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JP2015139222A - インバータの端子回路 - Google Patents

インバータの端子回路 Download PDF

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Abstract

【課題】本発明は、一つの端子台を介してオープンコレクタ出力とパルス出力を全部処理できる端子回路を提供して、端子台の数を減らし費用を減少させるインバータの端子回路を提供する。【解決手段】本発明の回路は、入出力信号を電気的に絶縁して、入力として第１ポートからオープンコレクタ出力信号またはパルス出力信号を受信して、第１出力として第２ポートに出力するフォトカプラと、フォトカプラの第２出力にベース（Ｂ）が連結されるトランジスタと、トランジスタのベース（Ｂ）とエミッタ（Ｅ）に連結されるバイアス抵抗と、を含む。【選択図】図２

Description

本発明は、インバータの端子回路に関するものである。
一般に、インバータの電気的な出力は、種々の端子を介して出力され、端子回路が具現されるハードウェアを通常、端子台という。
図１ａ及び図１ｂは、従来インバータで用いられる端子を示す回路図であり、図１ａは、オープンコレクタ（ｏｐｅｎ ｃｏｌｌｅｃｔｏｒ）出力に関する端子の回路図であり、図１ｂは、パルス出力に関する端子の回路図である。
図１ａにおいて、オープンコレクタ出力信号は、ポートＡに入力されてフォトカプラとトランジスタを介してポートＢに出力され、図１ｂにおいて、パルス出力信号は、ポートＣに入力されてトランジスタを介してポートＤに出力されることがわかる。
このように、インバータにおいて、オープンコレクタ出力とパルス出力は、各々その機能が独立的であるが、このような各々の端子が別個に構成されて、別の端子台に出力されるので、インバータ入出力部の大きさを小型化するに制約があり、また、端子台の数が増加するので、インバータの費用が増加する問題点がある。
本発明が解決しようとする技術的課題は、一つの端子台を介してオープンコレクタ出力とパルス出力を全部処理できる端子回路を提供して、端子台の数を減らして費用を減少させるインバータの端子回路を提供することである。
前記のような技術的課題を解決するために、本発明の一実施形態のインバータ端子回路は、入出力信号を電気的に絶縁し、入力として第１ポートからオープンコレクタ出力信号またはパルス出力信号を受信して、第１出力端子を介して第２ポートに出力するフォトカプラと、前記フォトカプラの第２出力端子にベース（Ｂ）端子が連結されるトランジスタと、前記トランジスタのベース（Ｂ）端子とエミッタ（Ｅ）端子に連結されるバイアス抵抗と、を含み、前記パルス出力信号のデューティ比が一定範囲内にあるように前記バイアス抵抗の抵抗値が決定されることでもよい。
本発明の一実施形態において、ユーザ入力部から入力されるインバータパラメータによってオープンコレクタ出力信号またはパルス出力信号のうちいずれか一つを前記第１ポートに受信することができる。
本発明の一実施形態において、前記フォトカプラの第１出力端子と前記第２ポートとの間に連結されるプルアップ抵抗をさらに含んでもよい。
前記のような本発明は、オープンコレクタ出力機能とパルス出力機能を用いる二つの端子を兼用化して、インバータ端子の大きさを減らし、パルス出力時デューティ補償設計を提供することができる。
また、パラメータ設定を介してオープンコレクタ出力機能とパルス出力機能の中から各機能を選択することができるようにして、二つの機能間の切り替えが自由になる効果がある。
従来インバータで用いられる端子を示す回路図である。 従来インバータで用いられる端子を示す回路図である。 本発明の一実施形態に係るインバータ端子回路図である。 パルス出力における実際のパルスと補償によるパルスを説明するための一例示図である。 パルス出力における実際のパルスと補償によるパルスを説明するための一例示図である。
本発明は、多様な変更を加えることができて、多様な実施形態を有することができ、特定実施形態を図面に例示して詳細に説明する。しかし、これは本発明を特定の実施形態に限定しようとするものではなく、本発明の思想及び技術範囲に含まれる全て変更、均等物乃至代替物を含むものと理解されなければならない。
以下、添付図面を参照して本発明に係る好ましい一実施形態を詳細に説明する。
図２は、本発明の一実施形態に係るインバータ端子回路図である。
図面に示したように、本発明の端子回路は、ポートＥを介してオープンコレクタ出力信号またはパルス出力信号が入力され、フォトカプラ１０を介してポートＦにオープンコレクタ出力信号またはパルス出力信号が出力されてもよい。従って、ポートＦは、オープンコレクタ出力信号を入力にする装備またはパルス出力信号を入力にする装備に連結されてもよい。
本発明では、図１ａ及び図１ｂで、オープンコレクタ出力端子であるポートＢとパルス出力端子であるポートＤを兼用化して単一回路を構成し、ポートＢで二つの出力が共に出力されるようにした。
即ち、本発明の端子回路において、ポートＥは、端子回路の入力ポートであり、ポートＦは、端子回路の出力ポートである。従って、トランジスタ（ＴＲ１）を介してポートＥに入力されたパルス出力信号またはオープンコレクタ出力信号は、フォトカプラ１０、バイアス抵抗（Ｒｂｉａｓ）、トランジスタ（ＴＲ２）を介してポートＦに出力されてもよい。バイアス抵抗（Ｒｂｉａｓ）は、トランジスタ（ＴＲ２）のベース（Ｂ）端子とエミッタ（Ｅ）端子に連結されてもよい。
フォトカプラ１０は、フォトカプラの入力信号と出力信号を電気的に絶縁するのに用いることができる。フォトカプラ１０の第１出力端子は、ポートＦと連結されて、第２出力は、トランジスタ（ＴＲ２）のベース端子と連結されてもよい。
ユーザは、インバータに連結されたユーザ入力部（例えば、ヒューマンマシンインターフェース（Ｈｕｍａｎ−Ｍａｃｈｉｎｅ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ、ＨＭＩ））（図示せず）を介してインバータパラメータを確認して、該当端子がオープンコレクタ出力端子として用いられているのか、または、パルス出力端子として用いられているのか確認することができる。
出力ポートＦ（または、トランジスタ（ＴＲ２）のコレクタ（Ｃ））に連結されたプルアップ抵抗２０は、パルス出力信号を入力とする装備に応じてその使用の可否が決定される。もし、パルス出力信号を入力にする装備がオープンコレクタ型パルス入力を受信する場合、プルアップ抵抗２０の結線が要求されない。例えば、パルスメーター器装備中にオープンコレクタ型パルス入力が可能な場合がある。もし、オープンコレクタ型パルス入力を受信しない装備がパルス入力のために連結される場合、プルアップ抵抗２０が連結される。
プルアップ抵抗２０の抵抗値は、時定数を考慮して決定されてもよい。時定数とは、ある回路が外部からの入力にどの程度早くまたは遅く反応可能かを示す指標であり、回路の性格により変わるものである。従って、プルアップ抵抗２０の抵抗は、回路の時定数を考慮して決定されてもよい。
本発明の端子回路を介してパルスが出力される場合、オープンコレクタ出力として用いる回路をパルス出力として用いることであるため、パルス出力を保障する時定数の選定が要求される。即ち、本発明の端子回路は、パルス出力時、時定数によってパルス出力信号の立ち上がり時間（ｒｉｓｉｎｇ ｔｉｍｅ）及び下降時間（ｆａｌｌｉｎｇ ｔｉｍｅ）が発生するようになり、この時間はパルス出力信号のデューティ（ｄｕｔｙ）に影響を及ぼすことになる。
図３ａ及び図３ｂは、パルス出力における実際のパルスと補償によるパルスを説明するための一例であり、図３ａは、１ｋＨｚの周波数でパルスが出力される場合を、図３ｂは、３２ｋＨｚの周波数でパルスが出力される場合を示した。
まず図３ａを見ると、１ｋＨｚの周波数で５０％のデューティ比でパルスが出力される場合、下降時間と立ち上がり時間によって５０％以下にデューティ比が減少することが分かる。本発明では、パルス出力を保障する時定数の選定のために、フォトカプラ１０のバイアス抵抗（Ｖｂｉａｓ）値を決めることができる。
一方、図３ｂを見ると、３２ｋＨｚの周波数で５０％のデューティ比でパルスが出力される場合、早い周波数によって図３ａに比べてパルスのデューティ比がより減少することを確認することができる。本発明では、パルスのデューティ比を一定範囲内にあることを保障するために、フォトカプラ１０のバイアス抵抗値を適切に設計することができる。
本発明では、パルス出力信号を出力するのか、またはオープンコレクタ出力信号を出力するのかは、インバータパラメータの設定を介して可能である。ユーザは、ユーザ入力部（例えば、ＨＭＩ）を介してインバータパラメータを設定して、これによりオープンコレクタ出力信号を出力したりまたはパルス出力信号だけを出力することができる。
以上、本発明に係る実施形態が説明されたが、これは例示的なものに過ぎず、当分野で通常の知識を有する者であれば、これから多様な変形及び均等な範囲の実施形態が可能である点を理解するであろう。従って、本発明の真の技術的保護範囲は次の特許請求の範囲によって決まらなければならない。
１０ フォトカプラ
２０ プルアップ抵抗

Claims (3)

  1. 入出力信号を電気的に絶縁して、入力として第１ポートからオープンコレクタ出力信号またはパルス出力信号を受信して、第１出力端子を介して第２ポートに出力するフォトカプラと、
    前記フォトカプラの第２出力端子にベース（Ｂ）端子が連結されるトランジスタと、
    前記トランジスタのベース（Ｂ）端子とエミッタ（Ｅ）端子に連結されるバイアス抵抗と、を含み、前記パルス出力信号のデューティ比が一定範囲内にあるように前記バイアス抵抗の抵抗値が決定されることを特徴とする、インバータ端子回路。
  2. ユーザ入力部から入力されるインバータパラメータによってオープンコレクタ出力信号またはパルス出力信号のうちいずれか一つを前記第１ポートを介して受信することを特徴とする、請求項１に記載のインバータ端子回路。
  3. 前記フォトカプラの第１出力端子と前記第２ポートとの間に連結されるプルアップ抵抗をさらに含むことを特徴とする、請求項１または２に記載のインバータ端子回路。
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