JP2003344461A - 電流測定装置 - Google Patents
電流測定装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】被測定電流を電流検出用抵抗器に印加し、その
両端に発生する電圧を測定して被測定電流の値を測定す
る電流測定装置において、電流検出用抵抗器に過電流及
び過電圧が印加された場合も、電流検出用抵抗器を保護
する。 【解決手段】電流検出用抵抗器と直列接続されて電圧比
較器の比較出力により抵抗値が制御され、電流検出用抵
抗器に流れる電流による電圧降下が基準電圧に一致した
状態で電流検出用抵抗器に流れる電流を制御する能動素
子と、能動素子と電流検出用抵抗器によって構成される
直列回路に印加される電圧が設定値を超えたことを検出
する過電圧検出手段と、この過電圧検出手段が過電圧を
検出し、能動素子と電流検出用抵抗器から成る直列回路
に印加される電圧が更に上昇すると基準電圧の電圧値を
漸次低下させる基準電圧制御手段とを付加した。
両端に発生する電圧を測定して被測定電流の値を測定す
る電流測定装置において、電流検出用抵抗器に過電流及
び過電圧が印加された場合も、電流検出用抵抗器を保護
する。 【解決手段】電流検出用抵抗器と直列接続されて電圧比
較器の比較出力により抵抗値が制御され、電流検出用抵
抗器に流れる電流による電圧降下が基準電圧に一致した
状態で電流検出用抵抗器に流れる電流を制御する能動素
子と、能動素子と電流検出用抵抗器によって構成される
直列回路に印加される電圧が設定値を超えたことを検出
する過電圧検出手段と、この過電圧検出手段が過電圧を
検出し、能動素子と電流検出用抵抗器から成る直列回路
に印加される電圧が更に上昇すると基準電圧の電圧値を
漸次低下させる基準電圧制御手段とを付加した。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は電流測定装置に関
し、特に電流検出用抵抗器に過電流が流れることを阻止
する機能を付加した保護回路付電流測定装置の改良に関
するものである。
し、特に電流検出用抵抗器に過電流が流れることを阻止
する機能を付加した保護回路付電流測定装置の改良に関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】図８に従来の保護回路付電流測定装置の
回路構成を示す。図中１は被測定電流ｉの入力端子、２
はヒューズ、３は電流検出用抵抗器、４はこの電流検出
用抵抗器３に発生する電圧を測定する電圧測定器、５は
電流検出用抵抗器３に過電流及び過電圧が印加されるこ
とを阻止するためのダイオード対を示す。被測定電流ｉ
の測定は以下の如くして行なわれる。入力端子１に被測
定電流ｉが印加され、この被測定電流ｉが電流検出用抵
抗器３に流れることにより、電流検出用抵抗器３の両端
に電圧Ｖ1が発生する。電流検出用抵抗器３の抵抗値は
予め既知ＲＳであるものとするから、この電圧Ｖ1を電
圧測定器４で測定することで被測定電流ｉは、 ｉ＝Ｖ1／Ｒｓ により求められる。
回路構成を示す。図中１は被測定電流ｉの入力端子、２
はヒューズ、３は電流検出用抵抗器、４はこの電流検出
用抵抗器３に発生する電圧を測定する電圧測定器、５は
電流検出用抵抗器３に過電流及び過電圧が印加されるこ
とを阻止するためのダイオード対を示す。被測定電流ｉ
の測定は以下の如くして行なわれる。入力端子１に被測
定電流ｉが印加され、この被測定電流ｉが電流検出用抵
抗器３に流れることにより、電流検出用抵抗器３の両端
に電圧Ｖ1が発生する。電流検出用抵抗器３の抵抗値は
予め既知ＲＳであるものとするから、この電圧Ｖ1を電
圧測定器４で測定することで被測定電流ｉは、 ｉ＝Ｖ1／Ｒｓ により求められる。
【０００３】入力端子１に被測定電流ｉを印加する際
に、電流検出用抵抗器３の両端の電圧Ｖ１がダイオード
対を構成するダイオードＤ１、Ｄ２の導通電圧＋ＶＥ又
は‐ＶＥより大きい値になったとき、ダイオードＤ１又
はＤ２が導通し、電流検出用抵抗器３に流れる電流を制
限し、電流検出用抵抗器３を保護する。被測定電流ｉが
更に大きくなると、ヒューズ２が溶断し、電流検出用抵
抗器３およびダイオードＤ１，Ｄ２を保護する。図８に
示した保護回路の欠点はヒューズ２が溶断した場合にヒ
ューズ２を交換しなければならない。つまり、復旧させる
ために手間が掛る欠点が生じる。
に、電流検出用抵抗器３の両端の電圧Ｖ１がダイオード
対を構成するダイオードＤ１、Ｄ２の導通電圧＋ＶＥ又
は‐ＶＥより大きい値になったとき、ダイオードＤ１又
はＤ２が導通し、電流検出用抵抗器３に流れる電流を制
限し、電流検出用抵抗器３を保護する。被測定電流ｉが
更に大きくなると、ヒューズ２が溶断し、電流検出用抵
抗器３およびダイオードＤ１，Ｄ２を保護する。図８に
示した保護回路の欠点はヒューズ２が溶断した場合にヒ
ューズ２を交換しなければならない。つまり、復旧させる
ために手間が掛る欠点が生じる。
【０００４】この欠点を解消することができる保護回路
の例を図９に示す。図９に示す回路では平素は電流検出
用抵抗器３に発生する電圧Ｖ1は基準電圧源８に設定し
た基準電圧ｅより低い範囲ｅ＞Ｖ1で電流の測定が行な
われる。つまり、電流検出用抵抗器３に発生する電圧Ｖ1
が基準電圧ｅより低い ｅ＞Ｖ1の状態では電圧比較器
７は電圧比較出力として正電圧を出力し、この正電圧に
よって能動素子６が充分オンの状態に維持されて電流ｉ
の測定が支障なく行われる。 電流検出用抵抗器３に発生する電圧Ｖ1が基準電圧ｅと
同じ電圧ｅ≒Ｖ1になると、電圧比較器７は電流ｉが ｉ＝ｅ／Ｒｓ となる様に能動素子６を制御し、定電流回路として動作
する。この定電流動作により電流検出用抵抗器３に過電
流が流れることを阻止する。但し、ｅ＞Ｖ1の状態に戻
れば能動素子６はオンの状態に復帰し、通常の電流測定
モードに戻ることができる。
の例を図９に示す。図９に示す回路では平素は電流検出
用抵抗器３に発生する電圧Ｖ1は基準電圧源８に設定し
た基準電圧ｅより低い範囲ｅ＞Ｖ1で電流の測定が行な
われる。つまり、電流検出用抵抗器３に発生する電圧Ｖ1
が基準電圧ｅより低い ｅ＞Ｖ1の状態では電圧比較器
７は電圧比較出力として正電圧を出力し、この正電圧に
よって能動素子６が充分オンの状態に維持されて電流ｉ
の測定が支障なく行われる。 電流検出用抵抗器３に発生する電圧Ｖ1が基準電圧ｅと
同じ電圧ｅ≒Ｖ1になると、電圧比較器７は電流ｉが ｉ＝ｅ／Ｒｓ となる様に能動素子６を制御し、定電流回路として動作
する。この定電流動作により電流検出用抵抗器３に過電
流が流れることを阻止する。但し、ｅ＞Ｖ1の状態に戻
れば能動素子６はオンの状態に復帰し、通常の電流測定
モードに戻ることができる。
【０００５】図９に示した保護回路付電流測定装置によ
ればヒューズの存在がなくとも電流検出用抵抗器３を安
全に保護することができることと、無操作でも元の測定
モードに復帰できる利点がある。然し乍ら、この回路で
は電流制限状態で能動素子６で消費される電力Ｐは、 Ｐ＝（Ｖ0−Ｖ1）ｉ となり、Ｖ0が高くなるほど能動素子６は大きな消費電
力を消費し、それだけ電力容量の大きい能動素子を用い
る必要がある。更に、発熱も大きくなることから放熱手
段も装備しなくてはならないため、コストが高くなる欠
点がある。
ればヒューズの存在がなくとも電流検出用抵抗器３を安
全に保護することができることと、無操作でも元の測定
モードに復帰できる利点がある。然し乍ら、この回路で
は電流制限状態で能動素子６で消費される電力Ｐは、 Ｐ＝（Ｖ0−Ｖ1）ｉ となり、Ｖ0が高くなるほど能動素子６は大きな消費電
力を消費し、それだけ電力容量の大きい能動素子を用い
る必要がある。更に、発熱も大きくなることから放熱手
段も装備しなくてはならないため、コストが高くなる欠
点がある。
【０００６】この発明の目的は能動素子における電力消
費量を抑制し、電力量の小さい能動素子を用いて安全に
保護動作を行なわせることができる電流測定装置を提供
しようとするものである。
費量を抑制し、電力量の小さい能動素子を用いて安全に
保護動作を行なわせることができる電流測定装置を提供
しようとするものである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】この発明では電流検出
用抵抗器に被測定電流を印加し、電流検出用抵抗器に発
生する電圧を測定して被測定電流の値を測定する電流測
定装置において、電流検用抵抗器に発生する電圧と、予
め設定した基準電圧とを比較し、電流検出用抵抗器に流
れる電流が設定値に一致したことを検出する電圧比較器
と、電流検出用抵抗器と直列接続され、電圧比較器の比
較出力により抵抗値が制御されて電流検出用抵抗器に流
れる電流が設定値に一致した状態で電流検出用抵抗器に
流れる電流を制限する能電素子と、能電素子と電流検出
用抵抗器によって構成される直列回路に印加される電圧
が設定値を超えたことを検出する過電圧検出手段と、こ
の過電圧検出手段が過電圧を検出し、直列回路に印加さ
れる電圧が更に上昇すると基準電圧の電圧値を漸次低下
させる基準電圧制御手段とを付加した構成とした電流測
定装置を提案する。
用抵抗器に被測定電流を印加し、電流検出用抵抗器に発
生する電圧を測定して被測定電流の値を測定する電流測
定装置において、電流検用抵抗器に発生する電圧と、予
め設定した基準電圧とを比較し、電流検出用抵抗器に流
れる電流が設定値に一致したことを検出する電圧比較器
と、電流検出用抵抗器と直列接続され、電圧比較器の比
較出力により抵抗値が制御されて電流検出用抵抗器に流
れる電流が設定値に一致した状態で電流検出用抵抗器に
流れる電流を制限する能電素子と、能電素子と電流検出
用抵抗器によって構成される直列回路に印加される電圧
が設定値を超えたことを検出する過電圧検出手段と、こ
の過電圧検出手段が過電圧を検出し、直列回路に印加さ
れる電圧が更に上昇すると基準電圧の電圧値を漸次低下
させる基準電圧制御手段とを付加した構成とした電流測
定装置を提案する。
【０００８】この発明では更に請求項１記載の電流測定
装置において、直列回路に正極性の電圧を印加し、電流
検出用抵抗器に流れる正極性の電流を測定する電流測定
装置にあっては、能電素子はＮチャンネル型電界効果ト
ランジスタ又はＮＰＮ型トランジスタが用いられ、電圧
比較器に与える基準電圧は正極性の基準電圧とされ、基
準電圧制御手段は電圧比較器に与える正極性の基準電圧
を過電流検出時は共通電位に近ずける制御を行なう構成
とした電流測定装置を提案する。
装置において、直列回路に正極性の電圧を印加し、電流
検出用抵抗器に流れる正極性の電流を測定する電流測定
装置にあっては、能電素子はＮチャンネル型電界効果ト
ランジスタ又はＮＰＮ型トランジスタが用いられ、電圧
比較器に与える基準電圧は正極性の基準電圧とされ、基
準電圧制御手段は電圧比較器に与える正極性の基準電圧
を過電流検出時は共通電位に近ずける制御を行なう構成
とした電流測定装置を提案する。
【０００９】この発明では更に請求項１記載の電流測定
装置において、直列回路に負極性の電圧を印加し、電流
検出用抵抗器を流れる負極性の電流を測定する電流測定
装置にあっては、能電素子はＰチャンネル型電界効果ト
ランジスタ或はＰＮＰ型トランジスタが用いられ、電圧
比較器に与える基準電圧は負極性の基準電圧とされ、基
準電圧制御手段は電圧比較器に与える負極性の基準電圧
を共通電位に近づける制御を行なう構成としたことを特
徴とした電流測定装置を提案する。
装置において、直列回路に負極性の電圧を印加し、電流
検出用抵抗器を流れる負極性の電流を測定する電流測定
装置にあっては、能電素子はＰチャンネル型電界効果ト
ランジスタ或はＰＮＰ型トランジスタが用いられ、電圧
比較器に与える基準電圧は負極性の基準電圧とされ、基
準電圧制御手段は電圧比較器に与える負極性の基準電圧
を共通電位に近づける制御を行なう構成としたことを特
徴とした電流測定装置を提案する。
【００１０】この発明では更に請求項１記載の電流測定
装置において、電流検出用抵抗器にＮチャンネル型電界
効果トランジスタとＰチャンネル型電界効果トランジス
タを直列接続し、Ｎチャンネル型電界効果トランジスタ
は電流検出用抵抗器に発生する電圧と正極性の基準電圧
との比較結果により抵抗値を制御し、Ｐチャンネル型電
界効果トランジスタは電流検出用抵抗器に発生する電圧
と負極性の基準電圧との比較結果により抵抗値を制御す
る構成とした電流測定装置を提案する。
装置において、電流検出用抵抗器にＮチャンネル型電界
効果トランジスタとＰチャンネル型電界効果トランジス
タを直列接続し、Ｎチャンネル型電界効果トランジスタ
は電流検出用抵抗器に発生する電圧と正極性の基準電圧
との比較結果により抵抗値を制御し、Ｐチャンネル型電
界効果トランジスタは電流検出用抵抗器に発生する電圧
と負極性の基準電圧との比較結果により抵抗値を制御す
る構成とした電流測定装置を提案する。
【００１１】作用
この発明による電流測定装置によれば電流検出用抵抗器
に発生する電圧が電圧比較器に印加する基準電圧と同じ
電圧に至ると、能動素子と電圧比較器とにより定電流動
作が実行される。これと共に、入力端子に印加される電
圧Ｖ0が設定値より高くなると過電検出手段が過電圧を
検出し、この過電圧の検出により基準電圧制御手段は電
圧比較器に印加している基準電圧を共通電位に近ずける
方向に制御する。
に発生する電圧が電圧比較器に印加する基準電圧と同じ
電圧に至ると、能動素子と電圧比較器とにより定電流動
作が実行される。これと共に、入力端子に印加される電
圧Ｖ0が設定値より高くなると過電検出手段が過電圧を
検出し、この過電圧の検出により基準電圧制御手段は電
圧比較器に印加している基準電圧を共通電位に近ずける
方向に制御する。
【００１２】この結果、能動素子は定電流動作から漸次
電流制限動作に入り、定電流状態から電流値を低下させ
る方向に動作する。入力端子に印加される電圧Ｖ0が過
電圧検出時点より更に上昇すると能動素子の抵抗値が増
大し、電流を制限し、最終的にはオフの状態に至る。従
って、この発明によれば入力端子に印加される電圧Ｖ0
が設定値を超えた時点から、能動素子を流れる電流が制
限され電流値を漸次減少させるから、能動素子で消費さ
れる電力は抑制され、電力容量の小さい能動素子でも充
分耐えることができる。また、発熱量も少なくできるた
め放熱手段を設ける必要がなく、全体として安価なコス
トで作ることができる利点が得られる。
電流制限動作に入り、定電流状態から電流値を低下させ
る方向に動作する。入力端子に印加される電圧Ｖ0が過
電圧検出時点より更に上昇すると能動素子の抵抗値が増
大し、電流を制限し、最終的にはオフの状態に至る。従
って、この発明によれば入力端子に印加される電圧Ｖ0
が設定値を超えた時点から、能動素子を流れる電流が制
限され電流値を漸次減少させるから、能動素子で消費さ
れる電力は抑制され、電力容量の小さい能動素子でも充
分耐えることができる。また、発熱量も少なくできるた
め放熱手段を設ける必要がなく、全体として安価なコス
トで作ることができる利点が得られる。
【００１３】
【発明の実施の形態】図１にこの発明による電力測定装
置の一実施例を示す。図中１０は図９を用いて説明した
従来の電流測定回路を示す。つまり、入力端子１に印加
された被測定電流ｉは能動素子６を通じて電流検出用抵
抗器３に入力され、この電流検出用抵抗器３に発生する
電圧Ｖ1を電圧測定器４で測定し、電流ｉを、 ｉ＝Ｖ1・ＲＳ ：ＲＳは電流検出用抵抗器の抵抗
値、 で求める。
置の一実施例を示す。図中１０は図９を用いて説明した
従来の電流測定回路を示す。つまり、入力端子１に印加
された被測定電流ｉは能動素子６を通じて電流検出用抵
抗器３に入力され、この電流検出用抵抗器３に発生する
電圧Ｖ1を電圧測定器４で測定し、電流ｉを、 ｉ＝Ｖ1・ＲＳ ：ＲＳは電流検出用抵抗器の抵抗
値、 で求める。
【００１４】平素の電流測定状態では電圧比較器７に印
加される基準電圧Ｖ2は電圧検出用抵抗器３に発生する
電圧Ｖ1より充分大きい正側の電位に設定される。従っ
て、電圧比較器７は正電位の比較出力電圧Ｖ3を出力
し、この正電位の比較出力電圧Ｖ3によりこの例ではＮ
チャンネル型電界効果トランジスタで構成された能動素
子６がオンの状態に維持される。
加される基準電圧Ｖ2は電圧検出用抵抗器３に発生する
電圧Ｖ1より充分大きい正側の電位に設定される。従っ
て、電圧比較器７は正電位の比較出力電圧Ｖ3を出力
し、この正電位の比較出力電圧Ｖ3によりこの例ではＮ
チャンネル型電界効果トランジスタで構成された能動素
子６がオンの状態に維持される。
【００１５】この発明では電圧比較器７の基準電圧印加
端子９と基準電圧源８との間に基準電圧制御手段２０を
接続すると共に入力端子１に印加される電圧Ｖ0が予め
定めた設定値以上の過電圧に上昇したことを、この基準
電圧制御手段２０に通知するための過電圧検出手段３０
を入力端子１と基準電圧制御手段２０との間に接続した
構成を特徴とするものである。
端子９と基準電圧源８との間に基準電圧制御手段２０を
接続すると共に入力端子１に印加される電圧Ｖ0が予め
定めた設定値以上の過電圧に上昇したことを、この基準
電圧制御手段２０に通知するための過電圧検出手段３０
を入力端子１と基準電圧制御手段２０との間に接続した
構成を特徴とするものである。
【００１６】電圧比較器７は一般に知られている演算増
幅器が用いられ、その反転入力端子に電流検出用抵抗器
３に発生する電圧Ｖ1を入力する。非反転入力端子は基
準電圧印加端子９に接続する。基準電圧制御手段２０は
非反転入力端子が共通電位に接続された演算増幅器２１
と、この演算増幅器２１の反転入力端子と基準電圧源８
との間に接続した入力用抵抗器２２と、演算増幅器２１
の反転入力端子と出力端子との間に接続した帰還用抵抗
器２３とによって構成され、演算増幅器２１の出力端子
と帰還用抵抗器２３との接続点を基準電圧印加端子９に
接続する。基準電圧源８はここでは負の基準電圧−ｅを
発生し、この負の基準電圧−ｅが演算増幅器２１で極性
反転され、基準電圧印加端子９には正極性の基準電圧Ｖ
2が印加される。
幅器が用いられ、その反転入力端子に電流検出用抵抗器
３に発生する電圧Ｖ1を入力する。非反転入力端子は基
準電圧印加端子９に接続する。基準電圧制御手段２０は
非反転入力端子が共通電位に接続された演算増幅器２１
と、この演算増幅器２１の反転入力端子と基準電圧源８
との間に接続した入力用抵抗器２２と、演算増幅器２１
の反転入力端子と出力端子との間に接続した帰還用抵抗
器２３とによって構成され、演算増幅器２１の出力端子
と帰還用抵抗器２３との接続点を基準電圧印加端子９に
接続する。基準電圧源８はここでは負の基準電圧−ｅを
発生し、この負の基準電圧−ｅが演算増幅器２１で極性
反転され、基準電圧印加端子９には正極性の基準電圧Ｖ
2が印加される。
【００１７】過電圧検出手段３０は定電圧ダイオード３
１と、この定電圧ダイオード３１と直列接続した電流制
限用抵抗器３２とによって構成される。電流制限用抵抗
器３２と定電圧ダイオード３１とによって構成される直
列回路を入力端子１と基準電圧制御手段２０を構成する
演算増幅器２１の反転入力端子との間に接続し、入力端
子１に印加される電圧Ｖ0が定電圧ダイオード３１の導
通電圧Ｖｚを超えると定電圧ダイオード３１が導通し、
その導通電流を基準電圧制御手段２０に印加し、過電圧
が入力されたことを基準電圧制御手段２０に伝達する。
１と、この定電圧ダイオード３１と直列接続した電流制
限用抵抗器３２とによって構成される。電流制限用抵抗
器３２と定電圧ダイオード３１とによって構成される直
列回路を入力端子１と基準電圧制御手段２０を構成する
演算増幅器２１の反転入力端子との間に接続し、入力端
子１に印加される電圧Ｖ0が定電圧ダイオード３１の導
通電圧Ｖｚを超えると定電圧ダイオード３１が導通し、
その導通電流を基準電圧制御手段２０に印加し、過電圧
が入力されたことを基準電圧制御手段２０に伝達する。
【００１８】ここで、電流検出用抵抗器３の抵抗値をＲ
ｓ、これに発生する電圧をＶ1、基準電圧印加端子９に
印加される基準電圧をＶ2、電圧比較器７の比較出力電
圧をＶ3、基準電圧制御手段２０を構成する入力用抵抗
器２２と、帰還用抵抗器２３の各抵抗値をＲ1、Ｒ2、過
電圧検出手段３０を構成する定電圧ダイオード３１の導
通電圧をＶｚ、電流制限用抵抗器３２の抵抗値をＲ3と
して基準電圧制御手段２０と過電圧検出手段３０の動作
を説明する。
ｓ、これに発生する電圧をＶ1、基準電圧印加端子９に
印加される基準電圧をＶ2、電圧比較器７の比較出力電
圧をＶ3、基準電圧制御手段２０を構成する入力用抵抗
器２２と、帰還用抵抗器２３の各抵抗値をＲ1、Ｒ2、過
電圧検出手段３０を構成する定電圧ダイオード３１の導
通電圧をＶｚ、電流制限用抵抗器３２の抵抗値をＲ3と
して基準電圧制御手段２０と過電圧検出手段３０の動作
を説明する。
【００１９】入力電圧Ｖ0と定電圧ダイオード３１の
導通電圧Ｖ2との間の関係がＶ0＜Ｖｚの場合、基準電圧
印加端子９に印加される基準電圧Ｖ2は、 Ｖ2＝（−Ｒ2／Ｒ1）（−ｅ）＝（Ｒ2／Ｒ1）ｅ ｉ＜（Ｒ2／Ｒ1・Ｒｓ）ｅの間（図２に示す）この状
態ではＶ2＞Ｖ1なので電圧比較器７の比較出力電圧Ｖ3
は正電位方向に充分飽和しているため能動端子６は完全
に導通状態にある。入力端子１の電圧Ｖ0は、 Ｖ0＝Ｒｓ・ｉ で定められる。 ｉ＝（Ｒ2／Ｒ1・Ｒｓ）ｅになると、電圧比較器７と
能動素子６は定電流動作に入る。この状態では電流検出
用抵抗器３に流れる電流は一定となる（図２）。入力
端子1の電圧は外部から印加される電圧と一致する。 Ｖ0≧Ｖｚになると、過電圧検出手段３０に電流が流
れ、基準電圧Ｖ2を低下させる。過電流検出手段３０に
流れる電流を無視すると、 ｉ＝（−（Ｒ2／Ｒ3）Ｖ0＋Ｒ2（ｅ／Ｒ1＋Ｖｚ／
Ｒ3））／Ｒｓ となり、電流ｉは電圧Ｖ0の上昇と共に低下する（図2
） Ｖ0がＶA＝（（Ｒ3／Ｒ1）ｅ＋Ｖｚ）になると、基準
電圧Ｖ2はＶ2＝0となり、この結果能動素子6はオフ、ｉ
＝０となる（図２）。
導通電圧Ｖ2との間の関係がＶ0＜Ｖｚの場合、基準電圧
印加端子９に印加される基準電圧Ｖ2は、 Ｖ2＝（−Ｒ2／Ｒ1）（−ｅ）＝（Ｒ2／Ｒ1）ｅ ｉ＜（Ｒ2／Ｒ1・Ｒｓ）ｅの間（図２に示す）この状
態ではＶ2＞Ｖ1なので電圧比較器７の比較出力電圧Ｖ3
は正電位方向に充分飽和しているため能動端子６は完全
に導通状態にある。入力端子１の電圧Ｖ0は、 Ｖ0＝Ｒｓ・ｉ で定められる。 ｉ＝（Ｒ2／Ｒ1・Ｒｓ）ｅになると、電圧比較器７と
能動素子６は定電流動作に入る。この状態では電流検出
用抵抗器３に流れる電流は一定となる（図２）。入力
端子1の電圧は外部から印加される電圧と一致する。 Ｖ0≧Ｖｚになると、過電圧検出手段３０に電流が流
れ、基準電圧Ｖ2を低下させる。過電流検出手段３０に
流れる電流を無視すると、 ｉ＝（−（Ｒ2／Ｒ3）Ｖ0＋Ｒ2（ｅ／Ｒ1＋Ｖｚ／
Ｒ3））／Ｒｓ となり、電流ｉは電圧Ｖ0の上昇と共に低下する（図2
） Ｖ0がＶA＝（（Ｒ3／Ｒ1）ｅ＋Ｖｚ）になると、基準
電圧Ｖ2はＶ2＝0となり、この結果能動素子6はオフ、ｉ
＝０となる（図２）。
【００２０】以上説明した各状態は図2に示す、、
、に対応し、電流ｉが設定値（Ｒ2／Ｒ1・Ｒｓ）ｅ
に達すると、定電流特性を呈し、電圧Ｖ0が定電圧ダイ
オード３１の導通電圧Ｖｚを超えると電流ｉは減少を始
める。図３に電圧Ｖ0対電力Ｐの関係を示す。図３に示
す電力Ｐは能動素子６に掛る電力と等価である。能動素
子６に掛る電力は図３でも明らかなように、ＶA／２の
時最大値となり、Ｖ0≧ＶAで能動素子６はオフとなり、
Ｖ0がＶA以上に上昇しても電力ほぼ０を維持する。Ｖ0
がＶ0＜Ｖｚの状態に戻れば能動素子６はオンの状態に
復帰する。
、に対応し、電流ｉが設定値（Ｒ2／Ｒ1・Ｒｓ）ｅ
に達すると、定電流特性を呈し、電圧Ｖ0が定電圧ダイ
オード３１の導通電圧Ｖｚを超えると電流ｉは減少を始
める。図３に電圧Ｖ0対電力Ｐの関係を示す。図３に示
す電力Ｐは能動素子６に掛る電力と等価である。能動素
子６に掛る電力は図３でも明らかなように、ＶA／２の
時最大値となり、Ｖ0≧ＶAで能動素子６はオフとなり、
Ｖ0がＶA以上に上昇しても電力ほぼ０を維持する。Ｖ0
がＶ0＜Ｖｚの状態に戻れば能動素子６はオンの状態に
復帰する。
【００２１】従って、この発明によれば過電圧保護状態
からの復帰は自動復帰であり電流検出用抵抗器３は過電
流及び過電圧から保護され、また電力消費量も一定以上
にならない。これにより能動素子６としては従来より電
力容量が小さい素子を用いることができる。また、発熱
量も小さくできるから放熱器を付設する必要がない、よ
ってこの種の電流測定装置を安価に製造することができ
る利点が得られる。図４は能動素子６としてＮＰＮ型の
トランジスタを用いた実施例を示す。この場合には能動
素子６として動作するトランジスタのベースにベース電
流制限用抵抗器１１を接続した点が図１と異なるだけで
ある。
からの復帰は自動復帰であり電流検出用抵抗器３は過電
流及び過電圧から保護され、また電力消費量も一定以上
にならない。これにより能動素子６としては従来より電
力容量が小さい素子を用いることができる。また、発熱
量も小さくできるから放熱器を付設する必要がない、よ
ってこの種の電流測定装置を安価に製造することができ
る利点が得られる。図４は能動素子６としてＮＰＮ型の
トランジスタを用いた実施例を示す。この場合には能動
素子６として動作するトランジスタのベースにベース電
流制限用抵抗器１１を接続した点が図１と異なるだけで
ある。
【００２２】図５はこの説明の更に他の実施例を示す。
この実施例では基準電圧源８を基準電圧制御手段２０を
構成する演算増幅器２１の非反転入力端子と共通電位と
の間に接続した場合を示す。この場合には演算増幅器２
１の非反転入力端子には正極性の基準電圧ｅを印加する
と、基準電圧印加端子９に正電圧の基準電圧Ｖ2が出力
される。図５に示す構成によっても電圧検出手段３０が
過電圧を検出すると、基準電圧印加端子９に与えられる
基準電圧Ｖ2は共通電位側に低下し、能動素子６を流れ
る電流ｉを抑制することができる。
この実施例では基準電圧源８を基準電圧制御手段２０を
構成する演算増幅器２１の非反転入力端子と共通電位と
の間に接続した場合を示す。この場合には演算増幅器２
１の非反転入力端子には正極性の基準電圧ｅを印加する
と、基準電圧印加端子９に正電圧の基準電圧Ｖ2が出力
される。図５に示す構成によっても電圧検出手段３０が
過電圧を検出すると、基準電圧印加端子９に与えられる
基準電圧Ｖ2は共通電位側に低下し、能動素子６を流れ
る電流ｉを抑制することができる。
【００２３】図６はこの発明の更に他の実施例を示す。
この実施例では能動素子６としてＰチャンネル型電界効
果トランジスタを用いた場合を示す。つまり、この実施
例では負極性の電流−ｉを測定する電流測定装置を構成
するものである。このために、基準電圧源８は正極性の
基準電圧ｅを基準電圧制御手段２０を構成する演算増幅
器２１の反転入力端子に与え、基準電圧印加端子９には
負極性の基準電圧−Ｖ 2を印加する。過電圧検出手段３
０を構成する定電圧ダイオード３１は図１、図４、図５
に示した実施例とは逆向きに接続される。
この実施例では能動素子６としてＰチャンネル型電界効
果トランジスタを用いた場合を示す。つまり、この実施
例では負極性の電流−ｉを測定する電流測定装置を構成
するものである。このために、基準電圧源８は正極性の
基準電圧ｅを基準電圧制御手段２０を構成する演算増幅
器２１の反転入力端子に与え、基準電圧印加端子９には
負極性の基準電圧−Ｖ 2を印加する。過電圧検出手段３
０を構成する定電圧ダイオード３１は図１、図４、図５
に示した実施例とは逆向きに接続される。
【００２４】電流検出用抵抗器３には負極性の電圧−Ｖ
1が発生し、この電圧−Ｖ1と基準電圧−Ｖ2とが電圧比
較器７で比較される。平素の電流測定モードでは−Ｖ1
＞−Ｖ 2とされ、電圧比較器７の比較出力電圧は負極性
の電圧−Ｖ3が出力される。この負極性の比較出力電圧
−Ｖ3によりＰチャンネル型電界効果トランジスタ６は
オンの状態に維持され電流測定が実行できる。入力電流
ｉが増加し、−Ｖ1≒−Ｖ2の状態に達すると、能動素子
６と電圧比較器７は定電流回路を構成し、電流検出用抵
抗器３に流れる電流を一定電流に制限する。入力端子１
の電圧は外部から印加される電圧と一致する。
1が発生し、この電圧−Ｖ1と基準電圧−Ｖ2とが電圧比
較器７で比較される。平素の電流測定モードでは−Ｖ1
＞−Ｖ 2とされ、電圧比較器７の比較出力電圧は負極性
の電圧−Ｖ3が出力される。この負極性の比較出力電圧
−Ｖ3によりＰチャンネル型電界効果トランジスタ６は
オンの状態に維持され電流測定が実行できる。入力電流
ｉが増加し、−Ｖ1≒−Ｖ2の状態に達すると、能動素子
６と電圧比較器７は定電流回路を構成し、電流検出用抵
抗器３に流れる電流を一定電流に制限する。入力端子１
の電圧は外部から印加される電圧と一致する。
【００２５】入力電圧−Ｖ0が−Ｖ0≦−Ｖｚに達する
と、過電流検出手段３０が過電圧の印加状態を検出し、
基準電圧制御手段２０に導通電流を流すから、この時点
から入力電圧−Ｖ0が更に負方向に偏倚する毎に電流ｉ
は減少し、最終的には能動素子６はオフの状態に至る。
従って、負方向の電流測定装置でも電流検出抵抗器３は
保護され、また能動素子６にかかる電力も一定値以上に
ならず、所定の範囲に制限される。図７はこの発明の更
に他の実施例を示す。この実施例では図１に示した正方
向の電流測定と、図６に示した負方向の電流測定の双方
を実行できる双方向型の電流測定装置を構成した例を示
す。
と、過電流検出手段３０が過電圧の印加状態を検出し、
基準電圧制御手段２０に導通電流を流すから、この時点
から入力電圧−Ｖ0が更に負方向に偏倚する毎に電流ｉ
は減少し、最終的には能動素子６はオフの状態に至る。
従って、負方向の電流測定装置でも電流検出抵抗器３は
保護され、また能動素子６にかかる電力も一定値以上に
ならず、所定の範囲に制限される。図７はこの発明の更
に他の実施例を示す。この実施例では図１に示した正方
向の電流測定と、図６に示した負方向の電流測定の双方
を実行できる双方向型の電流測定装置を構成した例を示
す。
【００２６】６ＮはＮチャンネル型電界効果トランジス
タ、６ＰはＰチャンネル型電界効果トランジスタを示
す。これらの電界効果トランジスタ６Ｎ、６Ｐを入力端
子と電流検出用抵抗器３との間に直列接続する。７Ｎは
能動素子６Ｎに電圧比較出力＋Ｖ3を印加する電圧比較
器、７Ｐは能動素子６Ｐに電圧比較出力−Ｖ3を印加す
る電圧比較器を示す。８Ｎは基準電圧制御手段２０Ｎを
通じて基準電圧印加端子９Ｎに基準電圧＋Ｖ2を印加す
るための基準電圧源、８Ｐは基準電圧制御手段２０Ｐを
通じて基準電圧印加端子９Ｐに基準電圧−Ｖ2を印加す
るための基準電圧源を示す。
タ、６ＰはＰチャンネル型電界効果トランジスタを示
す。これらの電界効果トランジスタ６Ｎ、６Ｐを入力端
子と電流検出用抵抗器３との間に直列接続する。７Ｎは
能動素子６Ｎに電圧比較出力＋Ｖ3を印加する電圧比較
器、７Ｐは能動素子６Ｐに電圧比較出力−Ｖ3を印加す
る電圧比較器を示す。８Ｎは基準電圧制御手段２０Ｎを
通じて基準電圧印加端子９Ｎに基準電圧＋Ｖ2を印加す
るための基準電圧源、８Ｐは基準電圧制御手段２０Ｐを
通じて基準電圧印加端子９Ｐに基準電圧−Ｖ2を印加す
るための基準電圧源を示す。
【００２７】３０Ｎは基準電圧制御手段２０Ｎに過電圧
検出出力を印加する過電圧検出手段、３０Ｐは基準電圧
制御手段２０Ｐに過電圧の検出出力を印加する過電圧検
出手段を示す。これらの構成により、入力端子１には正
極性の電圧＋Ｖ0を印加した状態の電流測定でも、負電
圧−Ｖ0を印加した状態の電流測定でも行なうことがで
きる双方向の電流測定装置が構成される。
検出出力を印加する過電圧検出手段、３０Ｐは基準電圧
制御手段２０Ｐに過電圧の検出出力を印加する過電圧検
出手段を示す。これらの構成により、入力端子１には正
極性の電圧＋Ｖ0を印加した状態の電流測定でも、負電
圧−Ｖ0を印加した状態の電流測定でも行なうことがで
きる双方向の電流測定装置が構成される。
【００２８】
【発明の効果】以上説明したように、この説明によれば
電流検出用抵抗器３を保護する動作と、能動素子６に掛
る電力を制限する動作の双方を実行することができ、こ
れにより安価なコストで取り扱いが安易な電流測定装置
を得ることができる利点が得られる。
電流検出用抵抗器３を保護する動作と、能動素子６に掛
る電力を制限する動作の双方を実行することができ、こ
れにより安価なコストで取り扱いが安易な電流測定装置
を得ることができる利点が得られる。
【図１】この説明の一実施例を説明するための接続図。
【図２】図１に示した実施例の動作を説明するためのグ
ラフ。
ラフ。
【図３】図２と同様のグラフ。
【図４】この発明の変形実施例を説明するための接続
図。
図。
【図５】この発明の更に他の実施例を説明するための接
続図。
続図。
【図６】この発明の更に他の実施例を説明するための接
続図。
続図。
【図７】この発明の更に他の実施例を説明するための接
続図。
続図。
【図８】従来の技術を説明するための接続図。
【図９】従来の技術の他の例を説明するための接続図。
１ 入力端子 ８ 基準電圧源
３ 電流検出用抵抗器 ９ 基準電圧印
加端子 ４ 電圧測定器 １０ 電流測定回
路 ６ 能動素子 ２０ 基準電圧制
御手段 ７ 電圧比較器 ３０ 過電圧検出
手段
加端子 ４ 電圧測定器 １０ 電流測定回
路 ６ 能動素子 ２０ 基準電圧制
御手段 ７ 電圧比較器 ３０ 過電圧検出
手段
Claims (4)
- 【請求項１】電流検出用抵抗器に被測定電流を印加し、
電流検出用抵抗器に発生する電圧を測定して被測定電流
の値を測定する電流測定装置において、 上記電流検出用抵抗器に発生する電圧と、予め設定した
基準電圧とを比較し、上記電流検出用抵抗器に流れる電
流が設定値に一致したことを検出する電圧比較器と、 上記電流検出用抵抗器と直列接続され、上記電圧比較器
の比較出力により抵抗値が制御されて上記電流検出用抵
抗器に流れる電流が設定値に一致した状態で上記電流検
出用抵抗器に流れる電流を制限する能電素子と、 上記能電素子と電流検出用抵抗器によって構成される直
列回路に印加される電圧が設定値を超えたことを検出す
る過電圧検出手段と、 この過電圧検出手段が過電圧を検出し、上記直列回路に
印加される電圧が更に上昇すると上記基準電圧の電圧値
を漸次低下させる基準電圧制御手段と、 を付加した構成としたことを特徴とする電流測定装置。 - 【請求項２】請求項１記載の電流測定装置において、上
記直列回路に正極性の電圧を印加し、上記電流検出用抵
抗器に流れる正極性の電流を測定する電流測定装置にあ
っては、上記能電素子はＮチャンネル型電界効果トラン
ジスタ又はＮＰＮ型トランジスタが用いられ、上記電圧
比較器に与える基準電圧は正極性の基準電圧とされ、上
記基準電圧制御手段は上記電圧比較器に与える正極性の
基準電圧を過電流検出時は共通電位に近ずける制御を行
なう構成としたことを特徴とする電流測定装置。 - 【請求項３】請求項１記載の電流測定装置において、上
記直列回路に負極性の電圧を印加し、上記電流検出用抵
抗器を流れる負極性の電流を測定する電流測定装置にあ
っては、上記能電素子はＰチャンネル型電界効果トラン
ジスタ或はＰＮＰ型トランジスタが用いられ、上記電圧
比較器に与える基準電圧は負極性の基準電圧とされ、上
記基準電圧制御手段は上記電圧比較器に与える負極性の
基準電圧を共通電位に近づける制御を行なう構成とした
ことを特徴とする電流測定装置。 - 【請求項４】請求項１記載の電流測定装置において、上
記電流検出用抵抗器にＮチャンネル型電界効果トランジ
スタとＰチャンネル型電界効果トランジスタを直列接続
し、上記Ｎチャンネル型電界効果トランジスタは上記電
流検出用抵抗器に発生する電圧と正極性の基準電圧との
比較結果により抵抗値を制御し、上記Ｐチャンネル型電
界効果トランジスタは上記電流検出用抵抗器に発生する
電圧と負極性の基準電圧との比較結果により抵抗値を制
御する構成としたことを特徴とする電流測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002152548A JP3705432B2 (ja) | 2002-05-27 | 2002-05-27 | 電流測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002152548A JP3705432B2 (ja) | 2002-05-27 | 2002-05-27 | 電流測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003344461A true JP2003344461A (ja) | 2003-12-03 |
| JP3705432B2 JP3705432B2 (ja) | 2005-10-12 |
Family
ID=29769855
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002152548A Expired - Fee Related JP3705432B2 (ja) | 2002-05-27 | 2002-05-27 | 電流測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3705432B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010197160A (ja) * | 2009-02-24 | 2010-09-09 | Daikin Ind Ltd | 電圧制限回路 |
| JP2011033632A (ja) * | 2010-09-09 | 2011-02-17 | Denso Corp | 回転電機の固定子 |
-
2002
- 2002-05-27 JP JP2002152548A patent/JP3705432B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010197160A (ja) * | 2009-02-24 | 2010-09-09 | Daikin Ind Ltd | 電圧制限回路 |
| JP2011033632A (ja) * | 2010-09-09 | 2011-02-17 | Denso Corp | 回転電機の固定子 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3705432B2 (ja) | 2005-10-12 |
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