JP2002366236A - Current regulation device - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、安定した電流を流
す定電流装置に関し、さらに詳細には、その電流を任意
の範囲で切替えることのできる定電流装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a constant current device for supplying a stable current, and more particularly, to a constant current device capable of switching the current in an arbitrary range.
【0002】[0002]
【従来の技術】出力電流を切替える定電流装置は、従来
より種々の機器に用いられている。例えば、電線の長さ
を測定する電線測長器に用いられる。電線測長器では、
一定の安定した電流を電線に流し、電線の両端の電圧を
測定し、オームの法則より抵抗値を算出する。そして、
(1)式を利用して、電線の長さが算出される。 長さ(m)=抵抗値(mΩ)×断面積(mm2)/固有抵抗値(mm2mΩ/m )…(1)2. Description of the Related Art A constant current device for switching an output current has been used for various devices. For example, it is used for an electric wire length measuring device that measures the length of an electric wire. In a wire measuring instrument,
A constant and stable current is passed through the wire, the voltage across the wire is measured, and the resistance is calculated from Ohm's law. And
The length of the electric wire is calculated using equation (1). Length (m) = resistance value (mΩ) × cross-sectional area (mm 2 ) / specific resistance value (mm 2 mΩ / m) (1)
【0003】ここで、断面積が大きな電線では、抵抗値
が非常に小さいため、測定するために電線に流す電流
(測定電流)が少ないと、発生する電圧が微弱となり、
このためノイズの影響が大きく、測定精度が悪くなる。
一方、断面積が小さな電線では、測定電流が大きいと、
自己発熱による電線の温度上昇が大きくなり、測定誤差
を生じる。よって、当該電線測長器では、種々の電線に
対応する為、電線の太さの違いにより流す電流を切替え
る必要がある。[0003] Here, an electric wire having a large cross-sectional area has a very small resistance value. Therefore, if the current flowing through the electric wire for measurement (measurement current) is small, the generated voltage becomes weak.
For this reason, the influence of noise is large, and the measurement accuracy is deteriorated.
On the other hand, for wires with a small cross-sectional area, if the measured current is large,
The temperature rise of the electric wire due to self-heating becomes large, causing a measurement error. Therefore, in order to cope with various electric wires, it is necessary for the electric wire length measuring device to switch a current to flow depending on the thickness of the electric wire.
【0004】ここに、従来から用いられる定電流装置の
ブロック図を図9に示す。図9に示す定電流装置100
において、電流制御回路110は電圧105に基づいて
一定で安定した出力電流101を出力する。一方、レン
ジ切替スイッチ120への入力は、出力電流101の引
き出し点102から分岐された電流106が入力され
る。尚、レンジ切替スイッチ120は、必要とされる出
力電流101に合わせて事前にスイッチが選択・設定さ
れている。FIG. 9 shows a block diagram of a conventional constant current device. Constant current device 100 shown in FIG.
, The current control circuit 110 outputs a constant and stable output current 101 based on the voltage 105. On the other hand, as an input to the range changeover switch 120, a current 106 branched from a drawing point 102 of the output current 101 is input. The range changeover switch 120 is selected and set in advance according to the required output current 101.
【0005】そして、電流106は、レンジ切替スイッ
チ120で選択・設定された電流検出抵抗130に入力
する。そして、電流検出抵抗130により電流106は
電圧107に変換され、加え合わせ点103で基準電圧
102を補正し、この補正された基準電圧102(電圧
105)が電流制御回路110に入力される。以上を換
言すると、電流制御回路110の負帰還ループに直列に
レンジ切替スイッチ120及び電流検出抵抗130が入
っているといえる。The current 106 is input to a current detection resistor 130 selected and set by a range changeover switch 120. Then, the current 106 is converted into a voltage 107 by the current detection resistor 130, the reference voltage 102 is corrected at the addition point 103, and the corrected reference voltage 102 (voltage 105) is input to the current control circuit 110. In other words, it can be said that the range changeover switch 120 and the current detection resistor 130 are in series with the negative feedback loop of the current control circuit 110.
【0006】定電流装置100によると、出力電流10
1が外乱により変動した場合は、出力電流101の変動
に対応した電圧107が電流検出抵抗130から出力さ
れ、基準電圧104を補正し、この補正した電圧105
が電流制御回路110に入力されるので、一定の安定し
た出力電流101を得ることができる。According to the constant current device 100, the output current 10
1 fluctuates due to disturbance, a voltage 107 corresponding to the fluctuation of the output current 101 is output from the current detection resistor 130, the reference voltage 104 is corrected, and the corrected voltage 105
Is input to the current control circuit 110, so that a constant and stable output current 101 can be obtained.
【0007】図9に示すブロック図で表した定電流装置
100を実現する定電流回路100’を図10に示す。
図10において、レンジ切替スイッチ120は、S1,
S2,S3,S1A,S2A,S3Aにより形成され、
スイッチS1,S2,S3は夫々S1A,S2A,S
3Aに対応して動作する。また、電流制御回路110
は、演算増幅器111,FET(電界効果トランジス
タ)112により形成される。さらにまた、電流検出抵
抗器130は、電流検出抵抗R1,R2,R3により形
成される。電流検出抵抗R1,R2,R3は、夫々出力
電流I0に合わせて異なった抵抗値を有する。FIG. 10 shows a constant current circuit 100 'for realizing the constant current device 100 shown in the block diagram of FIG.
In FIG. 10, the range changeover switch 120 includes S 1 ,
Formed by S 2 , S 3 , S 1A , S 2A , S 3A ,
Switches S 1 , S 2 , S 3 are respectively S 1A , S 2A , S
It operates corresponding to 3A . Also, the current control circuit 110
Is formed by an operational amplifier 111 and an FET (field effect transistor) 112. Furthermore, the current detection resistor 130 is formed by the current detection resistors R 1 , R 2 , and R 3 . The current detection resistors R 1 , R 2 , and R 3 have different resistance values according to the output current I 0 .
【0008】図10の定電流回路100の動作は、例え
ばスイッチS1をONすると、S1 AもONし、電流検
出抵抗R1に電圧が発生する。電流検出抵抗R1に発生
する電圧は、スイッチS1を介して演算増幅器111の
反転入力端子に入力する。一方、基準電圧104が演算
増幅器111の非反転入力端子に入力され、演算増幅器
111の出力はFET112のゲート端子に入力し、F
ET112の出力する出力電流I0を制御する。[0008] Operation of the constant current circuit 100 in FIG. 10, for example, result ON the switch S 1, S 1 A also ON, the voltage is generated in the current detecting resistor R1. Voltage generated in the current detecting resistor R1 is input to the inverting input terminal of the operational amplifier 111 via a switch S 1. On the other hand, the reference voltage 104 is input to the non-inverting input terminal of the operational amplifier 111, the output of the operational amplifier 111 is input to the gate terminal of the FET 112,
Controlling the output current I 0 to the output of the ET112.
【0009】出力電流I0が外乱等により変化した場合
は、電流検出抵抗R1に流れる電流も変化し、これによ
り演算増幅器111の反転入力端子への入力も変化する
ので、FET112のゲート端子に入力される電圧も変
化し、出力電流I0は補正されるので、出力電流I0は
一定に安定して供給される。[0009] If the output current I 0 is changed due to a disturbance or the like, also changes the current flowing through the current detection resistor R1, since thereby the input also changes to the inverting input terminal of the operational amplifier 111, input to the gate terminal of the FET112 Therefore, the output current I 0 is corrected, so that the output current I 0 is supplied stably and stably.
【0010】[0010]
【発明が解決しようとする課題】従来の電流検出回路1
00’では、電流検出抵抗(R1,R2,R3)を切替
えるレンジ切替スイッチ(S1A,S2A,S3 A)の
オン抵抗による誤差を除くために、さらにもう一組のス
イッチ(S1,S 2,S3)が設けられている。さら
に、これらのスイッチ(S1,S2,S3,S1A,S
2A,S3A)は、最小レンジのスイッチは測定電流に
対して十分少ない漏れ電流で、かつ、大電流レンジのス
イッチは十分小さなオン抵抗であることが求められる。
しかし、これらの条件を十分満足するスイッチは特殊な
ものとなり、よって非常に高価なものとなる。SUMMARY OF THE INVENTION A conventional current detection circuit 1
00 ', the current detection resistor (R1, R2, R3Switch)
Range switch (S1A, S2A, S3 A)of
To eliminate errors due to on-resistance, another pair of switches
Itch (S1, S 2, S3) Is provided. Further
In addition, these switches (S1, S2, S3, S1A, S
2A, S3A) Is the minimum range switch
With a sufficiently low leakage current and a large current range.
The switch is required to have a sufficiently small on-resistance.
However, switches that fully satisfy these conditions are special
And therefore very expensive.
【0011】さらにまた、定電流回路100’が出力す
る電流を高精度に安定させるためには、電流検出抵抗
(R1,R2,R3)を高精度で安定性のよいものとす
る必要がある。このような条件を満たす電流検出抵抗
(R1,R2,R3)も、非常に高価なものとなる。よ
って、複数レンジを有する従来定電流回路100’(定
電流装置100)は、高価なスイッチ及び抵抗が多数設
けられているため、非常に高価なものとなってしまう。[0011] Furthermore, in order to stabilize the current output from the constant current circuit 100 'with high accuracy, necessary to set a current detection resistor (R 1, R 2, R 3) good stability with high precision There is. The current detection resistors (R 1 , R 2 , R 3 ) satisfying such conditions are also very expensive. Therefore, the conventional constant current circuit 100 '(constant current device 100) having a plurality of ranges is very expensive because many expensive switches and resistors are provided.
【0012】本発明の目的は、複数レンジを有しながら
高精度で、かつ、製造に係るコストが安価な定電流装置
を提供することにある。An object of the present invention is to provide a constant current device which has a plurality of ranges, is highly accurate, and has a low manufacturing cost.
【0013】[0013]
【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、入力
される電圧に基づいて一定電流である出力電流を出力可
能に形成される電流制御回路と、前記出力電流を電圧に
変換し、その電圧を出力可能に形成される電流検出回路
と、出力される電圧を切替可能に形成するとともに、前
記出力される電圧は前記電流検出回路が出力する電圧に
対応して変動する倍率切替回路と、を有し、前記電流制
御回路に入力される電圧は、前記倍率切替回路が出力す
る電圧が基準電圧を補正することにより形成されること
を特徴とする定電流装置である。According to a first aspect of the present invention, there is provided a current control circuit formed so as to be capable of outputting an output current which is a constant current based on an input voltage, and converting the output current into a voltage. A current detection circuit formed so as to be able to output the voltage, and a magnification switching circuit which forms the output voltage so as to be switchable, and wherein the output voltage fluctuates according to the voltage output by the current detection circuit. Wherein the voltage input to the current control circuit is formed by correcting the reference voltage by the voltage output from the magnification switching circuit.
【0014】請求項1の発明によると、倍率切替回路が
出力する電圧が基準電圧を補正し、この補正された電圧
により出力電流が出力される。一方、電流検出回路では
出力電流を電圧に変換し、この変換した電圧を出力す
る。そして、倍率切替回路が出力する電圧は、電流検出
回路により出力される電圧に対応して変動する。ここ
で、出力電流が外乱により変動した場合は、倍率切替回
路が出力する電圧も変動して基準電圧を補正する。する
と、電流制御回路に入力される電圧も出力電流の変動に
対応しているので、電流制御回路は、入力される電圧の
変動に基づいて、出力電流が一定に出力されるよう制御
する。すなわち、出力電流が外乱により変動した場合に
おいても、安定して一定の出力電流を出力できることと
なる。According to the first aspect of the invention, the voltage output from the magnification switching circuit corrects the reference voltage, and the corrected voltage outputs an output current. On the other hand, the current detection circuit converts the output current into a voltage and outputs the converted voltage. The voltage output from the magnification switching circuit fluctuates according to the voltage output from the current detection circuit. Here, when the output current fluctuates due to disturbance, the voltage output from the magnification switching circuit also fluctuates to correct the reference voltage. Then, since the voltage input to the current control circuit also corresponds to the fluctuation of the output current, the current control circuit controls the output current to be constant based on the fluctuation of the input voltage. That is, even when the output current fluctuates due to disturbance, a constant output current can be stably output.
【0015】さらに、倍率切替回路は出力する電圧を切
替可能に形成されるので、出力電流は種々の電流値に切
替可能である。従来定電流装置では、高精度で高価な電
流検出抵抗を切替えることにより出力電流の電流値を切
替えていた。しかし、本発明によれば、出力電流の電流
値の切替は倍率切替回路により切替えることができるの
で、高精度で高価な電流検出抵抗は電流検出回路に1器
設けることで足りる。さらに、オン抵抗及び漏れ電流を
考慮したスイッチ類を用いる必要がなくなる。ゆえに、
請求項1の発明によると、種々の電流に切替えることが
できる定電流回路を従来に比べて安価に製造することが
できる。Furthermore, since the magnification switching circuit is formed so as to be able to switch the output voltage, the output current can be switched to various current values. In the conventional constant current device, the current value of the output current is switched by switching a high-precision and expensive current detection resistor. However, according to the present invention, the switching of the current value of the output current can be switched by the magnification switching circuit. Therefore, it is sufficient to provide one high-precision and expensive current detection resistor in the current detection circuit. Further, it is not necessary to use switches in consideration of on-resistance and leakage current. therefore,
According to the first aspect of the present invention, it is possible to manufacture a constant current circuit that can switch to various currents at a lower cost than in the past.
【0016】請求項2の発明は、入力される電圧に基づ
いて一定電流である出力電流を出力可能に形成される電
流制御回路と、入力される電流を電圧に変換し、その電
圧を出力可能に形成される電流検出回路と、出力される
電流を切替可能に形成するとともに、前記出力される電
流は前記電流検出回路が出力する電圧に対応して変動す
る倍率切替回路と、を有し、前記電流検出回路に入力さ
れる電流は、前記倍率切替回路が出力する電流が前記出
力電流を補正することにより形成され、前記電流制御回
路に入力される電圧は、前記電流検出回路が出力する電
圧が基準電圧を補正することにより形成されることを特
徴とする定電流装置である。According to a second aspect of the present invention, a current control circuit is formed so as to be capable of outputting an output current which is a constant current based on an input voltage, and is capable of converting an input current into a voltage and outputting the voltage. A current detection circuit, and a current switching circuit that forms the output current in a switchable manner, wherein the output current varies in accordance with the voltage output by the current detection circuit. The current input to the current detection circuit is formed by correcting the output current by the current output from the magnification switching circuit, and the voltage input to the current control circuit is a voltage output by the current detection circuit. Are formed by correcting the reference voltage.
【0017】請求項2の発明では、倍率切替回路には電
流検出回路が出力する電圧が入力され、倍率切替回路は
この入力される電圧に対応して電流を出力する。一方、
電流検出回路には、倍率切替回路の出力する電流により
出力電流を補正した電流が入力される。そして、電流検
出回路は、この入力された電流を電圧に変換して出力す
る。この出力した電圧は、倍率切替回路に入力されると
ともに、基準電圧の補正に用いられる。電流制御回路に
は補正された(基準)電圧が入力され、これに基づいて
安定して一定の電流が出力される。According to the second aspect of the present invention, the voltage output from the current detection circuit is input to the magnification switching circuit, and the magnification switching circuit outputs a current corresponding to the input voltage. on the other hand,
The current obtained by correcting the output current with the current output from the magnification switching circuit is input to the current detection circuit. Then, the current detection circuit converts the input current into a voltage and outputs the voltage. The output voltage is input to the magnification switching circuit and used for correcting the reference voltage. The corrected (reference) voltage is input to the current control circuit, and a stable and constant current is output based on the corrected (reference) voltage.
【0018】請求項2の発明によると、出力する電流の
切替えは倍率切替え回路で行うので、請求項1と同様に
電流検出抵抗は1器のみでよく、スイッチは高精度なも
のは要しない。さらに、請求項2の発明によると、電流
検出回路の出力する電圧が直接に基準電圧を補正する。
すなわち、出力電流を一定に保つための制御要素が減る
ので、回路から生じる誤差等を減少させることができ
る。よって、出力電流はより高精度に一定に制御され
る。According to the second aspect of the present invention, since the switching of the output current is performed by the magnification switching circuit, only one current detecting resistor is required as in the first aspect, and the switch does not need to be high precision. Further, according to the invention of claim 2, the voltage output from the current detection circuit directly corrects the reference voltage.
That is, the number of control elements for keeping the output current constant is reduced, so that errors and the like generated from the circuit can be reduced. Therefore, the output current is controlled to be more accurate and constant.
【0019】[0019]
【発明の実施の形態】図1に本発明の実施例による定電
流装置1のブロック図を示す。電流制御回路2は、入力
される電圧3に基づいて出力電流4を一定に出力可能に
制御する。電流検出回路5は引き出し点6から分岐され
る出力電流4を電圧7に変換して出力する。電圧7は倍
率切替回路8を介して出力(電圧9)され、加え合わせ
点10において基準電圧11を補正する。出力電流4が
変動した場合は、これと対応して電圧9も変動し、これ
に対応して加え合わせ点10において基準電圧11が補
正される。補正された基準電圧11(電圧3)が電流制
御回路2に入力されることにより、出力電流4は一定に
保たれる。FIG. 1 is a block diagram of a constant current device 1 according to an embodiment of the present invention. The current control circuit 2 controls the output current 4 based on the input voltage 3 so that the output current 4 can be constantly output. The current detection circuit 5 converts the output current 4 branched from the extraction point 6 into a voltage 7 and outputs it. The voltage 7 is output (voltage 9) via the magnification switching circuit 8, and corrects the reference voltage 11 at the addition point 10. When the output current 4 fluctuates, the voltage 9 also fluctuates accordingly, and the reference voltage 11 is corrected at the addition point 10 accordingly. By inputting the corrected reference voltage 11 (voltage 3) to the current control circuit 2, the output current 4 is kept constant.
【0020】図1の定電流装置1のブロック図を実現す
る定電流回路1’を図2に示す。基準電圧Vrefは演
算増幅器A1の非反転入力端子に入力される。一方、演
算増幅器A3,A4,A5、配線抵抗R3,R4,
R5,R6は、スイッチS1,S 2,S3の選択によ
り、演算増幅器A3,A4,A5と配線抵抗R3,
R4,R 5,R6が組み合わされて選択される。選択さ
れた演算増幅器A3,A4,A5の出力電圧は、演算増
幅器A1の反転入力端子に入力される。演算増幅器A1
の出力電圧はFET・Q1のゲート端子に入力され、出
力電流I0が調整され出力される。すなわち、スイッチ
S1,S2,S3の選択により、出力電流の電流が選択
・設定される。A block diagram of the constant current device 1 of FIG. 1 is realized.
FIG. 2 shows a constant current circuit 1 '. The reference voltage Vref is
Operational amplifier A1Is input to the non-inverting input terminal. On the other hand,
Operational amplifier A3, A4, A5, Wiring resistance R3, R4,
R5, R6Is the switch S1, S 2, S3By choice
Operational amplifier A3, A4, A5And wiring resistance R3,
R4, R 5, R6Are selected in combination. Selected
Operational amplifier A3, A4, A5Output voltage increases
Width A1Is input to the inverting input terminal. Operational amplifier A1
Output voltage of FET ・ Q1Input to the gate terminal of
Force current I0Is adjusted and output. That is, the switch
S1, S2, S3The output current can be selected by selecting
・ It is set.
【0021】また、電流検出抵抗R1の電圧降下は演算
増幅器A2の非反転入力端子に入力し、配線抵抗R2の
電圧降下は演算増幅器A2の反転入力端子に入力され
る。演算増幅器A2の出力電圧は、FET・Q2のゲー
ト端子に入力される。FET・Q2により流れる電流I
3は、安定状態では配線抵抗R2に流れる電流I2と同
じである。一方、演算増幅器A2とFET・Q2の働き
により、安定状態ではI 1×R1=I2×R2である。
よって、本回路の安定状態では I0=I1=(R2/R1)I2=(R2/R1)I3 である。The current detection resistor R1Is calculated
Amplifier A2Of the wiring resistance R2of
The voltage drop is the operational amplifier A2Input terminal of the
You. Operational amplifier A2Output voltage of FET ・ Q2Game
Input to the terminal. FET ・ Q2Current I
3Is the wiring resistance R in a stable state.2Current I flowing through2Same as
The same. On the other hand, the operational amplifier A2And FET Q2Work of
Thus, in a stable state, I 1× R1= I2× R2It is.
Therefore, in the stable state of this circuit, I0= I1= (R2/ R1) I2= (R2/ R1) I3 It is.
【0022】ここで、出力電流I0が変動すると、電流
I1が変動し、演算増幅器A2の出力電圧が変動する。
これによりFET・Q2の出力電流I3も変動し、例え
ば、スイッチS1が入っているときは、演算増幅器A3
の出力電圧も変動し、よって演算増幅器A1の出力電圧
も変動するので、FET・Q1によりI0は変動抑制さ
れる。[0022] Here, when the output current I 0 varies, the current I 1 varies, the output voltage of the operational amplifier A 2 is varied.
Thereby also vary the output current I 3 of the FET · Q 2, for example, when the switch S 1 is already on, the operational amplifier A 3
Since the output voltage varies, thus also varies the output voltage of the operational amplifier A 1, I 0 the FET · Q 1 is varied suppressed.
【0023】このようにして、定電流回路1’では、複
数のレンジで出力電流を選択・設定できるにもかかわら
ず、高精度で高価な電流検出抵抗は1器(R1)のみと
なる。さらには、スイッチS1,S2,S3は倍率を決
定する抵抗ではなく、倍率設定された演算増幅器A3,
A4,A5を切替えるよう組まれているので、高精度で
高価なスイッチ類を用いることなくオン抵抗及び漏れ電
流による誤差要因を除去できる。ゆえに、出力電流I0
は高精度に一定に制御される。尚、演算増幅器A3〜A
5の出力から、出力電流モニタ信号12を取得すること
ができる。As described above, in the constant current circuit 1 ', although the output current can be selected and set in a plurality of ranges, only one high-precision and expensive current detection resistor (R 1 ) is used. Further, the switches S 1 , S 2 , and S 3 are not resistors for determining the magnification, but are operational amplifiers A 3 , with the magnification set.
Since it is designed to switch between A 4 and A 5 , it is possible to eliminate an error factor due to on-resistance and leakage current without using expensive and high-precision switches. Therefore, the output current I 0
Is controlled with high precision and constant. The operational amplifiers A3 to A3
5, the output current monitor signal 12 can be obtained.
【0024】図3に本発明の定電流装置の他の実施例を
示す。定電流装置50には、入力される電圧51に基づ
いて出力電流52を一定に出力可能に制御する電流制御
回路53が設けられている。電流検出回路54は入力さ
れる電流55を電圧56に変換して出力する。倍率切替
回路57は、出力される電流58の電流値を切替可能に
形成されるとともに、出力される電流58は電圧56に
対応して変動する。FIG. 3 shows another embodiment of the constant current device of the present invention. The constant current device 50 is provided with a current control circuit 53 that controls the output current 52 to be able to output constantly based on the input voltage 51. The current detection circuit 54 converts the input current 55 into a voltage 56 and outputs it. The magnification switching circuit 57 is formed so that the current value of the output current 58 can be switched, and the output current 58 fluctuates according to the voltage 56.
【0025】ここで、電流検出回路54に入力される電
流55は、出力電流52の引き出し点59から分岐され
る出力電流52を加え合わせ点60において倍率切替回
路57が出力する電流58により補正することにより形
成される。さらに、電流制御回路53に入力される電圧
51は、電流検出回路54が出力する電圧56が基準電
圧61を補正することにより形成される。よって、出力
電流52は、外乱による影響により変動しても、安定し
て一定に出力される。Here, the current 55 input to the current detection circuit 54 is corrected by the current 58 output from the magnification switching circuit 57 at the combining point 60 by adding the output current 52 branched from the extraction point 59 of the output current 52. It is formed by this. Further, the voltage 51 input to the current control circuit 53 is formed by correcting the reference voltage 61 by the voltage 56 output from the current detection circuit 54. Therefore, even if the output current 52 fluctuates due to the influence of disturbance, it is output stably and constantly.
【0026】さらに、引き出し点62から電圧56を引
き出して、出力電流52をモニタリングすることができ
る(出力電流モニタ信号63)。出力電流モニタ信号6
3のフルスケール値は、倍率切替回路57によりレンジ
を変更しても一定である。よって、例えば抵抗測定器に
おいては、図示しないA/D変換回路に入力して抵抗測
定の基準値とすることができ、よって精度の高い抵抗測
定を可能とする。また、定電流装置50では、定電流装
置1(図1)に比べると、帰還ループが短くなり、静的
にはより高感度、高精度であり、かつ、過渡的な変動に
対しても安定な回路とすることができる。Further, the voltage 56 can be extracted from the extraction point 62 to monitor the output current 52 (output current monitor signal 63). Output current monitor signal 6
The full scale value of 3 is constant even if the range is changed by the magnification switching circuit 57. Therefore, for example, in a resistance measuring device, it can be input to an A / D conversion circuit (not shown) and used as a reference value for resistance measurement, thereby enabling highly accurate resistance measurement. In addition, the constant current device 50 has a shorter feedback loop than the constant current device 1 (FIG. 1), is statically more sensitive, has higher accuracy, and is stable against transient fluctuations. Circuit.
【0027】ここで、図3の定電流回路50を実現する
定電流回路50’を図4に示す。基準電圧Vrefは演
算増幅器A1の非反転入力端子に接続される。一方、ス
イッチS1,S2,S3の選択により演算増幅器A3,
A4,A5、配線抵抗R3,R4,R5,R6が組み合
せて選択されるよう形成される。演算増幅器A3,
A4,A5の夫々の反転入力端子は配線抵抗R3,R4
の組み合わせと接続され、夫々の非反転入力端子は演算
増幅器A1の反転入力端子とともに演算増幅器A2の出
力に接続される。また、演算増幅器A3,A4,A5の
出力はFET・Q2のゲート端子に接続される。FIG. 4 shows a constant current circuit 50 'for realizing the constant current circuit 50 of FIG. Reference voltage Vref is connected to the non-inverting input terminal of the operational amplifier A 1. On the other hand, the selection of the switches S 1 , S 2 , S 3 causes the operational amplifiers A 3 , A 3 ,
A 4 and A 5 are formed so that the wiring resistances R3, R4, R5 and R6 are selected in combination. The operational amplifier A 3 ,
The inverting input terminals of A 4 and A 5 are connected to wiring resistances R 3 and R 4, respectively.
The combination of the connection, the non-inverting input terminal of each is connected to the output of the operational amplifier A 2 together with the inverting input terminal of the operational amplifier A 1. The outputs of the operational amplifiers A 3 , A 4 and A 5 are connected to the gate terminal of the FET Q 2 .
【0028】さらに、演算増幅器A1の出力はFET・
Q1のゲート端子に入力され、FET・Q1のドレイン
端子は演算増幅器A2の反転入力端子に接続される。ま
たさらに、FET・Q1のドレイン端子とFET・Q2
のドレイン端子間には電流検出抵抗R1,配線抵抗R2
が接続される。さらに配線抵抗R2の電圧降下は演算増
幅器A2の非反転入力端子に接続し、演算増幅器A2の
出力は演算増幅器A1の反転入力端子に入力される。こ
こで、出力電流I0はFET・Q1のソース端子から出
力される。また本回路では、演算増幅器A2の出力から
出力電流モニタ信号を取出すことができる。Furthermore, the output of the operational amplifier A 1 is FET ·
Is input to the gate terminal of Q 1, the drain terminal of the FET · Q 1 is connected to the inverting input terminal of the operational amplifier A 2. Furthermore, the drain terminal of the FET · Q 2 of the FET · Q 1
, A current detection resistor R 1 and a wiring resistor R 2
Is connected. Moreover the voltage drop across the wiring resistance R 2 is connected to the non-inverting input terminal of the operational amplifier A 2, the output of the operational amplifier A 2 is input to the inverting input terminal of the operational amplifier A 1. Here, the output current I 0 is outputted from the source terminal of the FET · Q1. In this circuit also, it is possible to take out the output current monitor signal from the output of the operational amplifier A 2.
【0029】ここで、具体的な例を以下に示す。各配線
抵抗を、 R3=9R2/10,R4=R2/10,R5=9R2
/10,R6=R2/10 として設定する。すると、スイッチS1,S2,S3の
選択により選択・設定される配線抵抗R3,R4,
R5,R6の倍率は、 S1選択時…R2/R4=10 S2選択時…R2/(R3+R4)=1 S3選択時…[R2/(R3+R4)]×[R6/(R
5+R6)]=0.1 となる。配線抵抗R1=10Ω,基準電圧Vref=2
00mVとしたとき、スイッチS1をONにすると、演
算増幅器A1の非反転入力端子に加えられた基準電圧V
refは、演算増幅器A1の出力を+方向に増加し、F
ET・Q1の出力電流を増加する。この出力電流I0は
電流I1と等しく、電流I1は電流検出抵抗R1により
電圧変換され、演算増幅器A2の出力電圧を+方向に増
加する。演算増幅器A2の出力電圧は演算増幅器A1の
反転入力に入力され、演算増幅器A 1の出力電圧を抑制
し、I0の出力電流を減少する。Here, a specific example will be described below. Each wiring
The resistance is R3= 9R2/ 10, R4= R2/ 10, R5= 9R2
/ 10, R6= R2/ 10. Then switch S1, S2, S3of
Wiring resistance R selected / set by selection3, R4,
R5, R6The magnification of S1When selected ... R2/ R4= 10 S2When selected ... R2/ (R3+ R4) = 1 S3When selecting ... [R2/ (R3+ R4)] × [R6/ (R
5+ R6)] = 0.1. Wiring resistance R1= 10Ω, reference voltage Vref = 2
When the voltage is set to 00 mV, the switch S1When you turn on
Operational amplifier A1Reference voltage V applied to the non-inverting input terminal of
ref is the operational amplifier A1Output in the + direction, F
ET / Q1Increase the output current. This output current I0Is
Current I1Equal to the current I1Is the current detection resistor R1By
Voltage-converted, operational amplifier A2Output voltage in the + direction
Add. Operational amplifier A2Output voltage of the operational amplifier A1of
The operational amplifier A 1Output voltage
Then I0Output current.
【0030】同時に、演算増幅器A2の出力電圧が増加
すると、演算増幅器A3の出力電圧が増加し、FET・
Q2の出力電流I3が増加する。出力電流I3の増加
で、配線抵抗R4の電圧が増加し、演算増幅器A3の反
転入力端子の電圧が非反転入力端子の電圧と等しくなっ
たところで平衡する。このとき、配線抵抗R2にはFE
T・Q2を通して電流I3に等しい電流I2が流れるた
め、配線抵抗R2には配線抵抗R4の10倍の電圧降下
を生じる。配線抵抗R2の電圧降下が電流I1により生
じる電流検出抵抗R1の電圧降下と等しくなると、演算
増幅器A2の出力電圧は抑制され安定する。このとき演
算増幅器A2の出力電圧は、演算増幅器A 1に入力され
る基準電圧Vrefと等しくなる。At the same time, the operational amplifier A2Output voltage increases
Then, the operational amplifier A3Output voltage increases,
Q2Output current I3Increase. Output current I3increase of
And the wiring resistance R4Of the operational amplifier A3Anti
The voltage at the inverting input terminal becomes equal to the voltage at the non-inverting input terminal.
Where it equilibrates. At this time, the wiring resistance R2FE
T ・ Q2Current I through3Current I equal to2Was flowing
The wiring resistance R2Has the wiring resistance R410 times the voltage drop
Is generated. Wiring resistance R2Is the current I1Raw
Current detection resistor R1When the voltage drop is equal to
Amplifier A2Output voltage is suppressed and stabilized. This time
Operational amplifier A2Output voltage of the operational amplifier A 1Entered in
Becomes equal to the reference voltage Vref.
【0031】このときの出力電流I0は、 出力電流I0=200mV/10Ω×10=200mA となる。At this time, the output current I 0 is as follows: output current I 0 = 200 mV / 10Ω × 10 = 200 mA.
【0032】同様にして、スイッチS2の選択時は、演
算増幅器A4が作動し、配線抵抗R 3+R4の電圧が演
算増幅器A2の出力電圧と平衡する。よって、R2の電
圧降下はR3+R4と等しくなる。よって、 出力電流I0=200mV/10Ω×1=20mA となる。Similarly, the switch S2When you select
Operational amplifier A4Operates and the wiring resistance R 3+ R4Voltage
Operational amplifier A2With the output voltage of Therefore, R2No electricity
The pressure drop is R3+ R4Becomes equal to Therefore, the output current I0= 200 mV / 10Ω × 1 = 20 mA.
【0033】さらに、スイッチS3の選択時は、演算増
幅器A5が作動し、R3+R4の電圧が配線抵抗R5と
R6によって分圧された演算増幅器A2の出力電圧の1
/10と平衡する。配線抵抗R2の電圧降下はR3+R
4と等しくなる。よって、 出力電流I0=200mV/10Ω×0.1=2mAFurthermore, when selecting the switch S 3 is an operational amplifier A 5 is actuated, the first divided output voltage of the operational amplifier A 2 by R3 + R4 voltage wiring resistor R5 R6
/ 10. The voltage drop of the wiring resistance R2 is R3 + R
Equals 4. Therefore, the output current I 0 = 200 mV / 10Ω × 0.1 = 2 mA
【0034】ここで、出力電流I0が外的要因で増加す
ると、電流I1も増加し演算増幅器A2の出力電圧が増
加する。演算増幅器A2の出力電圧増加は電流I1を抑
制する方向に働き、I0は安定する。このとき選択され
た演算増幅器A3,A4,A 5は演算増幅器A2の出力
電圧増加をFET・Q2を介してR2に伝え、R2の電
圧がR1の電圧と等しくなるように働く。すなわち、演
算増幅器A2の出力電圧は出力電流I0の変動に追従す
るので、安定して出力電流I0を出力することができ
る。Here, the output current I0Increase due to external factors
Then, the current I1Also increases the operational amplifier A2Output voltage increases
Add. Operational amplifier A2The output voltage increase of the current I1Suppress
Work in the direction of0Is stable. Selected at this time
Operational amplifier A3, A4, A 5Is the operational amplifier A2Output
The voltage increase is transmitted to R2 via FET Q2, and the voltage of R2 is
The pressure acts to equal the voltage of R1. That is,
Operational amplifier A2Output voltage is the output current I0Follow the fluctuation of
Therefore, the output current I stably0Can output
You.
【0035】図3の定電流装置50を実現する他の定電
流回路を図5〜図8に示す。これらの定電流回路の作用
・効果は図4の定電流回路50’と同様に説明できるの
で、省略する。尚、図8(a)〜(b)には出力電流の
電流を切替える倍率切替回路57に係る別の実施態様を
示している。Another constant current circuit for realizing the constant current device 50 of FIG. 3 is shown in FIGS. The operation and effect of these constant current circuits can be described in the same manner as the constant current circuit 50 'of FIG. FIGS. 8A and 8B show another embodiment of the magnification switching circuit 57 for switching the current of the output current.
【0036】[0036]
【発明の効果】請求項1の発明によると、出力電流の出
力を切替えることができるにもかかわらず高価で高精度
な電流検出抵抗は1器設けるのみでよいので、製造にか
かるコストを低減することができる。さらには、出力電
流モニタ信号を取出すことができる。請求項2の発明に
よると、請求項1と同様に電流検出抵抗は1器のみでよ
く、また、出力電流モニタ信号を取出すことができる。
さらに請求項1と比べて帰還ループにある制御要素が少
なくて済むので、さらに高精度に出力電流を制御するこ
とができる。According to the first aspect of the present invention, it is only necessary to provide one expensive and highly accurate current detecting resistor despite the fact that the output current can be switched, thereby reducing the manufacturing cost. be able to. Further, an output current monitor signal can be extracted. According to the second aspect of the present invention, as in the first aspect, only one current detection resistor is required, and an output current monitor signal can be extracted.
Further, since the number of control elements in the feedback loop is reduced as compared with the first aspect, the output current can be controlled with higher accuracy.
【図1】本発明の実施例における定電流装置の制御ブロ
ック図FIG. 1 is a control block diagram of a constant current device according to an embodiment of the present invention.
【図2】図1にかかる定電流回路図FIG. 2 is a diagram showing a constant current circuit according to FIG. 1;
【図3】本発明の実施例における定電流装置の制御ブロ
ック図FIG. 3 is a control block diagram of the constant current device according to the embodiment of the present invention.
【図4】図3にかかる定電流回路図FIG. 4 is a constant current circuit diagram according to FIG.
【図5】図3にかかる他の定電流回路図FIG. 5 is another constant current circuit diagram according to FIG. 3;
【図6】図3にかかる他の定電流回路図FIG. 6 is another constant current circuit diagram according to FIG. 3;
【図7】図3にかかる他の定電流回路図FIG. 7 is another constant current circuit diagram according to FIG. 3;
【図8】図3にかかる他の定電流回路図FIG. 8 is another constant current circuit diagram according to FIG. 3;
【図9】従来の定電流装置の制御ブロック図FIG. 9 is a control block diagram of a conventional constant current device.
【図10】図8にかかる従来の定電流回路図10 is a conventional constant current circuit diagram according to FIG.
1…定電流装置,2…電流制御回路,3…電圧,4…出
力電流,5…電流検出回路,6…引き出し点,7…電
圧,8…倍率切替回路,9…電圧,10…加え合わせ
点,11…基準電圧,12…出力電流モニタ信号,50
…定電流装置,51…電圧,52…出力電流,53…電
流制御回路,54…電流検出回路,55…電流,56…
電圧,57…倍率切替回路,58…電流,59…引き出
し点,60…加え合わせ点,61…基準電圧,62…引
き出し点,63…出力電流モニタ信号,64…加え合わ
せ点,100…定電流装置,101…出力電流,102
…引き出し点,103…加え合わせ点,104…基準電
圧,105…電圧,106…電流,107…電圧,11
0…電流制御回路,111…演算増幅器,112…FE
T,120…レンジ切替スイッチ,130…電流検出抵
抗REFERENCE SIGNS LIST 1 constant current device, 2 current control circuit, 3 voltage, 4 output current, 5 current detection circuit, 6 draw-out point, 7 voltage, 8 magnification switching circuit, 9 voltage, 10 addition Point, 11: Reference voltage, 12: Output current monitor signal, 50
... constant current device, 51 ... voltage, 52 ... output current, 53 ... current control circuit, 54 ... current detection circuit, 55 ... current, 56 ...
Voltage, 57: Magnification switching circuit, 58: Current, 59: Extraction point, 60: Addition point, 61: Reference voltage, 62: Extraction point, 63: Output current monitor signal, 64: Addition point, 100: Constant current Device, 101 ... output current, 102
... Lead-out point, 103… Addition point, 104… Reference voltage, 105… Voltage, 106… Current, 107… Voltage, 11
0: current control circuit, 111: operational amplifier, 112: FE
T, 120: Range changeover switch, 130: Current detection resistor
Claims (2)
出力電流を出力可能に形成される電流制御回路と、前記
出力電流を電圧に変換し、その電圧を出力可能に形成さ
れる電流検出回路と、出力される電圧を切替可能に形成
するとともに、前記出力される電圧は前記電流検出回路
が出力する電圧に対応して変動する倍率切替回路と、を
有し、前記電流制御回路に入力される電圧は、前記倍率
切替回路が出力する電圧が基準電圧を補正することによ
り形成されることを特徴とする定電流装置。1. A current control circuit formed so as to output a constant output current based on an input voltage, and a current detection circuit formed by converting the output current into a voltage and outputting the voltage. A circuit configured to switch the output voltage so that the output voltage is switchable, wherein the output voltage varies in accordance with the voltage output by the current detection circuit; The constant voltage device is characterized in that the voltage to be generated is formed by correcting the reference voltage by the voltage output from the magnification switching circuit.
出力電流を出力可能に形成される電流制御回路と、入力
される電流を電圧に変換し、その電圧を出力可能に形成
される電流検出回路と、出力される電流を切替可能に形
成するとともに、前記出力される電流は前記電流検出回
路が出力する電圧に対応して変動する倍率切替回路と、
を有し、前記電流検出回路に入力される電流は、前記倍
率切替回路が出力する電流が前記出力電流を補正するこ
とにより形成され、前記電流制御回路に入力される電圧
は、前記電流検出回路が出力する電圧が基準電圧を補正
することにより形成されることを特徴とする定電流装
置。2. A current control circuit formed to output a constant output current based on an input voltage, and a current formed to convert an input current to a voltage and output the voltage. A detection circuit, wherein the output current is formed to be switchable, and the output current is a magnification switching circuit that fluctuates in accordance with the voltage output by the current detection circuit;
The current input to the current detection circuit is formed by correcting the output current by the current output from the magnification switching circuit, and the voltage input to the current control circuit is the current detection circuit Wherein the voltage outputted by the constant current device is formed by correcting the reference voltage.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001173709A JP2002366236A (en) | 2001-06-08 | 2001-06-08 | Current regulation device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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- 2001-06-08 JP JP2001173709A patent/JP2002366236A/en active Pending
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