JP6919544B2 - Insulated signal transduction device, electronic equipment - Google Patents
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Description
本発明は、信号を絶縁して伝達する絶縁型信号伝達装置、電子機器に関する。 The present invention relates to an insulated signal transduction device and an electronic device that insulate and transmit a signal.
従来、例えばプログラマブルロジックコントローラ（以下、ＰＬＣと称する）等の産業用機器を筆頭に多くの電子機器では、スイッチやセンサ等の外部機器から与えられた信号を電気的に絶縁した後に内部回路に伝達する絶縁型信号伝達装置を備えているものがある。例えば特許文献１では、フォトカプラで構成された絶縁型信号伝達装置が開示されている。 Conventionally, in many electronic devices such as industrial devices such as programmable logic controllers (hereinafter referred to as PLCs), signals given from external devices such as switches and sensors are electrically isolated and then transmitted to internal circuits. Some are equipped with an isolated signal transmitter. For example, Patent Document 1 discloses an insulated signal transmission device composed of a photocoupler.
さて、絶縁型信号伝達装置では、電気的な絶縁性も重要であるものの、例えばＰＬＣ等の産業用機器の場合には異常の発生や緊急停止等を通知するための信号が入力されることが想定されるため、入力信号に対する応答性も重要になってくる。 In an insulated signal transmission device, electrical insulation is also important, but in the case of industrial equipment such as PLC, a signal for notifying the occurrence of an abnormality or emergency stop may be input. Since it is assumed, the responsiveness to the input signal is also important.
しかしながら、入力信号が例えばオン／オフが切り替わる信号であった場合、オフからオンに切り替わることにより例えば異常の発生を通知する信号もあれば、オンからオフに切り替わることで例えば緊急停止を通知する信号も存在する。そのため、絶縁型信号伝達装置には、入力信号がオフからオンに切り替わる場合であってもオンからオフに切り替わる場合であっても同等且つ迅速に応答することが求められる。 However, when the input signal is, for example, a signal that switches on / off, there is a signal that notifies the occurrence of an abnormality by switching from off to on, and a signal that notifies, for example, an emergency stop by switching from on to off. Also exists. Therefore, the isolated signal transduction device is required to respond equally and quickly regardless of whether the input signal is switched from off to on or from on to off.
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、良好な絶縁性を得ることができるとともに、信号がオンからオフに切り替わる場合およびオフからオンに切り替わる場合の双方において同等且つ迅速な応答性を得ることができる絶縁型信号伝達装置、電子機器を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is that good insulation can be obtained, and the signal is equivalent in both the case of switching from on to off and the case of switching from off to on. An object of the present invention is to provide an isolated signal transmission device and an electronic device capable of obtaining a quick response.
請求項１に記載した絶縁型信号伝達装置は、入力信号の伝達経路に直列に接続されている第１の抵抗素子および第２の抵抗素子と、第１の抵抗素子に対応して設けられ、当該第１の抵抗素子の発熱状態に起因して自身に流れる熱流を検出する第１の熱流センサと、第２の抵抗素子に対応して設けられ、当該第２の抵抗素子の発熱状態に起因して自身に流れる熱流を検出する第２の熱流センサと、を備えている。 The insulated signal transmission device according to claim 1 is provided corresponding to a first resistance element and a second resistance element connected in series to a transmission path of an input signal, and a first resistance element. The first heat flow sensor that detects the heat flow flowing through itself due to the heat generation state of the first resistance element and the second heat flow sensor provided corresponding to the second resistance element are caused by the heat generation state of the second resistance element. It is equipped with a second heat flow sensor that detects the heat flow flowing through itself.
つまり、絶縁型信号伝達装置は、入力信号の伝達に熱を利用している。これにより、絶縁型信号伝達装置の入力側と出力側とが電気的に絶縁され、絶縁性を確保することができる。 That is, the isolated signal transduction device uses heat to transmit the input signal. As a result, the input side and the output side of the isolated signal transmission device are electrically insulated, and the insulation property can be ensured.
そして、絶縁型信号伝達装置では、第２の熱流センサを挟んで第２の抵抗素子とは逆側に常時発熱している熱源が設けられており、第１の熱流センサは、熱流の検出方向が第１の抵抗素子から自身への向きとなるように配置され、第２の熱流センサは、熱流の検出方向が自身から第２の抵抗素子への向きとなるように配置されている。 The insulated signal transmitter is provided with a heat source that constantly generates heat on the opposite side of the second resistance element with the second heat flow sensor in between, and the first heat flow sensor has a heat flow detection direction. Is arranged so as to be oriented from the first resistance element to itself, and the second heat flow sensor is arranged so that the heat flow detection direction is directed from itself to the second resistance element.
そのため、第１の熱流センサは、入力信号がオンになると熱流を検出して出力する一方、第２の熱流センサは、入力信号がオフになると熱流を検出して出力することになる。換言すると、第１の熱流センサは、入力信号がオンに切り替わるときに出力が開始され、第２の熱流センサは、入力信号がオフに切り替わるときに出力が開始される。 Therefore, the first heat flow sensor detects and outputs the heat flow when the input signal is turned on, while the second heat flow sensor detects and outputs the heat flow when the input signal is turned off. In other words, the first heat flow sensor starts the output when the input signal is switched on, and the second heat flow sensor starts the output when the input signal is switched off.
このため、熱流センサの開始を迅速に特定できるように判定値つまりは基準電圧回路が出力する基準電圧を設定すれば、つまりは、熱流センサの出力範囲の下限側に寄せて判定値を設定すれば、第１の判定回路によって入力信号がオフからオンに切り替わったことを迅速に検出でき、第２の判定回路によって入力信号がオンからオフに切り替わったことを迅速に検出できるようになる。すなわち、高い精度が要求される基準電圧回路が１つであっても、入力信号のオフからオンへの切り替わりとオンからオフへの切り替わりとを迅速に検出することができる。 Therefore, if the judgment value, that is, the reference voltage output by the reference voltage circuit is set so that the start of the heat flow sensor can be quickly specified, that is, the judgment value should be set closer to the lower limit side of the output range of the heat flow sensor. For example, the first determination circuit can quickly detect that the input signal has been switched from off to on, and the second determination circuit can quickly detect that the input signal has been switched from on to off. That is, even if there is only one reference voltage circuit that requires high accuracy, it is possible to quickly detect the switching of the input signal from off to on and the switching from on to off.
また、入力信号がオンに切り替わるとき、および、入力信号がオフに切り替わるときのそれぞれにおいて、同じ応答性を示すようにすることができる。また、基準電圧回路は１つでよいため、コストや設置スペースの増加を抑制することもできる。
したがって、良好な絶縁性を得ることができるとともに、信号がオンからオフに切り替わる場合およびオフからオンに切り替わる場合の双方において同等且つ迅速な応答性を得ることができる。
Further, the same responsiveness can be exhibited when the input signal is switched on and when the input signal is switched off. Further, since only one reference voltage circuit is required, it is possible to suppress an increase in cost and installation space.
Therefore, good insulation can be obtained, and equal and rapid responsiveness can be obtained both when the signal is switched from on to off and when the signal is switched from off to on.
請求項２に記載した発明では、第１の抵抗素子および第２の抵抗素子は、少なくとも一方が基板内に埋め込まれている。これにより、基板の表面に必要となるスペースを削減でき、小型化を図ることができる。
In the invention according to
請求項３に記載した発明では、第１の熱流センサおよび第２の熱流センサは、少なくとも一方が基板内に配置されている。これにより、基板の表面に必要となるスペースを削減でき、小型化を図ることができる。
In the invention according to
請求項４に記載した発明では、第１の抵抗素子および第２の抵抗素子は、単一の抵抗素子を兼用する構成である。これにより、部品点数の削減と必要となるスペースの削減とを両立させることができる。
In the invention according to
請求項５に記載した発明では、第１の熱流センサを挟んで第１の抵抗素子とは逆側になる位置に、金属部材を配置した。これにより、第１の抵抗素子から第１の熱流センサへの向きの熱の移動を促進でき、第１の熱流センサの応答性を改善することができる。
In the invention according to
請求項６に記載した電子機器の発明では、上記した絶縁型信号伝達装置を備えている。このような電子機器によっても、良好な絶縁性を得ることができるとともに、信号がオンからオフに切り替わる場合およびオフからオンに切り替わる場合の双方において同等且つ迅速な応答性を得ることができる。
The invention of the electronic device according to
以下、実施形態について、図面を参照しながら説明する。
図１に示すように、本実施形態の絶縁型信号伝達装置（以下、便宜的に絶縁回路１と称する）は、基板２に配置されている第１の抵抗素子３、第２の抵抗素子４、第１の熱流センサ５、第２の熱流センサ６、第１の判定回路７、第２の判定回路８、熱源抵抗素子９を備えている。
Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, the insulated signal transmission device of the present embodiment (hereinafter, referred to as an insulating circuit 1 for convenience) has a
第１の抵抗素子３および第２の抵抗素子４は、外部装置１０から入力される入力信号（ＩＮＰＵＴ）の伝達経路１１に互いに直列に接続されている。そして、第１の抵抗素子３および第２の抵抗素子４は、入力信号の状態に応じて、つまりは、入力信号に応じた電流が流れることにより発熱する。このとき、入力信号は、図１に示すように例えば端子（ＩＮ＋、ＩＮ−）を介して入力される。
The
より詳細には、本実施形態では入力信号としてオン／オフが切り替わる信号を想定しており、第１の抵抗素子３および第２の抵抗素子４は、入力信号がオンになると発熱し、オフになると発熱しなくなる。なお、第１の抵抗素子３、第２の抵抗素子４、および後述する熱源抵抗素子９は、仕様が同じ抵抗素子を用いることができる。
More specifically, in the present embodiment, it is assumed that the input signal is switched on / off, and the
第１の熱流センサ５は、例えば樹脂材料により薄い長方形のフィルム状に形成されている。この第１の熱流センサ５は、内部に異なる種類の金属が互いに接続されて配置されており、例えば厚み方向への熱流が生じると、表面と裏面とで温度差が生じ、ゼーベック効果によってその温度差を電圧に変換して出力する。つまり、第１の熱流センサ５は、自身を流れる熱流によって生じた温度差に応じた電圧を出力する。
The first
第１の熱流センサ５は、第１の抵抗素子３に対応して、つまりは、第１の抵抗素子３とは物理的に分離された状態であって第１の抵抗素子３と隣り合う近傍に位置して配置されており、第１の抵抗素子３の発熱状態に起因して自身に流れる熱流を検出する。このとき、第１の熱流センサ５は、図１に矢印Ｆにて示す熱流の検出方向が、第１の抵抗素子３から自身への向きとなるように配置されている。以下、第１の熱流センサ５の出力を、ＳｏｕｔＡと称する。
The first
第２の熱流センサ６は、第１の熱流センサ５と共通の仕様のものであり、第２の抵抗素子４に対応して、つまりは、第２の抵抗素子４とは物理的に分離された状態であって第２の抵抗素子４と隣り合う近傍に位置して配置されており、第２の抵抗素子４の発熱状態に起因して自身に流れる熱流を検出する。このとき、第２の熱流センサ６は、図２に矢印Ｆにて示す熱流の検出方向が、自身から第２の抵抗素子４への向きとなるように配置されている。以下、第２の熱流センサ６の出力を、ＳｏｕｔＢと称する。
The second
第１の判定回路７は、いわゆるコンパレータ回路として構成されており、第１の熱流センサ５の出力（ＳｏｕｔＡ）を予め設定されている判定値（Ｔｈ１。図３参照）と比較することにより、入力信号のオン／オフを判定してその判定結果を出力する。本実施形態では、判定値（Ｔｈ１）は、１つの基準電源回路１２から高精度に出力される基準電圧（Ｖｒｅｆ）を採用している。
The first determination circuit 7 is configured as a so-called comparator circuit, and inputs by comparing the output (SoutA) of the first
そのため、第１の判定回路７の出力信号（ＨｏｕｔＡ）は、第１の熱流センサ５の出力（ＳｏｕｔＡ）が基準電圧以上であればハイレベルとなり、基準電圧未満であればローレベルになる。つまり、第１の判定回路７は、入力信号がオンになるとハイレベル、オフになるとローレベルの信号を出力する。
Therefore, the output signal (HoutA) of the first determination circuit 7 becomes a high level when the output (SoutA) of the first
第２の判定回路８は、コンパレータ回路として構成されており、第２の熱流センサ６の出力（ＳｏｕｔＢ）を、第１の熱流センサ５と共通の判定値（Ｔｈ１）と比較することにより、入力信号のオン／オフを判定してその判定結果を出力する。より詳細には、第２の判定回路８の出力信号（ＨｏｕｔＢ）は、第２の熱流センサ６の出力（ＳｏｕｔＢ）が基準電圧（Ｖｒｅｆ）以上であればハイレベルとなり、基準電圧未満であるとローレベルとなる。
The
ただし、第２の熱流センサ６を挟んで第２の抵抗素子４とは逆側となる位置には、熱源抵抗素子９が配置されている。この熱源抵抗素子９は、直流電源１３に接続されており、入力信号がオンの状態の第２の抵抗素子４と同じ熱量で常時発熱している。そのため、第２の熱流センサ６には、入力信号がオンになった状態では熱流が生じず、入力信号がオフになると熱流が生じることになる。
However, the heat source resistance element 9 is arranged at a position opposite to the
つまり、第２の熱流センサ６では第１の熱流センサ５とは逆に入力信号がオフになった場合に熱流が検出されることから、第２の判定回路８は、入力信号がオンになるとローレベル、オフになるとハイレベルの信号を出力する。
That is, since the second
このような構成の絶縁回路１は、図１では１回路を示しているが、基板２に複数回路が実装されている。この基板２は、例えばガラスエポキシなどの絶縁材料によって、一般的に概ね１．６ｍｍ程度の厚みに形成されている。そのため、基板２は、その内部に熱が伝達し易い構造となっている。この基板２は、図示しないマイクロコンピュータ等の制御回路も実装されており、例えばＰＬＣ等の電子機器２０に用いられる。
Although the insulating circuit 1 having such a configuration shows one circuit in FIG. 1, a plurality of circuits are mounted on the
次に上記した絶縁回路１の作用について説明する。
前述のように、絶縁回路１では電気的な絶縁性も重要であるものの、例えばＰＬＣ等の産業用機器の場合には、異常の発生や緊急停止等を通知するための信号が入力されることが想定されるため、入力信号に対する応答性も重要になってくる。この点、入力信号に応じて発熱する抵抗素子と、熱流センサと、熱流センサの出力を判定する判定回路とを備えることにより、電気的な絶縁性を確保することが可能になると考えられる。
Next, the operation of the above-mentioned insulation circuit 1 will be described.
As described above, although electrical insulation is important in the insulation circuit 1, for example, in the case of industrial equipment such as PLC, a signal for notifying the occurrence of an abnormality or an emergency stop is input. Therefore, the responsiveness to the input signal is also important. In this regard, it is considered that electrical insulation can be ensured by providing a resistance element that generates heat in response to an input signal, a heat flow sensor, and a determination circuit that determines the output of the heat flow sensor.
その一方で、図２に比較例として示すように、熱流センサの出力（Ｓｏｕｔ）は、熱流が生じたことには迅速に反応して立ち上がるものの、出力が上限あるいは下限に近づくにつれてなだらかになる傾向を示す。そのため、判定値（Ｔｈ０）を熱流センサの出力の下限側に寄せた場合には、応答時間（Ｔｏｎ）は改善できるものの、応答時間（Ｔｏｆｆ）は悪化してしまう。逆に、判定値（Ｔｈ０）を熱流センサの出力の上限側に寄せると、応答時間（Ｔｏｆｆ）は改善できるものの、応答時間（Ｔｏｎ）は悪化してしまう。 On the other hand, as shown in FIG. 2 as a comparative example, the output (Sout) of the heat flow sensor rises in response to the heat flow, but tends to become gentle as the output approaches the upper limit or the lower limit. Is shown. Therefore, when the determination value (Th0) is moved to the lower limit side of the output of the heat flow sensor, the response time (Ton) can be improved, but the response time (Toff) deteriorates. On the contrary, when the determination value (Th0) is moved closer to the upper limit side of the output of the heat flow sensor, the response time (Toff) can be improved, but the response time (Ton) is deteriorated.
また、産業用機器では、汎用性を高めるために、信号の立ち下がりと立ち下がりの双方に対応できる出力の中央付近に判定値（Ｔｈ０）を設定すると考えられることから、熱流センサの出力を１つの判定値（Ｔｈ０）を用いて判定しようとする場合には、入力信号（ＩＮＰＵＴ）がオフからオンに切り替わるときの判定回路の出力（Ｈｏｕｔ）の応答時間（Ｔｏｎ）と、入力信号がオンからオフに切り替わるときの応答時間（Ｔｏｆｆ）とを共に改善することが困難になる。 Further, in industrial equipment, in order to enhance versatility, it is considered that a judgment value (Th0) is set near the center of the output that can handle both the falling edge and the falling edge of the signal. Therefore, the output of the heat flow sensor is set to 1. When attempting to make a judgment using one judgment value (Th0), the response time (Ton) of the output (Hout) of the judgment circuit when the input signal (INPUT) is switched from off to on, and the input signal from on It becomes difficult to improve both the response time (Toff) when switching off.
そこで、絶縁回路１では、入力信号がオフからオンに切り替わるとき、および、入力信号がオンからオフに切り替わるときの双方の応答性を向上させるために、第１の熱流センサ５と第２熱流センサとを設けている。また、絶縁回路１では、熱流の検出方向が逆むきになるように第１の熱流センサ５と第２熱流センサとを配置するとともに、第２の熱流センサ６に対応させて熱源抵抗素子９を設け、共通の判定値（Ｔｈ１）を用いて第１の熱流センサ５の出力と第２の熱流センサ６の出力とを判定する。
Therefore, in the insulation circuit 1, in order to improve the responsiveness of both when the input signal is switched from off to on and when the input signal is switched from on to off, the first
このとき、判定値（Ｔｈ１）は、図３に示すように、熱流センサの出力範囲のうち下限側に寄せて設定されている。そのため、入力信号（ＩＮＰＵＴ）がオンからオフに切り替わったときには、第１の熱流センサ５の出力（ＳｏｕｔＡ）は、判定値（Ｔｈ１）がオフ状態での出力に近い値であることから、第１の判定回路７の出力（ＨｏｕｔＡ）は、入力信号がオンに切り替わったことに迅速に対応して出力される。
At this time, as shown in FIG. 3, the determination value (Th1) is set closer to the lower limit side of the output range of the heat flow sensor. Therefore, when the input signal (INPUT) is switched from on to off, the output (SoutA) of the first
これにより、まず、第１の判定回路７の応答時間（ＴｏｎＡ）すなわち入力信号がオフからオンに切り替わったことが出力されるまでの応答時間を、上記した図２に示した中央付近に判定値（Ｔｈ０）を設定した場合の応答時間（Ｔｏｎ）に比べて改善することができる。 As a result, first, the response time (TonA) of the first determination circuit 7, that is, the response time until it is output that the input signal has been switched from off to on, is set to a determination value near the center shown in FIG. It can be improved as compared with the response time (Ton) when (Th0) is set.
ただし、第１の判定回路７については、入力信号がオンからオフに切り替わるときの応答時間（ＴｏｆｆＡ）は、中央付近に判定値（Ｔｈ０）を設定した場合の応答時間（Ｔｏｆｆ）に比べて悪化することになる。 However, with respect to the first determination circuit 7, the response time (ToffA) when the input signal is switched from on to off is worse than the response time (Toff) when the determination value (Th0) is set near the center. Will be done.
これに対して、第２の熱流センサ６は、第１の熱流センサ５とは検出方向が逆向きに配置されており且つ、熱源抵抗素子９が設けられていることから、入力信号（ＩＮＰＵＴ）のオン／オフに対する極性が第１の熱流センサ５とは逆になっている。そのため、第２の熱流センサ６の出力（ＳｏｕｔＢ）を第１の熱流センサ５と共通する判定値（Ｔｈ１）で判定する場合には、第２の判定回路８の出力（ＨｏｕｔＢ）は、入力信号がオンからオフに切り替わるときに迅速な応答性を示すことになる。
On the other hand, since the second
すなわち、入力信号がオンからオフに切り替わるとき、つまりは、第２の判定回路８の出力（ＨｏｕｔＢ）がオフからオンに切り替わるときの応答時間（ＴｏｎＢ）は、上記した第１の判定回路７による応答時間（ＴｏｆｆＡ）並びに中央付近に判定値（Ｔｈ０）を設定した場合の応答時間（Ｔｏｆｆ）に比べて短くなる。換言すると、第２の熱流センサ６を設けることにより、入力信号がオンからオフに切り替わるときの応答性を改善することができる。
That is, the response time (TonB) when the input signal is switched from on to off, that is, when the output (HoutB) of the
このように、絶縁回路１は、絶縁性を確保しつつ、入力信号がオフからオンに切り替わるときの応答性と、オンからオフに切り替わるときの応答性との双方を改善している。
以上説明した構成によれば、次のような効果を得ることができる。
As described above, the insulation circuit 1 improves both the responsiveness when the input signal is switched from off to on and the responsiveness when the input signal is switched from on to off, while ensuring the insulation property.
According to the configuration described above, the following effects can be obtained.
絶縁回路１は、信号の伝達経路１１に直列に接続されている第１の抵抗素子３および第２の抵抗素子４と、第１の抵抗素子３に対応して設けられ、第１の抵抗素子３の発熱状態に起因して自身に流れる熱流を検出する第１の熱流センサ５と、第２の抵抗素子４に対応して設けられ、第２の抵抗素子４の発熱状態に起因して自身に流れる熱流を検出する第２の熱流センサ６とを備えている。
The insulation circuit 1 is provided corresponding to the
そして、絶縁回路１は、第１の熱流センサ５の出力を予め設定されている判定値と比較することにより入力された信号のオン／オフを判定してその判定結果を出力する第１の判定回路７と、第２の熱流センサ６の出力を第１の熱流センサ５と同じ判定値と比較することにより入力された信号のオン／オフを判定してその判定結果を出力する第２の判定回路８と、を備えている。
Then, the insulation circuit 1 determines on / off of the input signal by comparing the output of the first
つまり、絶縁回路１は、熱流や熱伝導によって、電気的な絶縁性を確保している。これにより、良好な絶縁性を確保することができる。 That is, the insulation circuit 1 secures electrical insulation by heat flow and heat conduction. As a result, good insulation can be ensured.
また、絶縁回路１では、第２の熱流センサ６を挟んで第２の抵抗素子４とは逆側に配置されている熱源を設け、第１の熱流センサ５を熱流の検出方向が第１の抵抗素子３から自身への向きとなるように配置し、第２の熱流センサ６を熱流の検出方向が自身から第２の抵抗素子４への向きとなるように配置している。
Further, in the insulation circuit 1, a heat source arranged on the opposite side of the
これにより、第１の熱流センサ５と第２の熱流センサ６の出力（ＳｏｕｔＡ、ＳｏｕｔＢ）は、入力信号のオン／オフの切り替わりに対する極性が逆になり、共通の判定値（Ｔｈ１）を用いて判定する場合であっても、入力信号がオンからオフに切り替わる際の応答性と、オンからオフに切り替わる際の応答性を共に改善することができる。つまり、基準電圧回路１２から１の基準電圧を出力することにより、換言すると、高い精度が要求される基準電圧回路が１つであっても、入力信号のオフからオンへの切り替わりとオンからオフへの切り替わりとを迅速に検出することができる。
As a result, the outputs (SoutA, SoutB) of the first
したがって、良好な絶縁性を得ることができるとともに、信号がオンからオフに切り替わる場合およびオフからオンに切り替わる場合の双方において同等の性能且つ改善された応答性を得ることができる。 Therefore, good insulation can be obtained, and equivalent performance and improved responsiveness can be obtained both when the signal is switched from on to off and when the signal is switched from off to on.
この場合、基準電圧回路は１つでよいため、高精度の部材を複数用いることによるコストの増加やスペースの増加を抑制することができる。これは、基板２に複数の絶縁回路１を実装すると予想される電子機器２０において、特に有意になる。
In this case, since only one reference voltage circuit is required, it is possible to suppress an increase in cost and an increase in space due to the use of a plurality of high-precision members. This is particularly significant in the
また、このような絶縁回路１を備える電子機器２０によっても、良好な絶縁性を得ることができるとともに、信号がオンからオフに切り替わる場合およびオフからオンに切り替わる場合の双方において同等の性能且つ改善された応答性を得ることができる。
Further, the
ところで、第１の抵抗素子３、第２の抵抗素子４、熱源抵抗素子９、第１の熱流センサ５および第２の熱流センサ６等の部材は、例えば図４に示すように互いに隣り合うように配置することができる。なお、図４および後述する図５、図６では、説明の簡略化のために判定回路等の図示を省略している。
By the way, members such as the
ただし、ＰＬＣ等の電子機器２０では、小型化が求められることがある。このとき、第１の熱流センサ５や第２の熱流センサ６は、上記したように薄く形成されている。また、基板２は、いわゆる多層基板のように内部に部材を配置させることができる。この場合、第１の抵抗素子３や第２の抵抗素子４あるいは熱源抵抗素子９等も配置させることができる。
However, the
そのため、図４に示す第１の抵抗素子３、第２の抵抗素子４、熱源抵抗素子９、第１の熱流センサ５および第２の熱流センサ６等の部材のうち、全ての素子あるいは一部の素子を、基板２の内部に配置することができる。これにより、基板２の表面あるいは裏面において必要になるスペースを削減でき、電子機器２０の小型化を図ることができる。
Therefore, all or some of the members such as the
例えば、図５に示すように、第１の熱流センサ５と第２の熱流センサ６を基板２内に埋め込み、第１の抵抗素子３、第２の抵抗素子４、熱源抵抗素子９を基板２の表面や裏面に配置することができる。このとき、第１の熱流センサ５を挟んで第１の抵抗素子３とは逆側に、金属部材２１を配置することもできる。この場合、金属部材２１は、いわゆるベタパターンと称される配線パターンを採用することができる。これにより、第１の抵抗素子３から第１の熱流センサ５への熱流を相対的に大きくでき、応答性の向上を図ることができる。
For example, as shown in FIG. 5, the first
あるいは、図６に示すように、第１の抵抗素子３と第２の抵抗素子４とを単一の抵抗素子で構成した共通抵抗素子２２で兼用することもできる。具体的には、基板２の表面に共通抵抗素子２２を設け、表面で隣り合うように第１の熱流センサ５を配置し、共通抵抗素子２２の下方の基板２内に第２の熱流センサ６を配置し、基板２の裏面側に熱源抵抗素子９を配置する構成とすることができる。これにより、部材の削減とスペースの削減とを両立させることができる。
Alternatively, as shown in FIG. 6, a
また、実施形態ではオン／オフが切り替わる信号が入力される例を示したが、絶縁回路１は、オン／オフが頻繁に繰り返されるパルス信号に適用することもできるし、連続的に変化するいわゆるアナログ信号に適用することもできる。また、絶縁回路１は、交流信号が入力されている状態をオン、交流信号が入力されていない状態をオフとすることにより、交流信号にも適用することができる。つまり、絶縁回路１は、直流−直流変換装置や交流−直流変換装置にも適用することができる。 Further, in the embodiment, an example in which a signal for switching on / off is input is shown, but the insulation circuit 1 can be applied to a pulse signal in which on / off is frequently repeated, and is so-called continuously changing. It can also be applied to analog signals. Further, the insulation circuit 1 can also be applied to an AC signal by turning on the state in which the AC signal is input and turning off the state in which the AC signal is not input. That is, the insulation circuit 1 can also be applied to a DC-DC converter and an AC-DC converter.
図面中、１は絶縁回路（絶縁型信号伝達装置）、２は基板、３は第１の抵抗素子、４は第２の抵抗素子、５は第１の熱流センサ、６は第２の熱流センサ、７は第１の判定回路、８は第２の判定回路、９は熱源抵抗素子（熱源）、１１は伝達経路、１２は基準電源回路、２０は電子機器、２１は金属部材、２２は共通抵抗素子（第１の抵抗素子および第２の抵抗素子）を示す。 In the drawing, 1 is an insulated circuit (insulated signal transmitter), 2 is a substrate, 3 is a first resistance element, 4 is a second resistance element, 5 is a first heat flow sensor, and 6 is a second heat flow sensor. , 7 is the first determination circuit, 8 is the second determination circuit, 9 is the heat source resistance element (heat source), 11 is the transmission path, 12 is the reference power supply circuit, 20 is the electronic device, 21 is the metal member, and 22 is common. A resistance element (first resistance element and second resistance element) is shown.
Claims (6)
前記第１の抵抗素子に対応して設けられ、当該第１の抵抗素子の発熱状態に起因して自身に流れる熱流を検出する第１の熱流センサと、
前記第２の抵抗素子に対応して設けられ、当該第２の抵抗素子の発熱状態に起因して自身に流れる熱流を検出する第２の熱流センサと、
常時発熱しており、前記第２の熱流センサを挟んで前記第２の抵抗素子とは逆側に配置されている熱源と、
１つの基準電圧を出力する基準電圧回路と、
前記第１の熱流センサの出力と前記基準電圧回路から出力された前記基準電圧とを比較することにより、入力された入力信号のオン／オフを判定してその判定結果を出力する第１の判定回路と、
前記第２の熱流センサの出力と前記第１の熱流センサと同じ前記基準電圧とを比較することにより、入力された入力信号のオン／オフを判定してその判定結果を出力する第２の判定回路と、
を備え、
前記第１の熱流センサは、熱流の検出方向が前記第１の抵抗素子から自身への向きとなるように配置され、
前記第２の熱流センサは、熱流の検出方向が自身から前記第２の抵抗素子への向きとなるように配置されていることを特徴とする絶縁型信号伝達装置。 A first resistance element and a second resistance element connected in series with the input signal transmission path,
A first heat flow sensor provided corresponding to the first resistance element and detecting a heat flow flowing through itself due to the heat generation state of the first resistance element, and a first heat flow sensor.
A second heat flow sensor provided corresponding to the second resistance element and detecting a heat flow flowing through itself due to the heat generation state of the second resistance element, and a second heat flow sensor.
A heat source that is constantly generating heat and is arranged on the opposite side of the second resistance element with the second heat flow sensor in between.
A reference voltage circuit that outputs one reference voltage,
By comparing the output of the first heat flow sensor with the reference voltage output from the reference voltage circuit, the first determination of determining on / off of the input signal and outputting the determination result. Circuit and
By comparing the output of the second heat flow sensor with the reference voltage which is the same as that of the first heat flow sensor, a second determination of determining on / off of the input signal and outputting the determination result. Circuit and
With
The first heat flow sensor is arranged so that the heat flow detection direction is the direction from the first resistance element to itself.
The second heat flow sensor is an isolated signal transmission device characterized in that the second heat flow sensor is arranged so that the heat flow detection direction is the direction from itself to the second resistance element.
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