JPS6122485B2 - - Google Patents
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- JPS6122485B2 JPS6122485B2 JP52107511A JP10751177A JPS6122485B2 JP S6122485 B2 JPS6122485 B2 JP S6122485B2 JP 52107511 A JP52107511 A JP 52107511A JP 10751177 A JP10751177 A JP 10751177A JP S6122485 B2 JPS6122485 B2 JP S6122485B2
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- circuit
- isolator according
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- 238000004804 winding Methods 0.000 claims description 28
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 12
- 238000012935 Averaging Methods 0.000 claims description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 11
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N lead(0) Chemical compound [Pb] WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R19/00—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
- G01R19/18—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof using conversion of DC into AC, e.g. with choppers
- G01R19/20—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof using conversion of DC into AC, e.g. with choppers using transductors, i.e. a magnetic core transducer the saturation of which is cyclically reversed by an AC source on the secondary side
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Amplifiers (AREA)
- Filters And Equalizers (AREA)
- Networks Using Active Elements (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は微小な直流電圧信号を絶縁伝送する微
小信号アイソレータに関するものである。
小信号アイソレータに関するものである。
本発明の目的は、構造簡単にして精度の高いア
イソレータを実現することにある。
イソレータを実現することにある。
第１図は本発明の一実施例を示す接続図であ
る。図において、１１，１２は入力直流電圧信号
Eiが印加される入力端子、C1は入力端子１１，
１２間に接続したコンデンサ、D11，D12は互に逆
極性に並列接続したダイオード、TRは一次巻線
n1、二次巻線n2、三次巻線n3を有するトランスで
ある。D21，D22は互に逆極性に並列接続したダイ
オード、２１，２２は出力端子、C2は出力端子
２１，２２間に接続したコンデンサで、このコン
デンサは信号平均化手段を構成している。トラン
スTRの一次巻線n1は並列ダイオード回路D1を介
して入力端子１１，１２に接続され、これらは入
力回路を構成しまた、二次巻線n2は並列ダイオー
ド回路D2を介して出力端子２１，２２に接続さ
れており、これらはコンデンサC2とともに出力
回路を構成している。この実施例ではトランス
TRを中心として一次側と二次側とは対称な回路
構成となつている。トランスTRの三次巻線n3
は、パルス発生器OSが接続されている。
る。図において、１１，１２は入力直流電圧信号
Eiが印加される入力端子、C1は入力端子１１，
１２間に接続したコンデンサ、D11，D12は互に逆
極性に並列接続したダイオード、TRは一次巻線
n1、二次巻線n2、三次巻線n3を有するトランスで
ある。D21，D22は互に逆極性に並列接続したダイ
オード、２１，２２は出力端子、C2は出力端子
２１，２２間に接続したコンデンサで、このコン
デンサは信号平均化手段を構成している。トラン
スTRの一次巻線n1は並列ダイオード回路D1を介
して入力端子１１，１２に接続され、これらは入
力回路を構成しまた、二次巻線n2は並列ダイオー
ド回路D2を介して出力端子２１，２２に接続さ
れており、これらはコンデンサC2とともに出力
回路を構成している。この実施例ではトランス
TRを中心として一次側と二次側とは対称な回路
構成となつている。トランスTRの三次巻線n3
は、パルス発生器OSが接続されている。
第２図は並列ダイオード回路D1，D2の特性線
図で、加わる電圧e1と流れる電流i1とは図示する
ように非線形の関係をもつている。
図で、加わる電圧e1と流れる電流i1とは図示する
ように非線形の関係をもつている。
このように構成したアイソレータにおいて、ト
ランスTRの一次巻線n1と二次巻線n2との巻数比
を１：１とし、三次巻線n3に付負対称のインパル
ス信号を与えるものとすれば、その等価回路は第
３図に示す通りとなる。
ランスTRの一次巻線n1と二次巻線n2との巻数比
を１：１とし、三次巻線n3に付負対称のインパル
ス信号を与えるものとすれば、その等価回路は第
３図に示す通りとなる。
第３図の等価回路において、スイツチS1，S2は
ダイオードD11，D12，D21，D22のスイツチング動
作を表示したものであつて、パルス発生器OSか
ら正極性のインパルスが印加されると、スイツチ
S1，S2が接点ａ側に接続され（ダイオードD11，
D21が導通）、負極性のインパルスが印加される
と、スイツチS1，S2が接点ｃ側に接続される（ダ
イオードD12，D22が導通）。また、インパルスが
印加されない状態では、スイツチS1，S2は接点ｂ
に接続される（いずれのダイオードも不導通）。
各ダイオードD11〜D22は、いずれも順方向電圧△
と動抵抗（順方向抵抗）ｒとの直列接続で表わさ
れる。
ダイオードD11，D12，D21，D22のスイツチング動
作を表示したものであつて、パルス発生器OSか
ら正極性のインパルスが印加されると、スイツチ
S1，S2が接点ａ側に接続され（ダイオードD11，
D21が導通）、負極性のインパルスが印加される
と、スイツチS1，S2が接点ｃ側に接続される（ダ
イオードD12，D22が導通）。また、インパルスが
印加されない状態では、スイツチS1，S2は接点ｂ
に接続される（いずれのダイオードも不導通）。
各ダイオードD11〜D22は、いずれも順方向電圧△
と動抵抗（順方向抵抗）ｒとの直列接続で表わさ
れる。
いま、パルス発生器OSから正極性のインパル
スi0が印加されている状態では、スイツチS1，S2
は接点ａに接続されたのと等価（ダイオード
D11，D21が導通）となり、インパルスi0はダイオ
ードD11側とダイオードD21側に図示するようにｉ０／２ づつ等しく分流する。この状態では、出力端子２
１，２２間の出力電圧E01は(1)式で表わすことが
できる。
スi0が印加されている状態では、スイツチS1，S2
は接点ａに接続されたのと等価（ダイオード
D11，D21が導通）となり、インパルスi0はダイオ
ードD11側とダイオードD21側に図示するようにｉ０／２ づつ等しく分流する。この状態では、出力端子２
１，２２間の出力電圧E01は(1)式で表わすことが
できる。
E01＝Ｅi＋△11＋ｉ０／２（r11−r21）−△21 (1)
また、負極性のインパルスi0（振幅は正極性の
場合と同じとする）が印加された状態では、出力
端子２１，２２間の出力電圧E02は(2)式で表わす
ことができる。
場合と同じとする）が印加された状態では、出力
端子２１，２２間の出力電圧E02は(2)式で表わす
ことができる。
E02＝Ｅi−△12−ｉ０／２（r12−r22）＋△22 (2)
パルス発生器OSからの正負極性のインパルス
は、第４図イに示すようにくり返し周期Ｔで印加
されるものとするとともに、コンデンサC1，C2
の容量をインパルスの充放電による電位変化が小
さくなるよう十分大きくしておけば、出力電圧
E0はE01とE02の平均値となり、(1)式と(2)式から
(3)式で表わすことができる。
は、第４図イに示すようにくり返し周期Ｔで印加
されるものとするとともに、コンデンサC1，C2
の容量をインパルスの充放電による電位変化が小
さくなるよう十分大きくしておけば、出力電圧
E0はE01とE02の平均値となり、(1)式と(2)式から
(3)式で表わすことができる。
E0＝Ｅ０１＋Ｅ０２／２
＝Ｅi＋１／２（△11−△12−△21＋△22）
＋ｉ０／４（r11−r12−r21＋r22） (3)
(3)式において、
△11＝△12， △21＝△22
r11＝r12， r21＝r22 (4)
であるとすれば、２項目および３項目はともに零
となり、出力電圧E0は入力直流電圧Ｅiに等しく
なる。したがつて、入力回路に与えられた直流電
圧Ｅiを、電気的に絶縁し出力回路側から取り出
すことができる。
となり、出力電圧E0は入力直流電圧Ｅiに等しく
なる。したがつて、入力回路に与えられた直流電
圧Ｅiを、電気的に絶縁し出力回路側から取り出
すことができる。
ここで、(4)式に示す条件は、並列ダイオード回
路を構成する素子D11とD12およびD21とD22にそれ
ぞれ同一規格のものを用いたり、同一温度に保持
する等して容易に実現できる。
路を構成する素子D11とD12およびD21とD22にそれ
ぞれ同一規格のものを用いたり、同一温度に保持
する等して容易に実現できる。
第４図は第３図における動作波形図で、イはパ
ルス発生器OSからの正負極性のインパルス、ロ
は並列ダイオード回路D1，D2側に分流する電
流、ハは出力電圧E0である。ここでは、出力電
圧E0のリツプル分を誇張して示してある。
ルス発生器OSからの正負極性のインパルス、ロ
は並列ダイオード回路D1，D2側に分流する電
流、ハは出力電圧E0である。ここでは、出力電
圧E0のリツプル分を誇張して示してある。
本発明にかかわるアイソレータによれば、入力
直流電圧Ｅi側からみた入力抵抗は、インパルスi0
のパルス幅をτとすればトランスTRの励磁イン
ピーダンスのＺのＴ／２τ倍で決まる。また、出
力抵抗は、ダイオードの動抵抗のＴ／τ倍とな
る。
直流電圧Ｅi側からみた入力抵抗は、インパルスi0
のパルス幅をτとすればトランスTRの励磁イン
ピーダンスのＺのＴ／２τ倍で決まる。また、出
力抵抗は、ダイオードの動抵抗のＴ／τ倍とな
る。
第５図および第６図は本発明の他の実施例を示
す接続図である。
す接続図である。
第５図の実施例は、複数個のアイソレータ
IS1，IS2…を一つのインパルス発生器OSで駆動
するようにしたもので、各トランスの三次巻線n3
を互に直列に接続し、これにインパルスを与える
ようにしている。ここで、インパルス発生器OS
は、矩形波発振器OSC、この発振器からの出力
信号の直流分をカツトするコンデンサC0、ダイ
オードブリツジ回路、FETの定電流性を利用し
た定電流素子Ｑとを含む正負極性インパルス電流
源CSで構成したものである。
IS1，IS2…を一つのインパルス発生器OSで駆動
するようにしたもので、各トランスの三次巻線n3
を互に直列に接続し、これにインパルスを与える
ようにしている。ここで、インパルス発生器OS
は、矩形波発振器OSC、この発振器からの出力
信号の直流分をカツトするコンデンサC0、ダイ
オードブリツジ回路、FETの定電流性を利用し
た定電流素子Ｑとを含む正負極性インパルス電流
源CSで構成したものである。
第６図の実施例は、一次巻線n1、二次巻線n2を
有するトランスTRを用い、パルス発生器OSを二
次巻線n2の両端に接続したものである。この場合
も動作は第１図回路と全く同様である。なお、パ
ルス発生器OSは、並列ダイオード回路D2の両端
に破線に示すように接続してもよい。また、一次
巻線n1の両端AB間あるいは並列ダイオード回路
D1の両端AC間に接続するようにしてもよい。
有するトランスTRを用い、パルス発生器OSを二
次巻線n2の両端に接続したものである。この場合
も動作は第１図回路と全く同様である。なお、パ
ルス発生器OSは、並列ダイオード回路D2の両端
に破線に示すように接続してもよい。また、一次
巻線n1の両端AB間あるいは並列ダイオード回路
D1の両端AC間に接続するようにしてもよい。
第７図〜第９図は並列ダイオード回路D1，D2
の他の例を示す接続図である。
の他の例を示す接続図である。
第７図は複数個のダイオードを直列に接続した
ものを並列接続して構成したものである。直列に
接続されるダイオードの数を変えることによつて
順方向電圧△や動抵抗ｒを調整できる。
ものを並列接続して構成したものである。直列に
接続されるダイオードの数を変えることによつて
順方向電圧△や動抵抗ｒを調整できる。
第８図はトランジスタをダイオード接続し、こ
れを逆極性に互に並列接続して構成したものであ
る。
れを逆極性に互に並列接続して構成したものであ
る。
第９図はツエナーダイオードを並列接続して構
成したものである。
成したものである。
なお、上記の実施例において、トランスTRの
一次巻線n1と二次巻線n2との比は１：１でなくと
もよい。また、入力端子１１，１２間に接続した
コンデンサC1はなくともよい。また、出力端子
２１，２２間に接続したコンデンサC2に代え、
演算増幅器とコンデンサで構成される積分器、ロ
ーパスフイルタあるいはリード線等の浮遊容量を
利用してもよい。また、出力電圧E0は、直流的
には二次巻線n2は導体として考えることができる
のでダイオード回路D2の両端から得るようにし
てもよい。
一次巻線n1と二次巻線n2との比は１：１でなくと
もよい。また、入力端子１１，１２間に接続した
コンデンサC1はなくともよい。また、出力端子
２１，２２間に接続したコンデンサC2に代え、
演算増幅器とコンデンサで構成される積分器、ロ
ーパスフイルタあるいはリード線等の浮遊容量を
利用してもよい。また、出力電圧E0は、直流的
には二次巻線n2は導体として考えることができる
のでダイオード回路D2の両端から得るようにし
てもよい。
以上に説明したように、本発明によれば、次に
列挙するような種々の特長をもつたアイソレータ
を実現できる。
列挙するような種々の特長をもつたアイソレータ
を実現できる。
(i) 全体をトランス、並列ダイオード回路、コン
デンサで構成できるので、構成が簡単でかつ小
形にできる。
デンサで構成できるので、構成が簡単でかつ小
形にできる。
(ii) 機械的接点をもたないので、長寿命、高信頼
性が期待できる。
性が期待できる。
(iii) 並列ダイオード回路を構成する素子に同一規
格のものを用いる等により精度を向上できる。
格のものを用いる等により精度を向上できる。
(iv) トランスの三次巻線あるいは二次巻線側にパ
ルス発生器を接続すれば、一次巻線側に絶縁電
源や制御信号を必要とせず、本質安全性が高
い。
ルス発生器を接続すれば、一次巻線側に絶縁電
源や制御信号を必要とせず、本質安全性が高
い。
第１図は本発明の一実施例を示す接続図、第２
図は本発明に用いられる並列ダイオード回路の特
性線図、第３図は第１図回路の等価回路、第４図
はその動作波形図、第５図および第６図は本発明
の他の実施例を示す接続図、第７図〜第９図は並
列ダイオードの他の例を示す接続図である。 １１，１２……入力端子、２１，２２……出力
端子、D1，D2……並列ダイオード回路、TR……
トランス、n1……一次巻線、n2……二次巻線、n3
……三次巻線、OS……パルス発生器、C1，C2…
…コンデンサ。
図は本発明に用いられる並列ダイオード回路の特
性線図、第３図は第１図回路の等価回路、第４図
はその動作波形図、第５図および第６図は本発明
の他の実施例を示す接続図、第７図〜第９図は並
列ダイオードの他の例を示す接続図である。 １１，１２……入力端子、２１，２２……出力
端子、D1，D2……並列ダイオード回路、TR……
トランス、n1……一次巻線、n2……二次巻線、n3
……三次巻線、OS……パルス発生器、C1，C2…
…コンデンサ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 一次巻線、二次巻線を有するトランス、端子
間に所定値以上の電圧が印加されると電流が流れ
出す非線形の電圧対電流特性をもつた非線形素子
を互いに逆極性に並列接続してなる第１、第２の
非線形回路、および平均化手段を具備し、前記一
次巻線と直列に前記第１の非線形回路を接続する
ことにより入力回路を構成するとともに前記二次
巻線と直列に前記第２の非線形回路および前記平
均化手段を接続することにより出力回路を構成
し、前記入力回路、前記出力回路、前記トランス
に設けた三次巻線のいずれかにパルス信号を与え
るようにしたアイソレータ。 ２ 非線形回路としてダイオードを互に逆極性に
並列接続した回路を用いた特許請求の範囲第１項
記載のアイソレータ。 ３ 非線形回路としてトランジスタをダイオード
接続したものを互に逆極性に並列接続した回路を
用いた特許請求の範囲第１項記載のアイソレー
タ。 ４ 非線形回路としてツエナーダイオードを互に
逆極性に並列接続した回路を用いた特許請求の範
囲第１項記載のアイソレータ。 ５ パルス信号を、矩形波発振器、この矩形波発
振器からの出力信号をコンデンサを介して入力す
るダイオードブリツジ回路と定電流素子とを含む
正負極性インパルス電流源で構成したパルス発振
器から得るようにした特許請求の範囲第１項記載
のアイソレータ。 ６ 平均化手段としてコンデンサを用いた特許請
求の範囲第１項記載のアイソレータ。 ７ 平均化手段として積分器を用いた特許請求の
範囲第１項記載のアイソレータ。 ８ 平均化手段として浮遊容量を利用した特許請
求の範囲第１項記載のアイソレータ。 ９ 出力電圧を平均化手段の両端から得るように
した特許請求の範囲第１項記載のアイソレータ。 １０ 出力電圧を出力回路にある非線形回路の両
端から得るようにした特許請求の範囲第１項記載
のアイソレータ。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10751177A JPS5440540A (en) | 1977-09-07 | 1977-09-07 | Isolator |
| BR7805595A BR7805595A (pt) | 1977-09-07 | 1978-08-28 | Isolador de sinal diminuto |
| US05/938,953 US4280064A (en) | 1977-09-07 | 1978-09-01 | Signal isolator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10751177A JPS5440540A (en) | 1977-09-07 | 1977-09-07 | Isolator |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5440540A JPS5440540A (en) | 1979-03-30 |
| JPS6122485B2 true JPS6122485B2 (ja) | 1986-05-31 |
Family
ID=14461045
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10751177A Granted JPS5440540A (en) | 1977-09-07 | 1977-09-07 | Isolator |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4280064A (ja) |
| JP (1) | JPS5440540A (ja) |
| BR (1) | BR7805595A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4621200A (en) * | 1985-02-11 | 1986-11-04 | Lovrenich Rodger T | Control device including a conductively isolated depluggable controller |
| CN110907692A (zh) * | 2019-12-10 | 2020-03-24 | 国网青海省电力公司海北供电公司 | 一种带测温自供电无线连接的互感器 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2747109A (en) * | 1953-09-04 | 1956-05-22 | North American Aviation Inc | Magnetic flip-flop |
| US2965044A (en) * | 1956-05-03 | 1960-12-20 | Jr Clark E Johnson | Power supplies for miniature electric railways |
| GB1262624A (en) * | 1969-04-23 | 1972-02-02 | Ricoh Kk | Improvements in and relating to pulse generators |
| US3731183A (en) * | 1971-09-29 | 1973-05-01 | Inductotherm Corp | Power control and phase angle correcting apparatus |
| US4073003A (en) * | 1974-06-12 | 1978-02-07 | Raytheon Company | High efficiency low-loss power supply |
-
1977
- 1977-09-07 JP JP10751177A patent/JPS5440540A/ja active Granted
-
1978
- 1978-08-28 BR BR7805595A patent/BR7805595A/pt unknown
- 1978-09-01 US US05/938,953 patent/US4280064A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5440540A (en) | 1979-03-30 |
| BR7805595A (pt) | 1979-04-24 |
| US4280064A (en) | 1981-07-21 |
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