JPH01206275A - 高電圧供給装置 - Google Patents
高電圧供給装置Info
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- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/12—Testing dielectric strength or breakdown voltage ; Testing or monitoring effectiveness or level of insulation, e.g. of a cable or of an apparatus, for example using partial discharge measurements; Electrostatic testing
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-
- G—PHYSICS
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Abstract
め要約のデータは記録されません。
Description
装置に関し、特に高ブレークダウン電圧を測定するのに
適した高電圧を出力することのできる高電圧供給装置に
関する。
)のブレークダウン(破壊)電圧を測定するのに、これ
に逆電圧を可変印加して、ブレークダウンによる電流が
所定の値に達したときの印加電圧をブレークダウン電圧
として測定している。
熱によりデバイス自身が破壊される恐れがあるため、印
加電圧はパルス、たとえばパルス幅1齢位の高速パルス
である必要があった。このようなパルスはその波高値が
数十ボルト程度なら容易に実現できる。しかし、ブレー
クダウン電圧が、たとえばIKVもの高電圧であるよう
なデバイスを測定する場合、測定に必要な高速パルスを
発生させることは容易でない。
ング電源回路をアナログ・フィードバックで制御する方
式、あるいは変成器を用いて昇圧した交流電圧をスライ
ドトランスで制御する方式などが考えられるが、いずれ
も電圧応答速度(周波数応答特性)などに難がある。ま
た、高耐圧のトランジスタを用いたリニア増幅器をアナ
ログ・フィードバックで制御する方式では、応答を速く
するために多量のアイドリング電流が必要とされ、この
ため消費電力が大きくなる。
置を、低消費電力(高効率)、高周波数帯域、低価格で
提供することを目的とする。
高速パルス性が必要とされる電圧変化幅は、十数ボルト
であり、他の印加電圧領域では高速性が必要とされない
ということに基づいている。
壊の可能性があり、高速パルス性が必要とされるが、そ
の最大可変出力波高値は、この領域がわずかな印加電圧
の変化で大幅に電流が変わる領域であることから、一般
に十数ボルトあれば充分であるという測定アプリケーシ
ョン上の理由による。(第4図参照) 本発明の一実施例の高電圧供給装置によれば、高電圧出
力手段(システムコモン上で動作)と、その出力電圧(
フローティングコモン)上で動作するフローティング(
浮動状B)電源手段とが備えられ、高電圧出力手段は、
たとえばIKV程度以上の高電圧を出力できるが、高速
性はあまり必要とされない。フローティング電源手段は
、たとえば最大で十数ボルト程度の出力であるが、応答
は高速であり、たとえばl ms幅のパルスを発生する
ことができる。高電圧供給装置の出力(システムコモン
上で動作)はフローティング電源手段内の出力設定手段
によって設定される。出力設定手段を所望の値に設定す
ると、フローティング電源手段の出力はこれに応じてそ
れ自身が持つ応答速度で変化し、該出力はフローティン
グコモン上の比較器によって所定の値と比較される。該
比較器の出力はアイソレータ手段を介して、システムコ
モン上の高電圧出力手段に入力され、これに応じて該高
電圧出力手段の出力、すなわちフローティングコモンの
電位が増減される。一方、またフローティングコモン電
位は加算手段によってシステムコモン電位と加減算され
た後、前記出力設定手段の出力と加減算されて、フロー
ティング電源手段の出力を増減する。この場合、高電圧
出力手段の出力の増減と、フローティング電源手段の出
力の増減とは方向が逆である。このようにして高電圧出
力手段の出力電圧はフローティング電源手段が動作可能
な範囲にとどまるように制御される。
測定に適した高速パルスを発生することのできる高電圧
供給装置を、低消費電力、高速(高周波数帯域)、低価
格で構成することができる。フローティング電源手段で
はブレークダウン時の出力電流を測定することも可能で
ある。
別に制御し、これらの出力を単に重畳したものを高電圧
供給装置の出力としても良い。
ある。高電圧出力手段100は図の点線で囲まれた部分
に相当する。この回路は電圧モード動作のとき、高電圧
供給装置の出力電圧v0.(システムコモンに対する電
圧)はD A C101によって設定され、このとき増
幅器105、結合回路1)6、増幅器1)0、電流検出
用抵抗1)7及び増幅器1)1からなるループが働いて
voを所望の値に設定する。DAC102は抵抗1)7
を流れる電流の設定または電流制限値の設定を行なうも
ので、正電流設定/制限、負電流設定/制限はそれぞれ
増幅器106.107によって制御される。これらの詳
しい動作説明はたとえば特開昭58−148506号「
複合制御増幅器」を参照されたい。増幅器108.10
9はそれぞれ図中の■6.(フローティング電源手段の
出力VOFに等しい)がフローティング電源手段100
の出力電圧範囲を超えて正または負方向に変化しようと
したときにフローティング電源手段100の動作を制限
し、出力にスパイクノイズが発生するのを防ぐ働きをし
ている。
である場合の高電圧供給装置の動作を第2図を用いて説
明する。D A C101によってV。、の設定(たと
えば正値)が行なわれると、フローティングコモンに対
するフローティング電源手段の出力V。Fはフローティ
ング電源手段自身の持つ応答速度で急速に立上る。この
ときVCFはフローティングコモン上のウィンドーコン
パレータ1)3によって、たとえばフローティングコモ
ン電位+〇、6V、−0,6Vとそれぞれ比較され、こ
の場合、コンパレータ1)3はUP信号を発生する。こ
のUP信号はフォトカプラー142(DOWN信号の場
合はフォトカプラー141)によってコモンがアイソレ
ートされてシステムコモン上のアップ・ダウンカウンタ
−133へ導かれる。カウンター133は、この信号を
一定周期毎(たとえば20ps)に受けつけて、これに
よってカウントアンプした出力をDAC132に入力し
、DAC132の出力は高電圧出力手段130内の増幅
器131に人力されて増幅器131の出力、すなわちフ
ローティングコモンの電位を増加する。また一方、この
ときフローティングコモン電位は加算手段150内の増
幅器103によってシステムコモン電位と減算され、増
幅器103の出力は増幅器105の反転入力端子に接続
されていて、D A C101の出力を減算するためV
。Fは減少する。この一連の動作はVCFがコンパレー
タ1)3のウィンドー内に入るまで繰り返され、その結
果■。、は図示のように、フローティング電源手段10
0自身の応答速度ですばやく立上った波形となる。(立
下りも同様に高速となる)なおり A C101による
設定値が負である場合はコンパレータ1)3はDOWN
信号を発生するが、動作は正の場合の逆を考えれば良い
。第3図はフローティング電源手段100の出力電圧V
OFが制限範囲外である場合の高電圧供給装置の動作を
示す図である。VOFが制限範囲を超えて正方向に変化
しようとしている間はV。Fの値は増幅器108によっ
て制限値に抑えられる。その他は第2図で説明した動作
と同様である。VO3は図示のように急速に立上った後
は階段状の部分を有することになる。
次のような利点がある。
定性に関与しない。高電圧出力手段はアップ・ダウンカ
ウンタ−とDACとが提供する一定周期毎に変化する階
段波形に対して応答可能であれば良く、内部でどの様な
帯域操作(たとえばピーキング)をしていてもシステム
の安定性には影響を及ぼさない。また、回路方式も任意
であり、例えば効率の高いスイッチング電源回路(高効
率、低消費電力)などを用いることができる。
て制mxのハードウェアが簡単で小さくなる。
をかける場合には、変成器、アナログ・フォトアイソレ
ータ等を必要とする。
性が強く設計の自由度が大きい。
(VNの2種類の信号に限定されるものではなく、また
、これらの信号をアップ・ダウンカウンタ−1)3が受
付ける周期も一定である必要はない。
半導体素子の高ブレークダウン電圧の測定に際し、素子
を破壊することなく高速かつ高精度に測定できる高電圧
供給装置を、低消費電力、高帯域、低価格で実現するこ
とができる。
力における、本発明の一実施例の動作を示す図、第3図
は高電圧出力における、本発明の一実施例の動作を示す
図、第4図はダイオードのブレークダウン特性を示す図
である。 100:フローティング電源手段 130:高電圧出力手段 133ニアノブ・ダウンカウンタ− 1)3:ウィンドーコンパレータ 132 :DAC 141、142:フォトカブラー 103:増幅器 出願人 横河・ヒエ−レット・パッカード株式会社代理
人 弁理士 長谷用 次男 時開 第 2 図 第4 図
Claims (5)
- (1)高電圧出力手段と、前記高電圧出力手段の出力を
フローティングコモンとして該出力上で動作し、出力が
高速応答するフローティング電源手段とを備えた高電圧
供給装置。 - (2)出力が前記高電圧出力手段内に設けられた出力設
定手段により設定されることを特徴とする特許請求の範
囲第(1)項記載の高電圧供給装置。 - (3)前記高電圧出力手段が前記フローティング電源手
段からの、コモンアイソレートされた信号により制御さ
れることを特徴とする特許請求の範囲第(1)項及び第
(2)項記載の高電圧供給装置。 - (4)前記高電圧出力手段が前記フローティング電源手
段からの信号により自動制御されることを特徴とする特
許請求の範囲第(1)項及び第(2)項記載の高電圧供
給装置。 - (5)前記高電圧手段の出力の増減方向と、前記フロー
ティング電源手段の出力の増減方向とが互いに逆方向で
あることを特徴とする特許請求の範囲第(1)項及び第
(2)項記載の高電圧供給装置。
Priority Applications (3)
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Publications (2)
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Family Applications (1)
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1988
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1989
- 1989-02-09 EP EP89102249A patent/EP0328109A1/en not_active Ceased
- 1989-02-10 US US07/309,755 patent/US4914312A/en not_active Expired - Lifetime
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