JP2001134326A - 電子負荷装置 - Google Patents
電子負荷装置Info
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Abstract
電子負荷装置に関し、0V近傍の端子電圧の場合でも電
子負荷装置として電流を流すことを可能とする。 【解決手段】 一次電池,二次電池,コンデンサ等を被
試験装置5の負荷として動作するトランジスタ3と、こ
のトランジスタ3に電流設定値の電流IINを流すように
制御する制御回路2とを含む電子負荷装置であって、被
試験装置5の端子電圧にバイアス電圧VB を加算するバ
イアス電源回路6を設けた構成とする。
Description
池,コンデンサ等の被試験装置の負荷として、該被試験
装置から電流を流して、放電特性等を試験する為の電子
負荷装置に関し、特に、低電圧の被試験装置に対して
も、その端子電圧が0V或いはそれに近い状態でも電流
を流すことができる電子負荷装置に関する。
子負荷装置、52は制御回路、53はトランジスタ、5
4は演算増幅器、55は被試験装置、R1,R2は抵抗
を示す。電子負荷装置51は、制御回路52と、トラン
ジスタ53と、演算増幅器54と抵抗R1,R2とを含
む構成について示し、又被試験装置55は、一次電池,
二次電池,コンデンサ等の放電電流を負荷に流すことが
できるものである。
験装置55に流れる電流の設定値を演算増幅器54に入
力し、トランジスタ53に流れる電流を抵抗R1により
検出して演算増幅器54に入力する。従って、演算増幅
器54は、電流設定値と電流検出値との差分に対応して
トランジスタ53を制御し、被試験装置55から電流設
定値の電流を流すことができる。この電流設定値は、被
試験装置55の電流容量等に対応して予め制御回路2に
設定することができる。
低下に対応して、その動作電源電圧は、例えば、5V,
3V,1,2V等に次第に低下する傾向にある。このよ
うな低電圧の被試験装置55の放電特性を試験する場合
の負荷は、低抵抗であることが必要となる。又被試験装
置55には、トランジスタ53と抵抗R1と接続線の抵
抗分とが接続され、それらの合成インピーダンスが零で
はないから、低電圧の被試験装置55から所望の大きさ
の電流で放電させることが困難となる。又一次電池や二
次電池の過放電時の0V付近の特性試験に於いても、所
望の電流を放電させることが困難であり、又コンデンサ
を被試験装置55として、その端子電圧が0Vとなるま
で放電させることが不可能であった。
低電圧の被試験装置から負荷に電流を流して放電特性等
を試験すると共に、端子電圧が0V程度に低下した場合
でも、電流を流すことが可能な電子負荷装置を提供する
ことを目的とする。
は、(1)電池,コンデンサ等の被試験装置5の負荷と
して動作するトランジスタ3と、電流設定値に従った電
流をトランジスタ3に流すように制御する制御回路2と
を含む電子負荷装置1であって、被試験装置5の端子電
圧に、この端子電圧と同一の極性のバイアス電圧VB を
加算するバイアス電源回路6を設けた構成とする。
置5の端子電圧を検出し、この端子電圧が設定値以下に
低下した時に、バイアス電圧VB を低下又は出力停止と
する構成を備えることができる。
し、この端子電圧が設定値以下に低下した時に、この被
試験装置5とトランジスタ3との間を切り離す保護スイ
ッチを設けることができる。
子電圧を検出し、この端子電圧が設定値以下に低下した
時に、トランジスタ3をオフ状態に制御する構成を備え
ることができる。
してトランジスタを制御する演算増幅器と、被試験装置
の端子電圧を検出し、この端子電圧に対応した電流設定
値を出力する制御回路とを備えることができる。
り、1は電子負荷装置、2は制御回路、3はトランジス
タ、4は演算増幅器、5は被試験装置、6はバイアス電
源回路、R1,R2は抵抗を示す。又被試験装置5から
電子負荷装置1への入力電圧をVIN、電子負荷装置1へ
の入力電流をIIN、バイアス電源回路6からのバイアス
電圧をV B 、トランジスタ3のコレクタ・エミッタ間電
圧をVCE、抵抗R1の入力電流I INによる端子電圧をV
R として示す。
験装置5と電子負荷装置1との接続線の抵抗をRL と
し、被試験装置5から電流IINを流す為には、 VIN>IIN(RL +R1)+VCE …(1) の条件が必要である。又トランジスタ3を電界効果トラ
ンジスタ(FET)とした場合、そのオン抵抗をRONと
すると、 VIN>IIN(RL +R1+RON) …(2) の条件が必要である。
験装置5からの入力電圧VINが、前述の条件以下である
と、所望の電流IINを流すことができなくなる。即ち、
被試験装置5が低電圧の一次電池,二次電池の場合、特
に端子電圧が0V近くになる場合は、電流IINを流すこ
とができなくなる。
スタ(FET)とした場合に、 VB ≧IIN(RL +R1+RON) …(4) に設定し、被試験装置5の端子電圧にバイアス電圧VB
を加算するように直列的にバイアス電源回路6を接続し
て、電子負荷装置1の内部インピーダンスを補償すもの
である。それにより、低電圧の被試験装置5であって
も、又端子電圧が0Vの場合でも、電流IINを流すこと
ができる。例えば、コンデンサを被試験装置5とした場
合、完全放電により端子電圧を0Vとすることがある
が、このような0Vの場合でも、前述のバイアス電源回
路6を接続することによって、電子負荷装置1により被
試験装置5に電流を流すことができる。
であり、図1と同一符号は同一部分を示し、7はバイア
ス電源回路、7−1は直流電源、7−2はスイッチング
トランジスタ、7−3はコンデンサ、7−4はトラン
ス、7−5,7−6はダイオード、7−7はチョークコ
イル、7−8はコンデンサ、7−9は制御回路であり、
フォワードコンバータの構成を適用した場合の要部を示
す。即ち、コンデンサ7−8の両端の電圧(バイアス電
圧VB )を制御回路7−9により検出し、設定された電
圧となるように、スイッチングトランジスタ7−2のオ
ン期間を制御し、トランス7−4の一次巻線に流れる電
流をオン,オフし、そのトランス7−4の二次巻線に誘
起する電圧を、ダイオード7−5,7−6とチョークコ
イル7−7とコンデンサ7−8とからなる整流平滑回路
により整流出力するものである。
コンバータ構成のみでなく、設定されたバイアス電圧V
B を出力できる他の構成のスイッチング電源装置も適用
可能である。所定のバイアス電圧VB を出力することが
できる。
スタ3に、又−側を被試験装置5側にそれぞれ接続し、
被試験装置5の端子電圧にバイアス電圧VB を加算す
る。このバイアス電圧VB は、前述のように、トランジ
スタ3のコレクタ・エミッタ間電圧VCEと、抵抗R1の
電圧降下VR と、接続線の抵抗による電圧降下とを補償
する値とすることにより、被試験装置5の端子電圧が低
電圧の場合でも又0Vの場合でも、トランジスタ3を介
して電流IINを流すことができる。この場合の電流IIN
は、制御回路2から演算増幅器4に入力する電流設定値
に対応して制御される。
電源装置を用いた場合、トランジスタ3や制御回路2等
の障害により、設定電流を超える過電流が流れると、被
試験装置5が焼損する場合があるが、スイッチング電源
装置には過電流保護機能を備えている場合が一般的であ
り、例えば、電流IINを検出し、設定値を超えた過電流
状態となると、制御回路7−9によりスイッチングトラ
ンジスタ7−2のオン期間を短くして出力電圧を垂下さ
せる。即ち、バイアス電圧VB を垂下させて、電流IIN
を制限することができる。従って、被試験装置5を保護
することができる。
であり、11は電子負荷装置、12は制御回路、13は
トランジスタ、14は演算増幅器、15は被試験装置、
16はバイアス電源回路、17は演算増幅器、R1,R
2,R3は抵抗を示す。この実施の形態は、バイアス電
源回路16からのバイアス電圧VB を被試験装置5の端
子電圧に加算するように接続し、被試験装置15の端子
電圧と設定電圧VS とを演算増幅器17により比較し、
端子電圧が設定電圧VS 以下に低下した時に、被試験装
置15の放電終了として、過放電防止又は逆充電防止の
為に、バイアス電源回路16からのバイアス電圧VB を
低下或いはバイアス電圧VB の出力停止を行う場合を示
す。
トランジスタ13が制御され、被試験装置15からの電
流IINを電流設定値となるように制御する電子負荷装置
11としての動作は、前述の実施の形態と同様である。
又バイアス電源回路16は、前述のように、スイッチン
グ電源装置を用いた場合、制御回路7−9(図2参照)
の制御によってスイッチングトランジスタ7−2をオフ
とし、被試験装置15に流れる電流IINを零として、被
試験装置15がバイアス電圧VB により逆充電されるの
を防止することができる。
であり、21は電子負荷装置、22は制御回路、23は
トランジスタ、24は演算増幅器、25は被試験装置、
26はバイアス電源回路、27は演算増幅器、28はリ
レー等のスイッチ回路、29はダイオード、30はラッ
チ回路、rsはパワーオンリセット等のリセット信号を
示す。
電圧と設定電圧VS とを演算増幅器27により比較し、
端子電圧が設定電圧VS 以下に低下した時の演算増幅器
27の出力信号をラッチ回路30によりラッチして、ス
イッチ回路28をオフとし、被試験装置25からの電流
IINを遮断する。それにより、被試験装置25の過放電
を防止することができる。又バイアス電圧VB により被
試験装置25の逆充電を防止することができる。又スイ
ッチ回路28をリレーにより構成した場合、ラッチ回路
28にリレーの駆動回路を含ませることができる。又ラ
ッチ回路28は、リセット信号rsによりリセットし、
それにより、スイッチ回路28をオンとして、次の被試
験装置25の放電試験を行うことができる。
端子電圧が設定値Vsより低下したことを検出した検出
信号を制御回路22に入力し、制御回路22から演算増
幅器24に入力する電流設定値を低減し、トランジスタ
23に流れる電流を抑制するか、又はカットオフ状態に
制御して、電流IINを遮断することができる。
入力電圧INに対して逆極性で接続し、バイアス電圧VB
をこのダイオード29の順方向電圧にクランプして、低
電圧の被試験装置25の逆充電を防止することもでき
る。この場合のダイオード29は、電子負荷装置21に
流すことができる最大電流Imaxより大きい電流Ir
を流すことができる容量とし、又電子負荷装置21に印
加される最大電圧Vmaxより大きい逆耐圧電圧を有す
る構成とすることができる。又ダイオード29を複数直
列に接続してクランプ電圧を選定することもできる。
であり、31は電子負荷装置、32は制御回路、33は
トランジスタ、34は演算増幅器、35は被試験装置、
36はバイアス電圧VB を出力するバイアス電源回路、
37は差動増幅器、R1〜R4は抵抗を示す。
(A)に於ける制御回路32の構成の一例の要部を示
し、差動増幅器37と被試験装置35の両端子とを接続
線により接続する。差動増幅器37は、接続線に重畳さ
れた同相ノイズを除去して被試験装置35の両端子間の
電圧を検出し、抵抗R3,R4により分圧して、演算増
幅器34に入力する。又演算増幅器34に、前述の各実
施の形態と同様に、電流I INに対応する抵抗R1の両端
の電圧を入力するから、被試験装置35の電圧に対応し
た電流IINを流すことができる。即ち、電子負荷装置3
1を定抵抗特性とすることができる。
36をスイッチング電源装置とし、バイアス電圧VB に
リップルが含まれる場合でも、被試験装置35の電圧を
検出して電流IINを制御することから、バイアス電圧V
B に含まれるリップルの影響を受けない電流とすること
ができる。
に、定電流特性や定電力特性等となるように構成するこ
とも可能である。又電子負荷装置のトランジスタは、バ
イポーラトランジスタのみでなく、電界効果トランジス
タ等を用いることも可能であり、又設定したプログラム
に従って流れる電流IINを制御するように、制御回路を
構成することも可能である。又被試験装置が二次電池の
場合、充電装置と組合せて、充放電特性の試験を行う構
成とすることも可能である。
池,二次電池,コンデンサ等の被試験装置5の負荷とし
て動作するトランジスタ3と、制御回路2とを含む電子
負荷装置1であって、被試験装置5の端子電圧にバイア
ス電圧VB を加算するように接続したバイアス電源回路
6を設けたものであり、このバイアス電圧VB により電
子負荷装置1の内部インピーダンスを補償することがで
きるから、被試験装置5が低電圧の場合或いは端子電圧
が0Vの場合でも、電流IINを流して、試験を行うこと
ができる。
低下した時に、バイアス電圧VB の低下或いは遮断或い
はトランジスタ3をオフさせることにより、被試験装置
5の端子電圧が0V或いはその近くまで放電させること
が可能となると共に、それ以上の放電を行った時のバイ
アス電圧VB による逆充電を防止し、被試験装置5を保
護することができる。
Claims (5)
- 【請求項1】 電池,コンデンサ等の被試験装置の負荷
として動作するトランジスタと、電流設定値に従った電
流を該トランジスタに流すように制御する制御回路とを
含む電子負荷装置に於いて、 前記被試験装置の端子電圧に、該端子電圧と同一の極性
のバイアス電圧を加算するバイアス電源回路を設けたこ
とを特徴とする電子負荷装置。 - 【請求項2】 前記バイアス電源回路は、前記被試験装
置の端子電圧を検出し、該端子電圧が設定値以下に低下
した時に、前記バイアス電圧を低下又は出力停止とする
構成を備えたことを特徴とする請求項1記載の電子負荷
装置。 - 【請求項3】 前記被試験装置の端子電圧を検出し、該
端子電圧が設定値以下に低下した時に、該被試験装置と
前記トランジスタとの間を切り離す保護スイッチを設け
たことを特徴とする請求項1記載の電子負荷装置。 - 【請求項4】 前記制御回路は、前記被試験装置の端子
電圧を検出し、該端子電圧が設定値以下に低下した時
に、前記トランジスタをオフ状態に制御する構成を備え
たことを特徴とする請求項1記載の電子負荷装置。 - 【請求項5】 電流検出値と電流設定値とを比較して前
記トランジスタを制御する演算増幅器と、前記被試験装
置の端子電圧を検出し、該端子電圧に対応した前記電流
設定値を出力する制御回路とを備えたことを特徴とする
請求項1記載の電子負荷装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP31362499A JP3653664B2 (ja) | 1999-11-04 | 1999-11-04 | 電子負荷装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP31362499A JP3653664B2 (ja) | 1999-11-04 | 1999-11-04 | 電子負荷装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001134326A true JP2001134326A (ja) | 2001-05-18 |
JP3653664B2 JP3653664B2 (ja) | 2005-06-02 |
Family
ID=18043571
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP31362499A Expired - Fee Related JP3653664B2 (ja) | 1999-11-04 | 1999-11-04 | 電子負荷装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3653664B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1467215A2 (en) * | 2003-04-09 | 2004-10-13 | Keisoku Giken Co., Ltd. | Electronic load apparatus |
-
1999
- 1999-11-04 JP JP31362499A patent/JP3653664B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1467215A2 (en) * | 2003-04-09 | 2004-10-13 | Keisoku Giken Co., Ltd. | Electronic load apparatus |
EP1467215A3 (en) * | 2003-04-09 | 2005-02-02 | Keisoku Giken Co., Ltd. | Electronic load apparatus |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP3653664B2 (ja) | 2005-06-02 |
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