入力電圧Ｖｉｎ
に比例して流れるトランス７７の二次巻線電流はスイッ
チ１１とスイッチ１２によってシャント抵抗器１５に導
かれ、シャント抵抗器１５によって直流出力電圧Ｖｏｕ
ｔに変換されてＶｉｎに比例した電圧として出力され
る。
性電圧が印加されている状態ではダイオード７８のカソ
ードが正極性になり、ダイオード７９のカソードが負極
性になることでダイオード７８は導通しないでダイオー
ド７９が導通する。一方、一次巻線の電圧が絶縁トラン
ス７７の一次巻線７７ｂに正極性電圧が印加されている
状態ではダイオード７９のカソードが正極性になり、ダ
イオード７８のカソードが負極性になることでダイオー
ド７９は導通しないでダイオード７８が導通する。この
ダイオードの切替によってシャント抵抗器２で減流され
る直流入力電圧Ｖｉｎに比例した電流がトランス７の一
次巻線７７ａ又は７７ｂに流れて、トランス７７が磁気
飽和することなく二次巻線７７ｃ、７７ｄに直流入力電
圧Ｖｉｎに比例した電流が流れる。直流入力電圧Ｖｉｎ
に比例して流れるトランス７７の二次巻線電流はスイッ
チ１１とスイッチ１２によってシャント抵抗器１５に導
かれ、シャント抵抗器１５によって直流出力電圧Ｖｏｕ
ｔに変換されてＶｉｎに比例した電圧として出力され
る。
【００１６】ここで直流電圧源１０はトランス７７の二
次巻線７７ｃと７７ｄのそれぞれの電圧Ｖ８３とＶ８４
を一定に保ってトランス７７の励磁電流を一定に保つ目
的がある。ＰＮＰ形トランジスタ１４のベースをシャン
ト抵抗器１５の陽極性側につないで、シャント抵抗器１
５の電圧変動によるトランス７７の二次巻線７７ｃ，７
７ｄの電圧Ｖ８３、Ｖ８４の補償を行う。例えば、スイ
ッチ１１がオン状態でシャント抵抗器１５の電圧が零に
なった場合、トランジスタ１４のベース電流は最大にな
り、トランジスタ１４は完全導通状態になり、コレクタ
・エミッタ間電圧は、半導体電圧ドロップを無視すれ
ば、零になる。この状態ではトランス７７の二次巻線７
７ｄの電圧Ｖ８３は直流電圧源１０の電圧と等しくな
る。一方、スイッチ１１がオン状態でシャント抵抗器１
５の電圧が例えば、１０Ｖであればトランジスタ１４の
ベース電流が少なくなりトランジスタ１４は不飽和状態
になって、コレクタ・エミッタ間電圧は、半導体電圧ド
ロップを無視すれば、１０Ｖになる。この状態では、上
記同様トランス７７の二次巻線７７ｄの電圧Ｖ８４は直
流電圧源１０の電圧と等しくなる。上記励磁電流を一定
にすることでトランス７７に流れる電流がＶｉｎに比例
した値になり、出力電圧Ｖｏｕｔが入力電圧Ｖｉｎに比
例した値になる。すなわち、トランス７７の巻線比が１
対１であれば出力電圧Ｖｏｕｔはシャント抵抗器１５の
抵抗値とシャント抵抗器２の抵抗値の比で入力電圧Ｖｉ
ｎに比例する。
次巻線７７ｃと７７ｄのそれぞれの電圧Ｖ８３とＶ８４
を一定に保ってトランス７７の励磁電流を一定に保つ目
的がある。ＰＮＰ形トランジスタ１４のベースをシャン
ト抵抗器１５の陽極性側につないで、シャント抵抗器１
５の電圧変動によるトランス７７の二次巻線７７ｃ，７
７ｄの電圧Ｖ８３、Ｖ８４の補償を行う。例えば、スイ
ッチ１１がオン状態でシャント抵抗器１５の電圧が零に
なった場合、トランジスタ１４のベース電流は最大にな
り、トランジスタ１４は完全導通状態になり、コレクタ
・エミッタ間電圧は、半導体電圧ドロップを無視すれ
ば、零になる。この状態ではトランス７７の二次巻線７
７ｄの電圧Ｖ８３は直流電圧源１０の電圧と等しくな
る。一方、スイッチ１１がオン状態でシャント抵抗器１
５の電圧が例えば、１０Ｖであればトランジスタ１４の
ベース電流が少なくなりトランジスタ１４は不飽和状態
になって、コレクタ・エミッタ間電圧は、半導体電圧ド
ロップを無視すれば、１０Ｖになる。この状態では、上
記同様トランス７７の二次巻線７７ｄの電圧Ｖ８４は直
流電圧源１０の電圧と等しくなる。上記励磁電流を一定
にすることでトランス７７に流れる電流がＶｉｎに比例
した値になり、出力電圧Ｖｏｕｔが入力電圧Ｖｉｎに比
例した値になる。すなわち、トランス７７の巻線比が１
対１であれば出力電圧Ｖｏｕｔはシャント抵抗器１５の
抵抗値とシャント抵抗器２の抵抗値の比で入力電圧Ｖｉ
ｎに比例する。
【００１７】
【実施例】図３に本発明の実施例を示す。図３の実施例
は図１の第一の発明の実施の形態に対して直流電圧源１
０を２個の直列ダイオード２０に変更し、スイッチ１１
と１２を電解効果トランジスタに変更したものである。
直流電圧源１０として２個の直列ダイオード２０を使用
した場合、トランジスタ１４がオン状態で２個の直列ダ
イーオド２０の端子間に約１．４Ｖの電圧が発生する。
さらにトランジスタ４のエミッタ・ベース間に０．７Ｖ
が発生し、スイッチ１１またはスイッチ１２に電解効果
トランジスタを使用することで約０．７Ｖの電圧が発生
する。この状態ではトランス７の二次巻線７ｂ又は７ｃ
に２．８Ｖの安定した直流電圧が印加される。その他の
動作は図１の実施例と同様、トランス７の巻線比が１対
１であれば出力電圧Ｖｏｕｔはシャント抵抗器１５の抵
抗値とシャント抵抗器２の抵抗値の比で入力電圧Ｖｉｎ
に比例する。スイッチ１１と１２に電解効果トランジス
タを使用することによってスイッチ１１と１２が数１０
０ｋＨｚの高周波で動作することができ、トランス７を
小型にすることができる。
は図１の第一の発明の実施の形態に対して直流電圧源１
０を２個の直列ダイオード２０に変更し、スイッチ１１
と１２を電解効果トランジスタに変更したものである。
直流電圧源１０として２個の直列ダイオード２０を使用
した場合、トランジスタ１４がオン状態で２個の直列ダ
イーオド２０の端子間に約１．４Ｖの電圧が発生する。
さらにトランジスタ４のエミッタ・ベース間に０．７Ｖ
が発生し、スイッチ１１またはスイッチ１２に電解効果
トランジスタを使用することで約０．７Ｖの電圧が発生
する。この状態ではトランス７の二次巻線７ｂ又は７ｃ
に２．８Ｖの安定した直流電圧が印加される。その他の
動作は図１の実施例と同様、トランス７の巻線比が１対
１であれば出力電圧Ｖｏｕｔはシャント抵抗器１５の抵
抗値とシャント抵抗器２の抵抗値の比で入力電圧Ｖｉｎ
に比例する。スイッチ１１と１２に電解効果トランジス
タを使用することによってスイッチ１１と１２が数１０
０ｋＨｚの高周波で動作することができ、トランス７を
小型にすることができる。
【００１８】
【発明の効果】以上のように一次側に直流電圧を切り替
える為のダイオードブリッジ１８と、一つの一次巻線と
二つの二次巻線を持つトランス７の二次側にスイッチ１
１と１２を設けて発振器１３により約１００ｋＨｚの高
周波でスイッチングすることにより絶縁トランスの小型
化ができ、きわめて部品点数の少ない簡易な構成でかつ
安価な絶縁形直流電圧検出回路を形成することができ
る。
える為のダイオードブリッジ１８と、一つの一次巻線と
二つの二次巻線を持つトランス７の二次側にスイッチ１
１と１２を設けて発振器１３により約１００ｋＨｚの高
周波でスイッチングすることにより絶縁トランスの小型
化ができ、きわめて部品点数の少ない簡易な構成でかつ
安価な絶縁形直流電圧検出回路を形成することができ
る。
【図１】第一の発明の実施の形態の回路である。
【図２】第二の発明の実施の形態の回路である。
【図３】第一の発明の実施例の回路図である。
【図４】従来技術の第１例の基本回路である。
【図５】従来技術の第１例の基本回路である。
【図６】本発明の実施例の応用を示す。
１ 被検出直流電圧Ｖｉｎ ２、１５ シャント抵抗器 ３、４、５、６、７８、７９ ダイオード ７、７７ 絶縁トランス ７ａ 絶縁トランス７の一次巻線 ７ｂ、７ｃ 絶縁トランス７の二次巻線 ８ 減流抵抗器 ９ 直流電圧源 １０ 安定化直流電圧源 １１、１２ スイッチ １３ 発振器 １４ トランジスタ １７、１９ 電路 １８ ダイオードブリッジ ２０ ２個の直列ダイオード ２１、２２ 電解効果トランジスタ ２３ 検出出力信号 ５０ 電力変換装置 ５１ インバータ ７７ａ、７７ｂ 絶縁トランス７７の一次巻線 ７７ｃ、７７ｄ 絶縁トランス７７の二次巻線
Claims (2)
- 【請求項１】 被検出電圧と検出出力電圧信号を絶縁す
る一つの一次巻線と二つの二次巻線を持つ絶縁トランス
と、前記絶縁トランスの一次巻線側に第１のシャント抵
抗器と、前記絶縁トランスの一次巻線の電流を交互に切
替えるダイオードブリッジと、オン・オフし前記絶縁ト
ランスの二つの二次巻線側の電流を交互に切り替える二
つのスイッチと、前記二つのスイッチをドライブする発
振器と、前記絶縁トランスの二次側電圧を一定に保つ安
定化直流電圧源と、前記二つのスイッチの出力にもうけ
られ、出力側電流を出力検出電圧信号に変換する第２の
シャント抵抗器からなる直流電圧検出器。 - 【請求項２】 被検出電圧と検出出力電圧信号を絶縁す
る二つの一次巻線と二つの二次巻線を持つ絶縁トランス
と、前記絶縁トランスの一次巻線側に第１のシャント抵
抗器と、前記絶縁トランスの一次の二つの巻線の電流を
交互に切替えるダイオードと、オン・オフし前記絶縁ト
ランスの二つの二次巻線側の電流を交互に切り替える二
つのスイッチと、前記二つのスイッチをドライブする発
振器と、前記絶縁トランスの二次側電圧を一定に保つ安
定化直流電圧源と、前記二つのスイッチの出力にもうけ
られ、出力側電流を出力検出電圧信号に変換する第２の
シャント抵抗器からなる直流電圧検出器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07832696A JP3268725B2 (ja) | 1996-03-06 | 1996-03-06 | 直流電圧検出器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07832696A JP3268725B2 (ja) | 1996-03-06 | 1996-03-06 | 直流電圧検出器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09243675A true JPH09243675A (ja) | 1997-09-19 |
| JP3268725B2 JP3268725B2 (ja) | 2002-03-25 |
Family
ID=13658852
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP07832696A Expired - Fee Related JP3268725B2 (ja) | 1996-03-06 | 1996-03-06 | 直流電圧検出器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3268725B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102008033428A1 (de) * | 2008-07-16 | 2010-01-21 | Conti Temic Microelectronic Gmbh | Verfahren und Anordnung zur Spannungsmessung mit galvanischer Trennung |
| CN112379153A (zh) * | 2020-10-30 | 2021-02-19 | 阳光电源股份有限公司 | 一种直流振荡检测电路、直流电弧检测电路及逆变器 |
| CN117805474A (zh) * | 2024-03-01 | 2024-04-02 | 珠海泰坦科技股份有限公司 | 一种无源的直流过电压隔离检测电路 |
-
1996
- 1996-03-06 JP JP07832696A patent/JP3268725B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102008033428A1 (de) * | 2008-07-16 | 2010-01-21 | Conti Temic Microelectronic Gmbh | Verfahren und Anordnung zur Spannungsmessung mit galvanischer Trennung |
| DE102008033428B4 (de) | 2008-07-16 | 2022-12-08 | Vitesco Technologies Germany Gmbh | Verfahren und Anordnung zur Spannungsmessung mit galvanischer Trennung |
| CN112379153A (zh) * | 2020-10-30 | 2021-02-19 | 阳光电源股份有限公司 | 一种直流振荡检测电路、直流电弧检测电路及逆变器 |
| CN117805474A (zh) * | 2024-03-01 | 2024-04-02 | 珠海泰坦科技股份有限公司 | 一种无源的直流过电压隔离检测电路 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3268725B2 (ja) | 2002-03-25 |
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