JPH0716208U - 電子負荷装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 電流レンジの切換時において負荷電流のオー
バーシュートが生じない電子負荷装置を提供すること。 【構成】 負荷電流Ｉ₂ を制御するためのトランジスタ
Ｑ２および電流検出抵抗Ｒ_S2と、負荷電流Ｉ₂ よりも大
きな負荷電流Ｉ₁ を制御するためのトランジスタＱ１お
よび電流検出抵抗Ｒ_S1とを設け、電流検出抵抗器Ｒ_S2お
よびＲ_S1を直列接続し、この２つの抵抗器Ｒ_S1，Ｒ_S2の
端子間電圧を誤差増幅器ＩＣ３に入力させて基準電圧Ｖ
_ref と比較する。誤差増幅器ＩＣ３の出力はトランジス
タ駆動用の増幅器ＩＣ１またはＩＣ２を介してトランジ
スタＱ１またはＱ２に入力しこれを制御する。トランジ
スタＱ１のＯＮ／ＯＦＦはスイッチＳ１によって、トラ
ンジスタＱ２のＯＮ／ＯＦＦはスイッチＳ２によって行
う。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、被試験電源などに接続されて等価的負荷としての機能を果たす電子 負荷装置に関するものであり、殊に電流切換レンジを有する電子負荷装置に関す るものである。

【０００２】

【従来の技術】

図３は従来の電子負荷装置に使用されている定電流回路を示したものであり、 Ｅ₀ は被試験用の電源の電圧、Ｑ₁ は負荷電流Ｉを制御するトランジスタ、Ｒ_S は負荷電流Ｉの検出用抵抗器、Ｖ_ref は基準電圧、ＩＣ３はトランジスタＱ₁ を 制御する誤差増幅器である。以上のように構成された定電流回路においては、Ｉ ＝Ｖ_ref ／Ｒ_S で定められる一定の負荷電流Ｉが回路を流れる。

【０００３】 図４は従来の電子負荷装置に使用されている定抵抗回路を示したものであり、 図３と同一符号のものは同一のものを示しており、またＲは負荷抵抗の値を定め るための可変抵抗器である。この回路においては、被試験用の電源から見た電子 負荷装置の抵抗値Ｒ₀ は、

【０００４】

【数１】

【０００５】 となり、電子負荷装置を流れる負荷電流ＩはＩ＝Ｅ₀ ／Ｒ₀ となる。

【０００６】 ここで、以上のような回路に用いられる電流検出用抵抗器の条件について説明 する。

【０００７】 電子負荷装置における負荷電流Ｉの安定度を悪化させる要因としては、誤差増 幅器ＩＣ３の入力オフセット電圧の変動、基準電圧Ｖ_ref の変動および電流検出 用抵抗器Ｒ_S の抵抗値の変動等がある。このうち、主要な要因は、電流検出用抵 抗器Ｒ_S での発熱による温度変化によってその抵抗値が変動することである。従 って同一の抵抗器を用いて広い範囲で負荷電流Ｉを変化させることは、負荷電流 Ｉ₁ の安定度を悪化させることになる。

【０００８】 また、負荷電流Ｉが１０ｍＡ程度の微小電流である場合には、電流検出用抵抗 器Ｒ_S の抵抗値を大きくして検出電圧Ｒ_S ・Ｉ₁ の値を、誤差増幅器ＩＣ３の入 力オフセット電圧よりも十分に大きくしなければ、負荷電流Ｉを精度よく制御す ることができない。

【０００９】 一方、負荷電流Ｉが数Ａ程度の電流である場合には、検出電圧Ｒ_S ・Ｉ₁ のレ ベルを基準電圧Ｖ_ref のレベルに合わせるために、電流検出用抵抗器Ｒ_S の値を 小さくする必要がある。

【００１０】 従って、従来の電子負荷装置においては、微小電流から比較的大きな電流まで の負荷電流Ｉを精度よく制御するために、負荷電流Ｉの大きさに応じた複数個の 電流検出用抵抗器Ｒ_S をあらかじめ設けておき、負荷電流Ｉの大きさに応じてそ れらの電流検出用抵抗器Ｒ_S を選択して使用するように構成されている。

【００１１】 図５，図６はこのような従来の電子負荷装置の定電流回路の構成を示した回路 図である。

【００１２】 図５に示した回路では、互いに抵抗値の異なる大電流用の電流検出抵抗器Ｒ_S1 と微小電流用の電流検出抵抗器Ｒ_S2とをレンジ切換スイッチＳで切換える構成に なっている。

【００１３】 図６に示した回路は、負荷電流を制御する誤差増幅器ＩＣ３の他に、トランジ スタＱ１，トランジスタＱ１駆動用の増幅器ＩＣ１および電流検出抵抗Ｒ_S1から なる大電流Ｉ₁ 用回路と、トランジスタＱ２，トランジスタＱ２駆動用の増幅器 ＩＣ２および電流検出抵抗Ｒ_S2からなる微小電流Ｉ₂ 用回路とが設けられている 。この図６に示した回路においては、スイッチＳ１およびＳ２は、レンジ切換ス イッチＳ３と連動しており、負荷電流の大きさに応じてこれらのスイッチを切換 えることによって適切なトランジスタおよび電流検出抵抗器が選べるようになっ ている。

【００１４】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、図５に示した回路では、レンジ切換スイッチＳを負荷電流Ｉが 流れるため、レンジ切換スイッチＳの接点接触抵抗によって検出精度が低下する という問題点があった。

【００１５】 また、図６に示した回路では、負荷電流の流れる径路にレンジ切換スイッチを 設ける必要がないために、負荷電流を高精度に検出することができる。しかしな がらこの回路では、スイッチＳ１およびＳ２と連動しているレンジ切換スイッチ Ｓ３を切換える際、誤差増幅器ＩＣ３の反転端子が電流検出抵抗器Ｒ_S1，Ｒ_S2の どちらとも接続されない状態、すなわちフィードバックが切れる状態が生じる。 従って、このようなレンジ切換スイッチＳ３の切換え時において、スイッチＳ１ ，Ｓ２が共に開いて導通状態となってしまうトランジスタＱ１およびＱ２の制御 ができないために、一時的に負荷電流の量が増大する、所謂オーバーシュートが 生じるという問題点があった。

【００１６】 本考案の目的は、負荷電流の検出精度が高く、電流レンジの切換時においても 負荷電流のオーバーシュートが生じない電子負荷装置を提供することにある。

【００１７】

【課題を解決するための手段】

以上の目的を達成するために本考案は、負荷電流を制御する第１電流制御素子 と、該第１電流制御素子に一端が接続され、他端が接地された第１電流検出抵抗 器と、前記第１電流制御素子の制御端に接続され当該第１電流制御素子をＯＮ／ ＯＦＦするスイッチを有する第１電流制御素子駆動手段と、負荷電流を制御する 第２電流制御素子と、該第２電流制御素子に一端が接続され、他端が前記第１電 流検出抵抗器の前記一端に接続された第２電流検出抵抗器と、前記第２電流制御 素子の制御端に接続され当該第２電流制御素子をＯＮ／ＯＦＦするスイッチを有 する第２電流制御素子駆動手段と、第１入力端に基準電圧が入力し、第２入力端 に前記第２電流検出抵抗器の前記一端の電圧が入力し、出力端が前記第１電流検 出抵抗器の前記一端と前記第１および第２電流制御素子駆動手段とに接続された 誤差増幅器とを具えたことを特徴とするものである。

【００１８】

【作用】

本考案によれば、第１電流制御素子駆動手段内のスイッチによって第１電流制 御素子が動作状態であるときには、第１電流検出用抵抗器の端子間電圧が誤差増 幅器に入力して、この誤差増幅器の出力によって第１電流制御素子を流れる負荷 電流が制御される。

【００１９】 また、第２電流制御素子駆動手段内のスイッチによって第２電流制御素子が動 作状態であるときには、直列接続されている第１および第２電流検出用抵抗器の ２つの抵抗器の端子間電圧の和が誤差増幅器に入力して、この誤差増幅器の出力 によって第２電流制御素子を流れる負荷電流が制御される。

【００２０】 さらに、負荷電流のレンジの切換時において、第１および第２電流制御素子が 共に動作している状態のときでも、第１および第２検出用抵抗器の２つの抵抗器 の端子間電圧の和が誤差増幅器に入力しているために、この誤差増幅器の出力に よって第１および第２電流制御素子を流れる負荷電流は制御される。

【００２１】

【実施例】

以下、図面を参照して本考案の実施例を説明する。

【００２２】 図１は本考案の一実施例の構成を示した回路図であり、図６と同一符号のもの は同一のものを示している。図１に示した本実施例が図６に示した従来例と異な っているところは、トランジスタＱ２，電流検出抵抗器Ｒ_S2およびＲ_S1が直列接 続されており、この直列接続された電流検出抵抗器Ｒ_S1およびＲ_S2の端子間電圧 がレンジ切換スイッチを介さずに誤差増幅器ＩＣ３に入力しているところである 。すなわち、１０ｍＡ程度の微小電流Ｉ₂ 用の電流検出抵抗器Ｒ_S2と、数Ａ程度 の大電流Ｉ₁ 用の電流検出抵抗Ｒ_S1とが、図２に示すように直列接続されている 。

【００２３】 ここで、電流のレンジは上述したレンジに限定するものではなく、ただ電流レ ンジの比をｎとする場合には、電流検出抵抗器Ｒ_S2の抵抗値は電流検出抵抗器Ｒ _S1 の抵抗値の（ｎ−１）倍、すなわちＲ_S2＝（ｎ−１）Ｒ_S1にすればよい。

【００２４】 以上のような構成の本実施例においては、電流レンジ切換スイッチが省かれて いるために、電流検出抵抗器Ｒ_S1の下端のＣ点をコモンとして、電流検出電圧は 誤差増幅器ＩＣ３の反転端子に常に正確にフィードバックされる。

【００２５】 次に以上のように構成された本実施例の動作について説明する。

【００２６】 先ず、電圧Ｅ₀ の被試験用電源を接続する場合には、スイッチＳ１，Ｓ２は共 に閉じられている。このような状態では、トランジスタＱ１，Ｑ２は共に非導通 状態となっており、負荷電流は流れない。また誤差増幅器ＩＣ３は、その反転端 子に入力する電圧が基準電圧Ｖ_ref となるような値の電圧を出力している。従っ て、この状態で、トランジスタＱ１およびＱ２の制御端子に印加される電圧が、 制御端子が過励（オーバードライブ）状態になるしきい値以下の電圧となるよう に基準電圧Ｖ_ref を選んでおけば、スイッチＳ１またはＳ２を開いたときにトラ ンジスタＱ１またはＱ２に定格値以上の電流が瞬間的に流れるのを防ぐことがで きる。

【００２７】 以上のような状態で、使用者は電流レンジを選んで、スイッチＳ１またはＳ２ を開く。

【００２８】 スイッチＳ２が開かれた場合には、負荷電流Ｉ₂ が、トランジスタＱ２，電流 検出抵抗器Ｒ_S2およびＲ_S1を流れる。このときの電流検出抵抗器Ｒ_S2およびＲ_S1 の端子間電圧の和が誤差増幅器ＩＣ３に入力し、この誤差増幅器ＩＣ３の出力に 従って、トランジスタＱ２はあらかじめ定められた値となるように負荷電流Ｉ₂ を制御する。スイッチＳ１が閉じられた場合も上述と同様に動作するのでその説 明は省略する。ただし、この場合には、電流検出抵抗器Ｒ_S2には負荷電流Ｉ₁ が 流れずその端子間電圧は０Ｖとなるために、電流検出抵抗器Ｒ_S1の端子間電圧だ けが誤差増幅器ＩＣ３に入力する。

【００２９】 次に電流レンジを切換える場合、使用者は、今まで開いていたスイッチＳ１ま たはＳ２を閉じて、他方のスイッチを開くことによって電流レンジの切換えを行 う。この際、スイッチＳ１およびＳ２が共に開状態となりトランジスタＱ１およ びＱ２が共に動作状態となったとしても、両トランジスタＱ１およびＱ２は共に 誤差増幅器ＩＣ３によって制御されることになるので、負荷電流の量が一時的に 増大する、いわゆるオーバーシュートが生じることはない。

【００３０】

【考案の効果】

以上説明したように本考案によれば、負荷電流を高精度に検出することができ るとともに、電流レンジの切換時においても負荷電流のオーバーシュートを防ぐ ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例の構成を示す回路図である。

【図２】図１に示した実施例の電流検出抵抗器の接続状
態を説明するための回路図である。

【図３】電子負荷装置に使用される定電流回路の構成を
示す回路図である。

【図４】電子負荷装置に使用される定抵抗回路の構成を
示す回路図である。

【図５】従来の電子負荷装置の構成を示す回路図であ
る。

【図６】従来の電子負荷装置の構成を示す回路図であ
る。

【符号の説明】

Ｑ１，Ｑ２ トランジスタ ＩＣ１〜ＩＣ３ 誤差増幅器 Ｓ１，Ｓ２ スイッチ Ｒ_S1，Ｒ_S2 電流検出抵抗器 Ｖ_ref 基準電圧 Ｅ₀ 被試験電源電圧 Ｉ₁ ，Ｉ₂ 負荷電流

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０２Ｊ 1/00 ３０８ Ｐ 7509−5Ｇ Ｈ０２Ｍ 1/00 Ｂ 8325−5Ｈ

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 負荷電流を制御する第１電流制御素子
   と、 該第１電流制御素子に一端が接続され、他端が接地され
   た第１電流検出抵抗器と、 前記第１電流制御素子の制御端に接続され当該第１電流
   制御素子をＯＮ／ＯＦＦするスイッチを有する第１電流
   制御素子駆動手段と、 負荷電流を制御する第２電流制御素子と、 該第２電流制御素子に一端が接続され、他端が前記第１
   電流検出抵抗器の前記一端に接続された第２電流検出抵
   抗器と、 前記第２電流制御素子の制御端に接続され当該第２電流
   制御素子をＯＮ／ＯＦＦするスイッチを有する第２電流
   制御素子駆動手段と、 第１入力端に基準電圧が入力し、第２入力端に前記第２
   電流検出抵抗器の前記一端の電圧が入力し、出力端が前
   記第１電流検出抵抗器の前記一端と前記第１および第２
   電流制御素子駆動手段とに接続された誤差増幅器とを具
   えたことを特徴とする電子負荷装置。