JP2002123320A - 電流制限機能付電圧発生器 - Google Patents
電流制限機能付電圧発生器Info
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- JP2002123320A JP2002123320A JP2000316860A JP2000316860A JP2002123320A JP 2002123320 A JP2002123320 A JP 2002123320A JP 2000316860 A JP2000316860 A JP 2000316860A JP 2000316860 A JP2000316860 A JP 2000316860A JP 2002123320 A JP2002123320 A JP 2002123320A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 電流フォース時及び電流シンク時にそれぞれ
プログラマブルに電流制限値を設定できる電流制限機能
付電圧発生器。 【解決手段】 電圧源の出力電圧をオペアンプの非反
転入力端子に印加し、オペアンプの出力電圧を電流検出
用の抵抗を通し負荷電圧端子に伝送し、該負荷電圧をオ
ペアンプの反転入力端子に帰還させて負荷電圧を安定さ
せる非反転型ボルテージフォロアの電圧発生器であっ
て、電圧源とオペアンプの非反転入力端子との間に挿
入された電圧調整用の抵抗と、オペアンプの非反転入
力端子の入力電圧を基準としてプログラマブルに正電圧
及び負電圧を発生する電源を有し、オペアンプの非反転
入力端子の入力電圧とオペアンプの出力電圧とを比較
し、負荷電流が制限値に達するとオペアンプの非反転入
力端子から電流を吸い込み負荷電流を制限させる電流ソ
ース用電流制限回路と、電流を吐き出し負荷電流を制限
させる電流シンク用電流制限回路とを有する。
プログラマブルに電流制限値を設定できる電流制限機能
付電圧発生器。 【解決手段】 電圧源の出力電圧をオペアンプの非反
転入力端子に印加し、オペアンプの出力電圧を電流検出
用の抵抗を通し負荷電圧端子に伝送し、該負荷電圧をオ
ペアンプの反転入力端子に帰還させて負荷電圧を安定さ
せる非反転型ボルテージフォロアの電圧発生器であっ
て、電圧源とオペアンプの非反転入力端子との間に挿
入された電圧調整用の抵抗と、オペアンプの非反転入
力端子の入力電圧を基準としてプログラマブルに正電圧
及び負電圧を発生する電源を有し、オペアンプの非反転
入力端子の入力電圧とオペアンプの出力電圧とを比較
し、負荷電流が制限値に達するとオペアンプの非反転入
力端子から電流を吸い込み負荷電流を制限させる電流ソ
ース用電流制限回路と、電流を吐き出し負荷電流を制限
させる電流シンク用電流制限回路とを有する。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、電子機器に用い
る電圧発生器であり、非反転型ボルテージフォロアを用
いた電流制限(電流リミッタ)機能を有する電圧発生器
に関する。
る電圧発生器であり、非反転型ボルテージフォロアを用
いた電流制限(電流リミッタ)機能を有する電圧発生器
に関する。
【0002】
【従来の技術】電流制限機能付電圧発生器は特に電子計
測器や半導体試験装置に用いられる。その理由は、使用
する電子部品や被試験デバイスの電子部品を保護し、過
剰電流による破損を防止するためである。図4を用い
て、この電流制限機能付電圧発生器の出力電流波形を簡
単に説明する。図4の横軸(X軸)は電圧V軸、縦軸
(Y軸)は電流I軸であり、軸線上の数値は部品選定等
の設計による回路定数により変る。
測器や半導体試験装置に用いられる。その理由は、使用
する電子部品や被試験デバイスの電子部品を保護し、過
剰電流による破損を防止するためである。図4を用い
て、この電流制限機能付電圧発生器の出力電流波形を簡
単に説明する。図4の横軸(X軸)は電圧V軸、縦軸
(Y軸)は電流I軸であり、軸線上の数値は部品選定等
の設計による回路定数により変る。
【0003】一般的に、負荷インピーダンスが抵抗のみ
であれば負荷電流は、I=V/Rとなり、発生電圧Vに
対する負荷電流Iの関係は、図4のa線のように直線と
なる。従って、発生電圧Vを上げていくと、それに従っ
て負荷電流Iは増加する。ところが電流制限付きの場合
は、図4のb線のように所定の負荷電流値になると、電
圧Vを上げてもそれ以上の負荷電流Iは制限されて一定
となってくる。従って、負荷の過剰電流を防ぐことがで
きる。負荷に容量や半導体素子を含む場合であっても、
上記に準じて負荷電流を制限できる。
であれば負荷電流は、I=V/Rとなり、発生電圧Vに
対する負荷電流Iの関係は、図4のa線のように直線と
なる。従って、発生電圧Vを上げていくと、それに従っ
て負荷電流Iは増加する。ところが電流制限付きの場合
は、図4のb線のように所定の負荷電流値になると、電
圧Vを上げてもそれ以上の負荷電流Iは制限されて一定
となってくる。従って、負荷の過剰電流を防ぐことがで
きる。負荷に容量や半導体素子を含む場合であっても、
上記に準じて負荷電流を制限できる。
【0004】図5に従来の電流制限機能付電圧発生器の
一例の構成図を示す。電圧源1には発生電圧Viをデジ
タル値で可変できるようにD/Aコンバータ(以後、
「D/A」という)を用いている。発生電圧Viは、数
KΩ程度の電圧調整用の抵抗Rsを通してオペアンプ
( Operational Amplifier)2の非反転入力端子に供給
される。この非反転入力端子の入力電圧をVaとする。
オペアンプ2の出力電圧Vbは、数10Ω程度の電流検
出用の抵抗Rmを通して負荷電圧端子に印加し、負荷3
に負荷電圧Voを供給し負荷電流Ioを与える。
一例の構成図を示す。電圧源1には発生電圧Viをデジ
タル値で可変できるようにD/Aコンバータ(以後、
「D/A」という)を用いている。発生電圧Viは、数
KΩ程度の電圧調整用の抵抗Rsを通してオペアンプ
( Operational Amplifier)2の非反転入力端子に供給
される。この非反転入力端子の入力電圧をVaとする。
オペアンプ2の出力電圧Vbは、数10Ω程度の電流検
出用の抵抗Rmを通して負荷電圧端子に印加し、負荷3
に負荷電圧Voを供給し負荷電流Ioを与える。
【0005】また、負荷電圧端子の負荷電圧Voは、帰
還回路4を介してオペアンプ2の反転入力端子と非反転
入力端子に帰還されるが、それぞれ以下の部品が挿入さ
れている。負荷電圧端子とオペアンプ2の非反転入力端
子との間には抵抗Rcが挿入され、更に、オペアンプ2
の出力端と非反転入力端子との間にはダイオードを逆極
性にして並列に接続された1対のダイオード5が挿入さ
れている。1対のダイオード5の片方の直列接続ダイオ
ード数は、図5では2つにしているが、1つでも2以上
でもよい。そして、負荷電圧端子とオペアンプ2の反転
入力端子との間にも、同様にダイオードを逆極性にして
並列に接続された1対のダイオード6が挿入されてい
る。
還回路4を介してオペアンプ2の反転入力端子と非反転
入力端子に帰還されるが、それぞれ以下の部品が挿入さ
れている。負荷電圧端子とオペアンプ2の非反転入力端
子との間には抵抗Rcが挿入され、更に、オペアンプ2
の出力端と非反転入力端子との間にはダイオードを逆極
性にして並列に接続された1対のダイオード5が挿入さ
れている。1対のダイオード5の片方の直列接続ダイオ
ード数は、図5では2つにしているが、1つでも2以上
でもよい。そして、負荷電圧端子とオペアンプ2の反転
入力端子との間にも、同様にダイオードを逆極性にして
並列に接続された1対のダイオード6が挿入されてい
る。
【0006】負荷電流Ioが負荷電圧端子側から負荷3
に流れる(電流Source:電流吐き出し)場合の動作につ
いて説明する。負荷3に所定の負荷電圧Voを供給して
負荷電流Ioを与えるとする。このとき、電圧源1のD
/Aに所定の正電圧Voを発生するようにデジタルデー
タを設定する。負荷電流Ioが電流制限範囲以内であれ
ば、電圧源1の出力電圧Viはそのままオペアンプ2に
伝送され、Vi=Va=Vo となる。負荷電流Ioが
オペアンプ2から抵抗Rmを通して負荷3に流れ出す
と、徐々に抵抗Rmに電圧降下が生じ、Vb>Vo と
なってくる。電流制限範囲以内であれば、電圧源1の出
力電圧Viはそのままオペアンプ2に伝送されており、
Vi=Va である。
に流れる(電流Source:電流吐き出し)場合の動作につ
いて説明する。負荷3に所定の負荷電圧Voを供給して
負荷電流Ioを与えるとする。このとき、電圧源1のD
/Aに所定の正電圧Voを発生するようにデジタルデー
タを設定する。負荷電流Ioが電流制限範囲以内であれ
ば、電圧源1の出力電圧Viはそのままオペアンプ2に
伝送され、Vi=Va=Vo となる。負荷電流Ioが
オペアンプ2から抵抗Rmを通して負荷3に流れ出す
と、徐々に抵抗Rmに電圧降下が生じ、Vb>Vo と
なってくる。電流制限範囲以内であれば、電圧源1の出
力電圧Viはそのままオペアンプ2に伝送されており、
Vi=Va である。
【0007】負荷電流Ioが電流制限値になってくる
と、Vb−Vo>i・Vf となる。ここで、Vfはダ
イオードの電流が流れ始める電圧であり、シリコン・ダ
イオードの場合は約0.6Vである。iは直列接続のダ
イオード数である。よって、ダイオード数が2つの場合
には、2Vfとなり、約1.2Vとなる。負荷電流Io
が電流制限値になってくると、1対のダイオード5の片
方のダイオードが、図5の矢印方向に電流が導通しはじ
め、抵抗Rcを通して負荷電圧Vo側に流れ込む。
と、Vb−Vo>i・Vf となる。ここで、Vfはダ
イオードの電流が流れ始める電圧であり、シリコン・ダ
イオードの場合は約0.6Vである。iは直列接続のダ
イオード数である。よって、ダイオード数が2つの場合
には、2Vfとなり、約1.2Vとなる。負荷電流Io
が電流制限値になってくると、1対のダイオード5の片
方のダイオードが、図5の矢印方向に電流が導通しはじ
め、抵抗Rcを通して負荷電圧Vo側に流れ込む。
【0008】この抵抗Rcの両端の電位差を感知して、
1対のダイオード6も矢印の方向に電流が流れる。この
電流は電圧源1から抵抗Rsを通して流れるのでRsに
電圧降下が生じ、オペアンプ2の非反転入力端子の電圧
Vaは下降する。電圧Vaが下降することは負荷電圧V
oが下降することを意味し、負荷電流Ioは制限され
る。つまり、図4のb線に示すように、電圧源1の発生
電圧Viを電流制限値以上の電圧に設定しても、それ以
上の負荷電流Ioは流れない。負荷電流Ioが負荷電圧
Vo側に流れ込む(電流Sink:電流吸い込み)の場合
は、電圧源1の発生電圧Viが負電圧であり、電流方向
等は上述の説明の逆方向になるのみで、図4における負
電圧の電流制限の動作を行う。
1対のダイオード6も矢印の方向に電流が流れる。この
電流は電圧源1から抵抗Rsを通して流れるのでRsに
電圧降下が生じ、オペアンプ2の非反転入力端子の電圧
Vaは下降する。電圧Vaが下降することは負荷電圧V
oが下降することを意味し、負荷電流Ioは制限され
る。つまり、図4のb線に示すように、電圧源1の発生
電圧Viを電流制限値以上の電圧に設定しても、それ以
上の負荷電流Ioは流れない。負荷電流Ioが負荷電圧
Vo側に流れ込む(電流Sink:電流吸い込み)の場合
は、電圧源1の発生電圧Viが負電圧であり、電流方向
等は上述の説明の逆方向になるのみで、図4における負
電圧の電流制限の動作を行う。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】従来の電流制限機能付
電圧発生器でも、充分にその機能を発揮して過剰負荷電
流を防いでいる。しかしながら、電流制限値は抵抗値と
ダイオードの数によって定まる。つまり、電流制限値は
回路定数により固定値となる。ところで、最大負荷電流
の許容値は使用する負荷や被測定デバイスの種類や特性
によって異なる。そこで、電流制限値を任意に可変でき
る電流制限機能付電圧発生器が望まれている。
電圧発生器でも、充分にその機能を発揮して過剰負荷電
流を防いでいる。しかしながら、電流制限値は抵抗値と
ダイオードの数によって定まる。つまり、電流制限値は
回路定数により固定値となる。ところで、最大負荷電流
の許容値は使用する負荷や被測定デバイスの種類や特性
によって異なる。そこで、電流制限値を任意に可変でき
る電流制限機能付電圧発生器が望まれている。
【0010】この発明は、負荷電流が電流ソース(Curr
ent Source:電流吐き出し)の場合でも、電流シンク
(Current Sink:電流吸い込み)の場合でも、それぞれ
プログラマブルに電流制限値を設定でき、電圧発生系に
高精度抵抗が不要である非反転型ボルテージフォロアの
電圧発生器を提供することにある。
ent Source:電流吐き出し)の場合でも、電流シンク
(Current Sink:電流吸い込み)の場合でも、それぞれ
プログラマブルに電流制限値を設定でき、電圧発生系に
高精度抵抗が不要である非反転型ボルテージフォロアの
電圧発生器を提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明は、プログラマブルな電圧源とオペアンプ
の非反転入力端子との間に電圧調整用の抵抗Rsを挿入
し、オペアンプの出力端子と負荷電圧端子との間に電流
検出用の抵抗Rmを挿入し、負荷電圧端子の負荷電圧を
上記オペアンプの反転入力端子に帰還させる。
に、この発明は、プログラマブルな電圧源とオペアンプ
の非反転入力端子との間に電圧調整用の抵抗Rsを挿入
し、オペアンプの出力端子と負荷電圧端子との間に電流
検出用の抵抗Rmを挿入し、負荷電圧端子の負荷電圧を
上記オペアンプの反転入力端子に帰還させる。
【0012】そして、オペアンプの非反転入力端子の入
力電圧Vaとオペアンプの出力電圧Vbとを比較し、負
荷電流が制限値に達してオペアンプの出力電圧Vbが上
昇あるいは下降するとオペアンプの非反転入力端子側か
ら補償電流を吐き出しあるいは吸い込みして電圧Vaを
調整し、負荷電流を制限する。電流検出用の抵抗Rmの
挿入は、従来から電流値測定のために用いられている回
路である。次に、発明の構成について述べる。
力電圧Vaとオペアンプの出力電圧Vbとを比較し、負
荷電流が制限値に達してオペアンプの出力電圧Vbが上
昇あるいは下降するとオペアンプの非反転入力端子側か
ら補償電流を吐き出しあるいは吸い込みして電圧Vaを
調整し、負荷電流を制限する。電流検出用の抵抗Rmの
挿入は、従来から電流値測定のために用いられている回
路である。次に、発明の構成について述べる。
【0013】第1発明は基本的な発明の構成である。つ
まり、プログラマブル電圧源の出力電圧Viをオペア
ンプの非反転入力端子に印加し、該オペアンプの出力電
圧Vbを電流検出用の抵抗Rmを通し負荷電圧端子に伝
送して負荷に負荷電圧を印加し、該負荷電圧端子の負荷
電圧を上記オペアンプの反転入力端子に帰還回路を介し
て帰還させ負荷電圧を安定させる非反転型ボルテージフ
ォロアの電圧発生器であって、プログラマブル電圧源
とオペアンプの非反転入力端子との間に挿入された電圧
調整用の抵抗Rsと、オペアンプの非反転入力端子の
入力電圧Vaを基準としてプログラマブルに負電圧Vβ
を発生する電源を有し、オペアンプの非反転入力端子の
入力電圧Vaとオペアンプの出力電圧Vbとを比較し、
負荷電流が制限値に達してオペアンプの出力電圧Vbが
上昇するとオペアンプの非反転入力端子から電流を吸い
込み入力電圧Vaを降下させて負荷電流を制限させる電
流ソース用電流制限回路と、オペアンプの非反転入力
端子の入力電圧Vaを基準としてプログラマブルに正電
圧Vαを発生する電源を有し、オペアンプの非反転入力
端子の入力電圧Vaとオペアンプの出力電圧Vbとを比
較し、負荷電流が制限値に達してオペアンプの出力電圧
Vbが下降するとオペアンプの非反転入力端子に電流を
吐き出し入力電圧Vaを上昇させて負荷電流を制限させ
る電流シンク用電流制限回路とを具備している電流制限
機能付電圧発生器である。
まり、プログラマブル電圧源の出力電圧Viをオペア
ンプの非反転入力端子に印加し、該オペアンプの出力電
圧Vbを電流検出用の抵抗Rmを通し負荷電圧端子に伝
送して負荷に負荷電圧を印加し、該負荷電圧端子の負荷
電圧を上記オペアンプの反転入力端子に帰還回路を介し
て帰還させ負荷電圧を安定させる非反転型ボルテージフ
ォロアの電圧発生器であって、プログラマブル電圧源
とオペアンプの非反転入力端子との間に挿入された電圧
調整用の抵抗Rsと、オペアンプの非反転入力端子の
入力電圧Vaを基準としてプログラマブルに負電圧Vβ
を発生する電源を有し、オペアンプの非反転入力端子の
入力電圧Vaとオペアンプの出力電圧Vbとを比較し、
負荷電流が制限値に達してオペアンプの出力電圧Vbが
上昇するとオペアンプの非反転入力端子から電流を吸い
込み入力電圧Vaを降下させて負荷電流を制限させる電
流ソース用電流制限回路と、オペアンプの非反転入力
端子の入力電圧Vaを基準としてプログラマブルに正電
圧Vαを発生する電源を有し、オペアンプの非反転入力
端子の入力電圧Vaとオペアンプの出力電圧Vbとを比
較し、負荷電流が制限値に達してオペアンプの出力電圧
Vbが下降するとオペアンプの非反転入力端子に電流を
吐き出し入力電圧Vaを上昇させて負荷電流を制限させ
る電流シンク用電流制限回路とを具備している電流制限
機能付電圧発生器である。
【0014】第2発明は、第1発明において電流制限値
の分解能を可変できる発明である。つまり、第1発明に
おけるオペアンプの出力端子と負荷電圧端子との間に挿
入された電流検出用の抵抗Rmは、抵抗Rmiとスイッ
チとの直列回路を複数段並列に接続しスイッチを切り換
えて抵抗Rm値を変化させ電流制限値の分解能を変更す
ることができる電流制限機能付電圧発生器である。
の分解能を可変できる発明である。つまり、第1発明に
おけるオペアンプの出力端子と負荷電圧端子との間に挿
入された電流検出用の抵抗Rmは、抵抗Rmiとスイッ
チとの直列回路を複数段並列に接続しスイッチを切り換
えて抵抗Rm値を変化させ電流制限値の分解能を変更す
ることができる電流制限機能付電圧発生器である。
【0015】第3発明は、第1発明及び第2発明に用い
る電流ソース用電流制限回路と電流シンク用電流制限回
路に適したそれぞれの回路を明記したものである。つま
り、第1発明及び第2発明で、電流ソース用電流制限
回路は、オペアンプの非反転入力端子の入力電圧Vaを
基準にしてプログラマブルに負電圧Vβを発生させる電
流制限回路用の電源と、該オペアンプの非反転入力端子
の入力電圧Vaを基準として入力し更に上記負電圧Vβ
とオペアンプの出力電圧Vbとを入力する絶対値回路
と、該絶対値回路の出力電圧で駆動されるトランジスタ
とから成り、電流シンク用電流制限回路は、オペアン
プの非反転入力端子の入力電圧Vaを基準にしてプログ
ラマブルに正電圧Vαを発生させる電流制限回路用の電
源と、該オペアンプの非反転入力端子の入力電圧Vaを
基準として入力し更に上記正電圧Vαとオペアンプの出
力電圧Vbとを入力する絶対値回路と、該絶対値回路の
出力電圧で駆動されるトランジスタとから成る電流制限
機能付電圧発生器である。
る電流ソース用電流制限回路と電流シンク用電流制限回
路に適したそれぞれの回路を明記したものである。つま
り、第1発明及び第2発明で、電流ソース用電流制限
回路は、オペアンプの非反転入力端子の入力電圧Vaを
基準にしてプログラマブルに負電圧Vβを発生させる電
流制限回路用の電源と、該オペアンプの非反転入力端子
の入力電圧Vaを基準として入力し更に上記負電圧Vβ
とオペアンプの出力電圧Vbとを入力する絶対値回路
と、該絶対値回路の出力電圧で駆動されるトランジスタ
とから成り、電流シンク用電流制限回路は、オペアン
プの非反転入力端子の入力電圧Vaを基準にしてプログ
ラマブルに正電圧Vαを発生させる電流制限回路用の電
源と、該オペアンプの非反転入力端子の入力電圧Vaを
基準として入力し更に上記正電圧Vαとオペアンプの出
力電圧Vbとを入力する絶対値回路と、該絶対値回路の
出力電圧で駆動されるトランジスタとから成る電流制限
機能付電圧発生器である。
【0016】
【発明の実施の形態】発明の実施の形態を実施例に基づ
き図面を参照して説明する。図1に本発明の一実施例の
構成図を、図2に他の実施例の構成図を、図3にプログ
ラマブルな電流制限回路用の電源の一例の構成図を示
す。先ず、図1を参照して第1発明について説明する。
き図面を参照して説明する。図1に本発明の一実施例の
構成図を、図2に他の実施例の構成図を、図3にプログ
ラマブルな電流制限回路用の電源の一例の構成図を示
す。先ず、図1を参照して第1発明について説明する。
【0017】プログラマブルに電圧を設定できるD/A
による電圧源1の出力電圧Viを電圧調整用の抵抗Rs
を通してオペアンプ2の非反転入力端子に入力電圧Va
を印加する。オペアンプ2の出力電圧Vbは電流検出用
の抵抗Rmを通して負荷電圧端子に伝送し、負荷3に負
荷電圧Voを印加して負荷電流Ioを供給する。負荷電
圧Voは帰還回路4を介してオペアンプ2の反転入力端
子に帰還させ出力電圧Voを安定化する。つまり、ボル
テージフォロアの構成である。負荷電流Ioは、図1に
おいて、負荷電流Ioが実線の方向は電流ソース(電流
吐き出し)の場合であり、点線の方向は電流シンク(電
流吸い込み)の場合である。そして、電流検出用の抵抗
Rmは、従来から負荷電流を計測するために挿入されて
いる場合が多い。
による電圧源1の出力電圧Viを電圧調整用の抵抗Rs
を通してオペアンプ2の非反転入力端子に入力電圧Va
を印加する。オペアンプ2の出力電圧Vbは電流検出用
の抵抗Rmを通して負荷電圧端子に伝送し、負荷3に負
荷電圧Voを印加して負荷電流Ioを供給する。負荷電
圧Voは帰還回路4を介してオペアンプ2の反転入力端
子に帰還させ出力電圧Voを安定化する。つまり、ボル
テージフォロアの構成である。負荷電流Ioは、図1に
おいて、負荷電流Ioが実線の方向は電流ソース(電流
吐き出し)の場合であり、点線の方向は電流シンク(電
流吸い込み)の場合である。そして、電流検出用の抵抗
Rmは、従来から負荷電流を計測するために挿入されて
いる場合が多い。
【0018】この発明は、負荷電流Ioが制限値以上に
吐き出したり吸い込んだ場合に、オペアンプ2の出力電
圧Vbとオペアンプ2の非反転入力電圧Vaに着眼し、
両者の電圧を比較し、電流ソース用電流制限回路20及
び電流シンク用電流制限回路10を用いて、Vaの電圧
を制御し負荷電流Ioを制限する構成とする。
吐き出したり吸い込んだ場合に、オペアンプ2の出力電
圧Vbとオペアンプ2の非反転入力電圧Vaに着眼し、
両者の電圧を比較し、電流ソース用電流制限回路20及
び電流シンク用電流制限回路10を用いて、Vaの電圧
を制御し負荷電流Ioを制限する構成とする。
【0019】つまり、電流ソースの場合は、負荷電流I
oの過剰電流による電流検出用の抵抗Rmの電位差によ
る電圧Vbの上昇を感知し電流ソース用電流制限回路2
0を用いオペアンプ2の入力端子側から電流Iq2を吐き
出させ電圧調整用の抵抗Rsによる電圧降下で電圧Va
を下降させ、吐き出しの負荷電流Ioを制限させる。電
流シンクの場合は、負荷電流Ioの過剰電流の吸い込み
による電流検出用の抵抗Rmの電位差による電圧Vbの
下降を感知し電流シンク用電流制限回路10を用いオペ
アンプ2の入力端子側に電流を注入し、電圧Vaを上昇
させ、吸い込みの負荷電流Ioを制限させる。
oの過剰電流による電流検出用の抵抗Rmの電位差によ
る電圧Vbの上昇を感知し電流ソース用電流制限回路2
0を用いオペアンプ2の入力端子側から電流Iq2を吐き
出させ電圧調整用の抵抗Rsによる電圧降下で電圧Va
を下降させ、吐き出しの負荷電流Ioを制限させる。電
流シンクの場合は、負荷電流Ioの過剰電流の吸い込み
による電流検出用の抵抗Rmの電位差による電圧Vbの
下降を感知し電流シンク用電流制限回路10を用いオペ
アンプ2の入力端子側に電流を注入し、電圧Vaを上昇
させ、吸い込みの負荷電流Ioを制限させる。
【0020】図2に、負荷電流Ioの電流制限値の分解
能を変更する構成図を示している。図1との相違点は、
電流検出用の抵抗Rmの抵抗値を可変できるようにした
点である。つまり、抵抗Rmi(i=1〜n)とスイッ
チとの直列回路を複数段並列に接続しスイッチを切り換
えて抵抗値を可変させたものである。個々の抵抗Rmi
の抵抗値は等しくても異なっていてもよい。電流検出用
の抵抗Rmの抵抗値は小さいほど負荷電流Ioを大きく
できる。第2発明である。
能を変更する構成図を示している。図1との相違点は、
電流検出用の抵抗Rmの抵抗値を可変できるようにした
点である。つまり、抵抗Rmi(i=1〜n)とスイッ
チとの直列回路を複数段並列に接続しスイッチを切り換
えて抵抗値を可変させたものである。個々の抵抗Rmi
の抵抗値は等しくても異なっていてもよい。電流検出用
の抵抗Rmの抵抗値は小さいほど負荷電流Ioを大きく
できる。第2発明である。
【0021】第3発明は、この発明に用いる電流ソース
用電流制限回路20と電流シンク用電流制限回路10と
の構成を明記したものである。構成は前述した通りであ
るので、電流ソース用電流制限回路20の動作を図1を
用いて簡単に説明する。負荷電流Ioがゼロのときは、
Va=Vb=Vo である。つまり(Vb−Va)=0
である。このとき、電流ソース用電流制限回路20の
オペアンプ22の出力電圧Vo2とVaとの差は、+Vf
となっている。つまり、(Vo2−Va)=+Vf であ
る。よって、トランジスタQ2は逆バイアスされて遮断
されている。ここで、Vfはダイオードが導通し始める
電圧であり、約0.6Vである。
用電流制限回路20と電流シンク用電流制限回路10と
の構成を明記したものである。構成は前述した通りであ
るので、電流ソース用電流制限回路20の動作を図1を
用いて簡単に説明する。負荷電流Ioがゼロのときは、
Va=Vb=Vo である。つまり(Vb−Va)=0
である。このとき、電流ソース用電流制限回路20の
オペアンプ22の出力電圧Vo2とVaとの差は、+Vf
となっている。つまり、(Vo2−Va)=+Vf であ
る。よって、トランジスタQ2は逆バイアスされて遮断
されている。ここで、Vfはダイオードが導通し始める
電圧であり、約0.6Vである。
【0022】負荷電流Ioが流れ出すと、(Vb−V
a)が上昇し始め、負荷電流Ioが設定された制限値に
達すると、(Vo2−Va)<0 となり、トランジスタ
Q2は順バイアスされて、Iq2 が実線の方向に流れ出
す。Iq2 が流れるとオペアンプ2の入力電圧Vaは下
降し始める。これにより、負荷電圧Voも下降し、負荷
電流Ioは制限される。図1において、回路定数のR1
及びRc2の値を10kΩとし、R2を5kΩとして、負
荷電流Ioを5mAで制限させるとすると、電源21の
負電圧発生電圧を約0.5Vに設定すると良い。電流シ
ンク用電流制限回路10の動作は、電流ソース用電流制
限回路20の動作の逆動作となる。
a)が上昇し始め、負荷電流Ioが設定された制限値に
達すると、(Vo2−Va)<0 となり、トランジスタ
Q2は順バイアスされて、Iq2 が実線の方向に流れ出
す。Iq2 が流れるとオペアンプ2の入力電圧Vaは下
降し始める。これにより、負荷電圧Voも下降し、負荷
電流Ioは制限される。図1において、回路定数のR1
及びRc2の値を10kΩとし、R2を5kΩとして、負
荷電流Ioを5mAで制限させるとすると、電源21の
負電圧発生電圧を約0.5Vに設定すると良い。電流シ
ンク用電流制限回路10の動作は、電流ソース用電流制
限回路20の動作の逆動作となる。
【0023】図3にプログラマブルな電流制限回路用の
電源11あるいは21の一例の構成図を示している。こ
の電源11あるいは12には、直接D/Aを用いてもよ
い。図3の回路においては、電源30の出力電圧をVd
とすると、オペアンプ31の非反転入力端子には、Va
/2 の電圧が印加されているので、出力電圧Vpは、
Vp=(Va−Vd) となって出力される。
電源11あるいは21の一例の構成図を示している。こ
の電源11あるいは12には、直接D/Aを用いてもよ
い。図3の回路においては、電源30の出力電圧をVd
とすると、オペアンプ31の非反転入力端子には、Va
/2 の電圧が印加されているので、出力電圧Vpは、
Vp=(Va−Vd) となって出力される。
【0024】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、この発明は
負荷電流Ioが、電流フォース時であっても電流シンク
時であっても、それぞれにプログラマブルに電流制限値
を設定できる電流制限機能付電圧発生器である。例え
ば、図4に示すように、電流フォース時はc線の曲線の
ように、電流シンク時にはd線の曲線のように電流制限
値を所定に設定できる。
負荷電流Ioが、電流フォース時であっても電流シンク
時であっても、それぞれにプログラマブルに電流制限値
を設定できる電流制限機能付電圧発生器である。例え
ば、図4に示すように、電流フォース時はc線の曲線の
ように、電流シンク時にはd線の曲線のように電流制限
値を所定に設定できる。
【0025】この発明は、今後のモノリシック化等で高
集積化により部品化されると、回路設計が簡単になり、
非常に有効であり、その技術的効果は大である。
集積化により部品化されると、回路設計が簡単になり、
非常に有効であり、その技術的効果は大である。
【図1】本発明の一実施例の構成図である。
【図2】本発明の他の実施例の構成図である。
【図3】本発明に用いるプログラマブルな電流制限回路
用電源の一例の構成図である。
用電源の一例の構成図である。
【図4】電流制限機能付電圧発生器の出力電流波形の説
明図である。
明図である。
【図5】従来の電流制限機能付電圧発生器の構成図例で
ある。
ある。
1 電圧源 2 オペアンプ( Operational Amplifier) 3 負荷 4 帰還回路 5、6 1対のダイオード 10 電流シンク用電流制限回路(電流吸込用電流制
限回路) 11、21 電流制限回路用の電源 12、22 オペアンプ 20 電流ソース用電流制限回路(電流吐出用電流制
限回路) Rs 電圧調整用の抵抗 Rm 電流検出用の抵抗 Vi 電圧源1の出力電圧 Va オペアンプ2の非反転入力端子の入力電圧 Vb オペアンプ2の出力電圧 Vo 負荷電圧 Io 負荷電流
限回路) 11、21 電流制限回路用の電源 12、22 オペアンプ 20 電流ソース用電流制限回路(電流吐出用電流制
限回路) Rs 電圧調整用の抵抗 Rm 電流検出用の抵抗 Vi 電圧源1の出力電圧 Va オペアンプ2の非反転入力端子の入力電圧 Vb オペアンプ2の出力電圧 Vo 負荷電圧 Io 負荷電流
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5H410 BB04 CC02 DD02 EA12 EB14 FF03 FF25 GG02 5J090 AA03 AA18 AA42 AA59 CA55 DN02 FA05 FA17 HA08 HA19 HA25 HA26 HN07 HN11 HN13 KA01 KA02 KA11 KA17 KA20 KA48 KA49 MA13 MA20 MA23 MN02 NN07 NN13 TA01 TA02 5J091 AA03 AA18 AA42 AA59 CA55 FA05 FA17 GP05 HA08 HA19 HA25 HA26 KA01 KA02 KA11 KA48 KA49 MA13 MA20 MA23 TA01 TA02 UW09
Claims (3)
- 【請求項1】 プログラマブル電圧源の出力電圧をオペ
アンプの非反転入力端子に印加し、該オペアンプの出力
電圧を電流検出用の抵抗を通し負荷電圧端子に伝送して
負荷に負荷電圧を印加し、該負荷電圧端子の負荷電圧を
上記オペアンプの反転入力端子に帰還回路を介して帰還
させ負荷電圧を安定させる非反転型ボルテージフォロア
の電圧発生器において、 上記プログラマブル電圧源と上記オペアンプの非反転入
力端子との間に挿入された電圧調整用の抵抗と、 上記オペアンプの非反転入力端子の入力電圧を基準とし
てプログラマブルに負電圧を発生する電源を有し、上記
オペアンプの非反転入力端子の入力電圧と上記オペアン
プの出力電圧とを比較し、負荷電流が制限値に達して上
記オペアンプの出力電圧が上昇すると上記オペアンプの
非反転入力端子から電流を吸い込み入力電圧を降下させ
て負荷電流を制限させる電流ソース用電流制限回路と、 上記オペアンプの非反転入力端子の入力電圧を基準とし
てプログラマブルに正電圧を発生する電源を有し、上記
オペアンプの非反転入力端子の入力電圧と上記オペアン
プの出力電圧とを比較し、負荷電流が制限値に達して上
記オペアンプの出力電圧が下降すると上記オペアンプの
非反転入力端子に電流を吐き出し入力電圧を上昇させて
負荷電流を制限させる電流シンク用電流制限回路と、 を具備することを特徴とする電流制限機能付電圧発生
器。 - 【請求項2】 オペアンプの出力端子と負荷電圧端子と
の間に挿入された電流検出用の抵抗は、抵抗とスイッチ
との直列回路を複数段並列に接続しスイッチを切り換え
て抵抗値を変化させ電流制限値の分解能を変更すること
を特徴とする請求項1記載の電流制限機能付電圧発生
器。 - 【請求項3】 電流ソース用電流制限回路は、オペアン
プの非反転入力端子の入力電圧を基準にしてプログラマ
ブルに負電圧を発生させる電流制限回路用の電源と、該
オペアンプの非反転入力端子の入力電圧を基準として入
力し更に上記負電圧と上記オペアンプの出力電圧とを入
力する絶対値回路と、該絶対値回路の出力電圧で駆動さ
れるトランジスタとから成り、 電流シンク用電流制限回路は、上記オペアンプの非反転
入力端子の入力電圧を基準にしてプログラマブルに正電
圧を発生させる電流制限回路用の電源と、上記オペアン
プの非反転入力端子の入力電圧を基準として入力し更に
上記正電圧と上記オペアンプの出力電圧とを入力する絶
対値回路と、該絶対値回路の出力電圧で駆動されるトラ
ンジスタとから成ることを特徴とする請求項1又は2記
載の電流制限機能付電圧発生器。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000316860A JP2002123320A (ja) | 2000-10-12 | 2000-10-12 | 電流制限機能付電圧発生器 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000316860A JP2002123320A (ja) | 2000-10-12 | 2000-10-12 | 電流制限機能付電圧発生器 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002123320A true JP2002123320A (ja) | 2002-04-26 |
Family
ID=18795748
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000316860A Withdrawn JP2002123320A (ja) | 2000-10-12 | 2000-10-12 | 電流制限機能付電圧発生器 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2002123320A (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007309859A (ja) * | 2006-05-19 | 2007-11-29 | Advantest Corp | 測定回路及び試験装置 |
JP2008009968A (ja) * | 2006-06-27 | 2008-01-17 | Advantest Corp | 電圧発生装置、電流発生装置および試験装置 |
US7834607B2 (en) | 2007-01-26 | 2010-11-16 | Advantest Corporation | Voltage generator with current limiting and semiconductor testing device |
CN111026227A (zh) * | 2019-12-24 | 2020-04-17 | 兰州飞行控制有限责任公司 | 升降舵调整片效应机构行程限位电路 |
CN113699223A (zh) * | 2021-10-29 | 2021-11-26 | 成都齐碳科技有限公司 | 纳米孔测序电路、测序方法及装置 |
-
2000
- 2000-10-12 JP JP2000316860A patent/JP2002123320A/ja not_active Withdrawn
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007309859A (ja) * | 2006-05-19 | 2007-11-29 | Advantest Corp | 測定回路及び試験装置 |
JP4707608B2 (ja) * | 2006-05-19 | 2011-06-22 | 株式会社アドバンテスト | 測定回路及び試験装置 |
JP2008009968A (ja) * | 2006-06-27 | 2008-01-17 | Advantest Corp | 電圧発生装置、電流発生装置および試験装置 |
US7834607B2 (en) | 2007-01-26 | 2010-11-16 | Advantest Corporation | Voltage generator with current limiting and semiconductor testing device |
CN111026227A (zh) * | 2019-12-24 | 2020-04-17 | 兰州飞行控制有限责任公司 | 升降舵调整片效应机构行程限位电路 |
CN113699223A (zh) * | 2021-10-29 | 2021-11-26 | 成都齐碳科技有限公司 | 纳米孔测序电路、测序方法及装置 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20080108 |