JPS6244367Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は例えばフイードバツク制御装置、直
流電圧制御装置に用いられ、主回路の直流高電圧
を検出し、この直流高電圧の大きさに比例した電
圧を、主回路とは絶縁された制御回路に発生させ
る電圧検出用絶縁器の改良に関する。

第１図および第２図はこの種従来の電圧検出用
絶縁器の異る例を示す回路図である。すなわち、
第１図において発振トランス１の入力巻線にはト
ランジスタ２，３、抵抗４，５，６、ダイオード
７，８，９、直流電源１０が接続され、これらに
よつて自励発振回路が構成されている。一方発振
トランス１の各出力巻線１１，１２，１３，１４
には方形波交流電圧が発生し、この電圧によりト
ランジスタ１５，１６，１７，１８，１９，２
０，２１，２２がオン、オフするように構成され
ている。また入力端子には図示しない主回路の直
流高電圧Ｖが検出され、この検出電圧Ｖは抵抗２
５，２６にて分圧した電圧により、トランジスタ
１５，１７と１６，１８とが交互にスイツチング
され、これによつて絶縁トランス２７の一次巻線
に電圧が供給されるようになつている。この絶縁
トランス２７の一次側の誘起起電力はトランジス
タ１９，２１と２０，２２とが交互にスイツチン
グされこれが平滑用抵抗３７、平滑用コンデンサ
３８によつて積分されて負荷２８に伝達されるよ
うになつている。なおトランジスタ１５，１７，
１９，２１は同時にオンオフするようになつてい
る。図中の発振トランス１および絶縁トランス２
７に示す黒点は巻線の極性を示し、２９〜３６は
安定用抵抗を示している。このような構成のもの
において、検出電圧Ｖは抵抗２５，２６により分
圧されて絶縁トランス２７に供給され、絶縁トラ
ンス２７の巻数比に比例した電圧が負荷２８に供
給される。

ところがこのような構成の電圧検出用絶縁器に
用いる発振トランス１は方形波交流電圧を発生さ
せるため、角形ヒステリシス特性を持つ鉄心を使
用しなければならず、しかも環状の焼結鉄心であ
るため高価であり、高電圧に使用する場合絶縁ト
ランス２７の耐電圧のみでなく、発振トランス１
の巻線間の耐電圧も問題となる。

第２図はこのような問題を解決するため、高価
な発振トランス１を使用せず、ホトダイオード−
ホトトランジスタによる光結合により電気的に絶
縁し、高耐電圧で安価な電圧検出用絶縁器を可能
したものである。すなわち第２図において、入力
端子４１，４２に、端子４１が陽極となるように
直流電圧が加つた場合発振器４３によりホトダイ
オード４４に、発振器４３の発振周波数で通電さ
せるため、ホトトランジスタ４５は発振周波数に
よりスイツチングがくり返される。ホトトランジ
スタ４５がオンし、トランジスタ４６がオンする
と、絶縁トランス４７の一次側巻線には検出電圧
Ｖが抵抗４８と４９により分圧された電圧が加わ
り、絶縁トランス４７の巻数比に比例した電圧が
絶縁トランス４７の二次側に誘起され、ダイオー
ド５０により整流されて負荷５１に加わる。なお
抵抗５２，５３はホトトランジスタ４５およびト
ランジスタ４６の安定用抵抗、コンデンサ５４は
抵抗４９に加わる電圧を一定にするためのもので
ある。ダイオード５５および定電圧ダイオード５
６はトランジスタ４６がオフするときに、絶縁ト
ランス４７の一次側に発生する逆起電力を抑え、
トランジスタ４６の破壊防止のためのものであ
る。コンデンサ５７は電圧を平滑するためのもの
である。次にホトトランジスタ４５およびトラン
ジスタ４６がオフのときは、ダイオード５５の順
電圧降下と、定電圧ダイオード５６のツエナー電
圧の和の電圧の巻数比に比例した電圧が、絶縁ト
ランス４７の二次電圧と逆位相に誘起されるが、
ダイオード５０により阻止される。

第２図で用いられるホトトランジスタ４５は一
般トランジスタ４６に比べ増幅率が大きいため、
ベース、コレクタ間の等価静電容量が大きくな
る。そのため、コレクタ電位が変動するような回
路で使用した場合スイツチング速度が遅くなる。
この一例を第３図および第４図を参照して説明す
る。すなわち第３図の発振回路６１からホトダイ
オード６２には第４図の電流IFが流れ、またホ
トトランジスタ６３と抵抗６４，６５、電源６６
からなるエミツタ接地回路のホトトランジスタ６
３のエミツタ−コレクタ間には電圧VOUTが出
力される。第４図から明らかなようにホトトラン
ジスタ６３のオフ時間が大きくなり、発振回路６
１の周波数を上げることができない。そのため第
２図の絶縁器において出力リツプルを減少させよ
うとすると、コンデンサ５７の静電容量を大きく
しなければならず、反面静電容量を大きくするこ
とにより絶縁器の応答が遅くなる欠点がある。

この考案はこのような事情にかんがみてなされ
たもので、チヨツパ周波数を上げるように構成す
ることにより、フイルタ時定数を下げ応答時間を
速めることができる電圧検出用絶縁器を提供する
ことを目的とする。

以下この考案の実施例について図面を参照して
説明する。第５図はこの考案の一実施例を示す回
路図であるが、第２図と異る点についてのみ説明
し、第２図と同一部分には同一符号を付してその
説明を省略する。すなわち入力端子４１と入力端
子４２との間に、抵抗６８とダイオード６９，７
０の直列回路を接続し、ダイオード６９，７０に
並列にコンデンサ７１を接続し、ダイオード６９
とコンデンサ７１との接続点にホトトランジスタ
４５のコレクタ（第２図ではトランジスタ４６の
コレクタに接続されている）を接続し、また抵抗
４９に直列にダイオード７２を接続した点であ
る。

以下このような構成の動作について第６図を参
照し説明する。すなわち第５図において入力端子
４１，４２に、入力端子４１が陽極となるように
直流電圧が加わつた場合、発振器４３によりホト
ダイオード４４は通電をくり返し、これにともな
つてホトトランジスタ４５およびトランジスタ４
６はスイツチングをくり返す。ホトトランジスタ
４５のコレクタ電位は入力直流電圧より抵抗６８
を介してダイオード６９，７０に流れる電流によ
り得られるダイオード順方向の電圧降下である。
ダイオード６９，７０の順方向の電圧降下は順方
向の電流の大きさにかかわらずほぼ一定であるか
ら、入力電圧の変動にかかわりなくほぼ一定とな
る。従つて第６図に示すホトダイオード４４の通
電電流IFとホトトランジスタ４５のコレクタ−
エミツタ間電圧VCEとから明らかなごとく、ホ
トトランジスタ４５のオフ時間が短かくなり、発
振周波数を上げることができる。トランジスタ４
６がオンのときに絶縁トランス４７の一次側に加
わる電圧は、抵抗４８と４９、ダイオード７２に
より分圧される抵抗４８とダイオード７２との電
圧降下の和である。絶縁トランス４７の二次側に
は、一次電圧と絶縁トランス４７の巻数比に比例
した電圧が誘起され、その誘起起電力はダイオー
ド５０に整流され、かつコンデンサ５７により平
滑されて負荷５１に与えられる。またトランジス
タ４６がオフの時は絶縁トランス４７の二次電圧
はダイオード５０により阻止され、コンデンサ５
７の放電電圧が負荷５１に加えられる。なおダイ
オード７２は出力電圧のダイオード５０による電
圧降下分を補正するように作用する。

第７図はこの考案の他の実施例を示す回路図で
あり、第５図のものは絶縁トランス４７の二次側
にダイオード５０が１個しか挿入されていないの
で半サイクルしか整流されず、リツプルが大きい
のを、小さくするようにしたものである。すなわ
ち、入力端子４１，４２間に抵抗７３，７４およ
びダイオード７５の直列回路を接続し、絶縁トラ
ンス４７の一次側の中性点タツプと抵抗７３，７
４との接続点を接続するとともに、この接続点に
コンデンサ７６の一端を接続し、コンデンサ７６
の他端を入力端子４２に接続する。また発振器４
３の出力側に別のホトダイオード７７を接続し、
これによつて動作するホトトランジスタ７８のコ
レクタを抵抗６８とダイオード６９との接続点に
接続し、このエミツタと絶縁トランス４７の一次
巻線の一端との間にトランジスタ７９のベースと
コレクタを接続する。フオトトランジスタ７８の
ベースと入力端子４２との間およびエミツタと入
力端子４２との間に、それぞれ抵抗８０，８１を
接続する。絶縁トランス４７の二次巻線の中性点
タツプをダイオード５０に一端が接続されている
平滑用コンデンサ５７、平滑用抵抗５１の他端を
接続し、接続トランス４７の二次巻線の一端とダ
イオード５０のアノード間に別のダイオード８２
を接続する。

以下このように構成した電圧検出用絶縁器の動
作について第８図を参照して説明する。すなわち
入力端子４１，４２に、入力端子４１が陽極とな
るように直流電圧が加わつた場合、ホトトランジ
スタ７８，４５は、第８図のごとく位相が180゜
ずれてスイツチングをくり返しているものとす
る。このとき、トランジスタ７９はホトトランジ
スタ７８がオンのときオンし、トランジスタ４６
はホトトランジスタ４５がオンのときにオンす
る。絶縁トランス４７の中性点と端子４２との間
に加わる電圧は、抵抗７３と７４とダイオード７
５により分圧された抵抗７４とダイオード７５の
電圧降下の和であり、絶縁トランス４７の二次巻
線に発生する電圧は、前述の分圧された電圧と、
絶縁トランス４７の巻数比に比例した電圧がホト
トランジスタ７８がオンするか、ホトトランジス
タ４５がオンするかにより、誘起電力の方向を異
にして生じる。このときホトトランジスタ７８お
よび４５のコレクタ電位は、前述の実施例と同様
に入力直流電圧を利用し、抵抗６８を介してダイ
オード６９，７０の順方向の電圧降下分であるた
め、一定となつており、ホトトランジスタ７８，
４５のスイツチング時間が短かくなり、スイツチ
ング周波数を上げることが可能となる。絶縁トラ
ンス４７にの二次巻線に発生した電圧はダイオー
ド５０，８２により全波整流され、かつコンデン
サ５７により平滑されて負荷５１に印加される。

なおこの考案は前述の実施例の限らず次のよう
に変形して実施できる。第５図の実施例に設けら
れているダイオード７２は絶縁トランス４７の巻
数比等により複数個直列に接続するようにしても
よい。その他この考案の要旨を変更しない範囲で
種々変形して実施できる。

以上述べたこの考案によればホトトランジスタ
のコレクタ電位として、入力直流電圧を利用しダ
イオードの順方向の電圧降下が用いられるので、
ダイオードの順方向の電流の大きさにかかわらず
ほぼ一定であることから、入力直流電圧の変動に
関係なく、ホトトランジスタのコレクタ電位を一
定に保つことができ、これによりホトトランジス
タのスイツチング時間を短くすることができ、チ
ヨツパ周波数を上げることができ、従つて負荷に
加える入力電圧の波形を平滑するコンデンサの容
量を小さくでき、応答速度を上げることができる
電圧検出用絶縁器を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図はそれぞれ異る従来の電圧
検出用絶縁器の回路図、第３図は第２図の欠点を
説明するための回路図、第４図は第３図のホトダ
イオードとホトトランジスタの電流および電圧波
形図、第５図はこの考案による電圧検出用絶縁器
の一実施例を示す回路図、第６図は第５図ホトダ
イオードの通電電流波形およびホトトランジスタ
のコレクタとエミツタ間の電圧波形を示す図、第
７図はこの考案による電圧検出用絶縁器の他の実
施例を示す回路図、第８図は第７図のホトトラン
ジスタのタイミング図である。 ４１，４２……入力端子、４３……発振器、４
４，７７……ホトダイオード、４５，７８……ホ
トトランジスタ、４６，７９……トランジスタ、
４７……絶縁トランス、５０，６９，７０，７
５，８２……ダイオード、５１〜５３，６８，７
３，７４，８０，８１……抵抗、５７……平滑用
コンデンサ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 直流入力電圧をホトトランジスタのスイツチン
   グ作用によりチヨツピングし、絶縁トランスを介
   して負荷に直流電圧を供給する電圧検出用絶縁器
   において、前記ホトトランジスタのコレクタに、
   前記直流入力電圧をダイオードの順方向の電圧降
   下により分圧した電圧を与えるようにした電圧検
   出用絶縁器。