JP2002182755A - 電圧印加装置及び電流印加装置 - Google Patents
電圧印加装置及び電流印加装置Info
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- JP2002182755A JP2002182755A JP2000379781A JP2000379781A JP2002182755A JP 2002182755 A JP2002182755 A JP 2002182755A JP 2000379781 A JP2000379781 A JP 2000379781A JP 2000379781 A JP2000379781 A JP 2000379781A JP 2002182755 A JP2002182755 A JP 2002182755A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は、制限電流を越える電流が負荷に印
加されるのを抑制した電圧印加装置、及び制限電圧を超
える負荷電圧が印加されるのを抑制した電流印加装置を
提供する。 【解決手段】 入力電圧を抵抗を介してオペアンプの正
入力端に受けて、負荷に印加する電圧を負入力端にフィ
ードバックする非反転増幅器と、前記負荷に流れる電流
を電圧に変換出力する電流検出部と、該電流検出部の出
力電圧と制限電圧とを比較し、前記入力電圧をベースに
受けたトランジスタと、該トランジスタのエミッタと前
記非反転増幅器の正入力端とに接続したダイオードとに
より、制限電圧を越えないとき該ダイオードをOFF
し、制限電圧を越えたとき該ダイオードをONして前記
抵抗に電流を流して入力電圧を降下させる電流制限回路
とを設けた電圧印加装置。
加されるのを抑制した電圧印加装置、及び制限電圧を超
える負荷電圧が印加されるのを抑制した電流印加装置を
提供する。 【解決手段】 入力電圧を抵抗を介してオペアンプの正
入力端に受けて、負荷に印加する電圧を負入力端にフィ
ードバックする非反転増幅器と、前記負荷に流れる電流
を電圧に変換出力する電流検出部と、該電流検出部の出
力電圧と制限電圧とを比較し、前記入力電圧をベースに
受けたトランジスタと、該トランジスタのエミッタと前
記非反転増幅器の正入力端とに接続したダイオードとに
より、制限電圧を越えないとき該ダイオードをOFF
し、制限電圧を越えたとき該ダイオードをONして前記
抵抗に電流を流して入力電圧を降下させる電流制限回路
とを設けた電圧印加装置。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電流制限した電圧
印加ができる非反転増幅方式の電圧印加装置及び電圧制
限した電流印加ができる非反転増幅方式の電流印加装置
に関する。
印加ができる非反転増幅方式の電圧印加装置及び電圧制
限した電流印加ができる非反転増幅方式の電流印加装置
に関する。
【0002】
【従来の技術】従来技術の電流制限した電圧印加ができ
る非反転増幅方式の電圧印加装置について、図5〜図7
を参照して構成と動作について説明する。
る非反転増幅方式の電圧印加装置について、図5〜図7
を参照して構成と動作について説明する。
【0003】図5に示すように、従来の電圧印加装置の
一例は、入力電圧Viと、抵抗R1と、オペアンプA1
とで電圧印加回路部を構成し、抵抗Rmと、アンプ部A
2とで電流検出部を構成し、負電圧Vnと、抵抗R2
と、ダイオードD6と、ツェナーダイオードD3と、オ
ペアンプA3と、ダイオードD1とで負荷へ出力する電
流制限回路を構成し、電流制限電圧の正電圧Vpと、抵
抗R3と、ダイオードD7と、ツェナーダイオードD4
と、オペアンプA4と、ダイオードD2とで負荷から入
力する電流制限回路を構成している。そして、電圧印加
装置は、電流制限された負荷電圧Voを負荷RLに印加
する。
一例は、入力電圧Viと、抵抗R1と、オペアンプA1
とで電圧印加回路部を構成し、抵抗Rmと、アンプ部A
2とで電流検出部を構成し、負電圧Vnと、抵抗R2
と、ダイオードD6と、ツェナーダイオードD3と、オ
ペアンプA3と、ダイオードD1とで負荷へ出力する電
流制限回路を構成し、電流制限電圧の正電圧Vpと、抵
抗R3と、ダイオードD7と、ツェナーダイオードD4
と、オペアンプA4と、ダイオードD2とで負荷から入
力する電流制限回路を構成している。そして、電圧印加
装置は、電流制限された負荷電圧Voを負荷RLに印加
する。
【0004】負荷RLへ出力する電流制限回路と負荷R
Lから入力する電流制限回路とは同様の構成と動作なの
で、入力電圧Viが正電圧の場合として、負荷から入力
する電流制限回路を省略した図6により、具体的数値例
で動作の説明をする。
Lから入力する電流制限回路とは同様の構成と動作なの
で、入力電圧Viが正電圧の場合として、負荷から入力
する電流制限回路を省略した図6により、具体的数値例
で動作の説明をする。
【0005】図6に示すように、入力電圧Vi=2V、
オペアンプA1、A3の電源電圧Vdを±15V、オペ
アンプA1の正入力端の電圧をV3、アンプ部A2の出
力電圧をV4、オペアンプA3の出力電圧をV1、抵抗
R1=R2=R4=10kΩ、電流制限電圧の負電圧V
n=−5V、抵抗Rm=100Ω、負荷RL=100
Ω、負荷電圧をVo、負荷電流をiLとする。
オペアンプA1、A3の電源電圧Vdを±15V、オペ
アンプA1の正入力端の電圧をV3、アンプ部A2の出
力電圧をV4、オペアンプA3の出力電圧をV1、抵抗
R1=R2=R4=10kΩ、電流制限電圧の負電圧V
n=−5V、抵抗Rm=100Ω、負荷RL=100
Ω、負荷電圧をVo、負荷電流をiLとする。
【0006】電圧印加回路部において、入力電圧Viを
抵抗R1を介してオペアンプA1の正入力端に接続し、
出力の負荷電圧Voを負入力端へフィードバックする非
反転増幅器を構成する。電流検出部において、オペアン
プA1出力と負荷RL間に接続された抵抗Rmにより負
荷RLに流れる電流iLを電圧に変換し、その変換電圧
をアンプ部A2により電圧V4として出力する。
抵抗R1を介してオペアンプA1の正入力端に接続し、
出力の負荷電圧Voを負入力端へフィードバックする非
反転増幅器を構成する。電流検出部において、オペアン
プA1出力と負荷RL間に接続された抵抗Rmにより負
荷RLに流れる電流iLを電圧に変換し、その変換電圧
をアンプ部A2により電圧V4として出力する。
【0007】図7に示すオペアンプA1の正入力端の電
圧V3は、負荷電圧Voと同様に変化するので、ダイオ
ードD1をOFFにして電流制限をかけないためには、
オペアンプA3の出力電圧V1を入力電圧Viの電圧以
上とする必要がある。
圧V3は、負荷電圧Voと同様に変化するので、ダイオ
ードD1をOFFにして電流制限をかけないためには、
オペアンプA3の出力電圧V1を入力電圧Viの電圧以
上とする必要がある。
【0008】そのため、入力電圧ViをVi=±10V
の範囲に許容するとした場合、オペアンプA3の出力電
圧V1の電圧は、余裕を見てV1=12Vとなるよう
に、ツェナーダイオードD4のツェナー電圧を設定す
る。例えば、ダイオードD6の順方向電圧Vf=0.6
Vとして、ツェナーダイオードD4のツェナー電圧を1
1.4Vとする。
の範囲に許容するとした場合、オペアンプA3の出力電
圧V1の電圧は、余裕を見てV1=12Vとなるよう
に、ツェナーダイオードD4のツェナー電圧を設定す
る。例えば、ダイオードD6の順方向電圧Vf=0.6
Vとして、ツェナーダイオードD4のツェナー電圧を1
1.4Vとする。
【0009】また、本実施例の電圧印加装置の電流制限
値を50mAとする。そして、負荷RLがショートして
電流制限がかかった状態では、アンプ部A2のゲインを
1とすると、アンプ部A2の出力電圧V4は下記式
(1)の電圧に収束する。 V4=100Ω×50mA=5V ・・・・・(1)
値を50mAとする。そして、負荷RLがショートして
電流制限がかかった状態では、アンプ部A2のゲインを
1とすると、アンプ部A2の出力電圧V4は下記式
(1)の電圧に収束する。 V4=100Ω×50mA=5V ・・・・・(1)
【0010】図6に示す具体例において、負荷RLがオ
ープンの場合とショートの場合の特性について、図7の
電圧波形を参照して説明する。最初に、負荷RLがオー
プンの場合について説明する。
ープンの場合とショートの場合の特性について、図7の
電圧波形を参照して説明する。最初に、負荷RLがオー
プンの場合について説明する。
【0011】負荷RLがオープンの場合、アンプ部A2
の出力電圧V4=0Vで、オペアンプA3の出力からツ
ェナーダイオードD4とダイオードD6と抵抗R2とを
介して電流制限電圧の負電圧Vnにフィードバック電流
が流れて、図7の(b)に示すように、ダイオードD6
とツェナーダイオードD4とにより、オペアンプA3の
出力電圧V1は12Vに保持され、ダイオードD1はO
FFさせている。また、負荷RLがオープンの場合、図
7の(c)に示すように、負荷電流iLは0mAとな
る。
の出力電圧V4=0Vで、オペアンプA3の出力からツ
ェナーダイオードD4とダイオードD6と抵抗R2とを
介して電流制限電圧の負電圧Vnにフィードバック電流
が流れて、図7の(b)に示すように、ダイオードD6
とツェナーダイオードD4とにより、オペアンプA3の
出力電圧V1は12Vに保持され、ダイオードD1はO
FFさせている。また、負荷RLがオープンの場合、図
7の(c)に示すように、負荷電流iLは0mAとな
る。
【0012】次に、負荷RLがオープンからショートし
た場合について説明する。負荷RLがショートすると、
アンプ部A2の出力電圧V4は、0Vから電流制限のか
かった電圧5Vへ上昇する。
た場合について説明する。負荷RLがショートすると、
アンプ部A2の出力電圧V4は、0Vから電流制限のか
かった電圧5Vへ上昇する。
【0013】入力電圧Vi=Vo=2Vなので、負荷R
Lがショートした瞬間の負荷電流iLは下記式(2)と
なる。 iL=Vo/Rm=2V/100Ω=20mA ・・・・・・(2)
Lがショートした瞬間の負荷電流iLは下記式(2)と
なる。 iL=Vo/Rm=2V/100Ω=20mA ・・・・・・(2)
【0014】負荷電流iLの最大値は、負荷RLがショ
ートの場合で、電源電圧Vd=15Vに対して、下記式
(3)となる。 iL=Vd/Rm=150mA ・・・・・・(3) 従って、負荷RLがオープンからショートした場合の負
荷電流iLは、図7の(c)に示すように、負荷RLが
ショートした瞬間の20mAから最大値の150mAま
でほぼリニアーに変化し、150mAで一定となる。
ートの場合で、電源電圧Vd=15Vに対して、下記式
(3)となる。 iL=Vd/Rm=150mA ・・・・・・(3) 従って、負荷RLがオープンからショートした場合の負
荷電流iLは、図7の(c)に示すように、負荷RLが
ショートした瞬間の20mAから最大値の150mAま
でほぼリニアーに変化し、150mAで一定となる。
【0015】一方、アンプ部A2の出力電圧V4が0V
から5Vまで上昇すると、図7の(b)に示すように、
オペアンプA3の出力電圧V1はオペアンプA3の応答
速度で12Vから電圧低下し、オペアンプA3の出力電
圧V1が下記式(4)の電圧以下となったときダイオー
ドD1はONする。 V1=Vi−Vf=1.4V ・・・・・・(4) 但し、ダイオードD1の順方向電圧Vf=0.6Vとす
る。
から5Vまで上昇すると、図7の(b)に示すように、
オペアンプA3の出力電圧V1はオペアンプA3の応答
速度で12Vから電圧低下し、オペアンプA3の出力電
圧V1が下記式(4)の電圧以下となったときダイオー
ドD1はONする。 V1=Vi−Vf=1.4V ・・・・・・(4) 但し、ダイオードD1の順方向電圧Vf=0.6Vとす
る。
【0016】そして、電流制限回路がスタンバイ状態と
なっているダイオードD1がOFFの状態から、オペア
ンプA3の出力電圧V1が低下してダイオードがONす
ると電流制限回路が動作状態となり、入力電圧Viから
ダイオードD1へ電流が流れ、抵抗R1の電圧降下のた
め、オペアンプA1の入力V3電圧が低下して負荷電圧
Voも低下し、負荷RLに流れる負荷電流iLが電流制
限される。
なっているダイオードD1がOFFの状態から、オペア
ンプA3の出力電圧V1が低下してダイオードがONす
ると電流制限回路が動作状態となり、入力電圧Viから
ダイオードD1へ電流が流れ、抵抗R1の電圧降下のた
め、オペアンプA1の入力V3電圧が低下して負荷電圧
Voも低下し、負荷RLに流れる負荷電流iLが電流制
限される。
【0017】しかし、図7の(c)に示すように、電流
制限回路のオペアンプA3の応答速度により出力電圧V
1が低下してダイオードD1がONする電圧1.4Vを
通過し、オペアンプA1の正入力端子が負入力端子を越
える−0.6Vとなるまでの期間に、最大電流150m
Aの負荷電流iLが負荷RLに流れる。
制限回路のオペアンプA3の応答速度により出力電圧V
1が低下してダイオードD1がONする電圧1.4Vを
通過し、オペアンプA1の正入力端子が負入力端子を越
える−0.6Vとなるまでの期間に、最大電流150m
Aの負荷電流iLが負荷RLに流れる。
【0018】同様に、図5に示す電流制限回路のオペア
ンプA4についても、入力電圧Viが負電圧とした場
合、電流制限がかかるまでの期間においても最大電流の
負荷電流iLが負荷RLから入力する。
ンプA4についても、入力電圧Viが負電圧とした場
合、電流制限がかかるまでの期間においても最大電流の
負荷電流iLが負荷RLから入力する。
【0019】次に、従来技術の電圧制限した電流印加が
できる非反転増幅方式の電流印加装置例について、図8
を参照して構成と動作について説明する。図8に示すよ
うに、従来の電流印加装置の一例は、入力電圧Viと、
抵抗R1と、オペアンプA1と、抵抗Rmと、アンプ部
A6とで電流印加回路部を構成し、オペアンプA5で電
圧検出部を構成し、電流制限電圧の負電圧Vnと、抵抗
R2と、ダイオードD6と、ツェナーダイオードD3
と、オペアンプA3と、ダイオードD1とで負荷へ出力
する電圧制限回路を構成し、電流制限電圧の正電圧Vp
と、抵抗R3と、ダイオードD7と、ツェナーダイオー
ドD4と、オペアンプA4と、ダイオードD2とで負荷
から入力する電圧制限回路を構成している。そして、電
流印加装置は、電圧制限された負荷電流iLを負荷RL
に印加する。
できる非反転増幅方式の電流印加装置例について、図8
を参照して構成と動作について説明する。図8に示すよ
うに、従来の電流印加装置の一例は、入力電圧Viと、
抵抗R1と、オペアンプA1と、抵抗Rmと、アンプ部
A6とで電流印加回路部を構成し、オペアンプA5で電
圧検出部を構成し、電流制限電圧の負電圧Vnと、抵抗
R2と、ダイオードD6と、ツェナーダイオードD3
と、オペアンプA3と、ダイオードD1とで負荷へ出力
する電圧制限回路を構成し、電流制限電圧の正電圧Vp
と、抵抗R3と、ダイオードD7と、ツェナーダイオー
ドD4と、オペアンプA4と、ダイオードD2とで負荷
から入力する電圧制限回路を構成している。そして、電
流印加装置は、電圧制限された負荷電流iLを負荷RL
に印加する。
【0020】つまり、電圧制限した電流印加ができる非
反転増幅方式の電流印加装置は、前記電流制限した電圧
印加ができる非反転増幅方式の電圧印加装置とは下記の
構成が異なる。
反転増幅方式の電流印加装置は、前記電流制限した電圧
印加ができる非反転増幅方式の電圧印加装置とは下記の
構成が異なる。
【0021】図5に示す電圧印加装置は、負荷RLの電
圧VoをオペアンプA1の負端子へフィードバックして
いるが、図8に示す電流印加装置は、抵抗Rmにより負
荷電流iLを電圧に変換し、ゲイン1の高入力低出力イ
ンピーダンスのアンプ部A6で受けて、出力をオペアン
プA1の負端子へフィードバックしている。
圧VoをオペアンプA1の負端子へフィードバックして
いるが、図8に示す電流印加装置は、抵抗Rmにより負
荷電流iLを電圧に変換し、ゲイン1の高入力低出力イ
ンピーダンスのアンプ部A6で受けて、出力をオペアン
プA1の負端子へフィードバックしている。
【0022】また、図5に示す電圧印加装置は、負荷電
流iLを抵抗Rmで電圧変換し、ゲイン1の高入力低出
力インピーダンスのアンプ部A2で受けて、出力を電流
制限回路へフィードバックしているが、図8に示す電流
印加装置は、オペアンプA5のボルテージフォロワで電
圧制限回路へフィードバックしている。
流iLを抵抗Rmで電圧変換し、ゲイン1の高入力低出
力インピーダンスのアンプ部A2で受けて、出力を電流
制限回路へフィードバックしているが、図8に示す電流
印加装置は、オペアンプA5のボルテージフォロワで電
圧制限回路へフィードバックしている。
【0023】そして、図5に示す電流制限回路と、図8
に示す電圧制限回路とは同じであるので動作説明は省略
するが、図8に示す電圧制限回路おいても同様にオペア
ンプA3とオペアンプA4との応答速度のため電圧制限
されるまでの期間に制限電圧を越えた負荷電圧Voが発
生する。
に示す電圧制限回路とは同じであるので動作説明は省略
するが、図8に示す電圧制限回路おいても同様にオペア
ンプA3とオペアンプA4との応答速度のため電圧制限
されるまでの期間に制限電圧を越えた負荷電圧Voが発
生する。
【0024】
【発明が解決しようとする課題】上記説明のように、電
流制限した電圧印加ができる非反転増幅方式の電圧印加
装置において、電流制限回路が働くまでの期間に制限電
流を越える電流が負荷に流れ、また電圧制限した電流印
加ができる非反転増幅方式の電流印加装置において、制
限電圧を超える負荷電圧が印加される場合があり実用上
の問題があった。そこで、本発明は、こうした問題に鑑
みなされたもので、その目的は、制限電流を越える電流
が負荷に印加されるのを抑制した電圧印加装置、及び制
限電圧を超える電圧が負荷に印加されるのを抑制した電
流印加装置を提供することにある。
流制限した電圧印加ができる非反転増幅方式の電圧印加
装置において、電流制限回路が働くまでの期間に制限電
流を越える電流が負荷に流れ、また電圧制限した電流印
加ができる非反転増幅方式の電流印加装置において、制
限電圧を超える負荷電圧が印加される場合があり実用上
の問題があった。そこで、本発明は、こうした問題に鑑
みなされたもので、その目的は、制限電流を越える電流
が負荷に印加されるのを抑制した電圧印加装置、及び制
限電圧を超える電圧が負荷に印加されるのを抑制した電
流印加装置を提供することにある。
【0025】
【課題を解決するための手段】即ち、上記目的を達成す
るためになされた本発明の第1は、入力電圧を抵抗を介
してオペアンプの正入力端に受けて、負荷に印加する電
圧を負入力端にフィードバックする非反転増幅器と、前
記負荷に流れる電流を電圧に変換出力する電流検出部
と、該電流検出部の出力電圧と制限電圧とを比較し、前
記入力電圧をベースに受けたトランジスタと、該トラン
ジスタのエミッタと前記非反転増幅器の正入力端とに接
続したダイオードとにより、制限電流を越えないとき該
ダイオードをOFFし、制限電流を越えたとき該ダイオ
ードをONして前記抵抗に電流を流して入力電圧を降下
させる電流制限回路と、を設けたことを特徴とする電流
制限した電圧印加ができる電圧印加装置を要旨としてい
る。
るためになされた本発明の第1は、入力電圧を抵抗を介
してオペアンプの正入力端に受けて、負荷に印加する電
圧を負入力端にフィードバックする非反転増幅器と、前
記負荷に流れる電流を電圧に変換出力する電流検出部
と、該電流検出部の出力電圧と制限電圧とを比較し、前
記入力電圧をベースに受けたトランジスタと、該トラン
ジスタのエミッタと前記非反転増幅器の正入力端とに接
続したダイオードとにより、制限電流を越えないとき該
ダイオードをOFFし、制限電流を越えたとき該ダイオ
ードをONして前記抵抗に電流を流して入力電圧を降下
させる電流制限回路と、を設けたことを特徴とする電流
制限した電圧印加ができる電圧印加装置を要旨としてい
る。
【0026】また、上記目的を達成するためになされた
本発明の第2は、入力電圧を抵抗を介してオペアンプの
正入力端に受けて、負荷に印加する電流を電圧変換して
負入力端にフィードバックする非反転増幅器と、前記負
荷の印加電圧を検出する電圧検出部と、該電流検出部の
出力電圧と制限電圧とを比較し、前記入力電圧をベース
に受けたトランジスタと、該トランジスタのエミッタと
前記非反転増幅器の正入力端とに接続したダイオードと
により、制限電圧を越えないとき該ダイオードをOFF
し、制限電圧を越えたとき該ダイオードをONして前記
抵抗に電流を流して入力電圧を降下させる電圧制限回路
と、を設けたことを特徴とする電圧制限した電流印加が
できる電流印加装置を要旨としている。
本発明の第2は、入力電圧を抵抗を介してオペアンプの
正入力端に受けて、負荷に印加する電流を電圧変換して
負入力端にフィードバックする非反転増幅器と、前記負
荷の印加電圧を検出する電圧検出部と、該電流検出部の
出力電圧と制限電圧とを比較し、前記入力電圧をベース
に受けたトランジスタと、該トランジスタのエミッタと
前記非反転増幅器の正入力端とに接続したダイオードと
により、制限電圧を越えないとき該ダイオードをOFF
し、制限電圧を越えたとき該ダイオードをONして前記
抵抗に電流を流して入力電圧を降下させる電圧制限回路
と、を設けたことを特徴とする電圧制限した電流印加が
できる電流印加装置を要旨としている。
【0027】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態は、下記の実
施例において説明する。
施例において説明する。
【0028】
【実施例】(実施例1)本発明の実施例の電流制限した
電圧印加ができる非反転増幅方式の電圧印加装置につい
て、図1〜図3を参照して構成と動作について説明す
る。
電圧印加ができる非反転増幅方式の電圧印加装置につい
て、図1〜図3を参照して構成と動作について説明す
る。
【0029】図1に示すように、本発明の電圧印加装置
の一例は、入力電圧Viと、抵抗R1と、オペアンプA
1とで電圧印加回路部を構成し、抵抗Rmと、アンプ部
A2とで電流検出部を構成し、電流制限電圧の負電圧V
nと、抵抗R2と、トランジスタTr1と、オペアンプ
A3と、ダイオードD1とで負荷へ出力する電流制限回
路を構成し、電流制限電圧の正電圧Vpと、抵抗R3
と、トランジスタTr2と、オペアンプA4と、ダイオ
ードD2とで負荷から入力する電流制限回路を構成して
いる。そして、電圧印加装置は、電流制限された負荷電
圧Voを負荷RLに印加する。
の一例は、入力電圧Viと、抵抗R1と、オペアンプA
1とで電圧印加回路部を構成し、抵抗Rmと、アンプ部
A2とで電流検出部を構成し、電流制限電圧の負電圧V
nと、抵抗R2と、トランジスタTr1と、オペアンプ
A3と、ダイオードD1とで負荷へ出力する電流制限回
路を構成し、電流制限電圧の正電圧Vpと、抵抗R3
と、トランジスタTr2と、オペアンプA4と、ダイオ
ードD2とで負荷から入力する電流制限回路を構成して
いる。そして、電圧印加装置は、電流制限された負荷電
圧Voを負荷RLに印加する。
【0030】負荷へ出力する電流制限回路と負荷から入
力する電流制限回路とは同様の構成と動作なので、入力
電圧Viが正電圧の場合として、負荷から入力する電流
制限回路を省略した図2により、従来と同様の具体的数
値例で動作の説明をする。
力する電流制限回路とは同様の構成と動作なので、入力
電圧Viが正電圧の場合として、負荷から入力する電流
制限回路を省略した図2により、従来と同様の具体的数
値例で動作の説明をする。
【0031】図2に示すように、入力電圧Vi=2V、
オペアンプA1、A3の電源電圧Vdを±15V、オペ
アンプA1の正入力端の電圧をV3、オペアンプA1の
出力電圧をV1、アンプ部A2の出力電圧をV4、オペ
アンプA3の出力電圧をV1、抵抗R1=R2=R4=
10kΩ、電流制限電圧の負電圧Vn=−5V、抵抗R
m=100Ω、負荷RL=100Ω、負荷電圧をVo、
負荷電流をiLとする。
オペアンプA1、A3の電源電圧Vdを±15V、オペ
アンプA1の正入力端の電圧をV3、オペアンプA1の
出力電圧をV1、アンプ部A2の出力電圧をV4、オペ
アンプA3の出力電圧をV1、抵抗R1=R2=R4=
10kΩ、電流制限電圧の負電圧Vn=−5V、抵抗R
m=100Ω、負荷RL=100Ω、負荷電圧をVo、
負荷電流をiLとする。
【0032】電圧印加回路部において、入力電圧Viを
抵抗R1を介してオペアンプA1の正入力端へ接続し、
出力の負荷電圧Voを負入力端へフィードバックする非
反転増幅器を構成する。電流検出部において、オペアン
プA1出力と負荷RL間に接続された抵抗Rmにより負
荷RLに流れる電流iLを電圧に変換し、その変換電圧
をアンプ部A2により電圧V4として出力する。
抵抗R1を介してオペアンプA1の正入力端へ接続し、
出力の負荷電圧Voを負入力端へフィードバックする非
反転増幅器を構成する。電流検出部において、オペアン
プA1出力と負荷RL間に接続された抵抗Rmにより負
荷RLに流れる電流iLを電圧に変換し、その変換電圧
をアンプ部A2により電圧V4として出力する。
【0033】また、本実施例の電流印加装置の電流制限
値を50mAとする。従って、負荷RLがショートして
電流制限50mAがかかった状態では、アンプ部A2の
ゲインを1とすると、出力電圧V4は下記式(1)の電
圧に収束する。 V4=100Ω×50mA=5V ・・・・・(1)
値を50mAとする。従って、負荷RLがショートして
電流制限50mAがかかった状態では、アンプ部A2の
ゲインを1とすると、出力電圧V4は下記式(1)の電
圧に収束する。 V4=100Ω×50mA=5V ・・・・・(1)
【0034】図1に示す具体例において、負荷RLがオ
ープンの場合とショートの場合の特性について、図3の
電圧波形を参照して説明する。最初に、負荷RLがオー
プンの場合について説明する。
ープンの場合とショートの場合の特性について、図3の
電圧波形を参照して説明する。最初に、負荷RLがオー
プンの場合について説明する。
【0035】負荷RLがオープンの場合、負荷電流iL
は0mAであり、図3の(c)に示す。また、負荷RL
がオープンの場合、アンプ部A2の出力電圧V4=0V
で抵抗R4に電流が流れず、トランジスタTr1は、入
力電圧Viと、抵抗R2と、電流制限電圧の負電圧Vn
とで順バイアスされてON状態となる。また、トランジ
スタTr1のベース電圧が2Vなので、エミッタ側の電
圧V1は、下記式(2)となり、図3の(b)に示す。 V1=Vi+Vbe=2.6V ・・・・・・(2) 但し、トランジスタTr1のベース・エミッタ電圧Vbe
=0.6Vとする。
は0mAであり、図3の(c)に示す。また、負荷RL
がオープンの場合、アンプ部A2の出力電圧V4=0V
で抵抗R4に電流が流れず、トランジスタTr1は、入
力電圧Viと、抵抗R2と、電流制限電圧の負電圧Vn
とで順バイアスされてON状態となる。また、トランジ
スタTr1のベース電圧が2Vなので、エミッタ側の電
圧V1は、下記式(2)となり、図3の(b)に示す。 V1=Vi+Vbe=2.6V ・・・・・・(2) 但し、トランジスタTr1のベース・エミッタ電圧Vbe
=0.6Vとする。
【0036】次に、負荷RLがオープンからショートし
た場合について説明する。負荷RLがショートすると、
負荷電流iLが増加して電流検出部の電圧であるアンプ
部A2の出力電圧V4は、0Vから5Vへ上昇する。そ
して、電流検出部の電圧と電流制限値の電圧Vnとを比
較判定して下記式(3)となったとき、オペアンプA3
の出力電圧V1は低下し、トランジスタTr1はOFF
し、ダイオードD1はONする。 V4/R4>Vn/R2 ・・・・・・(3) ここで、R4=R2=10kΩなので、上記式(3)
は、下記式(4)となる。 V4>Vn ・・・・・・(4)
た場合について説明する。負荷RLがショートすると、
負荷電流iLが増加して電流検出部の電圧であるアンプ
部A2の出力電圧V4は、0Vから5Vへ上昇する。そ
して、電流検出部の電圧と電流制限値の電圧Vnとを比
較判定して下記式(3)となったとき、オペアンプA3
の出力電圧V1は低下し、トランジスタTr1はOFF
し、ダイオードD1はONする。 V4/R4>Vn/R2 ・・・・・・(3) ここで、R4=R2=10kΩなので、上記式(3)
は、下記式(4)となる。 V4>Vn ・・・・・・(4)
【0037】入力電圧Vi=Vo=2Vなので、負荷R
Lがショートした瞬間の負荷電流iLは下記式(5)と
なる。 iL=Vo/Rm=2V/100Ω=20mA ・・・・・・(5)
Lがショートした瞬間の負荷電流iLは下記式(5)と
なる。 iL=Vo/Rm=2V/100Ω=20mA ・・・・・・(5)
【0038】負荷電流iLの最大値は、負荷RLがショ
ートの場合で、電源電圧Vd=15Vに対して、電流制
限がかかっていなければ下記式(6)となる。 iL=15V/100Ω=150mA ・・・・・・(6) 従って、負荷RLがオープンからショートした場合の負
荷電流iLは、図3の(c)に示すように、負荷RLが
ショートした瞬間の20mAから最大値の150mAに
向かってほぼリニアーに変化する。
ートの場合で、電源電圧Vd=15Vに対して、電流制
限がかかっていなければ下記式(6)となる。 iL=15V/100Ω=150mA ・・・・・・(6) 従って、負荷RLがオープンからショートした場合の負
荷電流iLは、図3の(c)に示すように、負荷RLが
ショートした瞬間の20mAから最大値の150mAに
向かってほぼリニアーに変化する。
【0039】一方、アンプ部A2の出力電圧V4が0V
から5Vまで上昇すると、図3の(b)に示すように、
オペアンプA3の出力電圧V1はオペアンプA3の応答
速度で2.6Vから電圧低下し、オペアンプA3の出力
電圧V1が下記式(7)の電圧以下となったときダイオ
ードD1はONする。 V1=Vi−Vf=1.4V ・・・・・・(7) 但し、ダイオードD1の順方向電圧Vf=0.6Vとす
る。
から5Vまで上昇すると、図3の(b)に示すように、
オペアンプA3の出力電圧V1はオペアンプA3の応答
速度で2.6Vから電圧低下し、オペアンプA3の出力
電圧V1が下記式(7)の電圧以下となったときダイオ
ードD1はONする。 V1=Vi−Vf=1.4V ・・・・・・(7) 但し、ダイオードD1の順方向電圧Vf=0.6Vとす
る。
【0040】そして、電流制限回路がスタンバイ状態と
なっているダイオードD1がOFFの状態から、ダイオ
ードD1がONすると、入力電圧ViからダイオードD
1へ電流が流れ、抵抗R1の電圧降下のため、オペアン
プA1の入力電圧が低下し、負荷電圧Voも低下し、負
荷RLに流れる負荷電流iLが電流制限される。
なっているダイオードD1がOFFの状態から、ダイオ
ードD1がONすると、入力電圧ViからダイオードD
1へ電流が流れ、抵抗R1の電圧降下のため、オペアン
プA1の入力電圧が低下し、負荷電圧Voも低下し、負
荷RLに流れる負荷電流iLが電流制限される。
【0041】例えば、図3の(b)に示すように、電流
制限回路のオペアンプA3の応答速度により出力電圧V
1が低下するが、電流制限がかかっていない状態での電
圧V1が従来の12Vに対して本発明では2.6Vと低
くなっている。従って、電流制限のかかる電圧1.4に
なるまでの時間を短くできるので、図3の(c)に示す
ように、最大電流の150mAに増加しようとしている
負荷電流iLに対して急速に電流制限がかかる。
制限回路のオペアンプA3の応答速度により出力電圧V
1が低下するが、電流制限がかかっていない状態での電
圧V1が従来の12Vに対して本発明では2.6Vと低
くなっている。従って、電流制限のかかる電圧1.4に
なるまでの時間を短くできるので、図3の(c)に示す
ように、最大電流の150mAに増加しようとしている
負荷電流iLに対して急速に電流制限がかかる。
【0042】同様に、図1に示す、負荷から入力する電
流制限回路のオペアンプA4についても、入力電圧Vi
が負電圧とした場合、最大電流−150mAに増加しよ
うとしている負荷電流iLに対して急速に電流制限がか
かる。
流制限回路のオペアンプA4についても、入力電圧Vi
が負電圧とした場合、最大電流−150mAに増加しよ
うとしている負荷電流iLに対して急速に電流制限がか
かる。
【0043】(実施例2)次に、従来技術の電圧制限し
た電流印加ができる非反転増幅方式の電流印加装置例に
ついて、図4を参照して構成と動作について説明する。
図4に示すように、本発明の電流印加装置の一例は、入
力電圧Viと、抵抗R1と、オペアンプA1と、抵抗R
mと、アンプ部A6とで電流印加回路部を構成し、オペ
アンプA5で電圧検出部を構成し、電流制限電圧の負電
圧Vnと、抵抗R2と、ダイオードD6と、ツェナーダ
イオードD3と、オペアンプA3と、ダイオードD1と
で負荷へ出力する電圧制限回路を構成し、電流制限電圧
の正電圧Vpと、抵抗R3と、ダイオードD7と、ツェ
ナーダイオードD4と、オペアンプA4と、ダイオード
D2とで負荷から入力する電圧制限回路を構成してい
る。そして、電流印加装置は、負電圧Vnと正電圧Vp
とで比較して電圧制限された負荷電流iLを負荷RLに
印加する。
た電流印加ができる非反転増幅方式の電流印加装置例に
ついて、図4を参照して構成と動作について説明する。
図4に示すように、本発明の電流印加装置の一例は、入
力電圧Viと、抵抗R1と、オペアンプA1と、抵抗R
mと、アンプ部A6とで電流印加回路部を構成し、オペ
アンプA5で電圧検出部を構成し、電流制限電圧の負電
圧Vnと、抵抗R2と、ダイオードD6と、ツェナーダ
イオードD3と、オペアンプA3と、ダイオードD1と
で負荷へ出力する電圧制限回路を構成し、電流制限電圧
の正電圧Vpと、抵抗R3と、ダイオードD7と、ツェ
ナーダイオードD4と、オペアンプA4と、ダイオード
D2とで負荷から入力する電圧制限回路を構成してい
る。そして、電流印加装置は、負電圧Vnと正電圧Vp
とで比較して電圧制限された負荷電流iLを負荷RLに
印加する。
【0044】つまり、電圧制限した電流印加ができる非
反転増幅方式の電流印加装置は、前記電流制限した電流
印加ができる非反転増幅方式の電流印加装置とは下記の
構成が異なる。
反転増幅方式の電流印加装置は、前記電流制限した電流
印加ができる非反転増幅方式の電流印加装置とは下記の
構成が異なる。
【0045】図1に示す電流印加装置は、負荷RLの電
圧VoをオペアンプA1の負端子へフィードバックして
いるが、図4に示す電流印加装置は、抵抗Rmにより負
荷電流iLを電圧に変換し、ゲイン1の高入力低出力イ
ンピーダンスのアンプ部A6で受けて、出力をオペアン
プA1の負端子へフィードバックしている。
圧VoをオペアンプA1の負端子へフィードバックして
いるが、図4に示す電流印加装置は、抵抗Rmにより負
荷電流iLを電圧に変換し、ゲイン1の高入力低出力イ
ンピーダンスのアンプ部A6で受けて、出力をオペアン
プA1の負端子へフィードバックしている。
【0046】また、図1に示す電流印加装置は、負荷電
流iLを抵抗Rmで電圧変換し、ゲイン1の高入力低出
力インピーダンスのアンプ部A2で受けて、出力を電流
制限回路へフィードバックしているが、図4に示す電流
印加装置は、オペアンプA5のボルテージフォロワで電
圧制限回路へフィードバックしている。
流iLを抵抗Rmで電圧変換し、ゲイン1の高入力低出
力インピーダンスのアンプ部A2で受けて、出力を電流
制限回路へフィードバックしているが、図4に示す電流
印加装置は、オペアンプA5のボルテージフォロワで電
圧制限回路へフィードバックしている。
【0047】そして、図1に示す電流制限回路と、図4
に示す電圧制限回路とは同じであるので詳細動作説明は
省略する。従って、図4に示す電流印加装置は、制限電
圧を超える負荷電圧が印加されるのを抑制した非反転増
幅方式の電流印加装置となる。
に示す電圧制限回路とは同じであるので詳細動作説明は
省略する。従って、図4に示す電流印加装置は、制限電
圧を超える負荷電圧が印加されるのを抑制した非反転増
幅方式の電流印加装置となる。
【0048】ところで、本実施例では、負荷RLを抵抗
として説明したが、抵抗以外の半導体などであっても同
様に実施できる。
として説明したが、抵抗以外の半導体などであっても同
様に実施できる。
【0049】
【発明の効果】本発明は、以上説明したような形態で実
施され、以下に記載されるような効果を奏する。即ち、
電圧印加装置において、制限電流を越える電流が負荷に
印加されるのを抑制でき、また電流印加装置において、
制限電圧を超える電圧が負荷に印加されるのを抑制でき
る効果がある。
施され、以下に記載されるような効果を奏する。即ち、
電圧印加装置において、制限電流を越える電流が負荷に
印加されるのを抑制でき、また電流印加装置において、
制限電圧を超える電圧が負荷に印加されるのを抑制でき
る効果がある。
【図1】本発明の電圧印加装置の回路図である。
【図2】本発明の電圧印加装置の要部回路図である。
【図3】本発明の電圧印加装置の波形図である。
【図4】本発明の電流印加装置の回路図である。
【図5】従来の電圧印加装置の回路図である。
【図6】従来の電圧印加装置の要部回路図である。
【図7】従来の電圧印加装置の波形図である。
【図8】従来の電流印加装置の回路図である。
A1、A3、A4、A5 オペアンプ A2、A6 アンプ部 Vi 入力電圧 Vn 負電圧 Vp 正電圧 R1、R2、R3、R4、R5 抵抗 RL 負荷 Rm 抵抗 D1、D2、D6、D7 ダイオード D3、D4 ツェナーダイオード
Claims (2)
- 【請求項1】 入力電圧を抵抗を介してオペアンプの正
入力端に受けて、負荷に印加する電圧を負入力端にフィ
ードバックする非反転増幅器と、 前記負荷に流れる電流を電圧に変換出力する電流検出部
と、 該電流検出部の出力電圧と制限電圧とを比較し、前記入
力電圧をベースに受けたトランジスタと、該トランジス
タのエミッタと前記非反転増幅器の正入力端とに接続し
たダイオードとにより、制限電流を越えないとき該ダイ
オードをOFFし、制限電流を越えたとき該ダイオード
をONして前記抵抗に電流を流して入力電圧を降下させ
る電流制限回路と、 を設けたことを特徴とする電流制限した電圧印加ができ
る電圧印加装置。 - 【請求項2】 入力電圧を抵抗を介してオペアンプの正
入力端に受けて、負荷に印加する電流を電圧変換して負
入力端にフィードバックする非反転増幅器と、 前記負荷の印加電圧を検出する電圧検出部と、 該電流検出部の出力電圧と制限電圧とを比較し、前記入
力電圧をベースに受けたトランジスタと、該トランジス
タのエミッタと前記非反転増幅器の正入力端とに接続し
たダイオードとにより、制限電圧を越えないとき該ダイ
オードをOFFし、制限電圧を越えたとき該ダイオード
をONして前記抵抗に電流を流して入力電圧を降下させ
る電圧制限回路と、 を設けたことを特徴とする電圧制限した電流印加ができ
る電流印加装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000379781A JP2002182755A (ja) | 2000-12-08 | 2000-12-08 | 電圧印加装置及び電流印加装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000379781A JP2002182755A (ja) | 2000-12-08 | 2000-12-08 | 電圧印加装置及び電流印加装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002182755A true JP2002182755A (ja) | 2002-06-26 |
Family
ID=18848083
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000379781A Ceased JP2002182755A (ja) | 2000-12-08 | 2000-12-08 | 電圧印加装置及び電流印加装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2002182755A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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 |
WO2008090627A1 (ja) * | 2007-01-26 | 2008-07-31 | Advantest Corporation | 電流制限付き電圧発生器および半導体試験装置 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH026275U (ja) * | 1988-06-27 | 1990-01-16 |
-
2000
- 2000-12-08 JP JP2000379781A patent/JP2002182755A/ja not_active Ceased
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH026275U (ja) * | 1988-06-27 | 1990-01-16 |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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 |
WO2008090627A1 (ja) * | 2007-01-26 | 2008-07-31 | Advantest Corporation | 電流制限付き電圧発生器および半導体試験装置 |
KR100929605B1 (ko) | 2007-01-26 | 2009-12-03 | 가부시키가이샤 어드밴티스트 | 전류 제한부 전압 발생기 및 반도체 시험 장치 |
JPWO2008090627A1 (ja) * | 2007-01-26 | 2010-05-13 | 株式会社アドバンテスト | 電流制限付き電圧発生器および半導体試験装置 |
US7834607B2 (en) | 2007-01-26 | 2010-11-16 | Advantest Corporation | Voltage generator with current limiting and semiconductor testing device |
JP4629112B2 (ja) * | 2007-01-26 | 2011-02-09 | 株式会社アドバンテスト | 電流制限付き電圧発生器および半導体試験装置 |
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