アイソレーションアンプ技術ノート（第１回）

１．アイソレーションアンプ（絶縁アンプ）とは

• 入力側と出力側が電気的に絶縁されていて、 DC～AC のアナログ信号を伝送するアンプ
  のことをアイソレーションアンプと言います。（図１参照）
  デジタル信号絶縁の場合は、単にアイソレーションと言います。

図１

• 入力段と出力段を絶縁し、信号を伝達する方法としては、光や磁気等がある。
• アイソレーションアンプの伝送帯域は、通常　DC～数kHz、或いは数10kHzで原則「DC増幅器」となっている。
• 入出力間は、物理的に切り離されていて、DC的には絶縁されている。但し、交流的には、数10pF程度の容量性結合がある。
• 入力部電源/出力部電源も絶縁されている。

２．特徴とその利点

• 入力側から出力側（或いは出力側から入力側）への電流の漏れがないので、感電することがなく、安全が確保できる。
  同様に漏れ電流による入力側、出力側装置の破損を防ぐことができる。
• 入力と出力間に高電圧（1kVACrms ～ 5kVACrms）が存在しても動作するため、高電圧部の信号増幅が可能となる。
• 入力と出力間に極めて大きな同相ノイズ（Ecom）があっても動作する（同相ノイズは除去されるが、差動ノイズを除去する事はできない）。
• 入出力間電位の異なる信号を処理し、図2のように高電圧の混在があっても後段回路の保全ができる
  （長距離信号伝送において、GND 間の電位が存在する場合に、その電位差を無視する事ができる）。

図２

３．モジュールについて（弊社製品）

• アイソレーションアンプは、絶縁伝送の回路、絶縁された電源等の複雑な構成となる為、全体を１つにまとめたモジュールが有効となります。
• 弊社ではモジュールとして、高精度、高信頼性と小型化のGAｼﾘｰｽﾞ、MISOｼﾘｰｽﾞを用意しており、全て入力部電源/出力部電源を内蔵しています。

弊社アイソレーションアンプ紹介へ

https://www.gec-tokyo.co.jp/components/global-micronics/isolation-amp-ga-miso-series

４．使用目的、使用分野の例

【電車車両　等】

• 架線電圧、電流の監視、駆動動力系の監視
• 電車等での車両間の制御信号インターフェース

【FA　関係】

• 各種センサ、制御機器間のインターフェース
• 大型電源の制御信号の伝送用途

【発電設備】

• 発電部、制御部間のインターフェース
• 直列接続された各バッテリーセル、太陽電池セルの端子電圧の監視
• パワーコンディショナー制御信号の伝送用途

５．使用例

第２回　は、「絶縁とノイズ除去」をテーマに、説明していきます。