JP2001087400A - 定電流駆動回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】人体に微弱交流電流を流す事によって疾患の治
療や健康増進を図る微弱電流発生器に於いて良好な定電
流特性を示す微弱電流発生器用定電流駆動回路の提供に
ある。 【構成】ＰＮＰ型及びＮＰＮ型トランジスターを直列に
接続した回路二つを平衡型に構成し、ＰＮＰ型及びＮＰ
Ｎ型トランジスターの接続点の間に負荷を置き交流電流
を流す様にしている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、人体に微弱交流電流を
流す事によって、疾患の治療や健康増進を図る微弱電流
発生器に関するものであり、特にその電流駆動回路に関
わる。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の装置としては例えば特許
公報平３−４９４７５にあるようにプッシュプルのトラ
ンスを用いたり、公開特許公報昭５６−８０６２に有る
ようなトランジスター回路によるものであるが、いずれ
も定電圧特性をもった装置である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上述のように、従来の
方式は定電圧方式であり必ずしも良好な負荷電流特性が
得られていなかった。本考案はこの点に鑑みて考えられ
たものである。従来の方式では微弱電流を流そうとする
物が変わった場合に、その電気抵抗の変動によって電流
値が変わってしまうと言う問題をもっていた。

【０００４】たとえば浴槽に微弱電流を流して入浴し、
お湯を介して人体に微弱電流を流す場合お湯の汚れによ
る抵抗値の変化がそのまま電流値の変化となってあらわ
れる。微弱電流を流す事によって疾患の治療や健康増進
を図る場合、その電流値は最適値があり、その安定化が
のぞまれていた。また、疾患の種類や治療法によって、
電流を流す対象である負荷抵抗値が極めて大きい場合へ
の対応や毎日の加療の必要性から携帯機の省電力化が求
められていた。

【０００５】本発明は、このような従来の技術が有する
問題点に鑑みて行われたものであり負荷の電気抵抗値に
関わらず広範囲に一定の電流を流す事が可能で安価な微
弱電流発生器用定電流駆動回路を提供するものである。

【０００６】

【課題を解決する為の手段】上記の目的を達成するため
に、本発明の微弱電流発生器用定電流駆動回路はＰＮＰ
型及びＮＰＮ型トランジスターを直列接続した回路を平
衡型に構成しており更に負荷に電流を流す負荷駆動用ト
ランジスタースイッチを制御する回路用電源と負荷電流
用電源とを分けている。

【０００７】平衡型を構成している四つの負荷駆動用ト
ランジスターのエミッターは電源側及びアース側にそれ
ぞれ接続されており、前者は電源に後者は電流検出用抵
抗器を介してアース側に接続されている。電源側に接続
されているトランジスターは飽和型のスイッチであり、
アース側のトランジスターは非飽和動作である。夫々の
コレクターは互いに接続され、更に負荷抵抗の一端に接
続されている。

【０００８】エミッターに電流検出用抵抗器が接続され
ている側の二つのトランジスターのベースは、その一端
をダイオード及び抵抗を介してアースに接続されてお
り、他端は前段の該ベース駆動用トランジスタースイッ
チにそれぞれ抵抗を介して接続されている。該ベース駆
動用トランジスターは飽和型のスイッチであり、オン時
は略電源電圧となりオフ時はアース電位となる。

【０００９】電流検出用抵抗器の両端は差動型のコンパ
レータに接続されており、その出力は積分回路にて直流
に変換されレベル検出回路を通ってハイ、ローの出力と
なる。

【００１０】

【作用】上記のように構成された微弱電流発生器用定電
流駆動回路においては、負荷駆動用非飽和型トランジス
ターのベースを駆動する前段のトランジスター（Ｑ５、
Ｑ６）がオンの時は、対応するベースは二つの抵抗と一
つのダイオードで決まる電位となる。この電位から負荷
駆動用トランジスターのベースエミッター間の電圧を引
いた値が電流検出用抵抗器の両端の電圧となり、負荷の
値に関わりなく一定である。

【００１１】この事は、負荷駆動用トランジスターの負
荷側からみたインピーダンスが非常に高くなっている事
を示しており、負荷から該トランジスターに流れる電流
は負荷の値に無関係に一定で有る事を示している。又、
この電流検出用抵抗器の両端の電圧を調べる事によっ
て、電流の有無を検出する事が出来る。

【００１２】又、トランジスタースイッチＱ１とＱ２の
電源を回路制御用電源から分離している為、単独で高い
電圧にする事が出来、余分な電力の消費を防ぐ事ができ
る。

【００１３】

【実施例】実施例について図面を参照して説明する。図
１は本発明を実施した一実施例を示すものであり、微弱
電流発生器用定電流駆動回路である。端子４は負荷電流
用電源端子であり、端子３は制御回路用電源端子であ
る。

【００１４】端子１及び端子２は微弱電流用信号波形入
力端子であり、交流電流の半波が１８０度分ずつそれぞ
れの端子に加えられる。例えば、端子１には図２の
（Ａ）の波形が加えられ、端子２には図２の（Ｂ）の波
形が加えられる。尚、（Ｂ）は元波形（Ｃ）の１８０度
分の半波の極性を逆にしたものである。

【００１５】端子５及び端子６は負荷Ｚに定電流を流す
ための出力端子であり、同図に示す通り負荷Ｚが接続さ
れる。端子７は電流検出出力を示す端子であり、ハイで
電流有りローで電流無しとなる。

【００１６】端子１に図２の波形（Ａ）が加えられ、端
子２に波形（Ｂ）が加えられると初めに同波形のハイの
部分でトランジスターＱ７がオンし、その結果Ｑ１がオ
ンする。端子１の波形はＱ１０にも加えられオンしその
結果Ｑ６をオンする。同トランジスターがオンする事に
よって、コレクター電位は略回路用電源電圧に等しくな
り、Ｒ４、Ｒ２、Ｄ２に一定の電流が流れ、その結果Ｑ
４のベース電位が一定の値になる。

【００１７】Ｑ４のベースエミッター間電圧に略等しい
フォワード電圧を有するダイオードをＤ２とする事によ
って、Ｒｚの両端の電圧は略Ｒ２の両端の電圧となる。
この時Ｒ２とＲｚを略等しくする事によって、Ｄ２に流
れる電流とＱ４に流れる電流が略等しくなりトランジス
ターの温度特性を打消す事が出来る。このような理由か
らＱ４に流れる電流は一定となり、その値はＲｚ、Ｒ
４、Ｒ２、及び回路用電源電圧によって決まる事にな
る。

【００１８】Ｑ１がオンしていると同トランジスターの
コレクター即ち端子５は略負荷電流用電源電圧に等しく
なり、一方端子６はＱ４に所定の電流が流れるような電
圧に制御される。例えば負荷抵抗が大きい場合は、端子
６の電圧は下がり端子５と６の間の電圧は大きくなる。
また負荷抵抗が小さい場合は端子６の電圧は高くなり端
子５と６の間の電圧は小さくなる。

【００１９】別の言いかたをすると端子６から見たＱ４
のインピーダンスが非常に高くなっていると言う事にな
る。従ってＱ４に直列に接続された負荷はそのインピー
ダンスに関わりなく一定の電流が流れる事になる。

【００２０】一方波形（Ｂ）がハイになる区間ではＱ８
がオンし、結果としてＱ２がオンする。またＱ９がオン
する事によってＱ５がオンし、同トランジスターのコレ
クタ−電位は略回路用電源電圧に等しくなり、Ｒ３、Ｒ
１、Ｄ１に一定の電流が流れその結果Ｑ３のベース電位
が一定の値となる。

【００２１】前述のＱ４に流れる電流と同様に、Ｑ３に
ついてもその電流によってＲｚ両端に発生する電圧は略
Ｒ１両端の電圧に等しくなる。この事はトランジスター
のベースエミッター間電圧の温度による変動が負荷電流
に影響を与えない事を示していると言える。

【００２２】以上の説明の中で負荷Ｚに流れる電流の方
向を見ると、Ｑ１、Ｑ４がオンしている時は端子５から
端子６に電流が流れ、Ｑ２、Ｑ３がオンしている時は端
子６から端子５に流れる事が分かる。その結果、端子５
を＋とし、端子６を−とすると負荷Ｚには図２の（Ｃ）
のような電流がながれている事になる。これは交流その
ものである。

【００２３】次に負荷抵抗が変わった時の動作について
電源電圧の観点から説明する。回路用電源電圧はＱ１、
Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４、のベース電位の制御に使用されてお
り、トランジスターの特性から低電圧で良い。一方、負
荷電流用電源は負荷Ｚに直接加わっており、その値は定
電流特性を保証する負荷抵抗の最大値を決める事にな
る。

【００２４】負荷抵抗Ｚが小さい時は、Ｑ３、Ｑ４、の
コレクター電圧は高くなり負荷抵抗Ｚにかかる電圧は小
さくなる。一方、負荷抵抗Ｚが大きい時はコレクター電
圧は低くなり、負荷抵抗Ｚの両端の電圧は高くなる。従
って定電流駆動が可能な最大負荷抵抗は負荷電流用電源
電圧から略Ｑ３、Ｑ４のベース電位を減じた値で決まる
事になる。従ってピークツウピークで言うと負荷電流用
電源電圧の略倍の電圧を負荷抵抗にかける事が出来る。

【００２５】この事は負荷電流用電源電圧は、高ければ
高いほど大きな負荷まで定電流を流す事が可能で有るこ
とを示している。一方回路用電源は前述のごとく低電圧
で十分であり、負荷電流用電源と回路用電源とを分ける
理由がここにある。この事によって、少ない電力で大き
な負荷抵抗から小さな負荷抵抗まで定電流を流す事が出
来る。

【００２６】次に負荷電流検出動作について説明する。
Ｒ８とＲ７とによって分割された電圧がＱ１２のベース
に加えられており、この電圧からベースエミッター間電
圧を引いた電圧がＲ６に発生する。Ｒｚの電圧はＲ５を
介してＱ１１のベースに印加されており、この電圧がＲ
６の電位よりベースエミッター間電圧分以上高い場合に
Ｑ１１はオンし、その結果Ｑ１３はオンする事になる。

【００２７】図２のような波形の場合Ｑ１３は断続的に
オンする事になり不安定であるめ、Ｑ１３のエミッター
には平滑用のコンデンサーが入れてあり、その結果Ｑ１
４の出力は安定したオンまたはオフとなる。

【００２８】所定の負荷電流がながれている場合はＲｚ
に対応する電圧が発生し、負荷抵抗が大きいため電流が
流れていない場合は、最大Ｒ１またはＲ２の両端の電圧
が発生することになる。この差をＱ１１及びＱ１２によ
るコンパレーターが検出し端子７に出力する。

【００２９】

【発明の効果】本発明は上述のように構成されているの
で、次に記載する効果を奏する。

【００３０】請求項１の回路においては、抵抗値に関わ
りなく負荷抵抗に一定の交流電流を流す事が出来、更に
温度による影響を少なくする事が出来る。

【００３１】更に、少ない電力で大きな抵抗値を有する
負荷にも、小さな抵抗値の場合にもともに一定の交流電
流を流すことが可能となる。

【００３２】請求項２の回路においては、トランジスタ
ーの温度特性をダイオードで打ち消す事が可能となる。

【００３３】請求項３の回路においては交流を半波ずつ
極性を変えて負荷抵抗に流す事によて、電源電圧の倍の
ピークツウピークを持つ電圧で決まる交流を流す事が可
能となる。

【００３４】請求項４の回路においては、広範囲に抵抗
値が変わる負荷抵抗に電流が流れているか否かを容易に
検出する事が出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の動作を示す回路である。

【図２】本発明の動作を説明するための信号の波形を示
す図である。

【符号の説明】

１．２ 入力端子 ３ 回路用電源端子 ４ 負荷電流用電源端子 ５．６ 負荷抵抗接続端子 ７ 負荷抵抗電流検出端子 （Ａ） 端子１に加える為の信号波形 （Ｂ） 端子２に加える為の信号波形 （Ｃ） 負荷抵抗電流波形

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 負荷Ｚに一定の微弱な交流電流を流すこ
   とを目的とした微弱電流発生器において、Ｑ１、Ｑ２、
   Ｑ３、Ｑ４、Ｑ５、Ｑ６、で示す６個のトランジスター
   スイッチと電流検出用抵抗器Ｒｚを設け、Ｑ３、Ｑ４、
   のベースアース間に抵抗Ｒ１とダイオードＤ１及び抵抗
   Ｒ２とダイオードＤ２を直列につないで入れると共に同
   ベースとＱ５、Ｑ６のコレクターとの間に抵抗Ｒ３及び
   Ｒ４を入れる事を特徴とする定電流駆動回路。
2. 【請求項２】 Ｒ１及びＲ２を略Ｒｚと等しくする事を
   特徴とする請求項１の定電流駆動回路。
3. 【請求項３】 交流電流波形を半波ずつ二つに分け、一
   方の波形のみ極性を反転させ、得られた二つの波形を用
   いてＱ１、Ｑ４、及びＱ２、Ｑ３、の二つの組み合せの
   トランジスタースイッチにそれぞれ加えることを特徴と
   する請求項１の定電流駆動回路。
4. 【請求項４】 Ｒｚの両端の電圧を検出して負荷Ｚに電
   流が流れているか否かを判定する事を特徴とする請求項
   １の定電流駆動回路。