(57)【要約】【課題】一時的に最大消費電流が出力電流を超過しても動作することが可能な２線式伝送器を実現すること。【解決手段】２本の伝送線を介して外部回路から電源の供給を受けると共にセンサの計測値に基づき電流信号を伝送する２線式伝送器において、外部回路から電圧が供給されセンサの計測値に応じた電気信号に基づき電流信号の電流値を制御すると共に、２線式伝送器の消費電流が前記電流信号の電流値よりも小さくなった場合に電荷を充電し、前記消費電流が前記電流信号の電流値よりも大きくなった場合に電荷を放電する電流制御部と、前記電気信号を前記電流制御部に出力すると共に予め定められた演算処理情報に基づき設定信号を出力する演算制御手段と、前記設定信号に基づきクロック信号の周波数を制御して前記演算制御手段に供給するクロック供給回路と、前記電流制御部の出力電圧を予め定められた電圧にして少なくとも前記演算制御手段及び前記クロック供給回路にそれぞれ供給する定電圧回路とを備える。【選択図】                    図１
2008269567.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２本の伝送線を介して外部回路から電源の供給を受けると共にセンサの計測値に基づき電流信号を伝送する２線式伝送器において、
外部回路から電圧が供給されセンサの計測値に応じた電気信号に基づき電流信号の電流値を制御すると共に、２線式伝送器の消費電流が前記電流信号の電流値よりも小さくなった場合に電荷を充電し、前記消費電流が前記電流信号の電流値よりも大きくなった場合に電荷を放電する電流制御部と、
前記電気信号を前記電流制御部に出力すると共に予め定められた演算処理情報に基づき設定信号を出力する演算制御手段と、
前記設定信号に基づきクロック信号の周波数を制御して前記演算制御手段に供給するクロック供給回路と、
前記電流制御部の出力電圧を予め定められた電圧にして少なくとも前記演算制御手段及び前記クロック供給回路にそれぞれ供給する定電圧回路と
を備えたことを特徴とする２線式伝送器。
【請求項２】
２本の伝送線を介して外部回路から電源の供給を受けると共にセンサの計測値に基づき電流信号を伝送する２線式伝送器において、
外部回路から電圧が供給されセンサの計測値に応じた電気信号に基づき電流信号の電流値を制御すると共に、２線式伝送器の消費電流が前記電流信号の電流値よりも小さくなった場合に電荷を充電し、前記消費電流が前記電流信号の電流値よりも大きくなった場合に電荷を放電する電流制御部と、
前記電流制御部の出力電圧が予め設定された比較電圧に達した場合に割込信号を出力する電圧検出部と、
前記電気信号を前記電流制御部に出力すると共に予め定められた演算処理情報に基づき設定信号を出力し、前記割込信号が入力された場合に前記設定信号の出力を停止する演算制御手段と、
前記設定信号に基づきクロック信号の周波数を制御して前記演算制御手段に供給するクロック供給回路と、
前記電流制御部の出力電圧を予め定められた電圧にして少なくとも前記演算制御手段及び前記クロック供給回路にそれぞれ供給する定電圧回路と
を備えたことを特徴とする２線式伝送器。
【請求項３】
２本の伝送線を介して外部回路から電源の供給を受けると共にセンサの計測値に基づき電流信号を伝送する２線式伝送器において、
外部回路から電圧が供給されセンサの計測値に応じた電気信号に基づき電流信号の電流値を制御すると共に、２線式伝送器の消費電流が前記電流信号の電流値よりも小さくなった場合に電荷を充電し、前記消費電流が前記電流信号の電流値よりも大きくなった場合に電荷を放電する電流制御部と、
前記電流制御部の出力電圧が予め設定された比較電圧よりも達した場合に割込信号を出力する電圧検出部と、
前記電気信号を前記電流制御部に出力すると共に予め定められた演算処理情報に基づき設定信号を出力する演算制御手段と、
前記設定信号に基づきクロック信号の周波数を制御して前記演算制御手段に供給し、前記割込信号が入力された場合に前記クロック信号の周波数を下げるクロック供給回路と、
前記電流制御部の出力電圧を予め定められた電圧にして少なくとも前記演算制御手段及び前記クロック供給回路にそれぞれ供給する定電圧回路と
を備えたことを特徴とする２線式伝送器。
【請求項４】
前記電流制御部が、
一端が伝送線を介して外部回路の電源装置に接続され他端が接地されて前記電流信号を電圧に変換する検出抵抗と、
前記検出抵抗により検出された電圧及び前記電気信号に基づき前記電流信号の電流値を制御する電流制御回路と、
一端が前記電流制御回路に接続され他端が接地されて前記消費電流が前記電流信号の電流値よりも小さくなった場合に電荷を充電し、前記消費電流が前記電流信号の電流値よりも大きくなった場合に電荷を放電するコンデンサと、
一端が前記電流制御回路に接続され他端が接地されて前記コンデンサの電圧を予め設定される電圧にクランプするツェナーダイオードと
から構成されることを特徴とする
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の２線式伝送器。
【請求項５】
前記演算制御手段が、
予め定められた演算処理情報に基づいて動作を停止することを特徴とする
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の２線式伝送器。
【請求項６】
前記電圧検出部が、
前記電流制御部の出力電圧が前記比較電圧に達した場合に前記割込信号を出力するコンパレータから構成されることを特徴とする
請求項２若しくは請求項３記載の２線式伝送器。
【請求項７】
前記電圧検出部が、
前記電流制御部の出力電圧と第１の比較電圧及び第２の比較電圧とを比較し、その比較結果に基づいて前記割込信号を前記演算制御手段若しくは前記クロック供給回路にそれぞれ出力することを特徴とする
請求項２若しくは請求項３記載の２線式伝送器。
【請求項８】
前記電圧検出部が、
前記電流制御部の出力電圧が第１の比較電圧に達した場合に前記電流制御部の出力電圧が第２の比較電圧に戻るまで前記割込信号を出力するヒステリシス付のコンパレータから構成されることを特徴とする
請求項７記載の２線式伝送器。
【請求項９】
２本の伝送線を介して外部回路から電源の供給を受けると共にセンサの計測値に基づき電流信号を伝送する２線式伝送器において、
外部回路から電圧が供給されセンサの計測値に応じた電気信号に基づき電流信号の電流値を制御すると共に、２線式伝送器の消費電流が前記電流信号の電流値よりも小さくなった場合に電荷を充電し、前記消費電流が前記電流信号の電流値よりも大きくなった場合に電荷を放電し、電荷が所定量まで充電されていない場合は割込信号を出力する電流制御部と、
前記電気信号を前記電流制御部に出力すると共に予め定められた演算処理情報に基づき設定信号を出力し、前記割込信号が入力された場合に例外処理を行う演算制御手段と、
前記設定信号に基づきクロック信号の周波数を制御して前記演算制御手段に供給するクロック供給回路と、
前記電流制御部の出力電圧を予め定められた電圧にして少なくとも前記演算制御手段及び前記クロック供給回路にそれぞれ供給する定電圧回路とを備えたことを特徴とする２線式伝送器。
【請求項１０】
前記電流制御部が、
一端が伝送線を介して外部回路の電源装置に接続され他端が接地されて前記電流信号を電圧に変換する検出抵抗と、
前記検出抵抗により検出された電圧及び前記電気信号に基づき前記電流信号の電流値を制御する電流制御回路と、
一端が前記電流制御回路に接続され他端が接地されて前記消費電流が前記電流信号の電流値よりも小さくなった場合に電荷を充電し、前記消費電流が前記電流信号の電流値よりも大きくなった場合に電荷を放電するコンデンサと、
一端が前記電流制御回路に接続され他端が接地されて前記コンデンサの電圧を予め設定される電圧にクランプし、前記電流制御回路から流れ込むシャント電流から検出される電圧に基づき、前記コンデンサに電荷が所定量まで充電されていない場合は前記演算制御手段に前記割込信号を出力するシャントレギュレータ回路とから構成されることを特徴とする
請求項９記載の２線式伝送器。
【請求項１１】
前記シャントレギュレータ回路が、
一端が前記電流制御回路に接続され他端が接地されて前記コンデンサの電圧を予め設定される電圧にクランプするクランプ部と、
前記電流制御回路から流れ込むシャント電流に基づき検出される電圧と予め定められた比較電圧とを比較して、前記検出された電圧が前記比較電圧よりも小さい場合は前記コンデンサに電荷が所定量まで充電されていないものとして前記演算制御手段に前記割込信号を出力する電圧検出部とから構成されることを特徴とする
請求項１０記載の２線式伝送器。
【請求項１２】
前記電圧検出部が、
前記シャント電流に基づき検出される電圧が前記比較電圧よりも小さい場合に前記割込信号を出力するコンパレータから構成されることを特徴とする
請求項１１記載の２線式伝送器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２本の伝送線を介して外部回路から電源の供給を受けると共にセンサの計測値に基づき電流信号を伝送する２線式伝送器に関して、特に一時的に最大消費電流が出力電流を超過しても動作することが可能な２線式伝送器に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、２線式伝送器は２本の伝送線を介して外部回路から電源の供給を受けると共に４〜２０ｍＡの電流信号を伝送するものである。また、２線式伝送器の消費電流は電流信号を超えないように設計されている。
【０００３】
このような２本の伝送線を介して外部回路から電源の供給を受けると共にセンサの計測値に基づき電流信号を伝送する２線式伝送器に関連する先行技術文献としては次のようなものがある。
【０００４】
【特許文献１】特許３０９０００１号公報
【０００５】
図８は従来の２線式伝送器の一例を示す構成図である。図８において、１は電流制御回路、２はツェナーダイオード、３はマイクロプロセッサ、メモリ及びインターフェース回路等から構成される演算制御手段、４はクロック供給回路、５は従来の２線式伝送器に備えられるその他の回路等から構成される内部回路、６は検出抵抗である。
【０００６】
電流制御回路１、ツェナーダイオード２及び検出抵抗６は電流制御部５０を、電流制御部５０、演算制御手段３、クロック供給回路４及び内部回路５は２線式伝送器１００をそれぞれ構成する。
【０００７】
図８中”ＥＣ１００”に示す外部回路は、図８中”ＬＰ１００”及び”ＬＰ１０１”に示す伝送線を介して２線式伝送器１００の図８中”ＴＭ１００”及び”ＴＭ１０１”に示す端子とそれぞれ接続される。
【０００８】
また、図８中”ＥＣ１００”に示す外部回路に備えられた図８中”ＥＰ１００”に示す電源装置は、図８中”ＴＭ１００”及び”ＴＭ１０１”に示す端子を介して電流制御回路１の一端及び検出抵抗６の一端とそれぞれ接続される。
【０００９】
電流制御回路１の他端はツェナーダイオード２のカソード、演算制御手段３の入力端子、クロック供給回路４の入力端子、内部回路５の一端及び検出抵抗６の一端とそれぞれ接続される。
【００１０】
また、ツェナーダイオード２のアノード、演算制御手段３の他端、クロック供給回路１４の他端、内部回路５の他端、検出抵抗６の他端はそれぞれ接地される。
【００１１】
図８中”ＣＬ１００”に示すクロック供給回路４のクロック信号は演算制御手段３のクロック入力端子に入力される。図８中”ＥＳ１００”に示す演算制御手段３の電気信号は電流制御回路１の入力端子に入力される。
【００１２】
ここで、図８に示す従来例の電源供給に関する動作を説明する。まず、図８中”ＥＰ１００”に示す電源装置が図８中”ＴＭ１００”及び”ＴＭ１０１”に示す端子を介して電流制御回路１に電圧を供給する。
【００１３】
電流制御回路１から電流が出力され、ツェナーダイオード２、演算制御手段３、クロック供給回路４及び内部回路５にそれぞれ印加される。
【００１４】
また、クロック供給回路４は演算制御手段３にクロック信号を供給する。例えば、クロック供給回路４は、演算制御手段３に図８中”ＣＬ１００”に示すクロック信号を供給する。
【００１５】
一方、別途図示していないが、センサ（図示せず）が物理量（例えば、温度や湿度等）を計測し演算制御手段３に出力する。
【００１６】
演算制御手段３はセンサの計測値に基づいて図８中”ＥＳ１００”に示す電気信号を電流制御回路１に出力する。
【００１７】
電流制御回路１は、図８中”ＥＳ１００”に示す電気信号に基づいて図８中”Ｉｏ”に示す電流信号（以下、出力電流）の電流値（例えば、４ｍＡ）を制御すると共に、ツェナーダイオード２、演算制御手段３、クロック供給回路４及び内部回路５にそれぞれ電流を出力する。
【００１８】
図８中”ＩＬ１００”に示す２線式伝送器１００の消費電流が図８中”Ｉｏ”に示す出力電流よりも小さくなり余剰の電流が発生する場合には、余剰の電流はツェナーダイオード２を介してシャントされる。
【００１９】
また、特に図示して説明しないが、検出抵抗６には図８中”ＬＰ１００”及び”ＬＰ１０１”に示す伝送線に流れる電流に比例する電圧”Ｖａ”が発生する。
【００２０】
電流制御回路１は、検出抵抗６の電圧”Ｖａ”を検出すると共に、電圧”Ｖａ”に基づいて出力電流を図８中”ＥＳ１００”に示す電気信号に応じた電流値となるように制御する。
【００２１】
このため、電流制御回路１は検出抵抗６の電圧”Ｖａ”に基づいて出力電流の電流値を制御することにより、出力電流の電流値を図８中”ＥＳ１００”に示す電気信号に応じた電流値に制御することが可能となる。
【００２２】
この結果、演算制御手段がセンサの計測値に応じた電気信号を出力し、電流制御回路が出力電流の電流値を電気信号に応じた電流値となるように制御し、消費電流が出力電流よりも小さくなった場合はツェナーダイオードを介して余剰の電流がシャントされることにより、２本の伝送線を介して外部回路から電源の供給を受けると共に４〜２０ｍＡの電流信号を伝送することが可能となる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２３】
従来の２線式伝送器の演算制御手段３は、クロック供給回路４から供給されるクロック信号の周波数により消費電流が決まる特性を有する。
【００２４】
さらに、演算制御手段３では、複雑な演算処理などで高い処理能力が要求され演算処理量が多い期間、若しくは、複雑な演算処理を行わず演算処理量が少ない期間等といった演算の処理量とその期間に関する処理情報（以下、演算処理情報）が予め求められる。
【００２５】
また、演算制御手段３は、このような予め求められた演算処理情報に従って動作させるソフトウェアに基づいて演算処理等の動作を行う。
【００２６】
このため、演算制御手段３が予め求められた演算処理情報に基づき、クロック供給回路４に設定信号（図示せず）を出力してクロック信号の周波数を制御することにより、２線式伝送器の平均消費電流を低減させることが可能となる。
【００２７】
例えば、演算制御手段３は、予め求められた演算処理情報に基づき、演算制御手段３の演算処理量の少ない期間ではクロック供給回路４に設定信号を出力する。
【００２８】
そして、クロック供給回路４が設定信号に基づき低い周波数のクロック信号を演算制御手段３に出力する。
【００２９】
この場合、演算制御手段３はクロック供給回路４から低い周波数のクロック信号が供給されることにより、演算制御手段３で消費される電流が少なくなると共に、２線式伝送器全体の消費電流は低減する。
【００３０】
このように、演算制御手段３が予め求められた演算処理情報に基づきクロック供給回路４に設定信号を出力し、クロック供給回路４が設定信号に基づいてクロック信号の周波数を制御して演算制御手段３に出力することにより、２線式伝送器の平均消費電流は低減する。
【００３１】
しかし、図８等に示す従来例では、２線式伝送器の消費電流が電流信号を常に超えないように設計されることにより、２線式伝送器の電源回路は最大消費電流を基準として設計される。
【００３２】
このため、従来の２線式伝送器では消費電流は出力電流の最小規定値未満に抑えなければならないといった制約があり、出力電流は平均消費電流ではなく最大消費電流に基づいて出力されることにより、クロック信号の制御による平均消費電流の低減効果を有効に活用できていないといった問題点があった。
従って本発明が解決しようとする課題は、一時的に最大消費電流が出力電流を超過しても動作することが可能な２線式伝送器を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【００３３】
上記のような課題を達成するために、本発明のうち請求項１記載の発明は、
２本の伝送線を介して外部回路から電源の供給を受けると共にセンサの計測値に基づき電流信号を伝送する２線式伝送器において、外部回路から電圧が供給されセンサの計測値に応じた電気信号に基づき電流信号の電流値を制御すると共に、２線式伝送器の消費電流が前記電流信号の電流値よりも小さくなった場合に電荷を充電し、前記消費電流が前記電流信号の電流値よりも大きくなった場合に電荷を放電する電流制御部と、前記電気信号を前記電流制御部に出力すると共に予め定められた演算処理情報に基づき設定信号を出力する演算制御手段と、前記設定信号に基づきクロック信号の周波数を制御して前記演算制御手段に供給するクロック供給回路と、前記電流制御部の出力電圧を予め定められた電圧にして少なくとも前記演算制御手段及び前記クロック供給回路にそれぞれ供給する定電圧回路とを備えたことにより、一時的に最大消費電流が出力電流を超過しても動作することを可能する。
【００３４】
請求項２記載の発明は、
２本の伝送線を介して外部回路から電源の供給を受けると共にセンサの計測値に基づき電流信号を伝送する２線式伝送器において、
外部回路から電圧が供給されセンサの計測値に応じた電気信号に基づき電流信号の電流値を制御すると共に、２線式伝送器の消費電流が前記電流信号の電流値よりも小さくなった場合に電荷を充電し、前記消費電流が前記電流信号の電流値よりも大きくなった場合に電荷を放電する電流制御部と、前記電流制御部の出力電圧が予め設定された比較電圧に達した場合に割込信号を出力する電圧検出部と、前記電気信号を前記電流制御部に出力すると共に予め定められた演算処理情報に基づき設定信号を出力し、前記割込信号が入力された場合に前記設定信号の出力を停止する演算制御手段と、前記設定信号に基づきクロック信号の周波数を制御して前記演算制御手段に供給するクロック供給回路と、前記電流制御部の出力電圧を予め定められた電圧にして少なくとも前記演算制御手段及び前記クロック供給回路にそれぞれ供給する定電圧回路とを備えたことにより、一時的に最大消費電流が出力電流を超過しても動作することを可能する。
【００３５】
請求項３記載の発明は、
２本の伝送線を介して外部回路から電源の供給を受けると共にセンサの計測値に基づき電流信号を伝送する２線式伝送器において、
外部回路から電圧が供給されセンサの計測値に応じた電気信号に基づき電流信号の電流値を制御すると共に、２線式伝送器の消費電流が前記電流信号の電流値よりも小さくなった場合に電荷を充電し、前記消費電流が前記電流信号の電流値よりも大きくなった場合に電荷を放電する電流制御部と、前記電流制御部の出力電圧が予め設定された比較電圧よりも達した場合に割込信号を出力する電圧検出部と、前記電気信号を前記電流制御部に出力すると共に予め定められた演算処理情報に基づき設定信号を出力する演算制御手段と、前記設定信号に基づきクロック信号の周波数を制御して前記演算制御手段に供給し、前記割込信号が入力された場合に前記クロック信号の周波数を下げるクロック供給回路と、前記電流制御部の出力電圧を予め定められた電圧にして少なくとも前記演算制御手段及び前記クロック供給回路にそれぞれ供給する定電圧回路とを備えたことにより、一時的に最大消費電流が出力電流を超過しても動作することを可能する。
【００３６】
請求項４記載の発明は、
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の発明である２線式伝送器において、
前記電流制御部が、一端が伝送線を介して外部回路の電源装置に接続され他端が接地されて前記電流信号を電圧に変換する検出抵抗と、前記検出抵抗により検出された電圧及び前記電気信号に基づき前記電流信号の電流値を制御する電流制御回路と、一端が前記電流制御回路に接続され他端が接地されて前記消費電流が前記電流信号の電流値よりも小さくなった場合に電荷を充電し、前記消費電流が前記電流信号の電流値よりも大きくなった場合に電荷を放電するコンデンサと、一端が前記電流制御回路に接続され他端が接地されて前記コンデンサの電圧を予め設定される電圧にクランプするツェナーダイオードとから構成されることにより、一時的に最大消費電流が出力電流を超過しても動作することを可能する。
【００３７】
請求項５記載の発明は、
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の発明である２線式伝送器において、
前記演算制御手段が、予め定められた演算処理情報に基づいて動作を停止することにより、一時的に最大消費電流が出力電流を超過しても動作することを可能する。
【００３８】
請求項６記載の発明は、
請求項２若しくは請求項３記載の発明である２線式伝送器において、
前記電圧検出部が、前記電流制御部の出力電圧が前記比較電圧に達した場合に前記割込信号を出力するコンパレータから構成されることにより、一時的に最大消費電流が出力電流を超過しても動作することを可能する。
【００３９】
請求項７記載の発明は、
請求項２若しくは請求項３記載の発明である２線式伝送器において、
前記電圧検出部が、前記電流制御部の出力電圧と第１の比較電圧及び第２の比較電圧とを比較し、その比較結果に基づいて前記割込信号を前記演算制御手段若しくは前記クロック供給回路にそれぞれ出力することにより、一時的に最大消費電流が出力電流を超過しても動作することを可能する。
【００４０】
請求項８記載の発明は、
請求項７記載の発明である２線式伝送器において、
前記電圧検出部が、前記電流制御部の出力電圧が第１の比較電圧に達した場合に前記電流制御部の出力電圧が第２の比較電圧に戻るまで前記割込信号を出力するヒステリシス付のコンパレータから構成されることにより、一時的に最大消費電流が出力電流を超過しても動作することを可能する。
【００４１】
請求項９記載の発明は、
２本の伝送線を介して外部回路から電源の供給を受けると共にセンサの計測値に基づき電流信号を伝送する２線式伝送器において、
外部回路から電圧が供給されセンサの計測値に応じた電気信号に基づき電流信号の電流値を制御すると共に、２線式伝送器の消費電流が前記電流信号の電流値よりも小さくなった場合に電荷を充電し、前記消費電流が前記電流信号の電流値よりも大きくなった場合に電荷を放電し、電荷が所定量まで充電されていない場合は割込信号を出力する電流制御部と、前記電気信号を前記電流制御部に出力すると共に予め定められた演算処理情報に基づき設定信号を出力し、前記割込信号が入力された場合に例外処理を行う演算制御手段と、前記設定信号に基づきクロック信号の周波数を制御して前記演算制御手段に供給するクロック供給回路と、前記電流制御部の出力電圧を予め定められた電圧にして少なくとも前記演算制御手段及び前記クロック供給回路にそれぞれ供給する定電圧回路とを備えたことにより、一時的に最大消費電流が出力電流を超過しても動作しつつ、異常な過放電に対する早期に例外処理を行うことが可能となる。
【００４２】
請求項１０記載の発明は、
請求項９記載の発明である２線式伝送器において、
前記電流制御部が、一端が伝送線を介して外部回路の電源装置に接続され他端が接地されて前記電流信号を電圧に変換する検出抵抗と、前記検出抵抗により検出された電圧及び前記電気信号に基づき前記電流信号の電流値を制御する電流制御回路と、一端が前記電流制御回路に接続され他端が接地されて前記消費電流が前記電流信号の電流値よりも小さくなった場合に電荷を充電し、前記消費電流が前記電流信号の電流値よりも大きくなった場合に電荷を放電するコンデンサと、一端が前記電流制御回路に接続され他端が接地されて前記コンデンサの電圧を予め設定される電圧にクランプし、前記電流制御回路から流れ込むシャント電流から検出される電圧に基づき、前記コンデンサに電荷が所定量まで充電されていない場合は前記演算制御手段に前記割込信号を出力するシャントレギュレータ回路とから構成されることにより、一時的に最大消費電流が出力電流を超過しても動作しつつ、異常な過放電に対する早期に例外処理を行うことが可能となる。
【００４３】
請求項１１記載の発明は、
請求項１０記載の発明である２線式伝送器において、
前記シャントレギュレータ回路が、一端が前記電流制御回路に接続され他端が接地されて前記コンデンサの電圧を予め設定される電圧にクランプするクランプ部と、前記電流制御回路から流れ込むシャント電流に基づき検出される電圧と予め定められた比較電圧とを比較して、前記検出された電圧が前記比較電圧よりも小さい場合は前記コンデンサに電荷が所定量まで充電されていないものとして前記演算制御手段に前記割込信号を出力する電圧検出部とから構成されることにより、一時的に最大消費電流が出力電流を超過しても動作しつつ、異常な過放電に対する早期に例外処理を行うことが可能となる。
【００４４】
請求項１２記載の発明は、
請求項１１記載の発明である２線式伝送器において、
前記電圧検出部が、前記シャント電流に基づき検出される電圧が前記比較電圧よりも小さい場合に前記割込信号を出力するコンパレータから構成されることにより、一時的に最大消費電流が出力電流を超過しても動作しつつ、異常な過放電に対する早期に例外処理を行うことが可能となる。
【発明の効果】
【００４５】
本発明によれば次のような効果がある。
請求項１、４及び請求項５の発明によれば、電流制御部がセンサの計測値に応じた電気信号に基づき電流信号の電流値を制御し消費電流が電流信号の電流値よりも小さくなった場合に電荷を充電し消費電流が電気信号の電流値よりも大きくなった場合に電荷を放電し、定電圧回路が電流制御部の出力電圧を予め定められた電圧にし、演算制御手段が予め定められた演算処理情報に基づき設定信号を出力し、クロック供給回路が設定信号に基づいてクロック信号の周波数を制御して出力することにより、一時的に最大消費電流が出力電流を超過しても動作することが可能となる。
【００４６】
また、請求項２、３、４、５及び請求項６の発明によれば、電流制御部の出力電圧が比較電圧よりも小さくなった場合に電流制御部が割込信号を演算制御手段及びクロック供給回路にそれぞれ出力してクロック信号の周波数を低くすることにより、電流制御部の過放電を検出して正常状態に回復させると共に一時的に最大消費電流が出力電流を超過しても動作することが可能となる。
【００４７】
また、請求項２、３、４、５、７及び請求項８の発明によれば、電流制御部の出力電圧が第１の比較電圧よりも小さくなった場合に電流制御部の出力電圧が第２の比較電圧よりも大きくなるまで電流制御部が割込信号を演算制御手段及びクロック供給回路にそれぞれ出力してクロック信号の周波数を低くすることにより、電流制御部の過放電を検出して正常状態に回復させると共に一時的に最大消費電流が出力電流を超過しても動作することが可能となる。
【００４８】
また、請求項９、１０、１１及び請求項１２の発明によれば、
シャント電流に対して設けた検出抵抗から得た電圧と予め定められた比較電圧とを比較して、電圧が比較電圧より小さい場合は演算制御手段に割込信号を出力し、演算制御手段が割込信号に基づき例外処理を行うことにより、一時的に最大消費電流が出力電流を超過しても動作しつつ、異常な過放電に対する早期に例外処理を行うことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４９】
以下本発明を図面を用いて詳細に説明する。図１は本発明に係る２線式伝送器の一実施例を示す構成図である。
【００５０】
図１において、７は電流制御回路、８はコンデンサ、９はツェナーダイオード、１０は定電圧回路、１１はマイクロプロセッサ、メモリ及びインターフェース回路等から構成される演算制御手段、１２はクロック供給回路、１３は２線式伝送器に備えられるその他の回路等から構成される内部回路、１４は検出抵抗である。
【００５１】
また、電流制御回路７、コンデンサ８、ツェナーダイオード９及び検出抵抗１４は電流制御部５１を、電流制御部５１、定電圧回路１０、演算制御手段１１、クロック供給回路１２及び内部回路１３は２線式伝送器１０１をそれぞれ構成する。
【００５２】
図１中”ＥＣ１１０”に示す外部回路は、図１中”ＬＰ１１０”及び”ＬＰ１１１”に示す伝送線を介して２線式伝送器１１０の図１中”ＴＭ１１０”及び”ＴＭ１１１”に示す端子とそれぞれ接続される。
【００５３】
また、図１中”ＥＣ１１０”に示す外部回路に備えられた図１中”ＥＰ１１０”に示す電源装置は、図１中”ＴＭ１１０”及び”ＴＭ１１１”に示す端子を介して電流制御回路７の一端及び検出抵抗１４の一端とそれぞれ接続される。
【００５４】
電流制御回路７の他端は、コンデンサ８の一端、ツェナーダイオード９のカソード及び定電圧回路１０の一端にそれぞれ接続される。
【００５５】
定電圧回路１０の他端は、演算制御手段１１の電源入力端子、クロック供給回路１２の電源入力端子及び内部回路１３の電源入力端子に接続される。
【００５６】
また、コンデンサ８の他端、ツェナーダイオード９のアノード、定電圧回路１０の他端、演算制御手段１１の他端、クロック供給回路１２の他端、内部回路１３の他端及び検出抵抗１４の他端はそれぞれ接地される。
【００５７】
図１中”ＳＳ１１０”に示す演算制御手段１１の設定信号はクロック供給回路１２の制御端子に入力され、図１中”ＥＳ１１０”に示す演算制御手段１１の電気信号は電流制御回路７の制御端子に入力される。
【００５８】
また、図１中”ＣＬ１１０”に示すクロック供給回路１２の出力であるクロック信号は、演算制御手段１１のクロック入力端子に入力される。
【００５９】
ここで、図１に示す本発明に係る２線式伝送器の一実施例の電源供給に関する動作について説明する。
【００６０】
まず、図１中”ＥＰ１１０”に示す電源装置は図１中”ＴＭ１１０”及び”ＴＭ１１１”に示す端子を介して電流制御回路７に電圧を供給する。
【００６１】
そして、電流制御回路７は、コンデンサ８、ツェナーダイオード９及び定電圧回路１０に電流をそれぞれ出力する。
【００６２】
定電圧回路１０は、電流制御部５１の出力電圧を予め定められた電圧にすると共に、演算制御手段１１、クロック供給回路１２及び内部回路１３にそれぞれ供給する。
【００６３】
一方、別途図示していないが、センサ（図示せず）は物理量（例えば、温度や湿度等）を計測し演算制御手段１１に出力する。
【００６４】
演算制御手段１１は、センサの計測値に基づいて図１中”ＥＳ１１０”に示す電気信号を電流制御回路７に出力する。
【００６５】
電流制御回路７は、図１中”ＥＳ１１０”に示す電気信号に基づいて図１中”Ｉｏ”に示す電流信号（以下、出力電流）の電流値（例えば、４ｍＡ）を制御すると共に、コンデンサ８、ツェナーダイオード９及び定電圧回路１０に電流をそれぞれ出力する。
【００６６】
また、図１中”ＩＬ１１０”に示す２線式伝送器１１０の消費電流が図１中”Ｉｏ”に示す出力電流よりも小さくなり余剰の電流が発生する場合には、電流制御回路７からの余剰の電流がコンデンサ８に流れ込み、コンデンサ８に電荷が充電される。
【００６７】
電流制御部５１の出力電圧を電圧”Ｖｃ”とすると、コンデンサ８に電荷が充電されることにより、電圧”Ｖｃ”は増加する。
【００６８】
また、電圧”Ｖｃ”はツェナーダイオード９によって予め設定されたツェナー電圧”Ｖｚ”にクランプされる。すなわち、電圧”Ｖｃ”はツェナー電圧”Ｖｚ”よりも上回らないことになる。
【００６９】
図１に示すように、検出抵抗１４には図１中”ＬＰ１１０”及び”ＬＰ１１１”に示す伝送線に流れる電流に比例する電圧”Ｖｂ”が発生する。
【００７０】
電流制御回路７は、検出抵抗１４の電圧”Ｖｂ”を検出すると共に、電圧”Ｖｂ”に基づいて出力電流を図１中”ＥＳ１１０”に示す電気信号に応じた電流値となるように制御する。
【００７１】
このため、電流制御回路７は、検出抵抗１４の電圧”Ｖｂ”に基づいて出力電流を制御することにより、出力電流を図１中”ＥＳ１１０”に示す電気信号に応じた電流値となるように制御することが可能になる。
【００７２】
この結果、本発明に係る２線式伝送器の電源供給に関する動作については、演算制御手段がセンサの計測値に応じた電気信号を電流制御回路に出力し、電流制御回路が出力電流を電気信号に応じた電流値となるように制御し、消費電流が出力電流よりも小さくなった場合に余剰の電流がコンデンサに流れこみ電荷が充電されることにより、２本の伝送線を介して外部回路から電源の供給を受けると共に４〜２０ｍＡの電流信号を伝送することが可能となる。
【００７３】
次に、一時的に最大消費電流が出力電流を超過する場合の２線式伝送器の一連の動作について説明する。
【００７４】
２線式伝送器の演算制御手段１１はクロック供給回路１２から供給されるクロック信号の周波数により消費電流が決まる特性を有する。
【００７５】
また、２線式伝送器は、実行すべき処理に応じて一時的により高い処理能力が必要となる期間や一時的に実行すべき処理がなくアイドルモードとなるような高い処理能力を必要としない期間がある。言い換えれば、２線式伝送器は必ずしも常に同じ処理能力が必要ではないということになる。
【００７６】
演算制御手段１１では、このような複雑な演算処理などで高い処理能力が要求され演算処理量が多い期間、若しくは、複雑な演算処理を行わず演算処理量が少ない期間等の演算の処理量とその期間に関する処理情報（以下、演算処理情報）が予め求められる。
【００７７】
また、演算制御手段１１は、このような予め求められた演算処理情報に従って動作させるソフトウェアに基づいて演算処理等の動作を行う。
【００７８】
従って、演算制御手段１１が予め求められた演算処理情報に基づき、クロック供給回路１２に設定信号を出力してクロック信号の周波数を制御することにより、２線式伝送器１１０の消費電流を制御することが可能となる。
【００７９】
ここで、このような図１の２線式伝送器の一時的に最大消費電流が出力電流を超過する場合の一連の動作を図２を用いて説明する。図２は図１の２線式伝送器の動作を説明するタイミングチャートである。また、説明を簡単にするため図１の２線式伝送器は演算制御手段１１の処理能力が高くなると消費電流が出力電流よりも大きくなるように設計されているものとする。
【００８０】
まず、演算制御手段１１は予め求められた演算処理情報に基づき、高い演算処理能力を特に必要としない期間ではクロック供給回路１２は予め定められた周波数（標準の周波数）でクロック信号を演算制御手段１１に供給する。
【００８１】
例えば、図２に示すように、図２中”ＰＲ１００”に示す期間においてクロック供給回路１２は予め定められた周波数（標準の周波数）で図２中”ＣＬ１１０”に示すクロック信号を演算制御手段１１に供給する。
【００８２】
また、演算制御手段１１は予め求められた演算処理情報に基づき、演算処理量が多い期間ではクロック信号の周波数を高くする設定信号をクロック供給回路１２に出力する。
【００８３】
例えば、図２中”ＰＲ１０１”に示す期間では、演算制御手段１１に複雑な演算処理などで高い処理能力が要求され多くの演算処理量が必要とされるものとする。
【００８４】
演算制御手段１１は予め求められた演算処理情報に基づき、図２中”ＰＲ１０１”に示す期間では図１中”ＳＳ１１０”に示す設定信号をクロック供給回路１２に出力する。
【００８５】
そして、クロック供給回路１２は、図１中”ＳＳ１１０”に示す設定信号に基づいて図１中”ＣＬ１１０”に示す高い周波数のクロック信号を演算制御手段１１に供給する。
【００８６】
このため、クロック供給回路１２から高い周波数のクロック信号が供給されることにより、演算制御手段１１の処理能力は高くなり、演算制御手段１１の消費電流は増大する。
【００８７】
この場合、演算制御手段１１の処理能力が高くなると消費電流が出力電流よりも大きくなるように設計されているので、演算制御手段１１の消費電流が２線式伝送器１１０の出力電流よりも大きくなり２線式伝送器１１０の動作に必要な電流は不足することになる。
【００８８】
例えば、図２中”ＰＲ１０１”に示す期間において、演算制御手段１１の処理能力が高くなることにより、図２中”ＩＬ１１０”に示す消費電流は図２中”Ｉｏ”に示す出力電流よりも大きくなり、２線式伝送器１１０の動作に必要な電流は不足する。
【００８９】
このような場合、２線式伝送器１１０の動作に必要な電流が不足するとコンデンサ８に充電されている電荷が放電されて電流の不足分が補われるので、一時的に最大消費電流が出力電流を超過しても２線式伝送器１１０は動作することが可能となる。また、コンデンサ８から電圧が放電されることにより、電圧”Ｖｃ”は減少する。
【００９０】
また、演算制御手段１１は予め求められた演算処理情報に基づき、演算処理量が少ない期間では図１中”ＳＳ１１０”に示す設定信号の出力を停止する。
【００９１】
例えば、図２中”ＰＲ１０２”に示す期間では、演算制御手段１１が複雑な演算処理を行わず演算処理量は少ないものとする。
【００９２】
演算制御手段１１は予め求められた演算処理情報に基づき、図２中”ＰＲ１０２”に示す期間では図１中”ＳＳ１１０”に示す設定信号の出力を停止する。
【００９３】
クロック供給回路１２はクロック信号の周波数を予め定められた周波数（標準の周波数）に戻して演算制御手段１１に出力する。
【００９４】
このため、クロック供給回路１２から予め定められた標準の周波数のクロック信号が供給されることにより、演算制御手段１１の処理能力が低減して標準の処理能力に戻り、演算制御手段１１の消費電流は低減する。
【００９５】
また、演算制御手段１１の処理能力が標準の処理能力に戻ることにより、演算制御手段１１の消費電流が低減して２線式伝送器１１０の出力電流よりも小さくなる。この場合、２線式伝送器１１０には余剰の電流が発生することになる。
【００９６】
例えば、図２中”ＰＲ１０２”に示す期間において、演算制御手段１１の処理能力が標準の処理能力に戻り、図２中”ＩＬ１００”に示す消費電流が低減して図２中”Ｉｏ”に示す出力電流よりも小さくなることにより、２線式伝送器１１０には余剰の電流が発生する。
【００９７】
このような余剰の電流が発生する場合には、余剰の電流はコンデンサ８に流れ込み、コンデンサ８に電荷が充電されることにより、電圧”Ｖｃ”が増加する。
【００９８】
このため、演算制御手段１１が予め求められた演算処理情報に基づいてクロック供給回路１２のクロック信号を制御することにより、一時的に最大消費電流が出力電流を超過しても動作することが可能となる。
【００９９】
この結果、２線式伝送器の一時的に最大消費電流が出力電流を超過する場合の動作については、演算制御手段が予め求められた演算処理情報に基づきクロック供給回路に設定信号を出力し、クロック供給回路が設定信号に基づいてクロック信号の周波数を一時的に高くし、消費電流が出力電流よりも大きくなった場合にはコンデンサに充電されている電荷が放電されて不足する電流を補うことにより、一時的に最大消費電流が出力電流を超過しても動作することが可能となる。
【０１００】
また、演算制御手段が予め求められた演算処理情報に基づいてクロック供給回路のクロック信号を制御し消費電流が出力電流よりも大きくなった場合にコンデンサが電荷を放電することにより、一時的に最大消費電流が出力電流を超過しても動作するため、演算制御手段の演算処理速度や応答速度などの演算処理性能を改善することが可能となる。
【０１０１】
なお、図１等に示す実施例では、演算制御手段１１がクロック信号の周波数を制御する設定信号を出力すると例示されているが、特にこれに限定されるものではなく、演算制御手段の演算処理が不要な期間では演算制御手段が動作を止めることを可能とするものであっても構わない。
【０１０２】
ここで、本発明に係る２線式伝送器の実施例の演算制御手段が動作を止める場合について説明する。
【０１０３】
例えば、図２中”ＲＰ１０３”に示す期間では、演算制御手段１１の演算処理は不要であるものとする。
【０１０４】
この場合、演算制御手段１１は予め求められた演算処理情報に基づき、図２中”ＲＰ１０３”に示す期間では演算処理等の動作を止める。言い換えれば、演算制御手段１１はアイドル状態となる。
【０１０５】
このため、図２中”ＰＲ１０３”に示す期間では、演算制御手段１１の動作が停止することにより、演算制御手段１１で消費される電流が減少して図１中”ＩＬ１１０”に示す消費電流は低減する。
【０１０６】
この結果、演算制御手段が予め求められた演算処理情報に基づいて動作を止めることにより、平均消費電流を低減することが可能となる。
【０１０７】
また、図１等に示す実施例では、消費電流が出力電流よりも大きくなった場合に、コンデンサ８から電荷が放電されることにより、不足する電流を補うことが例示されているが、コンデンサの過放電を検出することが可能な電圧検出部を付加するものであっても構わない。
【０１０８】
例えば、図１等に示す実施例では、演算制御手段１１のソフトウェアの誤動作等により、コンデンサ８に充電されている電圧が２線式伝送器１１０の動作可能な電圧よりも低くなるまで過度に放電してしまうことがある。
【０１０９】
この場合、コンデンサの過放電を検出し正常状態に回復させるような本発明の２線式伝送器の実施例ついて図面を用いて説明する。図３は本発明に係る２線式伝送器の実施例を示す構成図である。
【０１１０】
図３において、１５は所定のヒステリシス幅を有するヒステリシスコンパレータ（以下、コンパレータ）、１６は定電圧源である。また、図３において７、８、９，１０、１１、１２、１３、１４及び５１は図１と同一符号を付してある。ちなみに、図３は電圧検出部以外の構成は図１の構成と同じであるため適宜説明を省略する。コンパレータ１５及び定電圧源１６は電圧検出部５２を構成する。
【０１１１】
電流制御回路７の他端は、コンパレータ１５の反転入力端子に接続される。また、別途図示しないが、定電圧源１６から出力される図３中”Ｖｒｅｆ”に示す基準電圧は複数の抵抗（図示せず）によって２つの電圧に分圧されコンパレータ１５の非反転入力端子にそれぞれ印加される。
【０１１２】
コンパレータ１５の出力端子は演算制御手段１１の割込端子及びクロック供給回路１２の割込端子に接続される。
【０１１３】
ちなみに、図３中”Ｖｒｅｆ”に示す基準電圧が複数の抵抗（図示せず）などで分圧されてコンパレータ１５の非反転入力端子にそれぞれ印加されることにより、コンパレータ１５には第１の比較電圧”ＶＴＬ”及び第２の比較電圧”ＶＴＨ”がそれぞれ規定される。また、第１の比較電圧”ＶＴＬ”は第２の比較電圧”ＶＴＨ”よりも小さい。
【０１１４】
ここで、図３に示す本発明に係る２線式伝送器の実施例のコンデンサの過放電を検出する動作について図４を用いて説明する。図４は図３の２線式伝送器の動作を説明するタイミングチャートである。
【０１１５】
演算制御手段１１では、２線式伝送器の機器内回路の負荷電流増加や誤動作などにより一時的に処理能力が高くなり、消費電流が出力電流よりも大きくなることがある。
【０１１６】
例えば、図４中”ＰＲ１０５”に示す期間では、演算制御手段１１内部のソフトウェアの誤動作、あるいは内部回路１３などの消費電流の増加などのため、演算制御手段１１は複雑な演算処理などで高い処理能力が要求される状態を不必要に続けているものとする。
【０１１７】
この場合、演算制御手段１１は演算処理情報に基づき、図４中”ＰＲ１０５”に示す期間では図３中”ＳＳ１１１”に示す設定信号をクロック供給回路１２に出力する。
【０１１８】
クロック供給回路１２は、図３中”ＳＳ１１１”に示す設定信号に基づいてクロック信号の周波数を高くして図３中”ＣＬ１１１”に示すクロック信号を演算制御手段１１に供給する。
【０１１９】
このため、クロック供給回路１２から高い周波数のクロック信号が供給されることにより、演算制御手段１１の処理能力は高くなり、演算制御手段１１の消費電流は増大する。
【０１２０】
そして、消費電流が出力電流よりも大きくなり、２線式伝送器１１０の動作に必要な電流は不足する。
【０１２１】
例えば、図４中”ＰＲ１０５”に示す期間において、演算制御手段１１の処理能力が高くなることにより、図４中”ＩＬ１１１”に示す消費電流は図４中”Ｉｏ”に示す出力電流よりも大きくなり、２線式伝送器１１０の動作に必要な電流は不足する。
【０１２２】
このような２線式伝送器１１０の動作に必要な電流が不足する場合は、コンデンサ８に充電されている電荷が放電されて電流の不足分が補われる。また、コンデンサ８が電荷を放電することにより電圧”Ｖｃ”は減少する。
【０１２３】
コンパレータ１５は、電圧”Ｖｃ”と図４中”ＶＴＬ”に示す第１の比較電圧及び図４中”ＶＴＨ”に示す第２の比較電圧とをそれぞれ比較する。
【０１２４】
コンパレータ１５の出力は、電圧”Ｖｃ”が図４中”ＶＴＬ”に示す第１の比較電圧よりも小さくなった場合には”ハイレベル（Ｈ）”となり、電圧”Ｖｃ”が図４中”ＶＴＨ”よりも大きくなった場合には”ローレベル（Ｌ）”となる。
【０１２５】
例えば、図４中”ＰＲ１０５”に示す期間において、電圧”Ｖｃ”が図４中”ＶＴＬ”に示す第１の比較電圧よりも小さくなった場合には、コンパレータ１５の出力は”ハイレベル”となり、演算制御手段１１及びクロック供給回路１２にそれぞれ出力される。
【０１２６】
そして、演算制御手段１１及びクロック供給回路１２は、コンパレータ１５の出力が”ハイレベル”の場合に図３中”ＩＮＴ１１０”に示す割込信号が入力されたものとしてそれぞれ認識する。
【０１２７】
図４中”ＰＲ１０６”に示す期間において、演算制御手段１１は、図３中”ＩＮＴ１１０”に示す割込信号に基づき図３中”ＳＳ１１１”に示すクロックの設定信号を標準状態に戻し、消費電流を低減させて正常動作に復帰しつつ、過放電の事象発生に関するエラー報知処理を実行する。
【０１２８】
また、クロック供給回路１２は、図３中”ＩＮＴ１１０”に示す割込信号に基づき図３中”ＣＬ１１１”に示すクロック信号の周波数を予め定められた周波数（標準の周波数）よりも低くして演算制御手段１１に出力する。
【０１２９】
このため、クロック供給回路１２から低い周波数のクロック信号が供給されることにより、演算制御手段１１の処理能力は低くなり、演算制御手段１１の消費電流は低減する。
【０１３０】
演算制御手段１１の処理能力が低くなることにより、消費電流が低減して出力電流よりも小さくなる。この場合、２線式伝送器１１０には余剰の電流が発生することになる。
【０１３１】
例えば、図４中”ＰＲ１０６”に示す期間において、演算制御手段１１の処理能力が低くなることにより、図４中”ＩＬ１１１”に示す消費電流は低減し図４中”Ｉｏ”に示す出力電流よりも小さくなり、２線式伝送器１１１には余剰の電流が発生する。
【０１３２】
このような余剰の電流が発生する場合には、余剰の電流はコンデンサ８に流れ込み、コンデンサ８に電荷が充電されることにより、電圧”Ｖｃ”が増加する。
【０１３３】
コンパレータ１５の出力は、電圧”Ｖｃ”が増加して図４中”ＶＴＨ”に示す第２の比較電圧よりも大きくなるまでは”ハイレベル”となる。
【０１３４】
そして、図４中”ＰＲ１０７”に示す期間において、電圧”Ｖｃ”が増加して図４中”ＶＴＨ”に示す第２の比較電圧よりも大きくなった場合には、コンパレータ１５の出力は”ローレベル”となる。
【０１３５】
このように、コンパレータ１５の出力は、一旦、電圧”Ｖｃ”が図４中”ＶＴＬ”に示す第１の比較電圧よりも小さくなり”ハイレベル”になると、電圧”Ｖｃ”が図４中”ＶＴＨ”に示す第２の比較電圧よりも大きくなるまでは”ハイレベル”となり”ローレベル”に切り替わらない。
【０１３６】
すなわち、ヒステリシスを有するコンパレータ１５は、電圧”Ｖｃ”が充分に回復するまで出力を”ハイレベル”に維持することが可能となる。
【０１３７】
また、演算制御手段１１及びクロック供給回路１２はコンパレータ１５の出力が”ローレベル”である場合に、図３中”ＩＮＴ１１０”に示す割込信号の入力が停止したものとそれぞれ認識する。
【０１３８】
図４中”ＰＲ１０７”に示す期間において、図３中”ＩＮＴ１１０”に示す割込信号の入力が停止したことに基づき、演算制御手段１２は図４中”ＳＳ１１１”に示す設定信号をクロック供給回路１２に出力する。
【０１３９】
そして、クロック供給回路１２は、図４中”ＳＳ１１１”に示す設定信号に基づいてクロック信号の周波数を予め定められた周波数（標準の周波数）に戻して図３中”ＣＬ１１１”に示すクロック信号を演算制御手段１１に出力する。
【０１４０】
このため、クロック供給回路１２から予め定められた周波数のクロック信号が供給されることにより、演算制御手段１１は標準の処理能力に戻り、演算制御手段１１の消費電流は標準の消費電流値に戻る。
【０１４１】
そして、消費電流が出力電流よりも小さくなることにより、電流の余剰分がコンデンサ８に流れ込みコンデンサ８に電荷が充電されて電圧”Ｖｃ”は増加する。
【０１４２】
また、電圧”Ｖｃ”は、ツェナーダイオード９によって予め設定されるツェナー電圧”Ｖｚ”にクランプされる。すなわち、電圧”Ｖｃ”はツェナー電圧”Ｖｚ”よりも上回らない。
【０１４３】
この結果、電流制御部の出力電圧が電圧検出部の第１の比較電圧よりも小さくなった場合には電圧検出部が割込信号を出力して演算制御部が設定信号の出力を停止すると共にクロック供給回路が一時的にクロック信号の周波数を低くし、電流制御部の電圧が電圧検出部の第２の比較電圧よりも大きくなった場合には電圧検出部が割込信号の出力を止めてクロック供給回路がクロック信号を標準の周波数に戻すことにより、コンデンサの過放電を検出して正常状態に回復させることが可能となる。
【０１４４】
また、ヒステリシスを有するコンパレータは、一旦、入力電圧が第１の比較電圧よりも小さくなり”ハイレベル”になると、電流制御部の出力電圧が第２の比較電圧よりも大きくなるまでは”ローレベル”に切り替わらないことにより、コンパレータの出力を電圧”Ｖｃ”が充分に回復するまで”ハイレベル”に維持することが可能となる。
【０１４５】
また、図１等に示す実施例では、演算制御手段１１は、図３中”ＩＮＴ１１０”に示す割込信号に基づき図３中”ＳＳ１１１”に示すクロックの設定信号を標準状態に戻し、消費電流を低減させて正常動作に復帰しつつ、出力を過放電の事象発生に関するエラー報知処理を実行すると例示されているが、特にこれに限定されるものではなく、演算制御手段１１が図３中”ＩＮＴ１１０”に示す割込信号に基づきクロック供給回路１２への図３中”ＳＳ１１１”に示す設定信号の出力を停止するものであっても構わない。
【０１４６】
また、図１等に示す実施例では、２線式伝送器の電圧がツェナーダイオード９によってツェナー電圧”Ｖｚ”にクランプされると例示されているが、特にこれに限定されるものではなく、シャントレギュレータ回路を用いるものであっても構わない。
【０１４７】
また、図１等に示す実施例では、電流制御回路７が検出抵抗１４で発生する検出電圧に基づいて電流を制御すると例示されているが、特にこれに限定されるものではなく、電流制御回路が出力電流をセンサの計測値に基づいた電流値に保てるのであればどのような構成であっても構わない。
【０１４８】
また、図１等に示す実施例では、２線式伝送器のうちアナログ伝送器が例示されているが、特にこれに限定されるものではなく、一時的に最大消費電流が出力電流を超過しても動作することが可能であれば、デジタルバス伝送器に用いられるものであっても構わない。
【０１４９】
また、図１等に示す実施例では、ヒステリシス付きのコンパレータ１５がコンデンサ８の過放電を検出し、コンパレータ１５の出力は電流制御部５１の出力電圧”Ｖｃ”が第１の比較電圧よりも小さくなった場合に第２の比較電圧よりも大きくなるまで”ハイレベル“となり、第２の比較電圧よりも大きくなった場合に“ローレベル“となると例示されているが、特にこれに限定されるものではなく、ヒステリシスを有さないコンパレータであっても構わない。
【０１５０】
また、図１等に示す実施例では、図３中”ＩＮＴ１１０”に示す割込信号に基づいて演算制御手段１１が図３中”ＳＳ１１０”に示す設定信号の出力を止めると例示されているが、特にこれに限定されるものではなく、演算制御手段が割込信号に基づいて設定信号を出力し、クロック供給回路が設定信号に基づいて周波数の低いクロック信号を演算制御手段に供給するものであっても構わない。
【０１５１】
また、図１等に示す実施例では、図３中”ＩＮＴ１１０”に示す割込信号に基づいて演算制御手段１１が図３中”ＳＳ１１０”に示す設定信号の出力を止め、クロック供給回路１２が周波数の低いクロック信号を演算制御手段１１に供給すると例示されているが、特にこれに限定されるものではなく、クロック供給回路が演算制御手段からの設定信号に関わらず電圧検出部の割込信号に基づきクロック信号の周波数を低くするものであっても構わない。
【０１５２】
また、図１等に示す実施例では、コンパレータ１５の出力は電流制御部５１の出力電圧”Ｖｃ”が図４中”ＶＴＬ”に示す第１の比較電圧よりも小さくなった場合に図４中”ＶＴＨ”に示す第２の比較電圧よりも大きくなるまで”ハイレベル”となり、電圧”Ｖｃ”が図４中”ＶＴＨ”に示す第２の比較電圧よりも大きくなった場合に”ローレベル”となると例示されているが、特にこれに限定されるものではなく、コンパレータの出力は電流制御部の出力電圧が第１の比較電圧よりも大きくなった場合に第２の比較電圧よりも小さくなるまで”ハイレベル”となり、電流制御部の出力電圧が第２の比較電圧よりも小さくなった場合に”ローレベル”となるものであっても構わない。
【０１５３】
また、図１等に示す実施例では、演算制御手段１１及びクロック供給回路１２はコンパレータ１５の出力が”ハイレベル”の場合に図３中”ＩＮＴ１１０”に示す割込信号が入力されたものと認識し、コンパレータ１５の出力が”ローレベル”の場合に図３中”ＩＮＴ１１０”に示す割込信号の入力が停止したものと認識すると例示されているが、特にこれに限定されるものではなく、演算制御手段１１及びクロック供給回路１２はコンパレータの出力が”ローレベル”の場合に割込信号が入力されたものと認識し、コンパレータの出力が”ハイレベル”の場合に割込信号の入力が停止したものと認識するものであっても構わない。
【０１５４】
また、図１等に示す実施例では、電流制御部５１の出力電圧”Ｖｃ”が図４中”ＶＴＬ”に示す第１の比較電圧よりも小さくなる場合には電圧検出部５２がクロック供給回路１２に図４中”ＩＮＴ１１０”に示す割込信号を出力して一時的にクロック信号の周波数を低くすると例示されているが、特にこれに限定されるものではなく、電流制御部の出力電圧が第１の比較電圧よりも小さくなる場合には電圧検出部がクロック供給回路に割込信号を出力してクロック信号の周波数を標準の周波数に戻すものであっても構わない。
【０１５５】
ところで、図１等に示す実施例では、演算制御手段１１は、演算処理量が多い期間、若しくは、演算処理量が少ない期間等といった演算の処理量とその期間に関する演算処理情報を予め把握している。例えば、演算制御手段１１は、図２中”ＰＲ１０１”に示す期間において演算制御手段１１に多くの演算処理量が必要となって消費電流が増大することや、“ＰＲ１０２“に示す期間において演算制御手段１１に演算処理量が少なくコンデンサ８に電流が流れ込みコンデンサ８に電荷が充電されることを予め把握している。
【０１５６】
しかし、図１等に示す実施例では、例えば、外部からの供給電圧の低下によるコンデンサ８の充電不足、または、内部回路の故障やソフトウェアの誤動作などによる異常な消費電流の増大などの異常状態によってコンデンサ８に充電されている電圧が２線式伝送器１１０の動作可能な電圧よりも低くなるまで過度に放電（過放電）してしまうことがある。      
【０１５７】
このような異常状態による過放電に対しては、演算制御手段１１は異常の記録や２線式伝送器の外部への報知、再起動などの例外処理を速やかに実行する必要があるところ、図１等に示す実施例の仕組みではコンデンサ８の充電・放電状況や内部回路の消費電流を把握できない。このため過放電を早期に検出することができず、コンデンサ８に充電されている電圧が２線式伝送器１１０の動作可能な電圧よりも低くなる前（コンデンサ８の蓄積エネルギの枯渇前）に例外処理を実行開始できない。すなわち２線式伝送器の動作堅牢性を確保することができないという問題点がある。
【０１５８】
ここで図１等に示したツェナーダイオードに流れる電流（以下、シャント電流”Ｉｓ”という）に注目すると、シャント電流”Ｉｓ”の変化はコンデンサ８のエネルギ蓄積状態を反映しており、コンデンサ８が放電中、または充電中である場合はツェナーダイオードに電流は流れ込まない。したがってツェナーダイオードに流れ込むシャント電流”Ｉｓ”を測定すれば、コンデンサ８の蓄積エネルギが最大か否かを判別することができる。
【０１５９】
本発明に係る２線式伝送器は、この原理を利用してシャント電流”Ｉｓ”を検出して得られた電圧と予め定められた比較電圧を比較するものであってもよい。この場合、内部回路の異常動作、故障及び電源供給の低下・停止の発生に伴う異常な放電の発生を早期に把握でき、上述のような問題点を解決し動作堅牢性を確保することができる。
【０１６０】
このようなシャント電流”Ｉｓ”を検出して異常な過放電に対する早期に例外処理を行う本発明の２線式伝送器の実施例について図５、図６を用いて説明する。図５は本発明に係る２線式伝送器の実施例を示す構成図、図６は図５のシャントレギュレータ回路の構成図である。
【０１６１】
図５において、１７は電圧”Ｖｃ”を予め定められたクランプ電圧”Ｖｃｌ”にクランプしつつシャント電流”Ｉｓ”の低下を検出するシャントレギュレータ回路である。電流制御回路７、コンデンサ８、検出抵抗１４、シャントレギュレータ回路１７は電流制御部５１を構成する。
【０１６２】
また、図５において７、８、１０、１１、１２、１３、１４及び５１は図１と同一符号を付してある。ちなみに、図５はツェナーダイオードの代わりに設けられたシャントレギュレータ回路１７以外の構成は図１の構成と同じであるため適宜説明を省略する。
【０１６３】
シャントレギュレータ回路１７の一端は電流制御回路７の他端、コンデンサ８の一端及び定電圧回路１０の一端とそれぞれ接続される。また、シャントレギュレータ回路１７の他端は接地される。
【０１６４】
図５中”ＩＮＴ２”に示すシャントレギュレータ回路１７の割込信号は、演算制御手段１１の割込端子に入力される。
【０１６５】
図５中”Ｉｃ”に示す電流は、図５中”ＩＬ１１０”に示す２線式伝送器１１０の消費電流が図５中”Ｉｏ”に示す出力電流よりも小さくなり余剰の電流が発生する場合にコンデンサ８に流れ込む。
【０１６６】
また、シャント電流”Ｉｓ”は、電圧”Ｖｃ”がクランプ電圧”Ｖｃｌ”に達し、余剰の電流が発生する場合にシャントレギュレータ回路１７に流れ込む。
【０１６７】
図６において、１８、１９は分圧抵抗である抵抗、２０は演算増幅器、２１は定電圧源、２２はトランジスタ、２３は検出抵抗、２４はコンパレータ、２５は定電圧源である。シャントレギュレータ回路１７は、これら抵抗１８及び１９、演算増幅器２０、定電圧源２１、トランジスタ２２、検出抵抗２３、コンパレータ２４、定電圧源２５から構成される。
【０１６８】
抵抗１８、１９、演算増幅器２０、定電圧源２１、トランジスタ２２はクランプ部５４を、検出抵抗２３、コンパレータ２４、定電圧源２５は電圧検出部５５をそれぞれ構成する。
【０１６９】
抵抗１８の一端及びトランジスタ２２のコレクタは、シャントレギュレータ回路外部の電流制御回路７の他端、コンデンサ８の一端及び定電圧回路１０の一端と接続される。以下、電流制御回路７及びコンデンサ８、定電圧回路１０、シャントレギュレータ回路１７、の共通接続点を「Ｖｃ端子」という。
【０１７０】
抵抗１８の他端は、抵抗１９の一端及び演算増幅器２０の非反転入力端子に接続される。定電圧源２１の一端は演算増幅器２０の反転入力端子に接続される。また定電圧源２１から出力される図５中”Ｖｒｅｆ１”に示す基準電圧（以下、比較電圧”Ｖｒｅｆ１”という）は、演算増幅器２０の反転入力端子に印加される。
【０１７１】
また、演算増幅器２０の出力端子はトランジスタ２２のベースに接続される。トランジスタ２２のエミッタは検出抵抗２３の一端及びコンパレータ２４の反転入力端子に接続される。
【０１７２】
定電圧源２５の一端はコンパレータ２４の非反転入力端子に接続され、コンパレータ２４の出力端子は図示しない演算制御手段１１の割込端子に接続される。また定電圧源２５から出力される図５中”Ｖｒｅｆ２”に示す基準電圧（以下、比較電圧”Ｖｒｅｆ２”という）はコンパレータ２４の非反転入力端子に印加される。
【０１７３】
また、抵抗１９の他端及び定電圧源２１の他端、検出抵抗２３の他端、定電圧源２５の他端は互いに接続し接地される。
【０１７４】
ここで、図５及び図６に示す本発明に係る２線式伝送器のシャントレギュレータ回路１７の動作について説明する。
【０１７５】
Ｖｃ端子に印加される電圧”Ｖｃ”は、抵抗１８及び１９によって分圧され、抵抗分圧”Ｖｄｖ”が演算増幅器２０の非反転入力端子に印加される。
【０１７６】
演算増幅器２０は、抵抗分圧”Ｖｄｖ”と比較電圧”Ｖｒｅｆ１”とを比較する。演算増幅器２０は、抵抗分圧”Ｖｄｖ”が比較電圧”Ｖｒｅｆ１”よりも高い（低い）場合には、その出力レベルを高く（低く）し、トランジスタ２２のベース電位及び図６中”Ｉｃｏ”に示す電流（以下、コレクタ電流”Ｉｃｏ”という）を制御して抵抗分圧”Ｖｄｖ”と比較電圧”Ｖｒｅｆ１”とが等しくなるようにＶｃ端子からシャント電流”Ｉｓ”を引き込む。
【０１７７】
例えば、電圧”Ｖｃ”が低下した場合、抵抗１８及び１９に加わる電圧が低下し、抵抗分圧”Ｖｄｖ”の電圧もまた低下する。演算増幅器２０は、抵抗分圧”Ｖｄｖ”と比較電圧”Ｖｒｅｆ１”とを比較し、抵抗分圧”Ｖｄｖ”が比較電圧”Ｖｒｅｆ１”よりも低い場合には、演算増幅器２０はその出力レベルを低くする。
【０１７８】
このため、トランジスタ２２のベース電位は低下し、トランジスタ２２のコレクタ電流”Ｉｃｏ”は減少し、シャント電流”Ｉｓ”もまた減少する。この結果として電圧”Ｖｃ”は増加して、以下の式（１）で示すクランプ電圧”Ｖｃｌ”と等しくなるように維持される。ここでＲ１は抵抗１８の抵抗値、Ｒ２は抵抗１９の抵抗値である。
Ｖｃｌ=（Ｒ１＋Ｒ２）/Ｒ２＊Ｖｒｅｆ１・・・（１）
すなわち、抵抗分圧”Ｖｄｖ”と比較電圧”Ｖｒｅｆ１”とが等しくなるように維持されることになる。
【０１７９】
なお、電圧”Ｖｃ”がさらに低下してシャント電流”Ｉｓ”が０となる場合は、シャントレギュレータ回路１７は飽和動作状態となるが、シャントレギュレータ回路１７の目的は電圧”Ｖｃ”をクランプ電圧”Ｖｃｌ”に抑えるクランプ動作であるため問題はない。
【０１８０】
また電圧”Ｖｃ”が増加した場合では、抵抗１８、１９に加わる電圧は増加し、抵抗分圧”Ｖｄｖ”の電圧もまた増加する。演算増幅器２０は、抵抗分圧”Ｖｄｖ”と比較電圧”Ｖｒｅｆ１”とを比較し、抵抗分圧”Ｖｄｖ”が比較電圧”Ｖｒｅｆ１”よりも高い場合には、演算増幅器２０はその出力レベルを高くする。
【０１８１】
このため、トランジスタ２２のベース電位は上昇し、トランジスタ２２のコレクタ電流”Ｉｃｏ”は増加し、シャント電流”Ｉｓ”もまた増加する。この結果として電圧”Ｖｃ”は減少して式（１）で示すクランプ電圧”Ｖｃｌ”と等しくなるように維持される。すなわち、抵抗分圧”Ｖｄｖ”と比較電圧”Ｖｒｅｆ１”とが等しくなるように維持されることになる。
【０１８２】
一方、トランジスタ２２に流れるコレクタ電流”Ｉｃｏ”は、トランジスタ２２のエミッタを介して検出抵抗２３に電圧降下”Ｖｓ”を生じせしめる。抵抗１８及び抵抗１９の抵抗値は十分高抵抗であるとすると、シャント電流”Ｉｓ”はコレクタ電流”Ｉｃｏ”とはほぼ等しい（シャント電流”Ｉｓ”≒コレクタ電流”Ｉｃｏ”）ため、電圧”Ｖｓ”は以下の式（２）で示すことができる。ここでＲ３は検出抵抗２３の抵抗値である。
Ｖｓ＝Ｉｓ＊Ｒ３・・・（２）
【０１８３】
またシャント電流”Ｉｓ”が０、または、減少した場合には、電圧”Ｖｓ”は低下することになる。
【０１８４】
ところで、上述のようにシャント電流”Ｉｓ”の変化はコンデンサ８のエネルギ蓄積状態を反映しており、シャント電流”Ｉｓ”が一定値よりも大きければコンデンサ８は最大限に充電されており（蓄積エネルギが最大であり）、小さければコンデンサ８は最大限に充電されていない（蓄積エネルギが最大ではない）ことが判別できる。ここで蓄積エネルギが最大である状態とは、コンデンサ８は電荷がクランプ電圧”Ｖｃｌ”によって定められる所定の蓄積エネルギ量まで充電されている状態をいう。
【０１８５】
すなわち、シャント電流”Ｉｓ”が一定値よりも大きければコンデンサ８は電荷が予め定められた所定量まで充電されており（エネルギが所定量まで蓄積されている）、小さければコンデンサ８は電荷が所定量まで充電されていない（エネルギが所定量まで蓄積されてない）ことが判別できる。
【０１８６】
コンパレータ２４は、このような原理を利用し、シャント電流”Ｉｓ”から検出される電圧”Ｖｓ”と比較電圧”Ｖｒｅｆ２”とを比較して、シャント電流”Ｉｓ”の低下を検出し、コンデンサ８の蓄積エネルギが所定量まで蓄積されているか否か（エネルギが最大限まで蓄積されているか否か）を判定する。以下、コンパレータ２４は、コンデンサ８の蓄積エネルギが最大か否かを判定するものとして例示する。
【０１８７】
具体的には、コンパレータ２４は電圧”Ｖｓ”と比較電圧”Ｖｒｅｆ２”とを比較し、比較の結果として電圧”Ｖｓ”が比較電圧”Ｖｒｅｆ２”より小さい場合にはコンパレータ２４の出力は”ハイレベル”となり、電圧”Ｖｓ”が比較電圧”Ｖｒｅｆ２”より大きい場合にはコンパレータ２４の出力は”ローレベル”となって演算制御手段１１に入力される。
【０１８８】
なお電圧検出部５５は、比較電圧”Ｖｒｅｆ２”、または、検出抵抗２３の抵抗値”Ｒ３”に基づき、適宜値を調整してシャント電流”Ｉｓ”の低下を検出するための「低下検出点」を設定するものでよい。
【０１８９】
コンパレータ２４の出力は図５の演算制御手段１１に入力され、演算制御手段１１はコンパレータ２４からの出力が”ハイレベル”の場合には図５中”ＩＮＴ２”に示す割込信号が入力されたものとして認識する。
【０１９０】
このため、演算制御手段１１は、シャント電流”Ｉｓ”が一定値を下回ったことを図５中”ＩＮＴ２”に示す割込信号によって認識し、シャント電流”Ｉｓ”の低下及びコンデンサ８の放電が演算処理情報に予め定められている想定状態か否かを判断し、想定状態でない場合は異常の記録や２線式伝送器の外部への報知、再起動などの例外処理を実行することができる。
【０１９１】
この結果、図５等に示す２線式伝送器は、シャントレギュレータ回路がシャント電流”Ｉｓ”から検出される電圧”Ｖｓ”と予め定められた比較電圧とを比較し、電圧”Ｖｓ”が比較電圧より小さい場合は演算制御手段に割込信号を出力して、演算制御手段が割込信号に基づいて例外処理を行うことにより、一時的に最大消費電流が出力電流を超過しても動作しつつ、異常な過放電に対する早期に例外処理を行うことができる。
【０１９２】
また、２線式伝送器は、迅速に例外処理実行することが可能となり、その動作堅牢性を高めることができる。
【０１９３】
また、仮にコンデンサ８の電流を直接測定してコンデンサ２の蓄積エネルギを測定監視すると、コンデンサ８に電流検出抵抗の付加が必要となり、蓄積エネルギの損失を招いてしまうが、図５等に示す２線式伝送器のシャントレギュレータ回路１７では、シャント電流”Ｉｓ”に対して検出抵抗２３を挿入しているため、蓄積エネルギの損失がなくシャント電流”Ｉｓ”の低下を検出して異常に対する例外処理を実行することができる。
【０１９４】
図５及び図６に示す２線式伝送器の動作をタイミングチャートに従って説明する。図７は図５等の２線式伝送器の動作を説明するタイミングチャートである。ちなみに図７は、シャント電流”Ｉｓ”、図５中”Ｉｏ”に示す電流、”ＩＮＴ２”に示す割込信号の各出力推移及び図７中”ＰＲ１０８”、”ＰＲ１０９”に示す期間の各出力推移以外は図２と同じであるため、説明を適宜省略する。
【０１９５】
まず、図７中”ＰＲ１００”に示す期間において、クロック供給回路１２は予め定められた周波数（標準の周波数）で図７中”ＣＬ１１０”に示すクロック信号を演算制御手段１１に供給する。
【０１９６】
演算制御手段１１は予め求められた演算処理情報に基づき、演算処理量が多い期間ではクロック信号の周波数を高くする設定信号をクロック供給回路１２に出力する。
【０１９７】
このとき図５中”ＩＬ１１０”に示す２線式伝送器１１０の消費電流が図５中”Ｉｏ”に示す出力電流よりも小さくなり余剰の電流（シャント電流”Ｉｓ”）が発生し、シャントレギュレータ回路１７に流れてシャントされる。また、電圧”Ｖｃ”はシャントレギュレータ回路１７によって予め定められたクランプ電圧”Ｖｃｌ”にクランプされ、コンデンサ８は最大の充電状態となる。
【０１９８】
この場合は、シャントレギュレータ回路１７のコンパレータ２４の出力は、シャント電流”Ｉｓ”から検出された電圧”Ｖｓ”が比較電圧”Ｖｒｅｆ２”よりも大きくなった場合には、”ローレベル”となり演算制御手段１１に出力する。
【０１９９】
図７中”ＰＲ１０１”に示す期間において、演算制御手段１１は予め求められた演算処理情報に基づき、図５中”ＳＳ１１０”に示す設定信号をクロック供給回路１２に出力する。
【０２００】
クロック供給回路１２は、図５中”ＳＳ１１０”に示す設定信号に基づいて図５中”ＣＬ１１０”に示す高い周波数のクロック信号を演算制御手段１１に供給する。クロック供給回路１２から高い周波数のクロック信号が供給されると、演算制御手段１１の処理能力は高くなり、演算制御手段１１の消費電流は増大する。
【０２０１】
演算制御手段１１の処理能力が高くなることにより、図５中”ＩＬ１１０”に示す消費電流は図５中”Ｉｏ”に示す出力電流よりも大きくなり、２線式伝送器１１０の動作に必要な電流は不足する。
【０２０２】
このように２線式伝送器１１０の動作に必要な電流が不足すると、コンデンサ８に充電されている電荷が放電されて電流の不足分が補われる。このため、一時的に最大消費電流が出力電流を超過しても２線式伝送器１１０は動作することが可能となる。また、コンデンサ８から電圧が放電されることにより、電圧”Ｖｃ”は減少する。
【０２０３】
このときシャントレギュレータ回路１７のコンパレータ２４の出力は、シャント電流”Ｉｓ”から検出された電圧”Ｖｓ”が比較電圧”Ｖｒｅｆ２”よりも小さくなった場合には、”ハイレベル”となり演算制御手段１１に出力する。
【０２０４】
演算制御手段１１は、コンパレータ２４からの”ハイレベル”の出力により図５中”ＩＮＴ２”に示す割込信号が入力されたものとして認識し、シャント電流”Ｉｓ”の低下及びコンデンサ８の放電が演算処理情報に予め定められている想定状態か否かを判断する。演算制御手段１１は、図７中”ＰＲ１０１”に示す期間におけるコンデンサ８の放電は予め定められている想定状態であるものと判断し、ここでは例外処理は行わない。
【０２０５】
図７中”ＰＲ１０２”に示す期間において、演算制御手段１１は予め求められた演算処理情報に基づき、図５中”ＳＳ１１０”に示す設定信号の出力を停止する。
【０２０６】
クロック供給回路１２はクロック信号の周波数を予め定められた周波数（標準の周波数）に戻して演算制御手段１１に出力する。クロック供給回路１２から予め定められた標準の周波数のクロック信号が供給されることにより、演算制御手段１１の処理能力が低減して標準の処理能力に戻り、演算制御手段１１の消費電流は低減する。
【０２０７】
また、演算制御手段１１の処理能力が標準の処理能力に戻り、図５中”ＩＬ１１０”に示す消費電流が低減して図５中”Ｉｏ”に示す出力電流よりも小さくなることにより、２線式伝送器１１０には余剰の電流（図５中”Ｉｃ”に示す電流）が発生する。
【０２０８】
図５中”Ｉｃ”に示す電流はコンデンサ８に流れ込み、コンデンサ８に電荷が充電されることにより、電圧”Ｖｃ”が増加する。
【０２０９】
電圧”Ｖｃ”は、クランプ電圧”Ｖｃｌ”に達すると余剰の電流はシャントレギュレータ回路１７に流れて（図５中”Ｉｓ”に示す電流）、電圧”Ｖｃ”がクランプ電圧”Ｖｃｌ”にクランプされる。
【０２１０】
すなわち、電圧”Ｖｃ”がクランプ電圧”Ｖｃｌ”よりも低下している場合には余剰の電流（図５中”Ｉｃ”に示す電流）はコンデンサ８に流れ、コンデンサ８に電荷が充電されて電圧”Ｖｃ”が増加し、電圧”Ｖｃ”がクランプ電圧”Ｖｃｌ”に達している場合には余剰の電流（シャント電流”Ｉｓ”）はシャントレギュレータ回路１７に流れて電圧”Ｖｃ”がクランプ電圧”Ｖｃｌ”にクランプされることになる。
【０２１１】
このときシャントレギュレータ回路１７のコンパレータ２４の出力は、シャント電流”Ｉｓ”から検出された電圧”Ｖｓ”が比較電圧”Ｖｒｅｆ２”よりも小さくなった場合には、”ハイレベル”となり演算制御手段１１に出力し、電圧”Ｖｓ”が比較電圧”Ｖｒｅｆ２”よりも大きくなった場合には”ローレベル”となり演算制御手段１１に出力する。
【０２１２】
演算制御手段１１は、コンパレータ２４からの出力が”ハイレベル”である期間では図５中”ＩＮＴ２”に示す割込信号が入力されたものとして認識し、シャント電流”Ｉｓ”の低下及びコンデンサ８の放電が演算処理情報に予め定められている想定状態か否かを判断する。図７中”ＰＲ１０２”に示す期間におけるシャント電流”Ｉｓ”の低下は、予め定められている想定状態であると判断し、ここでは例外処理は行わない。
【０２１３】
図７中”ＰＲ１０３”に示す演算制御手段１１の演算処理がない期間において、演算制御手段１１は予め求められた演算処理情報に基づき、演算処理等の動作を止める。言い換えれば、演算制御手段１１はアイドル状態となる。
【０２１４】
このため、演算制御手段１１の動作が停止することにより、演算制御手段１１で消費される電流が減少して図７中”ＩＬ１１０”に示す消費電流は低減する。このとき電圧”Ｖｃ”がクランプ電圧”Ｖｃｌ”に達しているので、余剰の電流（シャント電流”Ｉｓ”）はシャントレギュレータ回路１７に流れて電圧”Ｖｃ”がクランプ電圧”Ｖｃｌ”にクランプされる。
【０２１５】
図７中”ＰＲ１０８”の期間においての動作は、上述の図７中”ＰＲ１０１”の期間における動作と同様の動作が行われ、図５中”ＩＬ１１０”に示す２線式伝送器１１０の消費電流が図５中”Ｉｏ”に示す出力電流よりも小さくなり、余剰の電流が発生し、電流（Ｉｓ）はシャントレギュレータ回路１７に流れて電圧”Ｖｃ”がクランプ電圧”Ｖｃｌ”にクランプされる。
【０２１６】
シャントレギュレータ回路１７のコンパレータ２４の出力は、シャント電流”Ｉｓ”から検出された電圧”Ｖｓ”が比較電圧”Ｖｒｅｆ２”よりも大きくなった場合には、”ローレベル”となり演算制御手段１１に出力する。
【０２１７】
一方、図７中”ＰＲ１０９”の期間は、内部回路１３の異常による消費電流増大など、マイクロコントローラ５が予期しない電流消費が生じるものとすると、図５中”ＩＬ１１０”に示す消費電流は図５中”Ｉｏ”に示す出力電流よりも大きくなり、２線式伝送器１１０の動作に必要な電流は不足する。
【０２１８】
２線式伝送器１１０の動作に必要な電流が不足すると、コンデンサ８に充電されている電荷が放電されて電流の不足分が補われる。またコンデンサ８から電圧が放電されることにより、電圧”Ｖｃ”は減少する。
【０２１９】
この場合はシャントレギュレータ回路１７のコンパレータ２４の出力は、シャント電流”Ｉｓ”から検出された電圧”Ｖｓ”が比較電圧”Ｖｒｅｆ２”よりも小さくなった場合には、”ハイレベル”となり演算制御手段１１に出力する。
【０２２０】
演算制御手段１１は、コンパレータ２４からの”ハイレベル”の出力により図５中”ＩＮＴ２”に示す割込信号が入力されたものとして認識する。演算制御手段１１は割込信号に基づき、シャント電流”Ｉｓ”の低下及びコンデンサ８の放電が演算処理情報に予め定められている想定状態か否かを判断する。
【０２２１】
演算制御手段１１は、図７中”ＰＲ１０９”の期間におけるコンデンサ８の放電は予め定められている想定状態ではないものと判断し、異常の記録や２線式伝送器の外部への報知、再起動などの例外処理を行う。
【０２２２】
この結果、図５等に示す２線式伝送器は、シャントレギュレータ回路がシャント電流”Ｉｓ”から検出される電圧”Ｖｓ”と予め定められた比較電圧とを比較し、電圧”Ｖｓ”が比較電圧より小さい場合は演算制御手段に割込信号を出力して、演算制御手段が割込信号に基づいて例外処理を行うことにより、一時的に最大消費電流が出力電流を超過しても動作しつつ、異常な過放電に対する早期に例外処理を行うことができる。
【０２２３】
また、シャントレギュレータ回路を設けることにより、コンデンサの蓄積エネルギを検出して、内部回路の異常動作、故障や電源供給の低下・停止の発生に伴う異常な放電の発生を早期に判定することができる。また、２線式伝送器は、迅速に例外処理実行することが可能となり、その動作堅牢性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【０２２４】
【図１】本発明に係る２線式伝送器の一実施例を示す構成図である。
【図２】図１の２線式伝送器の動作を説明するタイミングチャートである。
【図３】本発明に係る２線式伝送器の実施例を示す構成図である。
【図４】図３の２線式伝送器の動作を説明するタイミングチャートである。
【図５】本発明に係る２線式伝送器の実施例を示す構成図である。
【図６】図５のシャントレギュレータ回路の構成図である。
【図７】図５の２線式伝送器の動作を説明するタイミングチャートである。
【図８】従来の２線式伝送器の一例を示す構成図である。
【符号の説明】
【０２２５】
１、７  電流制御回路
２、９  ツェナーダイオード
３、１１  演算制御手段
４、１２  クロック供給回路
５、１３  内部回路
６、１４、２３  検出抵抗
８  コンデンサ
１０、１６  定電圧回路
１５、２４  コンパレータ
１７  シャントレギュレータ回路
１８、１９  抵抗
２０  演算増幅器
２１、２５  定電圧源
２２  トランジスタ
５０、５１  電流制御部
５２、５５  電圧検出部
５４  クランプ部
１００、１１０  ２線式伝送器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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