JP3659136B2

JP3659136B2 - AC / DC separation circuit

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Publication number: JP3659136B2
Application number: JP2000207582A
Authority: JP
Inventors: 賢治國吉; 昭彦甲木
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2000-07-07
Filing date: 2000-07-07
Publication date: 2005-06-15
Anticipated expiration: 2020-07-07
Also published as: JP2002026779A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、直流電源電圧に交流信号電圧を重畳した電圧から直流電圧と交流電圧とを分離する交流／直流分離回路に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、２線式の信号線を介して複数台の端末器を接続し、端末器間でデータを授受するとともに、端末器のいずれかを給電端末とし残りの端末器を受電端末として給電端末から受電端末に対して電源を供給するデータ伝送システムが提案されている。この種のデータ伝送システムとしてデータを時分割多重化して伝送する多重伝送システムがあり、この種の多重伝送システムでは、給電端末において直流電源電圧にデータによって変調した交流信号電圧を重畳させ、一方、受電端末において直流電源電圧と交流信号電圧とを分離することによってデータの伝送と電源の供給とを同時に行うものが知られている。このような構成のデータ伝送システムにおいては受電端末に直流電圧と交流電圧とを分離するための交流／直流分離回路が必要になる。
【０００３】
すなわち、図８に示すように、給電端末２においては電源成分である直流電圧Ｖｄｃに信号成分である交流電圧Ｖａｃを重畳して信号線３に送出し、受電端末１においては交流／直流分離回路４を用いて直流電圧Ｖｄｃ１と交流電圧Ｖａｃ１とを分離するのであって、直流電圧Ｖｄｃ１は直流負荷Ｚｄｃに供給され、交流電圧Ｖａｃ１は交流負荷Ｚａｃに供給されるのである。交流／直流分離回路としてもっとも簡単な回路構成としては、キャパシタＣとインダクタＬとを１個ずつ用いる回路構成が考えられる。インダクタＬは直流成分に対しては低インピーダンス交流成分に対して高インピーダンスであるから、信号線３から直流負荷Ｚｄｃへの経路にインダクタＬを挿入することによって直流電圧Ｖｄｃ１を取り出し、キャパシタＣは直流成分に対しては高インピーダンス交流成分に対しては低インピーダンスであるから、信号線３から交流負荷Ｚａｃへの経路にキャパシタＣを挿入することによって交流電圧Ｖａｃ１を取り出すのである。なお、図８において交流負荷Ｚａｃは受電端末１に設けた信号受信回路を意味し、直流負荷Ｚｄｃは受電端末１の動作必要な電源を供給する電源回路を意味する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、信号成分である交流電圧Ｖａｃの周波数が十分に高ければ、図８に示した交流／直流分離回路４でインダクタンスの小さいインダクタＬとキャパシタンスの小さいキャパシタＣとを用いても直流電圧Ｖｄｃ１と交流電圧Ｖａｃ１とを分離することができるが、交流電圧Ｖａｃの周波数が比較的低い場合には、インダクタンスの大きいインダクタＬとキャパシタンスの大きいキャパシタＣとが必要になる。
【０００５】
さらに、上述した構成の多重伝送システムでは２線式の信号線３に複数台の受電端末１が接続されることになるから、各受電端末１の入力インピーダンスが信号線３を介して並列に接続されることになり、信号成分である交流電圧を遠方まで伝送したり、信号線３に接続可能な受電端末１の許容台数を多くしたりするためには、交流電圧に対する受電端末１の入力インピーダンスをできるだけ高くすることが必要である。つまり、図８に示した構成の交流／直流分離回路４では入力インピーダンスを大きくとるためにもインダクタンスの大きいインダクタＬとキャパシタンスの大きいキャパシタＣとが必要になる。
【０００６】
インダクタＬはインダクタンスが大きいほど大型化し、またキャパシタＣもキャパシタンスが大きいほど大型化するのが普通であり、とくにインダクタＬは鉄心に銅線を巻回して形成されているものであるから、寸法が大型化するだけではなく大型化に伴って質量も大幅に増加することになる。その結果、比較的低周波の交流電圧を信号成分として伝送する場合には、受電端末１の大型化や質量増加が避けられないという問題がある。さらに、インダクタＬのインダクタンスが大きくなれば巻線の巻数も増加するから、インダクタＬの巻線による直流抵抗が増加することになり、インダクタＬでの電力損失が大きくなる結果、受電端末１の電力効率が低下するという問題も生じる。
【０００７】
本発明は上記事由に鑑みて為されたものであり、その目的は、大型のインダクタを用いることなく交流電圧と直流電圧を分離可能とし、しかも入力インピーダンスの高い交流／直流分離回路を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、直流電圧に交流電圧が重畳された入力電圧を受けて直流電圧と交流電圧とに分離し、分離後の交流電圧を交流負荷に与えるとともに分離後の直流電圧を直流負荷に与える交流／直流分離回路であって、前記入力電圧から交流電圧を分離し高入力インピーダンスのバッファを通して交流負荷に与える交流電圧取出部と、交流電圧取出部により取り出した交流電圧を用いて前記入力電圧に含まれる交流電圧を打ち消すことにより前記入力電圧に含まれる直流電圧を分離して直流負荷に与える直流電圧取出部とからなり、前記交流電圧取出部が、前記入力電圧から交流電圧を取り出す第１のキャパシタと、第１のキャパシタにより取り出された交流電圧を１倍の利得で増幅し交流負荷に与える前記バッファとしての第１の非反転増幅器と、第１の非反転増幅器の出力端に交流結合され前記入力電圧と第１の非反転増幅器から出力された交流電圧とが各一端に同位相で印加される第１のインダクタとからなるものである。
【００１０】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記第１の非反転増幅器の出力端と前記第１のインダクタとの間に挿入され利得が１前後で調節可能な第２の非反転増幅器が付加されているものである。
【００１１】
請求項３の発明は、請求項１または請求項２の発明において、前記直流電圧取出部は、前記入力電圧に相当する電圧が一端に印加される第２のインダクタと、前記交流電圧取出部から出力された交流電圧を用いて第２のインダクタの前記一端に印加される交流電圧と同振幅かつ逆位相の交流電圧を生成する反転増幅器と、反転増幅器の出力端と第２のインダクタの他端との間に挿入され第２のインダクタと同インダクタンスの第３のインダクタとからなり、第２のインダクタと第３のインダクタの接続点から取り出した直流電圧を前記直流負荷に与えるものである。
【００１２】
請求項４の発明は、請求項１または請求項２の発明において、前記直流電圧取出部は、前記入力電圧に相当する電圧が一端に印加され他端が前記直流負荷に接続される第１巻線と前記交流電圧取出部から出力された交流電圧に相当する交流電圧が印加される第２巻線とが電磁結合されたトランスからなり、第２巻線に印加される交流電圧により第１巻線に誘起される交流電圧が、トランスの第１巻線の前記一端に印加される交流電圧と同振幅であってこの交流電圧を打ち消す極性であって第１巻線の他端から前記直流負荷に直流電圧を与えるものである。
【００１３】
請求項５の発明は、請求項４の発明において、前記交流電圧取出部の出力端と前記トランスの第２巻線の前記一端との間に挿入され利得が１前後で調節可能な第３の非反転増幅器が付加されているものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
（第１の実施の形態）
本実施形態における交流／直流分離回路４は図１に示す構成を有しており、２線式の信号線３のうちの一方の線路は交流負荷Ｚａｃおよび直流負荷Ｚｄｃの２つの入力端の一方と共通に接続される。また、信号線３の他方の線路と直流負荷Ｚｄｃの他方の入力端との間には従来構成と同様にインダクタが挿入される。ただし、本実施形態では信号線３と直流負荷Ｚｄｃとの間に挿入するインダクタとして２個のインダクタＬ１，Ｌ２の直列回路を用いている。
【００１５】
一方、信号線３の他方の線路と交流負荷Ｚａｃとの間にはキャパシタＣ１と利得が１倍である非反転増幅器Ａ１とが挿入され、キャパシタＣ１を通して分離された信号成分である交流電圧が非反転増幅器Ａ１を通して交流負荷Ｚａｃに印加されるように構成されている。つまり、給電端末２によって信号線３に印加されている交流／直流分離回路４への入力電圧のうち電源成分としての直流電圧はキャパシタＣ１により阻止されるから、非反転増幅器Ａ１には信号成分である交流電圧のみが入力され、非反転増幅器Ａ１の出力である交流電圧Ｖａｃ１を交流負荷Ｚａｃに与えることになる。
【００１６】
ところで、本実施形態では、上述した２個のインダクタＬ１，Ｌ２の接続点と非反転増幅器Ａ１の出力端との間にキャパシタＣ２が接続され、インダクタＬ１，Ｌ２の接続点と非反転増幅器Ａ１の出力端とが交流結合されている。また、非反転増幅器Ａ１の出力は利得が１倍である反転増幅器Ａ２に入力され、反転増幅器Ａ２の出力はキャパシタＣ３およびインダクタＬ３を介してインダクタＬ２における直流負荷Ｚｄｃ側の一端に印加される。
【００１７】
次に、本実施形態における交流／直流分離回路４の動作について図２を用いて説明する。図２（ａ）〜（ｅ）は、それぞれ図１に示した点ａ〜ｅに対応する部位の電圧波形である。信号線３に印加された電圧は図２（ａ）のように直流電圧Ｖｄｃに交流電圧Ｖａｃが重畳されたものであり、キャパシタＣ１では直流電圧を阻止して交流電圧のみを非反転増幅器Ａ１に入力するから、非反転増幅器Ａ１からは図２（ｂ）に示す交流電圧Ｖａｃ１が出力される。つまり、交流電圧Ｖａｃ１が交流負荷Ｚａｃに与えられることになる。ここに、非反転増幅器Ａ１から出力される交流電圧Ｖａｃ１の位相は、信号線３に印加された電圧のうちの信号成分である交流電圧Ｖａｃと同位相になる。また、非反転増幅器Ａ１は利得が１であるから交流電圧Ｖａｃと交流電圧Ｖａｃ１とは理想的には振幅も等しくなる。
【００１８】
ところで、インダクタＬ１，Ｌ２の接続点である点ｃはキャパシタＣ２を介して非反転増幅器Ａ１の出力端に接続されているから、点ｃの電位は非反転増幅器Ａ１から出力される交流電圧Ｖａｃ１とキャパシタＣ２の両端電圧との加算電圧になる。つまり、図２（ｃ）のように、直流電圧Ｖｄｃ２に交流電圧Ｖａｃ２を重畳した電圧になり、この交流電圧Ｖａｃ２の位相は、信号線３に印加された電圧のうちの交流電圧Ｖａｃと同位相になり、インダクタＬ１の両端電圧は、直流電圧（Ｖｄｃ−Ｖｄｃ２）に交流電圧（Ｖａｃ−Ｖａｃ２）を重畳した電圧になる。このことから、交流電圧Ｖａｃ２が交流電圧Ｖａｃと等しければ、インダクタＬ１の両端電圧から交流成分を除去できることがわかる。この条件では、インダクタＬ１には交流電流は流れないことになり、信号成分である交流電圧Ｖａｃに対してインダクタＬ１のインピーダンスを等価的に無限大とみなすことが可能になる。また、インダクタＬ１の両端間に印加される直流電圧（Ｖｄｃ−Ｖｄｃ２）は、インダクタＬ１の巻線の直流抵抗による電圧降下になる。以上の説明から明らかなように、キャパシタＣ１，Ｃ２、非反転増幅器Ａ１、インダクタＬ１により交流電圧取出部が構成される。
【００１９】
一方、反転増幅器Ａ２から出力される交流電圧Ｖａｃ３は、図２（ｄ）のように、非反転増幅器Ａ１から出力された交流電圧Ｖａｃ１の位相とは逆位相になる。ここで、反転増幅器Ａ２の利得は１倍であるから交流電圧Ｖａｃ３と交流電圧Ｖａｃ１とは理想的には振幅が等しくなる。この交流電圧Ｖａｃ３はキャパシタＣ３を介してインダクタＬ３の一端に印加されるから、２つのインダクタＬ２，Ｌ３の接続点である点ｅの電位は、交流電圧Ｖａｃ２と交流電圧Ｖａｃ３とが互いに打ち消し合うことにより交流成分がほぼ零になる。交流電圧Ｖａｃ２と交流電圧Ｖａｃ３とは理想的には振幅が一致しているから、インダクタＬ２，Ｌ３のインピーダンスを等しく設定しておくことによって、点ｅの電位の交流成分を零にすることができる。その結果、図１に示す点ｅの電位は直流成分のみが含まれることになり、図２（ｅ）に示すように直流電圧Ｖｄｃ１のみが直流負荷Ｚｄｃに印加されることになる。つまり、インダクタＬ２，Ｌ３とキャパシタＣ３と反転増幅回路Ａ２とにより直流電圧取出部が構成される。ここで、インダクタＬ２の両端間に印加される直流電圧（Ｖｄｃ２−Ｖｄｃ１）は、インダクタＬ２の巻線の直流抵抗による電圧降下になる。なお、キャパシタＣ２を設けていることにより点ｃから非反転増幅器Ａ１への直流電流の流入が阻止され、またキャパシタＣ３を設けていることにより点ｅから反転増幅器Ａ２への直流電流の流入が阻止されている。
【００２０】
以上説明したように、インダクタＬ１の両端に印加する電圧の交流成分を同振幅かつ同位相にすることによって、インダクタＬ１のインダクタンスを等価的に無限大とすることができる。この状態では、交流／直流分離回路４の入力インピーダンスは非反転増幅器Ａ１の入力インピーダンスにより決まるから、非反転増幅器Ａ１として入力インピーダンスの高いものを用いればよい。たとえば、入力段を電圧制御素子であるＭＯＳＦＥＴで構成した非反転増幅器Ａ１を用いれば非反転増幅器Ａ１の入力インピーダンスを高めることができ、結果として交流／直流分離回路４の入力インピーダンスを高めることができる。また、インダクタＬ２とインダクタＬ３との直列回路の両端に印加する電圧の交流成分を同位相にし両インダクタＬ２，Ｌ３の接続点では交流成分を零にすることによって、直流負荷Ｚｄｃには交流成分を除去した直流電圧Ｖｄｃ１のみを印加することができる。
【００２１】
上述した動作から明らかなように、本実施形態では３個のインダクタＬ１〜Ｌ３が必要ではあるが、各インダクタＬ１〜Ｌ３自身のインピーダンスによって交流成分を減衰させる必要がないから、各インダクタＬ１〜Ｌ３にはそれぞれインダクタンスの小さいものを用いることができ、結果的に小型かつ軽量なインダクＬ１〜Ｌ３を用いることができる。また、インダクタＬ１，Ｌ２はインダクタンスが小さいから巻線の巻数も少なくすることができ、インダクタＬ１，Ｌ２による電圧降下を少なくして、結果的に受電端末１の電力効率を従来構成よりも高めることが可能になる。言い換えると、インダクタＬ１，Ｌ２には直流電流が流れるから、巻線の直流抵抗ができるだけ小さいものを用いるのが望ましい。
【００２２】
ところで、理論上は非反転増幅器Ａ１および反転増幅器Ａ２の利得はそれぞれ１倍であればよいが、実際には交流／直流分離回路４の内部での損失を補償するために、非反転増幅器Ａ１と反転増幅器Ａ２との利得は１倍付近で調節可能にしてある。つまり、インダクタＬ１の両端に印加される電圧のうちの交流電圧Ｖａｃ，Ｖａｃ２が等しくなるように非反転増幅器Ａ１の利得を調節することによって、交流／直流分離回路４の入力インピーダンスを高くすることが可能になる。また、インダクタＬ２，Ｌ３の直列回路の両端に印加される電圧のうちの交流電圧Ｖａｃ２，Ｖａｃ３の振幅が等しくなるように反転増幅器Ａ２の利得を調節することによって、交流／直流分離回路４から出力される直流電圧Ｖａｃ１に交流電圧が含まれないように交流成分を除去することが可能になる。なお、非反転増幅器Ａ１および反転増幅器Ａ２には必要に応じて位相補償回路を付加する。
【００２３】
（第２の実施の形態）
本実施形態は、図３に示すように、図１に示した第１の実施の形態に対して非反転増幅器Ａ１の出力端とキャパシタＣ２との間に挿入された非反転増幅器Ａ３を追加したものである。他の構成は第１の実施の形態と同様である。非反転増幅器Ａ３は利得が１付近で調節可能であって、非反転増幅器Ａ３の出力電圧が調整可能になっている。
【００２４】
第１の実施の形態の構成では、インダクタＬ１の両端に印加する電圧を調節して交流／直流分離回路４の入力インピーダンスを高くするための調節を非反転増幅器Ａ１で行い、直流負荷Ｚｄｃに与える直流電圧Ｖｄｃ１から交流成分を除去するための調節を反転増幅器Ａ２で行っているが、非反転増幅器Ａ１を調節すると反転増幅器Ａ２の出力に影響することになる。これに対して、本実施形態の構成では、交流／直流分離回路４の入力インピーダンスを高くするための調節は非反転増幅器Ａ３で行うことができるから、直流負荷Ｚｄｃに与える直流電圧Ｖｄｃ１から交流成分を除去するための反転増幅器Ａ２の調節とは互いに影響を与えることなく独立して行うことができ、調節作業が容易になる。本実施形態の構成では第１の実施の形態に比較すれば、非反転増幅器Ａ３が付加されていることによって部品点数が増加するが、調節の自由度が高くなり細かい調節が可能であるから、第１の実施の形態よりもさらに高い入力インピーダンスを必要とするときには有効である。
【００２５】
（第３の実施の形態）
本実施形態における交流／直流分離回路４は図４に示す構成を有しており、２線式の信号線３のうちの一方の線路は交流負荷Ｚａｃおよび直流負荷Ｚｄｃの２つの入力端の一方と共通に接続される。また、信号線３の他方の線路と直流負荷Ｚｄｃの他方の入力端との間には従来構成と同様にインダクタが挿入される。ただし、本実施形態では信号線３と直流負荷Ｚｄｃとの間に挿入するインダクタとしてインダクタＬ１とトランスＴの第１巻線ｎ１との直列回路を用いている。トランスＴには巻数比が１：１である２巻線型のトランスを用いている。
【００２６】
一方、信号線３の他方の線路と交流負荷Ｚａｃとの間にはキャパシタＣ１と利得が１倍である非反転増幅器Ａ１とが挿入され、キャパシタＣ１を通して分離された信号成分である交流電圧が非反転増幅器Ａ１を通して交流負荷Ｚａｃに印加されるように構成されている。つまり、給電端末２によって信号線３に印加されている交流／直流分離回路４への入力電圧のうち電源成分としての直流電圧はキャパシタＣ１により阻止されるから、非反転増幅器Ａ１には信号成分である交流電圧のみが入力され、非反転増幅器Ａ１の出力である交流電圧Ｖａｃ１を交流負荷Ｚａｃに与えることになる。
【００２７】
本実施形態では、インダクタＬ１とトランスＴの第１巻線ｎ１との接続点にキャパシタＣ２の一端が接続され、キャパシタＣ２の他端が非反転増幅器Ａ１の出力端に接続されており、インダクタＬ１およびトランスＴの第１巻線ｎ１の接続点と非反転増幅器Ａ１の出力端とが交流結合されている。また、非反転増幅器Ａ１の出力はキャパシタＣ４を介してトランスＴの第２巻線ｎ２の一端に接続され、トランスＴの第２巻線ｎ２の他端は信号線３の上記一方の線路と共通に接続される。トランスＴの第１巻線ｎ１と第２巻線ｎ２とは、第２巻線ｎ２にキャパシタＣ４を正極とするように電圧が印加されたときに、第１巻線ｎ１にはインダクタＬ１側が正極となるように電圧が誘起される関係の極性になっている。
【００２８】
次に、本実施形態における交流／直流分離回路４の動作について図５を用いて説明する。図５（ａ）〜（ｄ）（ｆ）は、それぞれ図４に示した点ａ〜ｄ，ｆに対応する部位の電圧波形である。また、図５（ｅ）はトランスＴ１の第１巻線ｎ１の両端電圧である。信号線３に印加された電圧は図５（ａ）のように直流電圧Ｖｄｃに交流電圧Ｖａｃが重畳されたものであり、キャパシタＣ１では直流電圧を阻止して交流電圧のみを非反転増幅器Ａ１に入力するから、非反転増幅器Ａ１からは図５（ｂ）に示す交流電圧Ｖａｃ１が出力される。つまり、交流電圧Ｖａｃ１が交流負荷Ｚａｃに与えられることになる。非反転増幅器Ａ１から出力される交流電圧Ｖａｃ１の位相は、信号線３に印加された電圧のうちの信号成分である交流電圧Ｖａｃと同位相になる。また、非反転増幅器Ａ１の利得が１倍であるから、交流電圧Ｖａｃ１と交流電圧Ｖａｃとは理想的には振幅も等しくなる。
【００２９】
ところで、インダクタＬ１とトランスＴの第１巻線ｎ１と接続点である点ｃはキャパシタＣ２を介して非反転増幅器Ａ１の出力端に接続されているから、点ｃの電位は非反転増幅器Ａ１から出力される交流電圧Ｖａｃ１とキャパシタＣ２の両端電圧との加算電圧になる。つまり、図５（ｃ）のように、直流電圧Ｖｄｃ２に交流電圧Ｖａｃ２を重畳した電圧になり、この交流電圧Ｖａｃ２の位相は、信号線３に印加された電圧のうちの交流電圧Ｖａｃと同位相になり、インダクタＬ１の両端電圧は、直流電圧（Ｖｄｃ−Ｖｄｃ２）に交流電圧（Ｖａｃ−Ｖａｃ２）を重畳した電圧になる。このことから、交流電圧Ｖａｃ２が交流電圧Ｖａｃに等しければ、インダクタＬ１の両端電圧から交流成分を除去できることがわかる。この条件ではインダクタＬ１には交流電流は流れないことになり、信号成分である交流電圧Ｖａｃに対してインダクタＬ１のインピーダンスを等価的に無限大とみなすことが可能になる。また、インダクタＬ１の両端間に印加される直流電圧（Ｖｄｃ−Ｖｄｃ２）は、インダクタＬ１の巻線の直流抵抗による電圧降下になる。以上の説明から明らかなように、キャパシタＣ１，Ｃ２、非反転増幅器Ａ１、インダクタＬ１により交流電圧取出部が構成される。
【００３０】
一方、トランスＴの第２巻線ｎ２にキャパシタＣ４を通して点ｄに印加される交流電圧Ｖａｃ３は、図５（ｄ）に示すように、非反転増幅器Ａ１の出力電圧Ｖａｃ１をキャパシタＣ４を介して交流結合したものである。したがって、トランスＴの第１巻線ｎ１の両端間には交流電圧Ｖａｃ３に等しい振幅と位相とを有する図５（ｅ）のような交流電圧Ｖａｃ４が誘起される。その結果、トランスＴ１の第１巻線ｎ１における直流負荷Ｚｄｃ側の一端である点ｆの電位は、図５（ｆ）のように、インダクタＬ１とトランスＴの接続点の電圧Ｖｄｃ２＋Ｖａｃ２からトランスＴの第１巻線ｎ１に誘起される交流電圧Ｖａｃ４を差し引いた電圧になる。ここで、交流電圧Ｖａｃ２と交流電圧Ｖａｃ４とは理想的には同振幅かつ同位相であるから、点ｆには直流電圧Ｖｄｃ２のみが現れ、直流負荷Ｚｄｃには直流電圧Ｖｄｃ１のみが与えられることになる。なお、トランスＴの第１巻線ｎ１の両端間に印加される直流電圧（Ｖｄｃ２−Ｖｄｃ１）は、トランスＴの第１巻線ｎ１の直流抵抗による電圧降下になる。つまり、トランスＴとキャパシタＣ４とにより直流電圧取出部が構成される。トランスＴの第２巻線ｎ２に接続されているキャパシタＣ４は本実施形態では必須ではないが、キャパシタＣ４を設けておけば、非反転増幅器Ａ１の出力に非反転増幅器Ａ１のオフセットやドリフトなどの影響で直流成分が含まれていても、直流成分がトランスＴの第２巻線ｎ２に流れるのを防止することができる。
【００３１】
以上説明したように、本実施形態では、インダクタＬ１の両端に印加する電圧の交流成分を同振幅かつ同位相にすることによって、インダクタＬ１のインダクタンスを等価的に無限大とすることができる。この状態では、交流／直流分離回路４の入力インピーダンスは非反転増幅器Ａ１の入力インピーダンスにより決まるから、非反転増幅器Ａ１として入力インピーダンスの高いものを用いればよい。たとえば、入力段を電圧制御素子であるＭＯＳＦＥＴで構成した非反転増幅器Ａ１を用いれば非反転増幅器Ａ１の入力インピーダンスを高めることができ、結果として交流／直流分離回路４の入力インピーダンスを高めることができる。また、インダクタＬ１の一端にトランスＴの第１巻線ｎ１を介して直流負荷Ｚｄｃを接続してあり、トランスＴの第２巻線ｎ２に非反転増幅器Ａ１の出力電圧に相当する交流電圧Ｖａｃ３を印加することによって、インダクタＬ１とトランスＴの第１巻線ｎ１との接続点の電位に含まれる交流電圧Ｖａｃ２を打ち消す交流電圧Ｖａｃ４を誘起しているから、トランスＴの第１巻線ｎ１の一端に接続された直流負荷Ｚｄｃには交流成分を除去した直流電圧Ｖｄｃ１のみを印加することができる。
【００３２】
上述した動作から明らかなように、本実施形態ではインダクタＬ１とトランスＴとを必要としているが、インダクタＬ１自身のインピーダンスやトランスＴ自身のインピーダンスによって交流成分を減衰させる必要がないから、インダクタＬ１およびトランスＴにはそれぞれインダクタンスの小さいものを用いることができ、結果的に小型かつ軽量なインダクタＬ１およびトランスＴを用いることができる。また、インダクタＬ１およびトランスＴはインダクタンスが小さいから巻線の巻数も少なくすることができ、インダクタＬ１およびトランスＴによる電圧降下を少なくして、結果的に受電端末１の電力効率を従来構成よりも高めることが可能になる。言い換えると、インダクタＬ１およびトランスＴには直流電流が流れるから、巻線の直流抵抗ができるだけ小さいものを用いるのが望ましい。
【００３３】
ところで、理論上は非反転増幅器Ａ１の利得はそれぞれ１倍であればよいが、実際には交流／直流分離回路４の内部での損失を補償するために、非反転増幅器Ａ１の利得は１倍付近で調節可能にしてある。つまり、インダクタＬ１の両端に印加される電圧のうちの交流電圧Ｖａｃ，Ｖａｃ２が等しくなるように非反転増幅器Ａ１の利得を調節することによって、交流／直流分離回路４の入力インピーダンスを高くすることが可能になる。なお、非反転増幅器Ａ１には必要に応じて位相補償回路を付加する。
【００３４】
（第４の実施の形態）
本実施形態は、図６に示すように、図４に示した第３の実施の形態に対して非反転増幅器Ａ１の出力端とキャパシタＣ４との間に挿入された非反転増幅器Ａ５を追加したものである。他の構成は第３の実施の形態と同様である。非反転増幅器Ａ５は利得が１付近で調節可能であって、非反転増幅器Ａ５の出力電圧が調整可能になっている。
【００３５】
第３の実施の形態の構成では、インダクタＬ１の両端に印加する電圧を調節して交流／直流分離回路４の入力インピーダンスを高くするための調節を非反転増幅器Ａ１で行っているが、非反転増幅器Ａ１を調節するとトランスＴの第２巻線ｎ２に印加する交流電圧Ｖａｃ３に影響することになる。これに対して、本実施形態の構成では、交流／直流分離回路４の入力インピーダンスを高くするための調節は非反転増幅器Ａ１で行い、直流負荷Ｚｄｃに与える直流電圧Ｖｄｃ１から交流成分を除去するためにトランスＴの第２巻線ｎ２に印加する電圧の調整は非反転増幅器Ａ５により調節するから、非反転増幅器Ａ１の調節後に非反転増幅器Ａ５の調節を行えば、非反転増幅器Ａ１の調節による影響を除去してトランスＴの第２巻線ｎ２への印加電圧を調節することができ、結果的に調節作業が容易になる。つまり、本実施形態の構成では第３の実施の形態に比較すれば、非反転増幅器Ａ５が付加されていることによって部品点数が増加するが、調節の自由度が高くなり細かい調節が可能であるから、第３の実施の形態に比較すると、直流負荷Ｚｄｃに与える直流電圧Ｖｄｃ１を分離して取り出す精度をより高くすることができる。なお、本実施形態ではキャパシタＣ４は、非反転増幅器Ａ１，Ａ５のオフセットやドリフトにより生じる直流成分がトランスＴの第２巻線ｎ２に流れるのを防止するために用いているが、キャパシタＣ４は必須というわけではない。他の構成および動作は第３の実施の形態と同様である。なお、トランスＴの２つの巻線の極性の組み合わせを変えて符号Ａ５のものを反転増幅器としても同様の効果を得ることができる。
【００３６】
（第５の実施の形態）
本実施形態は、図７に示すように、図６に示した第４の実施の形態に対して非反転増幅器Ａ１の出力端とキャパシタＣ２との間に挿入された非反転増幅器Ａ３を追加したものである。他の構成は第４の実施の形態と同様である。非反転増幅器Ａ３は利得が１付近で調節可能であって、非反転増幅器Ａ３の出力電圧が調整可能になっている。
【００３７】
第４の実施の形態の構成では、インダクタＬ１の両端に印加する電圧を調節して交流／直流分離回路４の入力インピーダンスを高くするための調節を非反転増幅器Ａ１で行い、直流負荷Ｚｄｃに与える直流電圧Ｖｄｃ１から交流成分を除去するための調節を非反転増幅器Ａ５で行っているが、非反転増幅器Ａ１を調節すると非反転増幅器Ａ５の出力に影響することになる。これに対して、本実施形態の構成では、交流／直流分離回路４の入力インピーダンスを高くするための調節は非反転増幅器Ａ３で行うことができるから、直流負荷Ｚｄｃに与える直流電圧Ｖｄｃ１から交流成分を除去するための非反転増幅器Ａ５の調節とは互いに影響を与えることなく独立して行うことができ、調節作業が容易になる。本実施形態の構成では第４の実施の形態に比較すれば、非反転増幅器Ａ３が付加されていることによって部品点数が増加するが、調節の自由度が高くなり細かい調節が可能であるから、第４の実施の形態よりもさらに高い入力インピーダンスを必要とするときには有効である。
【００３８】
【発明の効果】
請求項１の発明は、直流電圧に交流電圧が重畳された入力電圧を受けて直流電圧と交流電圧とに分離し、分離後の交流電圧を交流負荷に与えるとともに分離後の直流電圧を直流負荷に与える交流／直流分離回路であって、前記入力電圧から交流電圧を分離し高入力インピーダンスのバッファを通して交流負荷に与える交流電圧取出部と、交流電圧取出部により取り出した交流電圧を用いて前記入力電圧に含まれる交流電圧を打ち消すことにより前記入力電圧に含まれる直流電圧を分離して直流負荷に与える直流電圧取出部とからなり、前記交流電圧取出部が、前記入力電圧から交流電圧を取り出す第１のキャパシタと、第１のキャパシタにより取り出された交流電圧を１倍の利得で増幅し交流負荷に与える前記バッファとしての第１の非反転増幅器と、第１の非反転増幅器の出力端に交流結合され前記入力電圧と第１の非反転増幅器から出力された交流電圧とが各一端に同位相で印加される第１のインダクタとからなるものであり、直流電圧取出部においては交流電圧取出部により取り出した交流電圧を用いて入力電圧に含まれる交流電圧を打ち消すことによって入力電圧に含まれる直流電圧を取り出しており、インダクタのインダクタンスを利用して直流電圧を取り出す構成ではないから、大型のインダクタを用いる必要がなく、また入力電圧に含まれる交流電圧の周波数が比較的低い場合でも回路定数を変更することなく適用可能になる。つまり、入力電圧に含まれる交流電圧の周波数にかかわらず直流電圧を分離することが可能になる。また、交流電圧に対する入力インピーダンスは増幅器の入力インピーダンスで確保することができ、高入力インピーダンスの増幅器を用いることで高い入力インピーダンスを確保することができる。
【００３９】
しかも、一端に入力電圧が印加される第１のインダクタの他端に第１の非反転増幅器から出力された交流電圧を印加するから、第１のインダクタの両端に印加される交流電圧が同位相かつ同振幅になり、第１のインダクタには交流電流が流れないことによって第１のインダクタのインダクタンスを等価的に無限大とすることができる。つまり、交流電圧に対して高い入力インピーダンスを確保することができる。しかも、交流電圧取出部の入力インピーダンスを高くするために第１のインダクタのインダクタンスを用いるのではないから、第１のインダクタはインダクタンスの比較的小さい小型のものを用いることができ、小型かつ軽量なインダクタを用いて高入力インピーダンスの交流電圧取出部を構成することができる。
【００４０】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記第１の非反転増幅器の出力端と前記第１のインダクタとの間に挿入され利得が１前後で調節可能な第２の非反転増幅器が付加されているものであり、第２の非反転増幅器の利得を調節することによって、第１のインダクタの両端に印加される交流電圧の振幅を調節することができ、第１のインダクタに交流電流を流さないような調整が可能になり、第１のインダクタとしてインダクタンスの小さいものを用いならがも高い入力インピーダンスを確保することができる。
【００４１】
請求項３の発明は、請求項１または請求項２の発明において、前記直流電圧取出部は、前記入力電圧に相当する電圧が一端に印加される第２のインダクタと、前記交流電圧取出部から出力された交流電圧を用いて第２のインダクタの前記一端に印加される交流電圧と同振幅かつ逆位相の交流電圧を生成する反転増幅器と、反転増幅器の出力端と第２のインダクタの他端との間に挿入され第２のインダクタと同インダクタンスの第３のインダクタとからなり、第２のインダクタと第３のインダクタの接続点から取り出した直流電圧を前記直流負荷に与えるものであり、第２のインダクタと第３のインダクタとの直列回路の一端に入力電圧に相当する電圧を印加し他端にはこの交流電圧と同振幅かつ逆位相の交流電圧を印加することになるから、第２のインダクタと第３のインダクタとの接続点においては交流電圧は取り出されず直流電圧のみが取り出されることになる。つまり、直流電圧に交流電圧を重畳した入力電圧から直流電圧を取り出すにあたって、インダクタのインピーダンスを利用していないから、インダクタとしてインダクタンスの小さい小型のものを用いることが可能であり、小型かつ軽量なインダクタを用いることができる。しかも、直流電流が流れる第２のインダクタのインダクタンスが小さいことによって第２のインダクタには巻数の少ないものを用いることができ、結果的に巻線抵抗による電力消費が少なくなり高い電力効率を得ることができる。
【００４２】
請求項４の発明は、請求項１または請求項２の発明において、前記直流電圧取出部は、前記入力電圧に相当する電圧が一端に印加され他端が前記直流負荷に接続される第１巻線と前記交流電圧取出部から出力された交流電圧に相当する交流電圧が印加される第２巻線とが電磁結合されたトランスからなり、第２巻線に印加される交流電圧により第１巻線に誘起される交流電圧が、トランスの第１巻線の前記一端に印加される交流電圧と同振幅であってこの交流電圧を打ち消す極性であって第１巻線の他端から前記直流負荷に直流電圧を与えるものであり、トランスの第２巻線に入力電圧に相当する電圧を印加することによって第１巻線にはこの交流電圧と同振幅の交流電圧を誘起することになるから、第１巻線の一端に印加されている入力電圧に相当する電圧のうちの交流電圧を打ち消すように第１巻線に交流電圧を誘起することができ、第１巻線の他端からは交流電圧は取り出されず直流電圧のみが取り出されることになる。つまり、直流電圧に交流電圧を重畳した入力電圧から直流電圧を取り出すにあたって、インダクタのインピーダンスを利用していないから、トランスとして巻数の少ない小型のものを用いることが可能であり、小型かつ軽量なトランスを用いることができる。しかも、直流電流が流れるトランスの第１巻線の巻数が少ないことによって、巻線抵抗による電力消費が少なくなり高い電力効率を得ることができる。
【００４３】
請求項５の発明は、請求項４の発明において、前記交流電圧取出部の出力端と前記トランスの第２巻線の前記一端との間に挿入され利得が１前後で調節可能な第３の非反転増幅器が付加されているものであり、第３の非反転増幅器の利得を調節することによって、トランスの第２巻線の両端に印加される交流電圧の振幅を調節して第１巻線に誘起される交流電圧を調節することができ、トランスの第１巻線に交流電流を流さないような調整が可能になり、トランスとして巻数の少ない小型のものを用いならがも直流電圧を確実に分離することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態を示す回路図である。
【図２】同上の動作説明図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態を示す回路図である。
【図４】本発明の第３の実施の形態を示す回路図である。
【図５】同上の動作説明図である。
【図６】本発明の第４の実施の形態を示す回路図である。
【図７】本発明の第５の実施の形態を示す回路図である。
【図８】従来例を示すブロック図である。
【符号の説明】
４交流／直流分離回路
Ａ１非反転増幅器
Ａ２反転増幅器
Ａ３非反転増幅器
Ａ５非反転増幅器
Ｃ１キャパシタ
Ｌ１インダクタ
Ｌ２インダクタ
Ｌ３インダクタ
ｎ１第１巻線
ｎ２第２巻線
Ｔトランス
Ｖａｃ交流電圧
Ｖａｃ１交流電圧
Ｖｄｃ直流電圧
Ｖｄｃ１直流電圧
Ｚａｃ交流負荷
Ｚｄｃ直流負荷[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an AC / DC separation circuit that separates a DC voltage and an AC voltage from a voltage obtained by superimposing an AC signal voltage on a DC power supply voltage.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a plurality of terminals are connected via a two-wire signal line, data is exchanged between the terminals, and one of the terminals is a power supply terminal and the remaining terminals are power reception terminals. A data transmission system for supplying power to a power receiving terminal has been proposed. As this type of data transmission system, there is a multiplex transmission system that transmits data by time division multiplexing. In this type of multiplex transmission system, an AC signal voltage modulated by data is superimposed on a DC power supply voltage at a power supply terminal, It is known that a power receiving terminal simultaneously transmits data and supplies power by separating a DC power supply voltage and an AC signal voltage. In the data transmission system having such a configuration, an AC / DC separation circuit for separating a DC voltage and an AC voltage is required at the power receiving terminal.
[0003]
That is, as shown in FIG. 8, the power supply terminal 2 superimposes the AC voltage Vac, which is a signal component, on the DC voltage Vdc, which is a power supply component, and sends it to the signal line 3, and the power receiving terminal 1 has an AC / DC separation circuit. 4 is used to separate the DC voltage Vdc1 and the AC voltage Vac1, and the DC voltage Vdc1 is supplied to the DC load Zdc, and the AC voltage Vac1 is supplied to the AC load Zac. As the simplest circuit configuration as an AC / DC separation circuit, a circuit configuration using one capacitor C and one inductor L can be considered. Since the inductor L has a high impedance with respect to the low impedance AC component with respect to the DC component, the DC voltage Vdc1 is taken out by inserting the inductor L in the path from the signal line 3 to the DC load Zdc, and the capacitor C has the DC Since the component has a low impedance with respect to the high impedance AC component, the AC voltage Vac1 is extracted by inserting the capacitor C in the path from the signal line 3 to the AC load Zac. In FIG. 8, the AC load Zac means a signal receiving circuit provided in the power receiving terminal 1, and the DC load Zdc means a power supply circuit that supplies power necessary for operation of the power receiving terminal 1.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, if the frequency of the AC voltage Vac, which is a signal component, is sufficiently high, the DC voltage Vdc1 and the AC voltage can be obtained even when the inductor L having a small inductance and the capacitor C having a small capacitance are used in the AC / DC separation circuit 4 shown in FIG. Although the voltage Vac1 can be separated, an inductor L having a large inductance and a capacitor C having a large capacitance are required when the frequency of the AC voltage Vac is relatively low.
[0005]
Furthermore, in the multiplex transmission system having the above-described configuration, a plurality of power receiving terminals 1 are connected to the two-wire signal line 3, so that the input impedance of each power receiving terminal 1 is connected in parallel via the signal line 3. Therefore, in order to transmit the AC voltage, which is a signal component, to a distant place or to increase the allowable number of power receiving terminals 1 connectable to the signal line 3, the input impedance of the power receiving terminal 1 with respect to the AC voltage is increased. Must be as high as possible. That is, the AC / DC separation circuit 4 having the configuration shown in FIG. 8 requires the inductor L having a large inductance and the capacitor C having a large capacitance in order to increase the input impedance.
[0006]
The inductor L is usually larger as the inductance is larger, and the capacitor C is usually larger as the capacitance is larger. In particular, the inductor L is formed by winding a copper wire around an iron core. Not only will the size increase, but the mass will increase significantly as the size increases. As a result, when a relatively low frequency AC voltage is transmitted as a signal component, there is a problem that the power receiving terminal 1 is inevitably increased in size and mass. Further, since the number of windings increases as the inductance of the inductor L increases, the DC resistance due to the winding of the inductor L increases, and the power loss in the inductor L increases. As a result, the power of the power receiving terminal 1 is increased. There also arises a problem that efficiency decreases.
[0007]
The present invention has been made in view of the above reasons, and an object of the present invention is to provide an AC / DC separation circuit that can separate an AC voltage and a DC voltage without using a large inductor and has a high input impedance. It is in.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The invention of claim 1 receives an input voltage in which an AC voltage is superimposed on a DC voltage and separates it into a DC voltage and an AC voltage, applies the separated AC voltage to the AC load, and applies the separated DC voltage to the DC load. An AC / DC separating circuit for supplying to the AC load, separating the AC voltage from the input voltage and applying the AC voltage to an AC load through a buffer having a high input impedance, and the input using the AC voltage extracted by the AC voltage extracting unit. A DC voltage extraction unit that separates the DC voltage included in the input voltage by canceling the AC voltage included in the voltage and applies the DC voltage to the DC load. A first capacitor that extracts an AC voltage from the input voltage; and a second buffer serving as the buffer that amplifies the AC voltage extracted by the first capacitor with a gain of 1 and provides the AC load to the AC load. The first non-inverting amplifier and the first non-inverting amplifier are coupled to the output terminal of the first non-inverting amplifier, and the input voltage and the AC voltage output from the first non-inverting amplifier are applied to each terminal in the same phase. Consisting of an inductor Is.
[0010]
Claim 2 The invention of Claim 1 In the invention, a second non-inverting amplifier that is inserted between the output terminal of the first non-inverting amplifier and the first inductor and whose gain can be adjusted around 1 is added.
[0011]
Claim 3 The invention of claim 1 Or claim 2 In the invention, the DC voltage extraction unit includes a second inductor to which a voltage corresponding to the input voltage is applied to one end, and the AC voltage output from the AC voltage extraction unit. An inverting amplifier that generates an AC voltage having the same amplitude and opposite phase as the AC voltage applied to one end, and is inserted between the output end of the inverting amplifier and the other end of the second inductor, and has the same inductance as the second inductor. It comprises a third inductor, and applies a DC voltage extracted from a connection point between the second inductor and the third inductor to the DC load.
[0012]
Claim 4 The invention of claim 1 Or claim 2 In the present invention, the DC voltage extraction section applies a voltage corresponding to the input voltage to one end and the other end is connected to the AC voltage output from the first winding connected to the DC load and the AC voltage extraction section. The second winding to which the corresponding AC voltage is applied is composed of a transformer electromagnetically coupled, and the AC voltage induced in the first winding by the AC voltage applied to the second winding is the first winding of the transformer. The AC voltage has the same amplitude as the AC voltage applied to the one end of the wire and has a polarity that cancels the AC voltage. The DC voltage is applied to the DC load from the other end of the first winding.
[0013]
Claim 5 The invention of Claim 4 In the invention, a third non-inverting amplifier that is inserted between the output terminal of the AC voltage extraction unit and the one end of the second winding of the transformer and that can adjust the gain around 1 is added. is there.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
(First embodiment)
The AC / DC separation circuit 4 in this embodiment has the configuration shown in FIG. 1, and one of the two-wire signal lines 3 is one of the two input ends of the AC load Zac and the DC load Zdc. Connected in common. In addition, an inductor is inserted between the other line of the signal line 3 and the other input terminal of the DC load Zdc as in the conventional configuration. However, in the present embodiment, a series circuit of two inductors L1 and L2 is used as an inductor inserted between the signal line 3 and the DC load Zdc.
[0015]
On the other hand, a capacitor C1 and a non-inverting amplifier A1 having a gain of 1 are inserted between the other line of the signal line 3 and the AC load Zac, and the AC voltage, which is a signal component separated through the capacitor C1, is non-existent. It is configured to be applied to the AC load Zac through the inverting amplifier A1. That is, since the DC voltage as the power source component of the input voltage to the AC / DC separation circuit 4 applied to the signal line 3 by the power supply terminal 2 is blocked by the capacitor C1, the non-inverting amplifier A1 has a signal component. Only an AC voltage is input, and an AC voltage Vac1 that is the output of the non-inverting amplifier A1 is applied to the AC load Zac.
[0016]
By the way, in this embodiment, the capacitor C2 is connected between the connection point of the two inductors L1 and L2 and the output terminal of the non-inverting amplifier A1, and the connection point of the inductors L1 and L2 and the non-inverting amplifier A1 are connected. The output terminal is AC-coupled. The output of the non-inverting amplifier A1 is input to the inverting amplifier A2 having a gain of 1. The output of the inverting amplifier A2 is applied to one end of the inductor L2 on the DC load Zdc side via the capacitor C3 and the inductor L3.
[0017]
Next, the operation of the AC / DC separation circuit 4 in this embodiment will be described with reference to FIG. 2A to 2E are voltage waveforms at portions corresponding to the points a to e shown in FIG. The voltage applied to the signal line 3 is obtained by superimposing the AC voltage Vac on the DC voltage Vdc as shown in FIG. 2A. The capacitor C1 blocks the DC voltage and only the AC voltage is applied to the non-inverting amplifier A1. Therefore, the AC voltage Vac1 shown in FIG. 2B is output from the non-inverting amplifier A1. That is, the AC voltage Vac1 is applied to the AC load Zac. Here, the phase of the AC voltage Vac1 output from the non-inverting amplifier A1 is in phase with the AC voltage Vac, which is a signal component of the voltage applied to the signal line 3. Further, since the non-inverting amplifier A1 has a gain of 1, the AC voltage Vac and the AC voltage Vac1 ideally have the same amplitude.
[0018]
By the way, since the point c, which is the connection point of the inductors L1 and L2, is connected to the output terminal of the non-inverting amplifier A1 via the capacitor C2, the potential at the point c is the AC voltage Vac1 output from the non-inverting amplifier A1. This is an added voltage with the voltage across the capacitor C2. That is, as shown in FIG. 2 (c), the AC voltage Vac2 is superimposed on the DC voltage Vdc2, and the phase of the AC voltage Vac2 is the same as the AC voltage Vac of the voltages applied to the signal line 3. Thus, the voltage across the inductor L1 is a voltage obtained by superimposing the AC voltage (Vac-Vac2) on the DC voltage (Vdc-Vdc2). From this, it can be seen that if the AC voltage Vac2 is equal to the AC voltage Vac, the AC component can be removed from the voltage across the inductor L1. Under this condition, no alternating current flows through the inductor L1, and the impedance of the inductor L1 can be equivalently regarded as infinite with respect to the alternating voltage Vac that is a signal component. Also, the DC voltage (Vdc−Vdc2) applied across the inductor L1 is a voltage drop due to the DC resistance of the winding of the inductor L1. As is clear from the above description, the AC voltage extraction unit is configured by the capacitors C1 and C2, the non-inverting amplifier A1, and the inductor L1.
[0019]
On the other hand, the AC voltage Vac3 output from the inverting amplifier A2 has a phase opposite to the phase of the AC voltage Vac1 output from the non-inverting amplifier A1, as shown in FIG. Here, since the gain of the inverting amplifier A2 is 1, the amplitudes of the AC voltage Vac3 and the AC voltage Vac1 are ideally equal. Since the AC voltage Vac3 is applied to one end of the inductor L3 via the capacitor C3, the AC voltage Vac2 and the AC voltage Vac3 cancel each other out at the potential at the point e that is the connection point between the two inductors L2 and L3. As a result, the AC component becomes almost zero. Since the AC voltage Vac2 and the AC voltage Vac3 ideally have the same amplitude, the AC component of the potential at the point e can be made zero by setting the impedances of the inductors L2 and L3 to be equal. . As a result, the potential at the point e shown in FIG. 1 includes only the DC component, and only the DC voltage Vdc1 is applied to the DC load Zdc as shown in FIG. That is, the inductors L2 and L3, the capacitor C3, and the inverting amplifier circuit A2 constitute a DC voltage extraction unit. Here, the DC voltage (Vdc2-Vdc1) applied across the inductor L2 is a voltage drop due to the DC resistance of the winding of the inductor L2. The provision of the capacitor C2 prevents the direct current from flowing from the point c to the non-inverting amplifier A1, and the provision of the capacitor C3 prevents the direct current from flowing from the point e to the inverting amplifier A2. Has been.
[0020]
As described above, by setting the AC components of the voltage applied to both ends of the inductor L1 to have the same amplitude and the same phase, the inductance of the inductor L1 can be equivalently infinite. In this state, since the input impedance of the AC / DC separation circuit 4 is determined by the input impedance of the non-inverting amplifier A1, a non-inverting amplifier A1 having a high input impedance may be used. For example, if the non-inverting amplifier A1 whose input stage is composed of a MOSFET as a voltage control element is used, the input impedance of the non-inverting amplifier A1 can be increased, and as a result, the input impedance of the AC / DC separation circuit 4 can be increased. . Further, the AC component of the voltage applied to both ends of the series circuit of the inductor L2 and the inductor L3 is made in phase, and the AC component is made zero at the connection point between the inductors L2 and L3, so that the AC component is applied to the DC load Zdc. Only the removed DC voltage Vdc1 can be applied.
[0021]
As is apparent from the above-described operation, in the present embodiment, three inductors L1 to L3 are necessary, but it is not necessary to attenuate the AC component by the impedance of each inductor L1 to L3 itself. Each having a small inductance can be used, and as a result, small and lightweight inductors L1 to L3 can be used. Further, since the inductors L1 and L2 have a small inductance, the number of turns of the winding can be reduced, and the voltage drop due to the inductors L1 and L2 is reduced, and as a result, the power efficiency of the power receiving terminal 1 is increased as compared with the conventional configuration. Is possible. In other words, since a direct current flows through the inductors L1 and L2, it is desirable to use a coil having the smallest possible DC resistance.
[0022]
Theoretically, the gains of the non-inverting amplifier A1 and the inverting amplifier A2 are only required to be one, but actually, in order to compensate for the loss inside the AC / DC separating circuit 4, the non-inverting amplifier A1 and The gain with the inverting amplifier A2 can be adjusted around 1. In other words, the input impedance of the AC / DC separation circuit 4 can be increased by adjusting the gain of the non-inverting amplifier A1 so that the AC voltages Vac and Vac2 of the voltages applied to both ends of the inductor L1 are equal. It becomes possible. Further, by adjusting the gain of the inverting amplifier A2 so that the amplitudes of the AC voltages Vac2 and Vac3 among the voltages applied to both ends of the series circuit of the inductors L2 and L3 are equal to each other, the output from the AC / DC separation circuit 4 is achieved. It is possible to remove the AC component so that the AC voltage is not included in the DC voltage Vac1 to be performed. Note that a phase compensation circuit is added to the non-inverting amplifier A1 and the inverting amplifier A2 as necessary.
[0023]
(Second Embodiment)
In this embodiment, as shown in FIG. 3, a non-inverting amplifier A3 inserted between the output terminal of the non-inverting amplifier A1 and the capacitor C2 is added to the first embodiment shown in FIG. Is. Other configurations are the same as those of the first embodiment. The gain of the non-inverting amplifier A3 can be adjusted near 1, and the output voltage of the non-inverting amplifier A3 can be adjusted.
[0024]
In the configuration of the first embodiment, adjustment for increasing the input impedance of the AC / DC separation circuit 4 by adjusting the voltage applied to both ends of the inductor L1 is performed by the non-inverting amplifier A1 and applied to the DC load Zdc. Adjustment for removing the AC component from the DC voltage Vdc1 is performed by the inverting amplifier A2. However, adjusting the non-inverting amplifier A1 affects the output of the inverting amplifier A2. On the other hand, in the configuration of the present embodiment, the adjustment for increasing the input impedance of the AC / DC separation circuit 4 can be performed by the non-inverting amplifier A3, and therefore, the AC component from the DC voltage Vdc1 applied to the DC load Zdc. The adjustment of the inverting amplifier A2 for removing the noise can be performed independently without affecting each other, and the adjustment work is facilitated. In the configuration of the present embodiment, the number of parts increases due to the addition of the non-inverting amplifier A3 as compared with the first embodiment, but the degree of freedom of adjustment is increased and fine adjustment is possible. This is effective when a higher input impedance is required than in the first embodiment.
[0025]
(Third embodiment)
The AC / DC separation circuit 4 in the present embodiment has the configuration shown in FIG. 4, and one of the two-wire signal lines 3 is one of the two input ends of the AC load Zac and the DC load Zdc. Connected in common. In addition, an inductor is inserted between the other line of the signal line 3 and the other input terminal of the DC load Zdc as in the conventional configuration. However, in this embodiment, a series circuit of the inductor L1 and the first winding n1 of the transformer T is used as an inductor inserted between the signal line 3 and the DC load Zdc. As the transformer T, a two-winding transformer having a turns ratio of 1: 1 is used.
[0026]
On the other hand, a capacitor C1 and a non-inverting amplifier A1 having a gain of 1 are inserted between the other line of the signal line 3 and the AC load Zac, and the AC voltage, which is a signal component separated through the capacitor C1, is non-existent. It is configured to be applied to the AC load Zac through the inverting amplifier A1. That is, since the DC voltage as the power source component of the input voltage to the AC / DC separation circuit 4 applied to the signal line 3 by the power supply terminal 2 is blocked by the capacitor C1, the non-inverting amplifier A1 has a signal component. Only an AC voltage is input, and an AC voltage Vac1 that is the output of the non-inverting amplifier A1 is applied to the AC load Zac.
[0027]
In the present embodiment, one end of the capacitor C2 is connected to the connection point between the inductor L1 and the first winding n1 of the transformer T, and the other end of the capacitor C2 is connected to the output end of the non-inverting amplifier A1. The connection point of the first winding n1 of the transformer T and the output terminal of the non-inverting amplifier A1 are AC-coupled. The output of the non-inverting amplifier A1 is connected to one end of the second winding n2 of the transformer T via the capacitor C4, and the other end of the second winding n2 of the transformer T is common to the one line of the signal line 3. Connected to. When a voltage is applied to the first winding n1 and the second winding n2 of the transformer T so that the capacitor C4 has a positive polarity in the second winding n2, the inductor L1 side has a positive polarity in the first winding n1. The polarity is such that the voltage is induced.
[0028]
Next, the operation of the AC / DC separation circuit 4 in this embodiment will be described with reference to FIG. 5A to 5D are voltage waveforms at portions corresponding to the points a to d and f shown in FIG. 4, respectively. FIG. 5E shows the voltage across the first winding n1 of the transformer T1. The voltage applied to the signal line 3 is obtained by superimposing the AC voltage Vac on the DC voltage Vdc as shown in FIG. 5A, and the capacitor C1 blocks the DC voltage and only the AC voltage is supplied to the non-inverting amplifier A1. Therefore, the AC voltage Vac1 shown in FIG. 5B is output from the non-inverting amplifier A1. That is, the AC voltage Vac1 is applied to the AC load Zac. The phase of the AC voltage Vac1 output from the non-inverting amplifier A1 has the same phase as the AC voltage Vac, which is a signal component of the voltage applied to the signal line 3. Further, since the gain of the non-inverting amplifier A1 is 1, the AC voltage Vac1 and the AC voltage Vac ideally have the same amplitude.
[0029]
By the way, since the point c, which is a connection point between the inductor L1 and the first winding n1 of the transformer T, is connected to the output terminal of the non-inverting amplifier A1 via the capacitor C2, the potential at the point c is from the non-inverting amplifier A1. This is the sum of the output AC voltage Vac1 and the voltage across the capacitor C2. That is, as shown in FIG. 5C, the voltage is a voltage obtained by superimposing the AC voltage Vac2 on the DC voltage Vdc2, and the AC voltage Vac2 has the same phase as the AC voltage Vac of the voltages applied to the signal line 3. Thus, the voltage across the inductor L1 is a voltage obtained by superimposing the AC voltage (Vac-Vac2) on the DC voltage (Vdc-Vdc2). From this, it can be seen that if the AC voltage Vac2 is equal to the AC voltage Vac, the AC component can be removed from the voltage across the inductor L1. Under this condition, no alternating current flows through the inductor L1, and the impedance of the inductor L1 can be equivalently regarded as infinite with respect to the alternating voltage Vac, which is a signal component. Also, the DC voltage (Vdc−Vdc2) applied across the inductor L1 is a voltage drop due to the DC resistance of the winding of the inductor L1. As is clear from the above description, the AC voltage extraction unit is configured by the capacitors C1 and C2, the non-inverting amplifier A1, and the inductor L1.
[0030]
On the other hand, as shown in FIG. 5D, the AC voltage Vac3 applied to the point d through the capacitor C4 to the second winding n2 of the transformer T is the AC voltage Vac1 output from the non-inverting amplifier A1 via the capacitor C4. It is a combination. Therefore, an AC voltage Vac4 as shown in FIG. 5E having an amplitude and phase equal to the AC voltage Vac3 is induced between both ends of the first winding n1 of the transformer T. As a result, the potential at the point f, which is one end on the DC load Zdc side, in the first winding n1 of the transformer T1 is changed from the voltage Vdc2 + Vac2 at the connection point between the inductor L1 and the transformer T as shown in FIG. This is a voltage obtained by subtracting the AC voltage Vac4 induced in the first winding n1. Here, since AC voltage Vac2 and AC voltage Vac4 are ideally of the same amplitude and phase, only DC voltage Vdc2 appears at point f, and only DC voltage Vdc1 is applied to DC load Zdc. Become. Note that the DC voltage (Vdc2-Vdc1) applied across the first winding n1 of the transformer T is a voltage drop due to the DC resistance of the first winding n1 of the transformer T. That is, the transformer T and the capacitor C4 constitute a DC voltage extraction unit. The capacitor C4 connected to the second winding n2 of the transformer T is not essential in the present embodiment. However, if the capacitor C4 is provided, the offset, drift, etc. of the non-inverting amplifier A1 are added to the output of the non-inverting amplifier A1. Even if a direct current component is included due to the influence, it is possible to prevent the direct current component from flowing into the second winding n2 of the transformer T.
[0031]
As described above, in the present embodiment, the inductance of the inductor L1 can be equivalently infinite by setting the AC components of the voltage applied to both ends of the inductor L1 to have the same amplitude and phase. In this state, since the input impedance of the AC / DC separation circuit 4 is determined by the input impedance of the non-inverting amplifier A1, a non-inverting amplifier A1 having a high input impedance may be used. For example, if the non-inverting amplifier A1 whose input stage is composed of a MOSFET as a voltage control element is used, the input impedance of the non-inverting amplifier A1 can be increased, and as a result, the input impedance of the AC / DC separation circuit 4 can be increased. . A DC load Zdc is connected to one end of the inductor L1 via the first winding n1 of the transformer T, and an AC voltage Vac3 corresponding to the output voltage of the non-inverting amplifier A1 is applied to the second winding n2 of the transformer T. By applying the voltage, an AC voltage Vac4 that cancels the AC voltage Vac2 included in the potential at the connection point between the inductor L1 and the first winding n1 of the transformer T is induced, and thus one end of the first winding n1 of the transformer T is induced. Only the DC voltage Vdc1 from which the AC component has been removed can be applied to the DC load Zdc connected to.
[0032]
As apparent from the above-described operation, the present embodiment requires the inductor L1 and the transformer T. However, since there is no need to attenuate the AC component by the impedance of the inductor L1 itself or the impedance of the transformer T itself, the inductor L1 and A transformer T having a small inductance can be used, and as a result, a small and light inductor L1 and transformer T can be used. In addition, since the inductor L1 and the transformer T have a small inductance, the number of winding turns can be reduced, and the voltage drop due to the inductor L1 and the transformer T is reduced. As a result, the power efficiency of the power receiving terminal 1 is made higher than that of the conventional configuration. It becomes possible to increase. In other words, since a direct current flows through the inductor L1 and the transformer T, it is desirable to use a coil having the smallest possible DC resistance.
[0033]
Theoretically, the gain of the non-inverting amplifier A1 is only required to be 1 time. In practice, however, the gain of the non-inverting amplifier A1 is 1 time to compensate for the loss in the AC / DC separation circuit 4. It is adjustable in the vicinity. In other words, the input impedance of the AC / DC separation circuit 4 can be increased by adjusting the gain of the non-inverting amplifier A1 so that the AC voltages Vac and Vac2 of the voltages applied to both ends of the inductor L1 are equal. It becomes possible. Note that a phase compensation circuit is added to the non-inverting amplifier A1 as necessary.
[0034]
(Fourth embodiment)
In this embodiment, as shown in FIG. 6, a non-inverting amplifier A5 inserted between the output terminal of the non-inverting amplifier A1 and the capacitor C4 is added to the third embodiment shown in FIG. Is. Other configurations are the same as those of the third embodiment. The gain of the non-inverting amplifier A5 can be adjusted near 1, and the output voltage of the non-inverting amplifier A5 can be adjusted.
[0035]
In the configuration of the third embodiment, adjustment for increasing the input impedance of the AC / DC separation circuit 4 by adjusting the voltage applied to both ends of the inductor L1 is performed by the non-inverting amplifier A1. Adjusting the amplifier A1 affects the AC voltage Vac3 applied to the second winding n2 of the transformer T. On the other hand, in the configuration of the present embodiment, adjustment for increasing the input impedance of the AC / DC separation circuit 4 is performed by the non-inverting amplifier A1, and the AC component is removed from the DC voltage Vdc1 applied to the DC load Zdc. Since the adjustment of the voltage applied to the second winding n2 of the transformer T is adjusted by the non-inverting amplifier A5, if the non-inverting amplifier A5 is adjusted after the non-inverting amplifier A1, the influence of the adjustment of the non-inverting amplifier A1. And the applied voltage to the second winding n2 of the transformer T can be adjusted, and as a result, the adjustment work becomes easy. That is, in the configuration of the present embodiment, the number of parts increases due to the addition of the non-inverting amplifier A5 as compared with the third embodiment, but the degree of freedom of adjustment is increased and fine adjustment is possible. Therefore, compared with the third embodiment, the accuracy of separating and extracting the DC voltage Vdc1 applied to the DC load Zdc can be further increased. In the present embodiment, the capacitor C4 is used to prevent a DC component generated by the offset and drift of the non-inverting amplifiers A1 and A5 from flowing into the second winding n2 of the transformer T. However, the capacitor C4 is essential. Not that. Other configurations and operations are the same as those of the third embodiment. The same effect can be obtained by changing the combination of the polarities of the two windings of the transformer T and using the one of the reference numeral A5 as an inverting amplifier.
[0036]
(Fifth embodiment)
In the present embodiment, as shown in FIG. 7, a non-inverting amplifier A3 inserted between the output terminal of the non-inverting amplifier A1 and the capacitor C2 is added to the fourth embodiment shown in FIG. Is. Other configurations are the same as those of the fourth embodiment. The gain of the non-inverting amplifier A3 can be adjusted near 1, and the output voltage of the non-inverting amplifier A3 can be adjusted.
[0037]
In the configuration of the fourth embodiment, adjustment for increasing the input impedance of the AC / DC separation circuit 4 by adjusting the voltage applied to both ends of the inductor L1 is performed by the non-inverting amplifier A1, and applied to the DC load Zdc. Adjustment for removing the AC component from the DC voltage Vdc1 is performed by the non-inverting amplifier A5. However, adjusting the non-inverting amplifier A1 affects the output of the non-inverting amplifier A5. On the other hand, in the configuration of the present embodiment, the adjustment for increasing the input impedance of the AC / DC separation circuit 4 can be performed by the non-inverting amplifier A3, and therefore, the AC component from the DC voltage Vdc1 applied to the DC load Zdc. The adjustment of the non-inverting amplifier A5 for removing the noise can be performed independently without affecting each other, and the adjustment work is facilitated. In the configuration of the present embodiment, the number of parts increases due to the addition of the non-inverting amplifier A3 as compared with the fourth embodiment, but the degree of freedom of adjustment is increased and fine adjustment is possible. This is effective when a higher input impedance is required than in the fourth embodiment.
[0038]
【The invention's effect】
The invention of claim 1 receives an input voltage in which an AC voltage is superimposed on a DC voltage and separates it into a DC voltage and an AC voltage, applies the separated AC voltage to the AC load, and applies the separated DC voltage to the DC load. An AC / DC separating circuit for supplying to the AC load, separating the AC voltage from the input voltage and applying the AC voltage to an AC load through a buffer having a high input impedance, and the input using the AC voltage extracted by the AC voltage extracting unit. A DC voltage extraction unit that separates the DC voltage included in the input voltage by canceling the AC voltage included in the voltage and applies the DC voltage to the DC load. A first capacitor that extracts an AC voltage from the input voltage; and a second buffer serving as the buffer that amplifies the AC voltage extracted by the first capacitor with a gain of 1 and provides the AC load to the AC load. The first non-inverting amplifier and the first non-inverting amplifier are coupled to the output terminal of the first non-inverting amplifier, and the input voltage and the AC voltage output from the first non-inverting amplifier are applied to each terminal in the same phase. Consisting of an inductor In the DC voltage extraction unit, the DC voltage included in the input voltage is extracted by canceling the AC voltage included in the input voltage using the AC voltage extracted by the AC voltage extraction unit, and the inductance of the inductor is used. Therefore, it is not necessary to use a large inductor, and even if the frequency of the AC voltage included in the input voltage is relatively low, the present invention can be applied without changing the circuit constant. That is, it is possible to separate the DC voltage regardless of the frequency of the AC voltage included in the input voltage. Further, the input impedance for the AC voltage can be secured by the input impedance of the amplifier, and a high input impedance can be secured by using an amplifier having a high input impedance.
[0039]
Moreover, Since the AC voltage output from the first non-inverting amplifier is applied to the other end of the first inductor to which the input voltage is applied to one end, the AC voltage applied to both ends of the first inductor has the same phase and the same. Since the amplitude is such that no alternating current flows through the first inductor, the inductance of the first inductor can be equivalently infinite. That is, a high input impedance can be ensured with respect to the AC voltage. In addition, since the inductance of the first inductor is not used in order to increase the input impedance of the AC voltage extraction section, the first inductor can be a small one having a relatively small inductance, and is small and lightweight. An AC voltage extraction unit having a high input impedance can be configured using an inductor.
[0040]
Claim 2 The invention of Claim 1 In the invention, a second non-inverting amplifier that is inserted between the output terminal of the first non-inverting amplifier and the first inductor and whose gain can be adjusted around 1 is added. By adjusting the gain of the non-inverting amplifier 2, the amplitude of the AC voltage applied to both ends of the first inductor can be adjusted, and an adjustment can be made so that no AC current flows through the first inductor. Thus, a high input impedance can be ensured even if a first inductor having a small inductance is used.
[0041]
Claim 3 The invention of claim 1 Or claim 2 In the invention, the DC voltage extraction unit includes a second inductor to which a voltage corresponding to the input voltage is applied to one end, and the AC voltage output from the AC voltage extraction unit. An inverting amplifier that generates an AC voltage having the same amplitude and opposite phase as the AC voltage applied to one end, and is inserted between the output end of the inverting amplifier and the other end of the second inductor, and has the same inductance as the second inductor. A third inductor for applying a DC voltage extracted from a connection point between the second inductor and the third inductor to the DC load, and one end of a series circuit of the second inductor and the third inductor. A voltage corresponding to the input voltage is applied to the other end, and an AC voltage having the same amplitude and opposite phase as the AC voltage is applied to the other end, so that the connection between the second inductor and the third inductor is applied. So that only the DC voltage is not AC voltage taken out is taken out in a point. In other words, since the impedance of the inductor is not used to extract the DC voltage from the input voltage obtained by superimposing the AC voltage on the DC voltage, a small inductor with a small inductance can be used as the inductor. Can be used. In addition, since the inductance of the second inductor through which the direct current flows is small, the second inductor having a small number of turns can be used. As a result, power consumption due to the winding resistance is reduced, and high power efficiency is obtained. Can do.
[0042]
Claim 4 The invention of claim 1 Or claim 2 In the present invention, the DC voltage extraction section applies a voltage corresponding to the input voltage to one end and the other end is connected to the AC voltage output from the first winding connected to the DC load and the AC voltage extraction section. The second winding to which the corresponding AC voltage is applied is composed of a transformer electromagnetically coupled, and the AC voltage induced in the first winding by the AC voltage applied to the second winding is the first winding of the transformer. A polarity of the AC voltage applied to the one end of the wire is the same as that of the AC voltage and cancels the AC voltage, and a DC voltage is applied to the DC load from the other end of the first winding. By applying a voltage corresponding to the input voltage to the line, an AC voltage having the same amplitude as this AC voltage is induced in the first winding, so that the input voltage applied to one end of the first winding Cancel the AC voltage of the corresponding voltage The first winding to an AC voltage that can be induced to, and only the DC voltage is not retrieved AC voltage is taken out from the other end of the first winding. In other words, since the impedance of the inductor is not used to extract the DC voltage from the input voltage obtained by superimposing the AC voltage on the DC voltage, it is possible to use a small transformer with a small number of turns as a transformer. Can be used. In addition, since the number of turns of the first winding of the transformer through which the direct current flows is small, power consumption due to the winding resistance is reduced and high power efficiency can be obtained.
[0043]
Claim 5 The invention of Claim 4 In the invention, a third non-inverting amplifier that is inserted between the output terminal of the AC voltage extraction unit and the one end of the second winding of the transformer and that can adjust the gain around 1 is added. Ah No. By adjusting the gain of the non-inverting amplifier 3, the amplitude of the AC voltage applied across the second winding of the transformer can be adjusted to adjust the AC voltage induced in the first winding, Adjustment is possible so that an alternating current does not flow through the first winding of the transformer, and a DC voltage can be reliably separated even if a small transformer with a small number of turns is used.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a circuit diagram showing a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an operation explanatory view of the above.
FIG. 3 is a circuit diagram showing a second embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a circuit diagram showing a third embodiment of the present invention.
FIG. 5 is an operation explanatory view of the above.
FIG. 6 is a circuit diagram showing a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a circuit diagram showing a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a block diagram showing a conventional example.
[Explanation of symbols]
4 AC / DC separation circuit
A1 Non-inverting amplifier
A2 inverting amplifier
A3 Non-inverting amplifier
A5 Non-inverting amplifier
C1 capacitor
L1 inductor
L2 inductor
L3 inductor
n1 1st winding
n2 Second winding
T transformer
Vac AC voltage
Vac1 AC voltage
Vdc DC voltage
Vdc1 DC voltage
Zac AC load
Zdc DC load

Claims

An AC / DC separation circuit that receives an input voltage in which an AC voltage is superimposed on a DC voltage, separates it into a DC voltage and an AC voltage, applies the separated AC voltage to the AC load, and applies the separated DC voltage to the DC load. An AC voltage extraction unit that separates an AC voltage from the input voltage and applies the AC voltage to an AC load through a high input impedance buffer, and an AC voltage included in the input voltage using the AC voltage extracted by the AC voltage extraction unit. a first capacitor wherein by separating the DC voltage included in the input voltage Ri Do from a DC voltage extraction section that gives a DC load, said AC voltage extraction section, to take out the AC voltage from the input voltage by canceling, the A first non-inverting amplifier as the buffer that amplifies the AC voltage extracted by the capacitor of 1 with a gain of 1 and applies it to the AC load; AC and rolling the input voltage is AC coupled to the output of the amplifier and the AC voltage outputted from the first non-inverting amplifier is characterized in that it consists of a first inductor which is applied to the one end in the same phase / DC separation circuit.

2. A second non-inverting amplifier, which is inserted between an output terminal of the first non-inverting amplifier and the first inductor, and whose gain can be adjusted around 1, is added. AC / DC separation circuit.

The DC voltage extraction unit is applied to the one end of the second inductor using a second inductor to which a voltage corresponding to the input voltage is applied to one end, and an AC voltage output from the AC voltage extraction unit. An inverting amplifier that generates an AC voltage having the same amplitude and opposite phase as the AC voltage, and a third inductor that is inserted between the output terminal of the inverting amplifier and the other end of the second inductor and has the same inductance as the second inductor 3. The AC / DC separation circuit according to claim 1, wherein a DC voltage extracted from a connection point between the second inductor and the third inductor is applied to the DC load .

The DC voltage extraction unit includes an AC voltage corresponding to the AC voltage output from the first winding having a voltage corresponding to the input voltage applied to one end and the other end connected to the DC load, and the AC voltage extraction unit. The second winding to which is applied is composed of a transformer electromagnetically coupled, and an AC voltage induced in the first winding by the AC voltage applied to the second winding is the one end of the first winding of the transformer. 3. The DC voltage is applied to the DC load from the other end of the first winding with the same amplitude as that of the AC voltage applied to the capacitor and a polarity that cancels the AC voltage. AC / DC separation circuit.

3. A third non-inverting amplifier, which is inserted between the output terminal of the AC voltage extraction unit and the one end of the second winding of the transformer and is adjustable in gain around 1, is added. AC / DC separation circuits of claim 4, wherein.