JPS6165512A - ホトカプラ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 く技術分野〉 本発明はホトカプラに関する。

〈従来技術〉 例えば、プログラマブルコントローラの入力回路あるい
はゲートターンオフサイリスクや電力用トランジスタ等
のスイッチング素子の駆動回路において、回路間を電気
的に絶縁して信号の伝達を光によって行なうホトカプラ
が用いられる。

従来のホトカプラは、第３図に示すように、入力端子Ａ
、に間に信号Ｖｉｎを入力すると、赤外発光素子２１に
電流が流れてこの赤外発光素子２１が発光し、この発光
をホトダイオード２２が受光し、ホトダイオード２２に
電流が流れる。このホトダイオード２２に流れる電流信
号を増幅器２３で増幅し、さらにシヱミットトリガ回路
２４で変換した後、出力増幅器２５で増幅して出力信号
Ｖｏｕｔを得る。

第４図は上述のホトカプラにおける入力信号Ｖｉｎと出
力信号Ｖｏｕｔの波形を示しており、入力信号Ｖｉｎに
チャタリングａが生じると、出力信号Ｖｏｕｔにもチャ
タリングが生じる。このように、従来のホトカプラでは
、入力信号のチャタリングあるいは外部ノイズを除去す
ることができず、出力信号にチャタリングや外部ノイズ
がそのまま現れる。

したがって、このホトカプラを使用したプログラマブル
コントローラの入力回路あるいは電力用スイッチング素
子の駆動回路などが誤動作を起こすという欠点があった
。

〈発明の目的〉 本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目
的は、入力信号のチャタリングや外部ノイズが出力信号
に生じないようにしたホトカプラを提供することである
。

〈発明の構成〉 本発明においては、回路間を電気的に絶縁して信号を光
によって伝達するホトカプラにおいて、積分回路と、発
光素子の発光に応じた信号にもとづいて上記積分回路の
充放電の切換へを行なう切換手段と、上記積分回路の電
圧変化に応じた出力信号を得るコンパレータとを備えた
ことを特徴とする。

〈実施例〉 以下、本発明の一実施例について説明する。

第１図はホトカプラの回路構成を示す。入力端子Ａ、　
　Ｋ間に赤外発光ダイオード２が接続される。

この赤外発光ダイオード２の発光を受光するホトダイオ
ード３が増幅器４の入力端子４ａ、４ｂ間に接続され、
この増幅器４の電源端子４ｃが端子１３に接続され、増
幅器４のアース端子４ｄが端子１４に接続される。増幅
器４の出力端子４ｅがシュミットトリガ回路５の入力端
子５ａに接続され、このシュミットトリガ回路５の電源
端子５ｂが端子１３に接続され、シュミットトリガ回路
５のアース端子５ｃが端子１４に接続され、シュミット
トリガ回路５の出力端子５ｄが充放電切換回路６の入力
端子６ａに接続される。端子１３には図示しない電源が
接続され、端子１４は接地される。

充放電切換回路６の出力端子６ｂと端子１３の間に定電
流回路７が接続され、充放電切換回路６の出力端子６Ｃ
と端子１４との間に定電流回路８が接続され、充放電切
換回路６の出力端子６ｂと端子１４の間にコンデンサ９
が接続される。充放電切換回路６の出力端子６ｂは、さ
らに、コンパレータ１０の＋入力端子１０ａに接続され
る。このコンパレータ１０は出力がヒステリシス特性を
もつ。コンパレータ１０の一入力端子ｔａｂと出力端子
１０ｃの間に切換回路１１が接続され、コンパレータ１
０の電源端子１０ｄが端子１３に接続され、コンパレー
タ１０のアース端子１０ｅが端子１４に接続される。コ
ンパレータ１０の出力端子１０ｃは、出力増幅器１２の
入力端子１２ａに接続され、出力増幅器１２の出。力端
子１２’ｂは端子１５に接続される。出力増幅器１２の
電源端子１２ｃは端子１３に接続され、出力増幅器１２
のアース端子１２ｄは端子１４に接続される。

第２図のタイミングチャートは上述の回路要部の動作状
態を示しており、以下この第２図を参照して上述の回路
の動作を説明する。

入力端子Ａ、に間に信号Ｖｉｎが入力されると、赤外発
光ダイオード２が発光し、ホトダイオード３がこの発光
を受けて、ホトダイオード３に電流が流れる。この電流
信号は増幅器４で増幅され、さらに、シュミットトリガ
回路５で波形変換され、シュミットトリガ回路５の出力
端子５ｄに信号７丁が出力される。入力信号Ｖｉｎの立
ち上がり時にはチャタリングａが生じ、このチャタリン
グａに応じてシュミットトリガ回路５の出力信号ｖＴに
もチャタリングが現れる。

シュミットトリガ回路５の出力端子５ｄに信号７丁が出
力されると、充放電切換回路６が開き、コンデンサ９に
定電流回路７から充電電流■１が流れる。このコンデン
サ９の充電電圧■＾ｕｘ　　は、し 但し、ＶＯは充電開始時の電圧ＶＡＬＩＸＩ　　Ｇはコ
ンデンサ９の静電容量、ｔは充電時間である。

一方、シュミットトリガ回路５の出力端子５ｄに信号Ｖ
１−が出力されなくなると、充放電切換回路６が閉じ、
コンデンサ９は電流ｎｌｌを出力する定電流回路８を通
して放電する。このときの放電電流は、（ｎ−１）［＋
である。そして、このときの電圧ＶＡＵＫは、 し 但し、ＶＯ２は放電開始時の電圧ＶＡＩＩＸ、　　ｔは
放電時間である。

したがって、シュミットトリガ回路５の出カイ言号■工
のチャタリングに応じて、充放電切換回路６は開閉を繰
り返し、コンデンサ９は充放電を繰り返す。そして、人
力信号Ｖｉｎの立ち上がり時には、チャタリングによっ
て電圧ＶＡｕｘは徐々に低下してい（。

切換回路１１の出力電圧すなわちコンパレータ１０の一
入力端子ｔａｂの電圧は、この時点でのコンパレータ１
０の出力端子１０Ｃの状態に応じた電圧■１であり、電
圧ＶＡｕｘすなわちコンパレータ１０の十入力端子１０
ａの電圧がこの電圧Ｖｌ以下になると、はじめてコンパ
レータ１０の出力は反転する。そして、端子１５の出力
信号Ｖｏｕｔは、“旧ｇｈｌｌレヘルから”　Ｌｏｗ　
”レベルになる。このとき、切換回路１１の出力電圧は
、電圧■１より大である電圧ｖ２に変化する。このよう
に、入力信号Ｖｉｎが立ち上がってから電圧ＶＡＬＩＸ
が一定レベルになると、はじめて出力信号Ｖｏｕｔは反
転し、出力信号Ｖｏｕｔにはチャタリングは現れない。

次に、入力端子Ａ、に間の信号Ｖｉｎが消滅すると、赤
外発光ダイオード２は発光を止め、ホ１−ダイオード３
には電流が流れなくなる。この信号Ｖｉｎの立ち下がり
時にはチャタリングａが生し、このチャタリングａに応
じてシュミットトリガ回路５の出力■Ｔにもチャタリン
グが生しる。そして、この信号Ｖ丁のチャタリングに応
じて、充放電切換回路６は開閉を繰り換し、コンデンサ
９が充放電を繰り返して、電圧ＶＡｕｘは徐々に上昇し
ていく。

切換回路１１の出力電圧すなわちコンパレーク１０の一
入力端子１０ｂの電圧は、この時点でのコンパレータ１
０の出力端子１０Ｃの状態に応じた電圧■２であり、電
圧■＾ｕｘがこの電圧■２以上になると、はじめてコン
パレータ１０の出力は反転し、端子１５の出力信号Ｖｏ
ｕｔは“Ｌｏｗ　”レベルから“旧ｇｈ″レベルになる
。このとき、切換回路１１の出力電圧は電圧ｖ１に下が
る。このように、入力信号Ｖｉｎが立ち下がってから電
圧ＶＡｕｘが一定レベルになると、はじめて出力信号Ｖ
ｏｕｔは反転し、出力信号Ｖｏｕｔにはチャタリングは
現れない。

上述のように、入力信号Ｖｉｎの立ち上がりまたは立ち
下がりから一定時間が経過すると、番よしめて出力信号
ｖｏｕｔの状態が反転する。したがって、入力信号Ｖｉ
ｎのチャタリングや外部ノイズは、出力信号Ｖｏｕｔに
は現れない。また、出力信号が“’　Ｈｉｇｈ　”レベ
ルへ反転するときと“し０−″レベルへ反転するときの
電圧ＶＡｕｘに差を与えてヒステリシス特性をもたせる
ことにより、電圧ＶＡｕｘの微小な変動に対して出力信
号Ｖｏｕｔを安定化させる。

なお、本実施例では定電流回路とコンデンサにより積分
回路を構成したが、抵抗とコンデンサによる積分回路を
用いてもよい。また、コンデンサを外付けにして時定数
を変えたり、コンノぐレータの出力レベルを可変にする
こともできる。

〈発明の効果〉 以上説明したように、本発明においては、発光素子の発
光を検出して、積分回路の充放電の切換へを行ない、ヒ
ステリシス特性をもつコンノ”レータによってこの積分
回路の電圧変化に応じて出力信号を得るようにしたから
、入力信号のチャタリングや外部ノイズが出力信号に表
われず、この出力信号を用いる回路の誤動作が生じない
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す回路図、第２図は本発明
の実施例のタイミングチャート、第３図は従来例を示す
回路図、第４図は従来例のタイミングチャートである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）回路間を電気的に絶縁して信号を光によって伝達
   するホトカプラにおいて、積分回路と、発光素子の発光
   に応じた信号にもとづいて上記積分回路の充放電の切換
   へを行なう切換手段と、上記積分回路の電圧変化に応じ
   た出力信号を得るコンパレータとを備えたことを特徴と
   するホトカプラ。