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2008/01/20 15:54
高い入力インピーダンス(5MΩ以上)でDC40Vくらいの電圧を検出したい
入力インピーダンスが5MΩ以上のところに40V印加したときHIGH、LOWを検出したいです。HIGH、LOWの出力部分と入力部分は絶縁されているのが条件です。
宜しくお願いします。
◎──5MΩ── 絶縁───●HIGH or LOW
40V↑ │ │
↓ │ │
◎─────── ───
毎度JOです。
>>HIGH、LOWを検出したい
この変化速度はどれほどでしょう、1秒間に1回? 100万回? 変化する速度によって考え方が変わってきます、
回路を絶縁する為には、トランスやフォトカプラなどによって電気的回路を分離しなければなりません、
この分離した回路の1次側をドライブする必要があります、入力インピダンスが低く大きな電流を取り出す事が出来れば、1次側を直接ドライブする事が出来ます、
今回の場合、入力インピダンスが高く、1次側を直接ドライブする事が出来ません、
そこで1次側をドライブする為の(絶縁された)電源が必要になります、
入力回路 → 1次側ドライブ回路 → フォトカプラなど → 出力
↑
絶縁された電源
この「絶縁された電源」が用意できれば、1次側ドライブ回路は高入力インピダンスの、
CMOS入力のOPアンプやCMOS FETなどで実現出来ます。
どうもありがとうございました。
やはり絶縁された電源が必要なのですね。
ちなみにそんなに変化するものではないのでHIGH、LOWの変化速度は遅くていいと思います。1秒間に10回程度です。
2008/01/20 18:34
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40Vという入力全体が別の電位にあるという
ことでしょうか絶縁する必要がある?どれほどの電圧でしょうか?
その大小によって簡単に差動入力アンプ単独でも可能かもしれません。
どちらにしても電源をどう調達するか?でしょう。
ちょと思ったんだけど40Vもあれば5Mでも結構電流とれるよね。
MOSで回路組めば高感度なSSRをドライブ出来ないかな?速度も要求されないなら信号源から電源をとっちゃうのもありかな?
と思っただけです。
実際の設計はきちんとプロにお願いします。
ありがとうございました。
絶縁は規格できまっていることみたいです。
電流はMAXでもマイクロオーダーです。
2008/01/24 00:21
素直に絶縁アンプと思うのですが何故か前出の先生方は触れていませんけれど
定格上使えないのであろうか?
40Vが問題か?
抵抗分圧で済みそうなのですが
それともやはりコストか?
一発物でなら少々お高くついたとしても試行錯誤する時間を削減出来れば返って安くなると思う
量産市販を考えていらっしゃるなら必ずしも当てはまらないでしょうけれど
計測用絶縁アンプユニット
http://www.asahikeiki.co.jp/digipane/transducer/pt_isolationmodule.html
http://www.toyo.co.jp/pcb/zetsuenamp/index.html
絶縁アンプ素子
http://focus.tij.co.jp/jp/docs/prod/folders/print/iso122.html
http://www.analog.com/jp/prod/0,,759_783_AD202%2C00.html
ありがとうございました。
絶縁アンプ使ったことないですので
勉強します。
2008/01/24 00:19
変換効率の高いフォトカプラを選べば,何とか設計できるのでは?
5MΩの入力インピーダンスに40Vの電圧が印加されれば,入力電流は8μA。駆動側IF=1mAで,変換効率1000%程度のフォトカプラの場合,IF=8μAの変換効率は40%程度と見込めます。つまりは,2次側に8μA×40%=3.2μA程度の電流流せます。負荷抵抗1MΩで,3.2Vの電圧になりますので,通常の方法でH/L検出可能と思います。
ただし,この方法はコストは極めて安いと思いますが,温度特性への配慮やフォトカプラの感度選別など,の課題があると思いますので,このままで利用できる場合は限られると思います。
要求される環境条件(温度,雑音ほか),信頼性,動作速度,許容されるコストなどによってほかの方法を比較検討する必要あると思います。
JOさんの回答が真っ当な方法です。1次側の回路ために電源を作らないで何とか済ませたいとの思いで,直接フォトカプラを駆動する場合を試算してみたものです。
40Vの電圧を発生させる側から,電源を借用できれば都合が良いのですが。
ありがとうございます。
なるほどですね。
μAのフォトカプラを探せばいけそうですね。
2008/01/20 18:37
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