JP2012120091A

JP2012120091A - Voltage generation device and current generation device

Info

Publication number: JP2012120091A
Application number: JP2010270327A
Authority: JP
Inventors: Manabu Shimizu; 学清水; Naoji Suzuki; 直司鈴木
Original assignee: ADC KK
Current assignee: ADC KK
Priority date: 2010-12-03
Filing date: 2010-12-03
Publication date: 2012-06-21
Anticipated expiration: 2030-12-03
Also published as: JP5190103B2

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To generate a higher voltage without deteriorating the accuracy of limitation of an output current.SOLUTION: A voltage generation device includes first, second, and third input amplification sections, saturation prevention circuits disposed in the first, second, and third input amplification sections, respectively, current feedback means, voltage feedback means, an output amplification section, a diode switch and an output control section. The current feedback means detects a voltage across a current detecting resistance connected to a terminal of a load whose potential is nearer to ground in series with the load, and feeds back the detected voltage to input sides of the first and third input amplification sections. The output amplification section has a first output amplifier for applying a voltage to the load such that a current flows in a reverse direction, and a second output amplifier for applying a voltage to the load such that a current flows in a predetermined direction. The output control section selects and controls the first output amplifier or the second output amplifier in accordance with outputs of a positive output terminal and a negative output terminal.

Description

本発明は、出力電流を制限した上で負荷に印加する電圧を制御する出力電流制限機能付きの電圧発生装置、および出力電圧を制限した上で負荷に流す電流を制御する出力電圧制限機能付きの電流発生装置に関する。 The present invention provides a voltage generator with an output current limiting function for controlling a voltage applied to a load while limiting an output current, and an output voltage limiting function for controlling a current flowing through the load after limiting an output voltage. The present invention relates to a current generator.

出力電流を制限した上で負荷に印加する電圧を制御する出力電流制限機能付きの電圧発生装置としては、特許文献１に記載された電圧発生装置（特許文献１では「切替制御回路付増幅器」と呼ばれている。）が、従来技術として知られている。図１に、特許文献１の電圧発生装置の構成を示す。電圧発生装置９００は、入力信号によって第１、第２、第３の入力増幅部１１０、１２０、１３０の１つを選択し、その選択した入力増幅部の出力により、負荷に接続された制御増幅部１４０を制御する。電圧発生装置９００は、飽和防止回路８１９、８２９、８３９と、ダイオードスイッチ９１０と、第１及び第２電圧・電流変換回路と、電圧帰還手段と、電流帰還手段とを具備する。ダイオードスイッチ９１０は、第１、第２、第３の入力増幅部１１０、１２０、１３０の出力側に設けられ、これら入力増幅部の出力電圧に応じて、第１、第２の入力増幅部１１０、１２０の出力電圧中の低い方と対応した電圧を正出力端子９０１に、第２、第３の入力増幅部１２０、１３０の出力電圧中の高い方と対応した電圧を負出力端子９０２にそれぞれ出力する。第１電圧・電流変換回路は、トランジスタ２０３、抵抗７１１、７２１、ツェナーダイオード９８１で構成される。第２電圧・電流変換回路は、トランジスタ２０４、抵抗７１２、７２２、ツェナーダイオード９８２で構成される。第１及び第２電圧・電流変換回路は、ダイオードスイッチ９１０の正出力端子９０１及び負出力端子９０２にそれぞれ接続され、それぞれ入力電圧を正電流及び負電流に変換し、変換された正電流と負電流の関係から生じる出力電圧を制御増幅部１４０へ制御入力として供給する。電圧帰還手段は、増幅部１６０、抵抗７０２で構成され、負荷７５８の電圧を第２の入力増幅部１２０の入力側に帰還する。電流帰還手段は、増幅部１５０、抵抗７４６、７４７、７４８、７４９、７０４、７０６で構成され、負荷７５８に流れる電流を、抵抗７５９の電圧として検出し、その検出した電圧を第１、第３の入力増幅部１１０、１３０の入力側に帰還する。 As a voltage generator with an output current limiting function for controlling the voltage applied to the load after limiting the output current, the voltage generator described in Patent Document 1 (in Patent Document 1, “amplifier with a switching control circuit”) Is known as prior art. In FIG. 1, the structure of the voltage generator of patent document 1 is shown. The voltage generator 900 selects one of the first, second, and third input amplifying units 110, 120, and 130 according to the input signal, and the control amplification connected to the load by the output of the selected input amplifying unit. The unit 140 is controlled. The voltage generator 900 includes saturation prevention circuits 819, 829, 839, a diode switch 910, first and second voltage / current conversion circuits, voltage feedback means, and current feedback means. The diode switch 910 is provided on the output side of the first, second, and third input amplifying units 110, 120, and 130, and the first and second input amplifying units 110 according to the output voltage of these input amplifying units. The voltage corresponding to the lower one of the output voltages of 120 and 120 is applied to the positive output terminal 901, and the voltage corresponding to the higher one of the output voltages of the second and third input amplifiers 120 and 130 is applied to the negative output terminal 902, respectively. Output. The first voltage / current conversion circuit includes a transistor 203, resistors 711 and 721, and a Zener diode 981. The second voltage / current conversion circuit includes a transistor 204, resistors 712 and 722, and a Zener diode 982. The first and second voltage / current conversion circuits are connected to the positive output terminal 901 and the negative output terminal 902 of the diode switch 910, respectively, convert the input voltage into a positive current and a negative current, and convert the converted positive current and negative current. The output voltage resulting from the current relationship is supplied to the control amplifier 140 as a control input. The voltage feedback means includes an amplifying unit 160 and a resistor 702, and feeds back the voltage of the load 758 to the input side of the second input amplifying unit 120. The current feedback means includes an amplification unit 150 and resistors 746, 747, 748, 749, 704, 706, detects the current flowing through the load 758 as the voltage of the resistor 759, and detects the detected voltage as the first and third voltages. Are fed back to the input side of the input amplifiers 110 and 130.

実公平０７−４４０９５号公報No. 07-44095

しかしながら、図１に示した電圧発生装置は、出力電圧が高くなるにしたがって出力電流の制限の精度が低くなるという課題がある。本発明は、出力電流の制限の精度を劣化させないでより高い電圧を発生できる電圧発生装置を提供することである。 However, the voltage generator shown in FIG. 1 has a problem that the accuracy of limiting the output current decreases as the output voltage increases. It is an object of the present invention to provide a voltage generator that can generate a higher voltage without degrading the accuracy of limiting the output current.

本発明の電圧発生装置は、出力電流を制限した上で負荷に印加する電圧を制御する。本発明の電圧発生装置は、第１、第２、第３の入力増幅部と、第１、第２、第３の入力増幅部にそれぞれ設けられた飽和防止回路と、電流帰還手段と、電圧帰還手段と、出力増幅部と、ダイオードスイッチと、出力制御部を具備する。第１の入力増幅部には、所定方向の出力電流の制限値に対応した電圧が入力される。所定方向とは、負荷のどちらから電流を流すかについてあらかじめ定めた方向である。第２の入力増幅部には、出力電圧を制御する電圧が入力される。第３の入力増幅部には、所定方向の逆方向の出力電流の制限値に対応した電圧が入力される。電流帰還手段は、電位が接地に近い方の負荷の端子に負荷と直列に接続された電流検出用抵抗の電圧を検出し、その検出した電圧を第１、第３の入力増幅部の入力側に帰還する。電圧帰還手段は、負荷に印加される電圧に応じた電圧を第２の入力増幅部の入力側に帰還する。出力増幅部は、逆方向に電流が流れるように負荷に電圧を印加する第１の出力増幅器と、所定方向に電流が流れるように負荷に電圧を印加する第２の出力増幅器とを有する。ダイオードスイッチは、第１、第２、第３の入力増幅部の出力側に設けられ、これら入力増幅部の出力電圧に応じて、第１、第２の入力増幅部の出力電圧中の低い方と対応した電圧を正出力端子に、第２、第３の入力増幅部の出力電圧中の高い方と対応した電圧を負出力端子にそれぞれ出力する。出力制御部は、正出力端子と負出力端子の出力に応じて、第１の出力増幅器または第２の出力増幅器を選択し、制御する。 The voltage generator of the present invention controls the voltage applied to the load after limiting the output current. The voltage generator of the present invention includes a first, second and third input amplifying units, a saturation prevention circuit provided in each of the first, second and third input amplifying units, a current feedback means, a voltage A feedback means, an output amplifier, a diode switch, and an output controller are provided. A voltage corresponding to the limit value of the output current in a predetermined direction is input to the first input amplifier. The predetermined direction is a direction determined in advance from which of the loads current flows. A voltage for controlling the output voltage is input to the second input amplifier. A voltage corresponding to the limit value of the output current in the reverse direction of the predetermined direction is input to the third input amplifier. The current feedback means detects the voltage of the current detection resistor connected in series to the load at the terminal of the load whose potential is close to ground, and the detected voltage is input to the input side of the first and third input amplifying units. Return to The voltage feedback means feeds back a voltage corresponding to the voltage applied to the load to the input side of the second input amplifier. The output amplifier includes a first output amplifier that applies a voltage to the load so that current flows in the reverse direction, and a second output amplifier that applies a voltage to the load so that current flows in a predetermined direction. The diode switch is provided on the output side of the first, second, and third input amplifiers, and the lower one of the output voltages of the first and second input amplifiers according to the output voltages of these input amplifiers. Is output to the positive output terminal, and the voltage corresponding to the higher one of the output voltages of the second and third input amplifiers is output to the negative output terminal. The output control unit selects and controls the first output amplifier or the second output amplifier according to the outputs of the positive output terminal and the negative output terminal.

そして、本発明の電圧発生装置は、正出力端子から第１の入力増幅部の出力電圧に対応した電圧が出力された場合には、第２の出力増幅器を用いて、所定方向の電流を第１の入力増幅部の入力に応じた電流に制限する。正出力端子と負出力端子から第２の入力増幅部の出力電圧に対応した電圧が出力された場合には、第１の出力増幅器または第２の出力増幅器を用いて、負荷に第２の入力増幅部の入力に応じた電圧を印加する。負出力端子から第３の入力増幅部の出力電圧に対応した電圧が出力された場合には、第１の出力増幅器を用いて、逆方向の電流を第３の入力増幅部の入力に応じた電流に制限する。 When the voltage corresponding to the output voltage of the first input amplifier is output from the positive output terminal, the voltage generator of the present invention uses the second output amplifier to generate a current in a predetermined direction. The current is limited to the current corresponding to the input of one input amplifier. When a voltage corresponding to the output voltage of the second input amplifying unit is output from the positive output terminal and the negative output terminal, the second output is input to the load using the first output amplifier or the second output amplifier. A voltage according to the input of the amplifying unit is applied. When a voltage corresponding to the output voltage of the third input amplifying unit is output from the negative output terminal, the reverse current is determined according to the input of the third input amplifying unit using the first output amplifier. Limit to current.

本発明の電流発生装置は、上述の電圧発生装置の電圧帰還手段と電流帰還手段を変更することで実現できる。本発明の電流発生装置は、出力電圧を制限した上で負荷に流す電流を制御する。本発明の電流発生装置は、第１、第２、第３の入力増幅部と、第１、第２、第３の入力増幅部にそれぞれ設けられた飽和防止回路と、電流帰還手段と、電圧帰還手段と、出力増幅部と、ダイオードスイッチと、出力制御部を具備する。第１の入力増幅部には、所定方向の出力電圧の制限値に対応した電圧が入力される。第２の入力増幅部には、出力電流を制御する電圧が入力される。第３の入力増幅部には、所定方向の逆方向の出力電圧の制限値に対応した電圧が入力される。電流帰還手段は、電位が接地に近い方の負荷の端子に負荷と直列に接続された電流検出用抵抗の電圧を検出し、その検出した電圧を第２の入力増幅部の入力側に帰還する。電圧帰還手段は、負荷に印加される電圧に応じた電圧を第１、第３の入力増幅部の入力側に帰還する。出力増幅部は、逆方向に電流が流れるように負荷に電圧を印加する第１の出力増幅器と、所定方向に電流が流れるように負荷に電圧を印加する第２の出力増幅器とを有する。ダイオードスイッチは、第１、第２、第３の入力増幅部の出力側に設けられ、これら入力増幅部の出力電圧に応じて、第１、第２の入力増幅部の出力電圧中の低い方と対応した電圧を正出力端子に、第２、第３の入力増幅部の出力電圧中の高い方と対応した電圧を負出力端子にそれぞれ出力する。出力制御部は、正出力端子と負出力端子の出力に応じて、第１の出力増幅器または第２の出力増幅器を選択し、制御する。 The current generator of the present invention can be realized by changing the voltage feedback means and the current feedback means of the voltage generator described above. The current generator of the present invention controls the current flowing to the load after limiting the output voltage. The current generator according to the present invention includes a first, second, and third input amplifying units, a saturation prevention circuit provided in each of the first, second, and third input amplifying units, a current feedback unit, a voltage A feedback means, an output amplifier, a diode switch, and an output controller are provided. A voltage corresponding to the limit value of the output voltage in a predetermined direction is input to the first input amplifier. A voltage for controlling the output current is input to the second input amplifier. A voltage corresponding to the limit value of the output voltage in the reverse direction of the predetermined direction is input to the third input amplifier. The current feedback means detects the voltage of the current detection resistor connected in series to the load at the terminal of the load whose potential is close to ground, and feeds back the detected voltage to the input side of the second input amplifier. . The voltage feedback means feeds back a voltage corresponding to the voltage applied to the load to the input side of the first and third input amplifiers. The output amplifier includes a first output amplifier that applies a voltage to the load so that current flows in the reverse direction, and a second output amplifier that applies a voltage to the load so that current flows in a predetermined direction. The diode switch is provided on the output side of the first, second, and third input amplifiers, and the lower one of the output voltages of the first and second input amplifiers according to the output voltages of these input amplifiers. Is output to the positive output terminal, and the voltage corresponding to the higher one of the output voltages of the second and third input amplifiers is output to the negative output terminal. The output control unit selects and controls the first output amplifier or the second output amplifier according to the outputs of the positive output terminal and the negative output terminal.

そして、本発明の電流発生装置は、正出力端子から第１の入力増幅部の出力電圧に対応した電圧が出力された場合には、第２の出力増幅器を用いて、所定方向の電圧を第１の入力増幅部の入力に応じた電圧に制限する。正出力端子と負出力端子から第２の入力増幅部の出力電圧に対応した電圧が出力された場合には、第１の出力増幅器または第２の出力増幅器を用いて、負荷に第２の入力増幅部の入力に応じた電流を流す。負出力端子から第３の入力増幅部の出力電圧に対応した電圧が出力された場合には、第１の出力増幅器を用いて、逆方向の電圧を第３の入力増幅部の入力に応じた電圧に制限する。 When the voltage corresponding to the output voltage of the first input amplification unit is output from the positive output terminal, the current generator of the present invention uses the second output amplifier to generate the voltage in the predetermined direction. 1 is limited to a voltage corresponding to the input of the input amplifying unit. When a voltage corresponding to the output voltage of the second input amplifying unit is output from the positive output terminal and the negative output terminal, the second output is input to the load using the first output amplifier or the second output amplifier. A current corresponding to the input of the amplifying unit is supplied. When a voltage corresponding to the output voltage of the third input amplifying unit is output from the negative output terminal, the reverse voltage is determined according to the input of the third input amplifying unit using the first output amplifier. Limit to voltage.

本発明の電圧発生装置によれば、負荷に流れる電流を検出する抵抗を、電位が接地に近い負荷の端子に接続しているので、電流検出時に負荷に印加されている電圧の影響を受けない。したがって、同相信号が影響しないため、高い電圧を負荷に発生させても出力電流を高精度に制限できる。また、本発明の電流発生装置によれば、上述の電圧発生装置と同じように出力増幅部を有し、電流検出用の抵抗を負荷の電位が接地に近い負荷の端子に接続しているので、負荷に高電圧が発生するような電流を印加しても、負荷に発生する電圧の影響を受けることなく出力電流を高精度に制御できる。 According to the voltage generator of the present invention, since the resistor for detecting the current flowing through the load is connected to the terminal of the load whose potential is close to the ground, it is not affected by the voltage applied to the load during current detection. . Therefore, since the common-mode signal does not affect, the output current can be limited with high accuracy even if a high voltage is generated in the load. In addition, according to the current generator of the present invention, the output amplifying unit is provided in the same manner as the voltage generator described above, and the current detection resistor is connected to the load terminal whose load potential is close to ground. Even when a current that generates a high voltage is applied to the load, the output current can be controlled with high accuracy without being affected by the voltage generated in the load.

従来の電圧発生装置の構成を示す図。The figure which shows the structure of the conventional voltage generator. 実施例１の電圧発生装置の構成例を示す図。1 is a diagram illustrating a configuration example of a voltage generation device according to a first embodiment. 飽和防止回路の構成例を示す図。The figure which shows the structural example of a saturation prevention circuit. 第１の場合の実施例１の電圧発生装置の動作を説明するための図。The figure for demonstrating operation | movement of the voltage generator of Example 1 in the 1st case. 第２の場合の実施例１の電圧発生装置の動作を説明するための図。The figure for demonstrating operation | movement of the voltage generator of Example 1 in the 2nd case. 第３の場合の実施例１の電圧発生装置の動作を説明するための図。The figure for demonstrating operation | movement of the voltage generator of Example 1 in the 3rd case. 第４の場合の実施例１の電圧発生装置の動作を説明するための図。The figure for demonstrating operation | movement of the voltage generator of Example 1 in the 4th case. 実施例１変形例１の電圧発生装置の構成例を示す図。1 is a diagram illustrating a configuration example of a voltage generator according to a first modification. 実施例１変形例２の電圧発生装置の構成例を示す図。The figure which shows the structural example of the voltage generator of Example 1 modification 2. FIG. 実施例１変形例３の電圧発生装置の構成例を示す図。The figure which shows the structural example of the voltage generator of Example 1 modification 3. FIG. 実施例２の電流発生装置の構成例を示す図。The figure which shows the structural example of the electric current generator of Example 2. FIG. 第１の場合の実施例２の電流発生装置の動作を説明するための図。The figure for demonstrating operation | movement of the electric current generator of Example 2 in the 1st case. 第２の場合の実施例２の電流発生装置の動作を説明するための図。The figure for demonstrating operation | movement of the electric current generator of Example 2 in the 2nd case. 第３の場合の実施例２の電流発生装置の動作を説明するための図。The figure for demonstrating operation | movement of the electric current generator of Example 2 in the 3rd case. 第４の場合の実施例２の電流発生装置の動作を説明するための図。The figure for demonstrating operation | movement of the electric current generator of Example 2 in the 4th case. 実施例２変形例１の電流発生装置の構成例を示す図。FIG. 7 is a diagram illustrating a configuration example of a current generating device according to a first modification. 実施例２変形例２の電流発生装置の構成例を示す図。FIG. 7 is a diagram illustrating a configuration example of a current generator according to a second modification example. 実施例２変形例３の電流発生装置の構成例を示す図。FIG. 10 is a diagram illustrating a configuration example of a current generator according to a second modification example of the second embodiment.

以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。なお、同じ機能を有する構成部には同じ番号を付し、重複説明を省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail. In addition, the same number is attached | subjected to the structure part which has the same function, and duplication description is abbreviate | omitted.

［分析］
まず、図１の従来の電圧発生装置において出力電圧Ｖ_Ｏを高くした場合に同相信号除去比が悪くなる理由を説明する。図１では、負荷７５８の一端は接地され、他端（端子５５８に接続されている側）の電位がＶ_Ｏボルトとなっている。ここで、抵抗７５９、７４６、７４７、７４８、７４９の抵抗をそれぞれＲ_ｓオーム、Ｒ_ａオーム、Ｒ_ｂオーム、Ｒ_ｃオーム、Ｒ_ｄオームとする。また、増幅部１５０の増幅率をＡ_５、増幅部１５０の出力側の電位をＶ_Ｍボルト、抵抗７５９に発生する電圧をΔＶボルトとする。
このとき、端子５６９の電位Ｖ_＋と端子５６８の電位Ｖ₋は、それぞれ [analysis]
First, the reason why the common-mode rejection ratio deteriorates when the output voltage _VO is increased in the conventional voltage generator of FIG. In FIG. 1, one end of the load 758 is grounded, and the potential of the other end (side connected to the terminal 558) is _VO volts. Here, the resistances of the resistors 759, 746, 747, 748, and 749 are R _s ohm, R _a ohm, R _b ohm, R _c ohm, and R _d ohm, respectively. Further, the amplification factor of the amplifier 150 _{A 5,} _{V M} V output side potential of the amplifying unit 150, a voltage generated across the resistor 759 and ΔV volts.
At this time, the potential of the potential _{V +} and the terminal 568 of the terminal 569 V _-, respectively

である。これらの電位の差が増幅部１５０に入力されるので、電位Ｖ_Ｍは以下のように求めることができる。 It is. The difference between these potentials is inputted to the amplifier 150, the potential V _M can be determined as follows.

式（１）より、差動電圧であるΔＶの利得をＡ_ｄ、同相電圧であるＶ_Ｏの利得をＡ_ｃとすると、 From equation (1), the gain of the _{A d} of ΔV is the differential voltage, the gain of the _{V O} is common mode voltage and _{A c,}

となる。
ここで、同相信号除去比（ＣＭＲＲ：Common-Mode Rejection Ratio）は、について検討してみる。同相信号除去比は、差動利得を同相利得で割ったものであり、大きいほど同相電圧の影響が少ないことを示す。ＣＭＲＲ（ｄＢ）は式（２）、（３）より、以下のように求めることができる。 It becomes.
Here, the common-mode rejection ratio (CMRR) will be examined. The common-mode signal rejection ratio is obtained by dividing the differential gain by the common-mode gain. The larger the common-mode signal rejection ratio, the smaller the influence of the common-mode voltage. CMRR (dB) can be obtained from the equations (2) and (3) as follows.

原理上はＲ_ｂＲ_ｃ＝Ｒ_ａＲ_ｄとなるように抵抗を選択すればＣＭＲＲを無限大にできるが、現実には限界がある。例えば、ＣＭＲＲが１００ｄＢ、Ｖ_Ｍの成分のうち電流値を帰還するための電圧であるΔＶによって生じる電圧が１Ｖの場合を考える。出力電圧Ｖ_Ｏが１０Ｖであれば、出力電圧Ｖ_Ｏによって生じるＶ_Ｍの成分は０．０００１Ｖである。しかし、出力電圧Ｖ_Ｏが１０００Ｖであれば、出力電圧Ｖ_Ｏによって生じるＶ_Ｍの成分は０．０１Ｖである。このように、出力電圧が高くなるにしたがって、同相成分であるＶ_Ｏの影響が大きくなってしまう。このことが、高電圧を発生させようとした場合に出力電流の制限の精度を下げる原因と考えられる。 In principle, the CMRR can be made infinite if the resistance is selected so that R _b R _c = R _a R _d , but there is a limit in reality. For example, _let us consider a case where the voltage generated by ΔV which is a voltage for feeding back a current value among components of CMRR of 100 dB and VM is 1V. If the output voltage _{V O} is 10V, components of _{V M} generated by the output voltage _{V O} is 0.0001. However, if the output voltage _{V O} is 1000V, components of _{V M} generated by the output voltage _{V O} is 0.01 V. Thus, as the output voltage increases, the influence of V _O that is the in-phase component increases. This is considered to be a cause of lowering the accuracy of limiting the output current when a high voltage is to be generated.

［構成例］
図２に実施例１の電圧発生装置の構成例を示す。電圧発生装置１００は、出力電流を制限した上で負荷７５２に印加する電圧を制御する。電圧発生装置１００は、第１、第２、第３の入力増幅部１１０、１２０、１３０と、第１、第２、第３の入力増幅部にそれぞれ設けられた飽和防止回路８１０、８２０、８３０と、電流帰還手段と、電圧帰還手段と、出力増幅部２１０と、ダイオードスイッチ９１０と、出力制御部２３０を具備する。 [Configuration example]
FIG. 2 shows a configuration example of the voltage generator of the first embodiment. The voltage generator 100 controls the voltage applied to the load 752 after limiting the output current. The voltage generator 100 includes first, second, and third input amplification units 110, 120, and 130, and saturation prevention circuits 810, 820, and 830 provided in the first, second, and third input amplification units, respectively. A current feedback unit, a voltage feedback unit, an output amplifier 210, a diode switch 910, and an output controller 230.

図２の例では、第１の入力増幅部１１０の非反転入力側は接地されており、反転入力側には、抵抗７０３を介して所定方向の出力電流の制限値を設定するための電圧（−Ｖ_１）と電流帰還手段によって帰還された電圧と飽和防止回路８１０からの電圧が入力される。このように、第１の入力増幅部１１０には、所定方向の出力電流の制限値に対応した電圧が入力される。所定方向とは、負荷のどちらから電流を流すかについてあらかじめ定めた方向である。本実施例の場合、負荷７５２に対して端子５５３側から端子５５２側に流れる電流の方向を所定の方向とする。 In the example of FIG. 2, the non-inverting input side of the first input amplifying unit 110 is grounded, and the voltage for setting the limit value of the output current in a predetermined direction via the resistor 703 is connected to the inverting input side ( -V ₁ ), the voltage fed back by the current feedback means, and the voltage from the saturation prevention circuit 810 are input. As described above, the first input amplifier 110 receives a voltage corresponding to the output current limit value in a predetermined direction. The predetermined direction is a direction determined in advance from which of the loads current flows. In this embodiment, the direction of the current flowing from the terminal 553 side to the terminal 552 side with respect to the load 752 is set as a predetermined direction.

図２の例では、第２の入力増幅部１２０の非反転入力側も接地されており、反転入力側には、抵抗７０１を介して出力電圧を制御するための電圧（±Ｖ_２）と電圧帰還手段によって帰還された電圧と飽和防止回路８２０からの電圧が入力される。このように、第２の入力増幅部１２０には、出力電圧を制御する電圧が入力される。 In the example of FIG. 2, the non-inverting input side of the second input amplifying unit 120 is also grounded, and the voltage (± V ₂ ) and voltage for controlling the output voltage via the resistor 701 are connected to the inverting input side. The voltage fed back by the feedback means and the voltage from the saturation prevention circuit 820 are input. As described above, the voltage for controlling the output voltage is input to the second input amplifier 120.

図２の例では、第３の入力増幅部１３０の非反転入力側も接地されており、反転入力側には、抵抗７０５を介して所定方向の出力電流の制限値を設定するための電圧（Ｖ_３）と電流帰還手段によって帰還された電圧と飽和防止回路８３０からの電圧が入力される。このように、第３の入力増幅部１３０には、所定方向の逆方向の出力電流の制限値に対応した電圧が入力される。 In the example of FIG. 2, the non-inverting input side of the third input amplifying unit 130 is also grounded, and a voltage (for setting a limit value of an output current in a predetermined direction via a resistor 705 is connected to the inverting input side. V ₃ ), the voltage fed back by the current feedback means, and the voltage from the saturation prevention circuit 830 are input. Thus, the voltage corresponding to the limit value of the output current in the reverse direction of the predetermined direction is input to the third input amplifier 130.

図２の例では、電流帰還手段は、増幅部１５０、抵抗７５１、７４１、７４２、７４３、７４４、７０４、７０６で構成される。電流検出用抵抗７５１は、負荷７５２に流れる電流Ｉ_Ｏを電圧に変換する役目を果たしており、電流帰還手段では電流Ｉ_Ｏと比例する電圧（電流検出用抵抗７５１の両端の電圧ΔＶ）を帰還している。このように、電流帰還手段は、負荷７５２の電位が接地に近い方の端子５５２に負荷７５２と直列に接続された電流検出用抵抗７５１の電圧を検出し、その検出した電圧を第１、第３の入力増幅部１１０、１３０の入力側に帰還する。 In the example of FIG. 2, the current feedback means includes an amplification unit 150 and resistors 751, 741, 742, 743, 744, 704, and 706. The current detection resistor 751 serves to convert the current _IO flowing through the load 752 into a voltage, and the current feedback means feeds back a voltage proportional to the current _IO (voltage ΔV across the current detection resistor 751). ing. In this way, the current feedback means detects the voltage of the current detection resistor 751 connected in series with the load 752 to the terminal 552 whose potential of the load 752 is close to ground, and the detected voltage is the first and first voltages. Feedback to the input side of the three input amplifying units 110 and 130.

図２の例では、電圧帰還手段は、増幅部１６０、抵抗７０２で構成される。増幅部１６０の非反転入力側には端子５５３の電圧Ｖ_Ｒが入力され、反転入力側には増幅部１６０の出力が帰還される。このように、電圧帰還手段は、負荷７５２に印加される電圧Ｖ_Ｏに応じた電圧Ｖ_Ｒを第２の入力増幅部１２０の入力側に帰還する。なお、電圧Ｖ_Ｒは、電圧Ｖ_Ｏと電圧ΔＶの和となるが、抵抗７５１の抵抗値Ｒ_Ｓを負荷７５２の抵抗値Ｒ_Ｌよりも十分小さくしておけば、Ｖ_Ｒ≒Ｖ_Ｏとなるので、電圧帰還手段によって、負荷７５２に印加する電圧Ｖ_Ｏを帰還すると考えることができる。 In the example of FIG. 2, the voltage feedback means includes an amplification unit 160 and a resistor 702. The non-inverting input of the amplifier 160 is input voltage V _R of the terminal 553, to the inverting input side output of the amplifier 160 is fed back. Thus, the voltage feedback means for feeding back the voltage V _R corresponding to the voltage V _O to be applied to the load 752 to the input side of the second input amplifier 120. The voltage V _R is the sum of the voltage V _O and the voltage ΔV. If the resistance value _RS of the resistor 751 is sufficiently smaller than the resistance value R _L of the load 752, V _R ≈V _O. because, it can be considered that the voltage feedback means, for feeding back the voltage V _O to be applied to the load 752.

図２の例では、出力増幅部２１０は、第１の出力増幅器２０１、第２の出力増幅器２０２、電源１５４、１５５、抵抗７３１、７３２を有する。第１の出力増幅器２０１はｎｐｎ型のトランジスタであり、コレクタに電源１５４が接続され、エミッタと接地との間に抵抗７３１が接続されている。そして、ベースに出力制御部２３０からの出力が入力される。第２の出力増幅器２０２はｐｎｐ型のトランジスタであり、コレクタに電源１５５が接続され、エミッタと接地との間に抵抗７３２が接続されている。そして、ベースに出力制御部２３０からの出力が入力される。そして、第１の出力増幅器２０１は、逆方向に電流が流れるように負荷７５２に電圧を印加する。第２の出力増幅器２０２は、所定方向に電流が流れるように負荷７５２に電圧を印加する。 In the example of FIG. 2, the output amplifier 210 includes a first output amplifier 201, a second output amplifier 202, power supplies 154 and 155, and resistors 731 and 732. The first output amplifier 201 is an npn transistor, and a power source 154 is connected to the collector, and a resistor 731 is connected between the emitter and the ground. And the output from the output control part 230 is input into a base. The second output amplifier 202 is a pnp type transistor, and a power source 155 is connected to the collector, and a resistor 732 is connected between the emitter and the ground. And the output from the output control part 230 is input into a base. The first output amplifier 201 applies a voltage to the load 752 so that a current flows in the reverse direction. The second output amplifier 202 applies a voltage to the load 752 so that a current flows in a predetermined direction.

図２の例では、ダイオードスイッチ９１０は、４つのダイオード９１１、９１２、９１３、９１４で構成され、第１、第２、第３の入力増幅部１１０、１２０、１３０の出力側に設けられている。ダイオード９１１とダイオード９１２によって、第１の入力増幅部１１０の出力電圧Ｖ_ａ１と第２の入力増幅部１２０の出力電圧Ｖ_ａ２の低い方が選択される。そして、ダイオードの端子間に生じる電位差Ｖ_Ｆを加えた電位Ｖ_ａ１＋Ｖ_ＦまたはＶ_ａ２＋Ｖ_Ｆが正出力端子９０１に出力される。ダイオード９１３とダイオード９１４によって、第２の入力増幅部１２０の出力電圧Ｖ_ａ２と第３の入力増幅部１３０の出力電圧Ｖ_ａ３の高い方が選択される。そして、ダイオードの端子間に生じる電位差Ｖ_Ｆを引いた電位Ｖ_ａ２−Ｖ_ＦまたはＶ_ａ３−Ｖ_Ｆが負出力端子９０２に出力される。このように、ダイオードスイッチ９１０は、入力増幅部１１０、１２０、１３０の出力電圧（Ｖ_ａ１，Ｖ_ａ２，Ｖ_ａ３）に応じて、第１、第２の入力増幅部１１０、１２０の出力電圧中の低い方と対応した電圧を正出力端子９０１に、第２、第３の入力増幅部１２０、１３０の出力電圧中の高い方と対応した電圧を負出力端子９０２にそれぞれ出力する。 In the example of FIG. 2, the diode switch 910 includes four diodes 911, 912, 913, and 914 and is provided on the output side of the first, second, and third input amplification units 110, 120, and 130. . By the diode 911 and the diode 912, the lower of the output voltage _{V a2} and the output voltage _{V a1} of the first input amplifier unit 110 and the second input amplifier 120 is selected. The potential _V a1 + _{V F} or _V a2 + _{V F} where the potential difference _{V F} addition occurring between the terminals of the diode is output to the positive output terminal 901. By a diode 913 and a diode 914, a higher output voltage _{V a3} between the output voltage _{V a2} of the second input amplifier 120 third input amplifier 130 is selected. The potential _V a2 -V _F or _V a3 -V _F minus the potential difference _{V F} generated between terminals of the diode is outputted to the negative output terminal 902. As described above, the diode switch 910 has the output voltage of the first and second input amplifiers 110 and 120 in accordance with the output voltages (V _a1 , V _a2 , and V _a3 ) of the input amplifiers 110, 120, and 130. The voltage corresponding to the lower one is output to the positive output terminal 901, and the voltage corresponding to the higher one of the output voltages of the second and third input amplifiers 120, 130 is output to the negative output terminal 902.

図２の例では、出力制御部２３０は、トランジスタ２０３、２０４、抵抗７１１、７２１、７１２、７２２、ツェナーダイオード９８１、９８２、ダイオード９２１、９２２で構成される。トランジスタ２０３はｐｎｐ型のトランジスタであり、エミッタは抵抗７２１を介して電源（電圧＋Ｖ）に接続されている。ベースは、抵抗７１１を介して電源（電圧＋Ｖ）と接続され、かつ、ツェナーダイオード９８１を介して正出力端子９０１と接続されている。トランジスタ２０４はｎｐｎ型のトランジスタであり、エミッタは抵抗７２２を介して電源（電圧−Ｖ）に接続されている。ベースは、抵抗７１２を介して電源（電圧−Ｖ）と接続され、かつ、ツェナーダイオード９８２を介して負出力端子９０２と接続されている。また、トランジスタ２０３のコレクタとトランジスタ２０４のコレクタとは、ダイオード９２１、９２２とを介して接続されている。そして、トランジスタ２０３のコレクタが第１の出力増幅器２０１へ接続される端子５４１と接続され、トランジスタ２０４のコレクタが第２の出力増幅器２０２へ接続される端子５４２と接続されている。そして、出力制御部２３０は、正出力端子と負出力端子の出力に応じて、第１の出力増幅器または第２の出力増幅器を選択し、制御する。 In the example of FIG. 2, the output control unit 230 includes transistors 203 and 204, resistors 711, 721, 712, and 722, Zener diodes 981 and 982, and diodes 921 and 922. The transistor 203 is a pnp type transistor, and the emitter is connected to a power supply (voltage + V) via a resistor 721. The base is connected to a power supply (voltage + V) through a resistor 711 and is connected to a positive output terminal 901 through a Zener diode 981. The transistor 204 is an npn-type transistor, and the emitter is connected to a power supply (voltage −V) via a resistor 722. The base is connected to a power supply (voltage −V) through a resistor 712 and connected to a negative output terminal 902 through a Zener diode 982. The collector of the transistor 203 and the collector of the transistor 204 are connected via diodes 921 and 922. The collector of the transistor 203 is connected to a terminal 541 connected to the first output amplifier 201, and the collector of the transistor 204 is connected to a terminal 542 connected to the second output amplifier 202. Then, the output control unit 230 selects and controls the first output amplifier or the second output amplifier according to the outputs of the positive output terminal and the negative output terminal.

図３に、飽和防止回路の構成例を示す。飽和防止回路は、特許文献１で用いた回路でもかまわないが、図３に示した構成でもよい。必要な条件は、入力増幅部１２０の入力と出力の電位差の方が、入力増幅部１１０、１３０の入力と出力の電位差よりも小さく制限されていることである。図３（Ａ）の場合も、図３（Ｂ）の場合も、飽和防止回路８２０の直列に接続されたダイオードの数が、飽和防止回路８１０、８３０の直列に接続されたダイオードの数よりも少ないので、入出力間の電位差はダイオード１つ分の電位差だけ小さく制限されている。このように飽和防止回路８１０、８２０、８３０を組み合わせればよい。 FIG. 3 shows a configuration example of the saturation prevention circuit. The saturation prevention circuit may be the circuit used in Patent Document 1, but may have the configuration shown in FIG. A necessary condition is that the potential difference between the input and output of the input amplifier 120 is limited to be smaller than the potential difference between the input and output of the input amplifiers 110 and 130. In both the case of FIG. 3A and the case of FIG. 3B, the number of diodes connected in series in the saturation prevention circuit 820 is larger than the number of diodes connected in series in the saturation prevention circuits 810 and 830. Therefore, the potential difference between the input and output is limited to be small by the potential difference of one diode. In this way, the saturation prevention circuits 810, 820, and 830 may be combined.

［動作］
電圧発生装置１００は、上述のような構成であり、以下のように動作する。ここでは、増幅部１５０の出力電位Ｖ_Ｍで場合分けしながら説明する。抵抗７０１、７０２、７０３、７０４、７０５、７０６、７５１、７４１、７４２、７４３、７４４の抵抗値をＲ_１オーム、Ｒ_２オーム、Ｒ_３オーム、Ｒ_４オーム、Ｒ_５オーム、Ｒ_６オーム、Ｒ_Ｓオーム、Ｒ_ａオーム、Ｒ_ｂオーム、Ｒ_ｃオーム、Ｒ_ｄオームとする。
まず、図４を用いて、 [Operation]
The voltage generator 100 is configured as described above, and operates as follows. Here will be described with divided when the output voltage V _M of the amplification unit 150. The resistance values of the resistors 701, 702, 703, 704, 705, 706, 751, 741, 742, 743, 744 are set to R ₁ ohm, R ₂ ohm, R ₃ ohm, R ₄ ohm, R ₅ ohm, R ₆ ohm, Let R _S ohm, R _a ohm, R _b ohm, R _c ohm, R _d ohm.
First, using FIG.

の場合の動作について説明する。この場合は、入力増幅部１２０には正の電圧（＋Ｖ_２）が入力され、第２の入力増幅部１２０の出力電圧Ｖ_ａ２は、第２の入力増幅部１２０の動作範囲内の負の電圧となる。例えば、−０．６〜０Ｖの電圧が出力される。また、第１の入力増幅部１１０の出力電圧Ｖ_ａ１は正に飽和した状態となり、第３の入力増幅部１３０の出力電圧Ｖ_ａ３は負に飽和した状態となる。したがって、正出力端子９０１と負出力端子９０２から第２の入力増幅部１２０の出力電圧Ｖ_ａ２に対応した電圧が出力される。具体的には、正出力端子９０１の電位はＶ_ａ２＋Ｖ_Ｆ、負出力端子９０２の電位はＶ_ａ２−Ｖ_Ｆとなる。また、トランジスタ２０３、２０４のベース電位は、それぞれＶ_ａ２＋Ｖ_Ｆ＋Ｖ_Ｔ、Ｖ_ａ２−Ｖ_Ｆ−Ｖ_Ｔとなる。なお、Ｖ_Ｔはツェナーダイオード９８１、９８２の端子間の電圧である。そして、出力電圧Ｖ_ａ２が負なので、負出力端子９０２からの出力の絶対値の方が正出力端子９０１からの出力の絶対値よりも大きくなる。この場合は、端子５４１の電位は正となるので、第１の出力増幅器２０１が動作する。そして、端子５５３の電位Ｖ_Ｒが電圧帰還手段によって第２の入力増幅部１２０に帰還される。図２の例では、増幅部１６０の出力電圧をＶ_ａ６とすると、電位Ｖ_Ｒと入力電圧Ｖ_２と出力電圧Ｖ_ａ６との関係は、 The operation in the case of will be described. In this case, a positive voltage (+ V ₂ ) is input to the input amplifier 120, and the output voltage V _a2 of the second input amplifier 120 is a negative voltage within the operating range of the second input amplifier 120. It becomes. For example, a voltage of −0.6 to 0 V is output. In addition, the output voltage V _a1 of the first input amplifying unit 110 is positively saturated, and the output voltage V _a3 of the third input amplifying unit 130 is negatively saturated. Therefore, a voltage corresponding to the output voltage _Va2 of the second input amplifier 120 is output from the positive output terminal 901 and the negative output terminal 902. Specifically, the potential of the positive output terminal 901 is V _a2 + V _F , and the potential of the negative output terminal 902 is V _a2 −V _F. The base potentials of the transistors 203 and 204 are V _a2 + V _F + V _T and V _a2 −V _F −V _T , respectively. Note that V _T is a voltage between the terminals of the Zener diodes 981 and 982. Since the output voltage V _a2 is negative, the absolute value of the output from the negative output terminal 902 is larger than the absolute value of the output from the positive output terminal 901. In this case, since the potential of the terminal 541 is positive, the first output amplifier 201 operates. Then, the potential _{V R} of the terminal 553 is fed back to the second input amplifier 120 by the voltage feedback means. In the example of FIG. 2, when the output voltage of the amplifier 160 and _{V a6,} the relationship between the potential _{V R} and the input voltage _{V 2} and the output voltage _{V a6,}

となる。また、負荷７５２に印加される電圧Ｖ_Ｏと流れる電流Ｉ_Ｏは、次のように求められる。 It becomes. Further, the voltage V _O applied to the load 752 and the flowing current I _O are obtained as follows.

つまり、第１の出力増幅器２０１が、負荷７５２に第２の入力増幅部１２０の入力（＋Ｖ_２）に応じた電圧Ｖ_Ｏを印加する。
次に、図５を用いて、 That is, the first output amplifier 201 applies a voltage V _O corresponding to the input (+ V ₂ ) of the second input amplification unit 120 to the load 752.
Next, using FIG.

の場合の動作について説明する。この場合は、入力増幅部１２０には負の電圧（−Ｖ_２）が入力され、第２の入力増幅部１２０の出力電圧Ｖ_ａ２は、第２の入力増幅部１２０の動作範囲内の正の電圧となる。例えば、０〜０．６Ｖの電圧が出力される。また、第１の入力増幅部１１０の出力電圧Ｖ_ａ１は正に飽和した状態となり、第３の入力増幅部１３０の出力電圧Ｖ_ａ３は負に飽和した状態となる。したがって、正出力端子９０１と負出力端子９０２から第２の入力増幅部１２０の出力電圧Ｖ_ａ２に対応した電圧が出力される。具体的には、正出力端子９０１の電位はＶ_ａ２＋Ｖ_Ｆ、負出力端子９０２の電位はＶ_ａ２−Ｖ_Ｆとなる。また、トランジスタ２０３、２０４のベース電位は、それぞれＶ_ａ２＋Ｖ_Ｆ＋Ｖ_Ｔ、Ｖ_ａ２−Ｖ_Ｆ−Ｖ_Ｔとなる。そして、出力電圧Ｖ_ａ２が正なので、正出力端子９０１からの出力の絶対値の方が負出力端子９０２からの出力の絶対値よりも大きくなる。この場合は、端子５４２の電位は負となるので、第２の出力増幅器２０２が動作する。そして、端子５５３の電位Ｖ_Ｒが電圧帰還手段によって第２の入力増幅部１２０に帰還される。図２の例では、電位Ｖ_Ｒと入力電圧Ｖ_２と出力電圧Ｖ_ａ６との関係は、 The operation in the case of will be described. In this case, a negative voltage (−V ₂ ) is input to the input amplifying unit 120, and the output voltage V _a2 of the second input amplifying unit 120 is positive within the operating range of the second input amplifying unit 120. Voltage. For example, a voltage of 0 to 0.6V is output. In addition, the output voltage V _a1 of the first input amplifying unit 110 is positively saturated, and the output voltage V _a3 of the third input amplifying unit 130 is negatively saturated. Therefore, a voltage corresponding to the output voltage _Va2 of the second input amplifier 120 is output from the positive output terminal 901 and the negative output terminal 902. Specifically, the potential of the positive output terminal 901 is V _a2 + V _F , and the potential of the negative output terminal 902 is V _a2 −V _F. The base potentials of the transistors 203 and 204 are V _a2 + V _F + V _T and V _a2 −V _F −V _T , respectively. Since the output voltage V _a2 is positive, the absolute value of the output from the positive output terminal 901 is larger than the absolute value of the output from the negative output terminal 902. In this case, since the potential of the terminal 542 becomes negative, the second output amplifier 202 operates. Then, the potential _{V R} of the terminal 553 is fed back to the second input amplifier 120 by the voltage feedback means. In the relationship between the potential _{V R} and the input voltage _{V 2} and the output voltage _{V a6} example of FIG. 2,

つまり、第２の出力増幅器２０２を用いて、負荷７５２に第２の入力増幅部１２０の入力（−Ｖ_２）に応じた電圧Ｖ_Ｏを印加する。
ここまでは、第２の入力増幅部１２０の入力に応じた電圧Ｖ_Ｏを出力する場合を説明したが、以下では負荷７５２に流れる電流が制限される場合について説明する。まず、図６を用いて、 That is, the voltage V _O corresponding to the input (−V ₂ ) of the second input amplifying unit 120 is applied to the load 752 using the second output amplifier 202.
Up to this point, the case where the voltage V _O corresponding to the input of the second input amplifying unit 120 is output has been described. Hereinafter, the case where the current flowing through the load 752 is limited will be described. First, using FIG.

の場合の動作について説明する。この場合は、入力増幅部１２０には正の電圧（＋Ｖ_２）が入力された状態で電流Ｉ_Ｏが制限に達した場合に相当し、第３の入力増幅部１３０に、電流Ｉ_Ｏに対応した電圧ΔＶが帰還される。第１の入力増幅部１１０の出力電圧Ｖ_ａ１は正に飽和した状態となり、第２の入力増幅部１２０の出力電圧Ｖ_ａ２は負に飽和した状態（例えば、−０．６Ｖに固定）となる。そして、負出力端子９０２から第３の入力増幅部１３０の出力電圧Ｖ_ａ３に対応した電圧が出力される。具体的には、正出力端子９０１の電位はＶ_ａ２＋Ｖ_Ｆ、負出力端子９０２の電位はＶ_ａ３−Ｖ_Ｆとなる。また、トランジスタ２０３、２０４のベース電位は、それぞれＶ_ａ２＋Ｖ_Ｆ＋Ｖ_Ｔ、Ｖ_ａ３−Ｖ_Ｆ−Ｖ_Ｔとなる。この場合は、端子５４１の電位は正となるので、第１の出力増幅器２０１が動作する。そして、抵抗７５１の端子間の電圧ΔＶが電流帰還手段によって第３の入力増幅部１３０に帰還される。図６の例では、増幅部１５０の出力電圧Ｖ_Ｍと抵抗７５１の端子間の電圧ΔＶと入力電圧Ｖ_３との関係から、出力電流Ｉ_Ｏは以下のようになる。ただし、Ａ_５は増幅部１５０の増幅率である。 The operation in the case of will be described. This case corresponds to the case where the current I _O reaches the limit while the positive voltage (+ V ₂ ) is input to the input amplifier 120, and the third input amplifier 130 corresponds to the current I _O. The voltage ΔV is fed back. The output voltage V _a1 of the first input amplifying unit 110 is positively saturated, and the output voltage V _a2 of the second input amplifying unit 120 is negatively saturated (for example, fixed at −0.6 V). . Then, a voltage corresponding to the output voltage V _a3 of the third input amplifier 130 is output from the negative output terminal 902. Specifically, the potential of the positive output terminal 901 is V _a2 + V _F , and the potential of the negative output terminal 902 is V _a3 −V _F. The base potentials of the transistors 203 and 204 are V _a2 + V _F + V _T and V _a3 −V _F −V _T , respectively. In this case, since the potential of the terminal 541 is positive, the first output amplifier 201 operates. The voltage ΔV between the terminals of the resistor 751 is fed back to the third input amplifier 130 by the current feedback means. In the example of FIG. 6, the relationship between the voltage ΔV between the input voltage V ₃ across the terminals of the output voltage V _M and the resistor 751 of the amplifier 150, the output current I _O is as follows. However, _{A 5} is the amplification factor of the amplifier 150.

また、実際の動作では、Ａ_５≧１０００、 In actual operation, A ₅ ≧ 1000,

となるように設計するので、 Because it is designed to be

で動作させることができる。このように、第１の出力増幅器２０１を用いて、逆方向の電流を第３の入力増幅部１３０の入力電圧Ｖ_３に応じた電流に制限する。
次に、図７を用いて、 Can be operated. As described above, the first output amplifier 201 is used to limit the current in the reverse direction to a current corresponding to the input voltage V ₃ of the third input amplifier 130.
Next, using FIG.

の場合の動作について説明する。この場合は、入力増幅部１２０には負の電圧（−Ｖ_２）が入力された状態で電流Ｉ_Ｏが制限に達した場合に相当し、第１の入力増幅部１１０に、電流Ｉ_Ｏに対応した電圧ΔＶが帰還される。第２の入力増幅部１２０の出力電圧Ｖ_ａ２は正に飽和した状態（例えば、０．６Ｖに固定）となり、第３の入力増幅部１３０の出力電圧Ｖ_ａ３は負に飽和した状態となる。そして、正出力端子９０１から第１の入力増幅部１１０の出力電圧Ｖ_ａ１に対応した電圧が出力される。具体的には、正出力端子９０１の電位はＶ_ａ１＋Ｖ_Ｆ、負出力端子９０２の電位はＶ_ａ２−Ｖ_Ｆとなる。また、トランジスタ２０３、２０４のベース電位は、それぞれＶ_ａ１＋Ｖ_Ｆ＋Ｖ_Ｔ、Ｖ_ａ２−Ｖ_Ｆ−Ｖ_Ｔとなる。この場合は、端子５４２の電位は負となるので、第２の出力増幅器２０２が動作する。そして、抵抗７５１の端子間の電圧ΔＶが電流帰還手段によって第１の入力増幅部１１０に帰還される。図７の例では、増幅部１５０の出力電圧Ｖ_Ｍと抵抗７５１の端子間の電圧ΔＶと入力電圧（−Ｖ_１）との関係から、出力電流Ｉ_Ｏは以下のようになる。 The operation in the case of will be described. In this case corresponds to the case where current I _O reaches the limit in the state the input amplifier 120 to which a negative voltage (-V ₂₎ is input, the first input amplifier 110, the current I _O The corresponding voltage ΔV is fed back. The output voltage V _a2 of the second input amplification unit 120 is positively saturated (for example, fixed at 0.6 V), and the output voltage V _a3 of the third input amplification unit 130 is negatively saturated. Then, a voltage corresponding to the output voltage V _a1 of the first input amplifier 110 is output from the positive output terminal 901. Specifically, the potential of the positive output terminal 901 is V _a1 + V _F , and the potential of the negative output terminal 902 is V _a2 −V _F. The base potentials of the transistors 203 and 204 are V _a1 + V _F + V _T and V _a2 −V _F −V _T , respectively. In this case, since the potential of the terminal 542 becomes negative, the second output amplifier 202 operates. The voltage ΔV between the terminals of the resistor 751 is fed back to the first input amplifier 110 by the current feedback means. In the example of FIG. 7, the relationship between the voltage ΔV between the input voltage across the terminals of the output voltage _{V M} and the resistor 751 of the amplification unit 150 (-V _1), the output current _{I O} is as follows.

となるように設計するので、 Because it is designed to be

で動作させることができる。このように、第２の出力増幅器２０２を用いて、所定方向の電流を第１の入力増幅部１１０の入力（−Ｖ_１）に応じた電流に制限する。 Can be operated. As described above, the second output amplifier 202 is used to limit the current in a predetermined direction to a current corresponding to the input (−V ₁ ) of the first input amplification unit 110.

以上の動作をダイオードスイッチ９１０からの出力で場合分けして再度説明すると、以下のようになる。電圧発生装置１００は、正出力端子９０１から第１の入力増幅部１１０の出力電圧に対応した電圧が出力された場合には、第２の出力増幅器２０２を用いて、所定方向の電流を第１の入力増幅部１１０の入力に応じた電流に制限する（図７参照）。正出力端子９０１と負出力端子９０２から第２の入力増幅部１２０の出力電圧に対応した電圧が出力された場合には、第１の出力増幅器２０１または第２の出力増幅器２０２を用いて、負荷に第２の入力増幅部１２０の入力に応じた電圧を印加する（図４、図５参照）。負出力端子９０２から第３の入力増幅部１３０の出力電圧に対応した電圧が出力された場合には、第１の出力増幅器２０１を用いて、逆方向の電流を第３の入力増幅部１３０の入力に応じた電流に制限する（図６参照）。 The above operation will be described again according to the output from the diode switch 910 as follows. When a voltage corresponding to the output voltage of the first input amplifying unit 110 is output from the positive output terminal 901, the voltage generator 100 uses the second output amplifier 202 to output a current in a predetermined direction. The current is limited according to the input of the input amplifier 110 (see FIG. 7). When a voltage corresponding to the output voltage of the second input amplifying unit 120 is output from the positive output terminal 901 and the negative output terminal 902, the first output amplifier 201 or the second output amplifier 202 is used to load A voltage corresponding to the input of the second input amplifying unit 120 is applied to (see FIGS. 4 and 5). When a voltage corresponding to the output voltage of the third input amplifying unit 130 is output from the negative output terminal 902, the current in the reverse direction is supplied to the third input amplifying unit 130 using the first output amplifier 201. The current is limited according to the input (see FIG. 6).

［効果の確認］
電圧発生装置１００の電流帰還手段について、分析してみる。上述のように [Confirmation of effect]
The current feedback means of the voltage generator 100 will be analyzed. As mentioned above

なので、理論的には、同相電圧であるＶ_Ｏが増幅部１５０の出力電圧Ｖ_Ｍに影響を与えない。したがって、従来技術のように正確にＲ_ｂＲ_ｃ＝Ｒ_ａＲ_ｄと設定する必要がない。 So, in theory, V _O does not affect the output voltage V _M of the amplification unit 150 is a common mode voltage. Therefore, it is not necessary to set R _b R _c = R _a R _d exactly as in the prior art.

電圧発生装置１００によれば、負荷７５２に流れる電流Ｉ_Ｏを検出する抵抗７５１を、電位が接地に近い負荷７５２の端子５５２に接続しているので、電流検出時に負荷７５２に印加されている電圧の影響を受けない。したがって、負荷に印加される電圧が電流検出回路の同相信号ではなくなるので、高い電圧を発生させても出力電流を高精度に制限できる。 According to the voltage generator 100, the resistor 751 for detecting the current _IO flowing through the load 752 is connected to the terminal 552 of the load 752 whose potential is close to ground, so that the voltage applied to the load 752 at the time of current detection. Not affected. Therefore, since the voltage applied to the load is not the common-mode signal of the current detection circuit, the output current can be limited with high accuracy even when a high voltage is generated.

［変形例１］
図８に、実施例１変形例１の電圧発生装置の構成例を示す。電圧発生装置１０１は、出力制御部のみが実施例１の電圧発生装置１００と異なる。具体的には、電圧発生装置１０１では、出力制御部に、さらに制御増幅部１４０、抵抗７３３、７３４、７３５、７３６を備えている。そして、トランジスタ２０３のコレクタとトランジスタ２０４のコレクタとは直接接続されており、２つのコレクタが制御増幅部１４０の非反転入力側に接続されている。また、出力側は抵抗７３５を介して反転入力側と接続されており、さらに反転入力側は抵抗７３６を介して接地に接続されている。また、電源（電圧＋Ｖ）と電源（電圧−Ｖ）との間に、直列に抵抗７３３、ダイオード９２１、ダイオード９２２、抵抗７３４が接続されている。制御増幅部１４０の出力は、ダイオード９２１とダイオード９２２の間に接続されている。さらに、抵抗７３３とダイオード９２１の間が、第１の出力増幅器２０１へ接続される端子５４１と接続され、ダイオード９２２と抵抗７３４の間が第２の出力増幅器２０２へ接続される端子５４２と接続されている。 [Modification 1]
FIG. 8 shows a configuration example of the voltage generator of the first modification example of the first embodiment. The voltage generator 101 is different from the voltage generator 100 of the first embodiment only in the output control unit. Specifically, in the voltage generator 101, the output control unit further includes a control amplification unit 140 and resistors 733, 734, 735, and 736. The collector of the transistor 203 and the collector of the transistor 204 are directly connected, and the two collectors are connected to the non-inverting input side of the control amplification unit 140. The output side is connected to the inverting input side via a resistor 735, and the inverting input side is connected to the ground via a resistor 736. Further, a resistor 733, a diode 921, a diode 922, and a resistor 734 are connected in series between the power source (voltage + V) and the power source (voltage -V). The output of the control amplification unit 140 is connected between the diode 921 and the diode 922. Further, the resistor 733 and the diode 921 are connected to the terminal 541 connected to the first output amplifier 201, and the diode 922 and the resistor 734 are connected to the terminal 542 connected to the second output amplifier 202. ing.

電圧発生装置１０１は、このような構成なので、実施例１と同じ効果が得られる。さらに、第１、第２の出力増幅器２０１、２０２への入力電圧を広い範囲で変化させることができる。また、制御増幅部１４０にオペアンプを用いることで入力インピーダンスを高くできるので、出力制御部２３０の回路の設計が容易になる。 Since the voltage generator 101 has such a configuration, the same effects as those of the first embodiment can be obtained. Furthermore, the input voltage to the first and second output amplifiers 201 and 202 can be changed in a wide range. In addition, since the input impedance can be increased by using an operational amplifier for the control amplification unit 140, the circuit of the output control unit 230 can be easily designed.

［変形例２］
図９に実施例１変形例２の電圧発生装置の構成例を示す。電圧発生装置１０２は電圧帰還手段が実施例１の電圧発生装置１００と異なる。電圧発生装置１０２の電圧帰還手段には、さらに、抵抗７６１、７６２、７６３、７６４が追加されている。端子５５３は抵抗７６１を介して増幅部の非反転入力側に接続される。また、非反転入力側は抵抗７６２を介して接地に接続される。増幅部１６０の出力側と反転入力側は抵抗７６４を介して接続され、さらに反転入力側は抵抗７６３を介して端子５５２と接続される。このように、この電圧帰還手段では、増幅部１６０に負荷７５２の両端の電位差を入力する。 [Modification 2]
FIG. 9 shows an example of the configuration of the voltage generator according to the second modification of the first embodiment. The voltage generator 102 is different from the voltage generator 100 of the first embodiment in voltage feedback means. Resistors 761, 762, 763, and 764 are further added to the voltage feedback means of the voltage generator 102. The terminal 553 is connected to the non-inverting input side of the amplification unit via the resistor 761. The non-inverting input side is connected to the ground via a resistor 762. The output side and the inverting input side of the amplifying unit 160 are connected via a resistor 764, and the inverting input side is connected to a terminal 552 via a resistor 763. Thus, in this voltage feedback means, the potential difference between both ends of the load 752 is input to the amplifying unit 160.

したがって、実施例１の効果を得た上で、帰還する電圧からΔＶを除くことができるので、より正確に出力電圧Ｖ_Ｏを制御できる。なお、本変形例は実施例１変形例１と組み合わせることも可能である。 Therefore, ΔV can be removed from the feedback voltage after obtaining the effect of the first embodiment, so that the output voltage V _O can be controlled more accurately. This modification can be combined with the first modification of the first embodiment.

［変形例３］
図１０に実施例１変形例３の電圧発生装置の構成例を示す。電圧発生装置１０３は電流帰還手段が実施例１の電圧発生装置１００と異なる。電圧発生装置１０３の電流帰還手段では、接地が負荷７５２と抵抗７５１との間にある。また、抵抗７４１、７４２が削除され、増幅部１５０の非反転入力側が接地されている。このような構成によっても電圧帰還手段で帰還される電圧からΔＶを除くことができる。したがって、実施例１の効果を得た上で、より正確に出力電圧Ｖ_Ｏを制御できる。なお、本変形例は実施例１変形例１と組み合わせることも可能である。 [Modification 3]
FIG. 10 shows a configuration example of the voltage generating apparatus according to the first modification example of the first embodiment. The voltage generator 103 is different from the voltage generator 100 of the first embodiment in current feedback means. In the current feedback means of the voltage generator 103, the ground is between the load 752 and the resistor 751. Further, the resistors 741 and 742 are omitted, and the non-inverting input side of the amplifying unit 150 is grounded. Even with such a configuration, ΔV can be removed from the voltage fed back by the voltage feedback means. Therefore, on to obtain the effect of the first embodiment, it can be more accurately control the output voltage V _O. This modification can be combined with the first modification of the first embodiment.

実施例１では、出力電流を制限した上で負荷に印加する電圧を制御する電圧発生装置について説明した。実施例２では、出力電圧を制限した上で負荷に流す電流を制御する電流発生装置について説明する。実施例２の電流発生装置の構成例を図１１に示す。電流発生装置３００は、実施例１の電圧発生装置１００と電圧帰還手段と電流帰還手段によって帰還させる入力増幅部が異なるだけであり、その他の構成は同じである。つまり、従来の電圧発生装置と実施例１の電圧発生装置との大きな違いである出力増幅部２１０の構成、出力制御部２３０の構成、負荷に流れる電流を電圧に変換する抵抗７５１の配置などは、電流発生装置３００と電圧発生装置１００は同じである。以下では、構成の異なる部分を説明した上で、動作について説明する。 In the first embodiment, the voltage generator that controls the voltage applied to the load after limiting the output current has been described. In the second embodiment, a current generator that controls the current flowing through the load after limiting the output voltage will be described. FIG. 11 shows a configuration example of the current generator according to the second embodiment. The current generator 300 is the same as the voltage generator 100 of the first embodiment except for the input amplifier that is fed back by the voltage feedback unit and the current feedback unit, and the other configurations are the same. That is, the configuration of the output amplification unit 210, the configuration of the output control unit 230, the arrangement of the resistor 751 that converts the current flowing through the load into the voltage, which are the major differences between the conventional voltage generation device and the voltage generation device of the first embodiment, The current generator 300 and the voltage generator 100 are the same. In the following, the operation will be described after explaining the different parts.

図１１の例では、電流帰還手段は、増幅部１５０、抵抗７５１、７４１、７４２、７４３、７４４、７９２で構成される。電流検出用抵抗７５１は、負荷７５２に流れる電流Ｉ_Ｏを電圧に変換する役目を果たしており、電流帰還手段では電流Ｉ_Ｏと比例する電圧（電流検出用抵抗７５１の両端の電圧ΔＶ）を帰還している。このように、電流帰還手段は、負荷７５２の電位が接地に近い方の端子５５２に負荷７５２と直列に接続された電流検出用抵抗７５１の電圧を検出し、その検出した電圧を第２の入力増幅部１２０の入力側に帰還する。 In the example of FIG. 11, the current feedback means includes an amplification unit 150 and resistors 751, 741, 742, 743, 744, and 792. The current detection resistor 751 serves to convert the current _IO flowing through the load 752 into a voltage, and the current feedback means feeds back a voltage proportional to the current _IO (voltage ΔV across the current detection resistor 751). ing. In this way, the current feedback means detects the voltage of the current detection resistor 751 connected in series with the load 752 at the terminal 552 whose potential of the load 752 is close to the ground, and the detected voltage is detected as the second input. Return to the input side of the amplifier 120.

図１１の例では、電圧帰還手段は、増幅部１６０、抵抗７９４、７９６で構成される。増幅部１６０の非反転入力側には端子５５３の電圧Ｖ_Ｒが入力され、反転入力側には増幅部１６０の出力が帰還される。このように、電圧帰還手段は、負荷７５２に印加される電圧Ｖ_Ｏに応じた電圧Ｖ_Ｒを第１、第３の入力増幅部１１０、１３０の入力側に帰還する。なお、電圧Ｖ_Ｒは、電圧Ｖ_Ｏと電圧ΔＶの和となるが、抵抗７５１の抵抗値Ｒ_Ｓを負荷７５２の抵抗値Ｒ_Ｌよりも十分小さくしておけば、Ｖ_Ｒ≒Ｖ_Ｏとなるので、電圧帰還手段によって、負荷７５２に印加する電圧Ｖ_Ｏを帰還すると考えることができる。 In the example of FIG. 11, the voltage feedback means includes an amplification unit 160 and resistors 794 and 796. The non-inverting input of the amplifier 160 is input voltage V _R of the terminal 553, to the inverting input side output of the amplifier 160 is fed back. Thus, the voltage feedback means, for feeding back the voltage _{V R} corresponding to the voltage _{V O} to be applied to the load 752 to the first input side of the third input amplifier portion 110 and 130. The voltage V _R is the sum of the voltage V _O and the voltage ΔV. If the resistance value _RS of the resistor 751 is sufficiently smaller than the resistance value R _L of the load 752, V _R ≈V _O. because, it can be considered that the voltage feedback means, for feeding back the voltage V _O to be applied to the load 752.

［動作］
電圧発生装置１００は、上述のような構成であり、以下のように動作する。ここでは、増幅部１６０の出力電位Ｖ_ａ６で場合分けしながら説明する。抵抗７０１、７９２、７０３、７９４、７０５、７９６、７５１、７４１、７４２、７４３、７４４の抵抗値をＲ_１オーム、Ｒ_２オーム、Ｒ_３オーム、Ｒ_４オーム、Ｒ_５オーム、Ｒ_６オーム、Ｒ_Ｓオーム、Ｒ_ａオーム、Ｒ_ｂオーム、Ｒ_ｃオーム、Ｒ_ｄオームとする。
まず、図１２を用いて、 [Operation]
The voltage generator 100 is configured as described above, and operates as follows. Here, the description will be made while classifying the output potential _Va6 of the amplifying unit 160. The resistance values of the resistors 701, 792, 703, 794, 705, 796, 751, 741, 742, 743, 744 are changed to R ₁ ohm, R ₂ ohm, R ₃ ohm, R ₄ ohm, R ₅ ohm, R ₆ ohm, Let R _S ohm, R _a ohm, R _b ohm, R _c ohm, R _d ohm.
First, using FIG.

の場合の動作について説明する。この場合は、入力増幅部１２０には正の電圧（＋Ｖ_２）が入力され、第２の入力増幅部１２０の出力電圧Ｖ_ａ２は、第２の入力増幅部１２０の動作範囲内の負の電圧となる。例えば、−０．６〜０Ｖの電圧が出力される。また、第１の入力増幅部１１０の出力電圧Ｖ_ａ１は正に飽和した状態となり、第３の入力増幅部１３０の出力電圧Ｖ_ａ３は負に飽和した状態となる。したがって、正出力端子９０１と負出力端子９０２から第２の入力増幅部１２０の出力電圧Ｖ_ａ２に対応した電圧が出力される。具体的には、正出力端子９０１の電位はＶ_ａ２＋Ｖ_Ｆ、負出力端子９０２の電位はＶ_ａ２−Ｖ_Ｆとなる。また、トランジスタ２０３、２０４のベース電位は、それぞれＶ_ａ２＋Ｖ_Ｆ＋Ｖ_Ｔ、Ｖ_ａ２−Ｖ_Ｆ−Ｖ_Ｔとなる。なお、Ｖ_Ｔはツェナーダイオード９８１、９８２の端子間の電圧である。そして、出力電圧Ｖ_ａ２が負なので、正出力端子９０１からの出力の絶対値の方が負出力端子９０２からの出力の絶対値よりも小さいくなる。この場合は、端子５４１の電位は正となるので、第１の出力増幅器２０１が動作する。そして、抵抗７５１の端子間の電圧ΔＶが電流帰還手段によって第２の入力増幅部１２０に帰還される。図１２の例では、増幅部１５０の出力電圧Ｖ_Ｍと抵抗７５１の端子間の電圧ΔＶと入力電圧Ｖ_２との関係から、出力電流Ｉ_Ｏは以下のようになる。ただし、Ａ_５は増幅部１５０の増幅率である。 The operation in the case of will be described. In this case, a positive voltage (+ V ₂ ) is input to the input amplifier 120, and the output voltage V _a2 of the second input amplifier 120 is a negative voltage within the operating range of the second input amplifier 120. It becomes. For example, a voltage of −0.6 to 0 V is output. In addition, the output voltage V _a1 of the first input amplifying unit 110 is positively saturated, and the output voltage V _a3 of the third input amplifying unit 130 is negatively saturated. Therefore, a voltage corresponding to the output voltage _Va2 of the second input amplifier 120 is output from the positive output terminal 901 and the negative output terminal 902. Specifically, the potential of the positive output terminal 901 is V _a2 + V _F , and the potential of the negative output terminal 902 is V _a2 −V _F. The base potentials of the transistors 203 and 204 are V _a2 + V _F + V _T and V _a2 −V _F −V _T , respectively. Note that V _T is a voltage between the terminals of the Zener diodes 981 and 982. Since the output voltage V _a2 is negative, the absolute value of the output from the positive output terminal 901 is smaller than the absolute value of the output from the negative output terminal 902. In this case, since the potential of the terminal 541 is positive, the first output amplifier 201 operates. The voltage ΔV between the terminals of the resistor 751 is fed back to the second input amplifier 120 by the current feedback means. In the example of FIG. 12, the relationship between the output voltage V _M of the amplification unit 150 and the voltage ΔV between the terminals of the resistor 751 and the input voltage V _2, the output current I _O is as follows. However, _{A 5} is the amplification factor of the amplifier 150.

となるように設計するので、 Because it is designed to be

で動作させることができる。このように、第１の出力増幅器２０１を用いて、負荷７５２に第２の入力増幅部１２０の入力に応じた逆方向の電流を流す。
次に、図１３を用いて、 Can be operated. Thus, using the first output amplifier 201, a current in the reverse direction corresponding to the input of the second input amplifier 120 is passed through the load 752.
Next, using FIG.

の場合の動作について説明する。この場合は、入力増幅部１２０には負の電圧（−Ｖ_２）が入力され、第２の入力増幅部１２０の出力電圧Ｖ_ａ２は、第２の入力増幅部１２０の動作範囲内の正の電圧となる。例えば、０〜０．６Ｖの電圧が出力される。また、第１の入力増幅部１１０の出力電圧Ｖ_ａ１は正に飽和した状態となり、第３の入力増幅部１３０の出力電圧Ｖ_ａ３は負に飽和した状態となる。したがって、正出力端子９０１と負出力端子９０２から第２の入力増幅部１２０の出力電圧Ｖ_ａ２に対応した電圧が出力される。具体的には、正出力端子９０１の電位はＶ_ａ２＋Ｖ_Ｆ、負出力端子９０２の電位はＶ_ａ２−Ｖ_Ｆとなる。また、トランジスタ２０３、２０４のベース電位は、それぞれＶ_ａ２＋Ｖ_Ｆ＋Ｖ_Ｔ、Ｖ_ａ２−Ｖ_Ｆ−Ｖ_Ｔとなる。そして、出力電圧Ｖ_ａ２が正なので、正出力端子９０１からの出力の絶対値の方が負出力端子９０２からの出力の絶対値よりも大きくなる。この場合は、端子５４２の電位は負となるので、第２の出力増幅器２０２が動作する。そして、抵抗７５１の端子間の電圧ΔＶが電流帰還手段によって第２の入力増幅部１２０に帰還される。図１３の例では、増幅部１５０の出力電圧Ｖ_Ｍと抵抗７５１の端子間の電圧ΔＶと入力電圧（−Ｖ_２）との関係から、出力電流Ｉ_Ｏは以下のようになる。 The operation in the case of will be described. In this case, a negative voltage (−V ₂ ) is input to the input amplifying unit 120, and the output voltage V _a2 of the second input amplifying unit 120 is positive within the operating range of the second input amplifying unit 120. Voltage. For example, a voltage of 0 to 0.6V is output. In addition, the output voltage V _a1 of the first input amplifying unit 110 is positively saturated, and the output voltage V _a3 of the third input amplifying unit 130 is negatively saturated. Therefore, a voltage corresponding to the output voltage _Va2 of the second input amplifier 120 is output from the positive output terminal 901 and the negative output terminal 902. Specifically, the potential of the positive output terminal 901 is V _a2 + V _F , and the potential of the negative output terminal 902 is V _a2 −V _F. The base potentials of the transistors 203 and 204 are V _a2 + V _F + V _T and V _a2 −V _F −V _T , respectively. Since the output voltage V _a2 is positive, the absolute value of the output from the positive output terminal 901 is larger than the absolute value of the output from the negative output terminal 902. In this case, since the potential of the terminal 542 becomes negative, the second output amplifier 202 operates. The voltage ΔV between the terminals of the resistor 751 is fed back to the second input amplifier 120 by the current feedback means. In the example of FIG. 13, the relationship between the voltage ΔV between the input voltage across the terminals of the output voltage _{V M} and the resistor 751 of the amplification unit 150 (-V _2), the output current _{I O} is as follows.

となるように設計するので、 Because it is designed to be

で動作させることができる。このように、第２の出力増幅器２０２を用いて、負荷７５２に第２の入力増幅部１２０の入力に応じた所定方向の電流を流す。 Can be operated. Thus, using the second output amplifier 202, a current in a predetermined direction corresponding to the input of the second input amplifier 120 is passed through the load 752.

ここまでは、第２の入力増幅部１２０の入力に応じた電流Ｉ_Ｏを出力する場合を説明したが、以下では負荷７５２に印加される電圧が制限される場合について説明する。まず、図１４を用いて、 Up to this point, the case where the current _IO corresponding to the input of the second input amplifying unit 120 is output has been described, but the case where the voltage applied to the load 752 is limited will be described below. First, using FIG.

の場合の動作について説明する。この場合は、入力増幅部１２０には正の電圧（＋Ｖ_２）が入力された状態で電圧Ｖ_Ｏが制限に達した場合に相当し、第３の入力増幅部１３０に、電圧Ｖ_Ｏに対応した電圧が帰還される。第１の入力増幅部１１０の出力電圧Ｖ_ａ１は正に飽和した状態となり、第２の入力増幅部１２０の出力電圧Ｖ_ａ２は負に飽和した状態（例えば、−０．６Ｖに固定）となる。そして、負出力端子９０２から第３の入力増幅部１３０の出力電圧Ｖ_ａ３に対応した電圧が出力される。具体的には、正出力端子９０１の電位はＶ_ａ２＋Ｖ_Ｆ、負出力端子９０２の電位はＶ_ａ３−Ｖ_Ｆとなる。また、トランジスタ２０３、２０４のベース電位は、それぞれＶ_ａ２＋Ｖ_Ｆ＋Ｖ_Ｔ、Ｖ_ａ３−Ｖ_Ｆ−Ｖ_Ｔとなる。この場合は、端子５４１の電位は正となるので、第１の出力増幅器２０１が動作する。そして、端子５５３の電位Ｖ_Ｒが電圧帰還手段によって第３の入力増幅部１３０に帰還される。図１４の例では、増幅部１６０の出力電圧をＶ_ａ６とすると、電位Ｖ_Ｒと入力電圧Ｖ_３と出力電圧Ｖ_ａ６との関係は、 The operation in the case of will be described. This case corresponds to the case where the voltage V _O reaches the limit with the positive voltage (+ V ₂ ) being input to the input amplifying unit 120, and the third input amplifying unit 130 corresponds to the voltage V _O. Voltage is fed back. The output voltage V _a1 of the first input amplifying unit 110 is positively saturated, and the output voltage V _a2 of the second input amplifying unit 120 is negatively saturated (for example, fixed at −0.6 V). . Then, a voltage corresponding to the output voltage V _a3 of the third input amplifier 130 is output from the negative output terminal 902. Specifically, the potential of the positive output terminal 901 is V _a2 + V _F , and the potential of the negative output terminal 902 is V _a3 −V _F. The base potentials of the transistors 203 and 204 are V _a2 + V _F + V _T and V _a3 −V _F −V _T , respectively. In this case, since the potential of the terminal 541 is positive, the first output amplifier 201 operates. Then, the potential _{V R} of the terminal 553 is fed back to the third input amplifier 130 by the voltage feedback means. In the example of FIG. 14, when the output voltage of the amplifier 160 and _{V a6,} the relationship between the output voltage _{V a6} and the input voltage _{V 3} and the voltage _{V R,}

つまり、第１の出力増幅器２０１が、負荷７５２に印加される逆方向の電圧を、第３の入力増幅部１３０の入力電圧Ｖ_３に応じた電圧に制限する。
次に、図１５を用いて、 That is, the first output amplifier 201 limits the reverse voltage applied to the load 752 to a voltage corresponding to the input voltage V ₃ of the third input amplifier 130.
Next, using FIG.

の場合の動作について説明する。この場合は、入力増幅部１２０には負の電圧（−Ｖ_２）が入力された状態で電圧Ｖ_Ｏが制限に達した場合に相当し、第１の入力増幅部１１０に電圧Ｖ_Ｏに対応した電圧が帰還される。第２の入力増幅部１２０の出力電圧Ｖ_ａ２は正に飽和した状態（例えば、０．６Ｖに固定）となり、第３の入力増幅部１３０の出力電圧Ｖ_ａ３は負に飽和した状態となる。そして、正出力端子９０１から第１の入力増幅部１１０の出力電圧Ｖ_ａ１に対応した電圧が出力される。具体的には、正出力端子９０１の電位はＶ_ａ１＋Ｖ_Ｆ、負出力端子９０２の電位はＶ_ａ２−Ｖ_Ｆとなる。また、トランジスタ２０３、２０４のベース電位は、それぞれＶ_ａ１＋Ｖ_Ｆ＋Ｖ_Ｔ、Ｖ_ａ２−Ｖ_Ｆ−Ｖ_Ｔとなる。この場合は、端子５４２の電位は負となるので、第２の出力増幅器２０２が動作する。そして、端子５５３の電位Ｖ_Ｒが電圧帰還手段によって第１の入力増幅部１１０に帰還される。図１５の例では、電位Ｖ_Ｒと入力電圧Ｖ_１と出力電圧Ｖ_ａ６との関係は、 The operation in the case of will be described. This case corresponds to the case where the voltage V _O reaches the limit with the negative voltage (−V ₂ ) being input to the input amplifier 120, and the first input amplifier 110 corresponds to the voltage V _O. Voltage is fed back. The output voltage V _a2 of the second input amplification unit 120 is positively saturated (for example, fixed at 0.6 V), and the output voltage V _a3 of the third input amplification unit 130 is negatively saturated. Then, a voltage corresponding to the output voltage V _a1 of the first input amplifier 110 is output from the positive output terminal 901. Specifically, the potential of the positive output terminal 901 is V _a1 + V _F , and the potential of the negative output terminal 902 is V _a2 −V _F. The base potentials of the transistors 203 and 204 are V _a1 + V _F + V _T and V _a2 −V _F −V _T , respectively. In this case, since the potential of the terminal 542 becomes negative, the second output amplifier 202 operates. Then, the potential _{V R} of the terminal 553 is fed back to the first input amplifier 110 by the voltage feedback means. In the relationship between the potential _{V R} input voltages _{V 1} and the output voltage _{V a6} example of FIG. 15,

つまり、第２の出力増幅器２０２を用いて、負荷７５２に印加される所定方向の電圧を、第１の入力増幅部１１０の入力（−Ｖ_１）に応じた電圧に制限する。 That is, the second output amplifier 202 is used to limit the voltage in a predetermined direction applied to the load 752 to a voltage corresponding to the input (−V ₁ ) of the first input amplifier 110.

以上の動作をダイオードスイッチ９１０からの出力で場合分けして再度説明すると、以下のようになる。電流発生装置３００は、正出力端子９０１から第１の入力増幅部１１０の出力電圧に対応した電圧が出力された場合には、第２の出力増幅器２０２を用いて、所定方向の電圧を第１の入力増幅部１１０の入力に応じた電圧に制限する（図１５参照）。正出力端子９０１と負出力端子９０２から第２の入力増幅部１２０の出力電圧に対応した電圧が出力された場合には、第１の出力増幅器２０１または第２の出力増幅器２０２を用いて、負荷に第２の入力増幅部１２０の入力に応じた電流を流す（図１２、図１３参照）。負出力端子９０２から第３の入力増幅部１３０の出力電圧に対応した電圧が出力された場合には、第１の出力増幅器２０１を用いて、逆方向の電圧を第３の入力増幅部１３０の入力に応じた電圧に制限する（図１４参照）。 The above operation will be described again according to the output from the diode switch 910 as follows. When a voltage corresponding to the output voltage of the first input amplifying unit 110 is output from the positive output terminal 901, the current generator 300 uses the second output amplifier 202 to generate a voltage in a predetermined direction. Is limited to a voltage corresponding to the input of the input amplifier 110 (see FIG. 15). When a voltage corresponding to the output voltage of the second input amplifying unit 120 is output from the positive output terminal 901 and the negative output terminal 902, the first output amplifier 201 or the second output amplifier 202 is used to load A current corresponding to the input of the second input amplifying unit 120 is passed through (see FIGS. 12 and 13). When a voltage corresponding to the output voltage of the third input amplifying unit 130 is output from the negative output terminal 902, the reverse voltage is output from the third input amplifying unit 130 using the first output amplifier 201. The voltage is limited according to the input (see FIG. 14).

［効果の確認］
電流発生装置３００の電流帰還手段についても、式（５）が成り立つので、理論的には、同相電圧であるＶ_Ｏが増幅部１５０の出力電圧Ｖ_Ｍに影響を与えない。したがって、従来技術のように高精度に電流制御するために電圧Ｖ_Ｏを低くおさえる必要がない。 [Confirmation of effect]
For even current feedback means of a current generator 300, the equation (5) holds, in theory, V _O does not affect the output voltage V _M of the amplification unit 150 is a common mode voltage. Therefore, it is not necessary to keep low the voltage V _O to current control with high accuracy as in the prior art.

電流発生装置３００によれば、負荷７５２に流れる電流Ｉ_Ｏを検出する抵抗７５１を、電位が接地に近い負荷７５２の端子５５２に接続しているので、電流検出時に負荷７５２に印加されている電圧の影響を受けない。したがって、電圧Ｖ_Ｏを高くとっても高精度に電流制御できる。よって、負荷７５２に高電圧が発生するような電流Ｉ_Ｏを流すことが可能になった。 According to the current generator 300, since the resistor 751 for detecting the current _IO flowing through the load 752 is connected to the terminal 552 of the load 752 whose potential is close to ground, the voltage applied to the load 752 at the time of detecting the current. Not affected. Accordingly, current can be controlled to high take high accuracy a voltage V _O. Therefore, it is possible to flow a current _IO that generates a high voltage in the load 752.

［変形例１］
図１６に、実施例２変形例１の電流発生装置の構成例を示す。電流発生装置３０１は、出力制御部のみが実施例２の電流発生装置３００と異なる。具体的には、電流発生装置３０１では、出力制御部に、さらに制御増幅部１４０、抵抗７３３、７３４、７３５、７３６を備えている。そして、トランジスタ２０３のコレクタとトランジスタ２０４のコレクタとは直接接続されており、２つのコレクタが制御増幅部１４０の非反転入力側に接続されている。また、出力側は抵抗７３５を介して反転入力側と接続されており、さらに反転入力側は抵抗７３６を介して接地に接続されている。また、電源（電圧＋Ｖ）と電源（電圧−Ｖ）との間に、直列に抵抗７３３、ダイオード９２１、ダイオード９２２、抵抗７３４が接続されている。制御増幅部１４０の出力は、ダイオード９２１とダイオード９２２の間に接続されている。さらに、抵抗７３３とダイオード９２１の間が、第１の出力増幅器２０１へ接続される端子５４１と接続され、ダイオード９２２と抵抗７３４の間が第２の出力増幅器２０２へ接続される端子５４２と接続されている。 [Modification 1]
In FIG. 16, the structural example of the electric current generator of Example 2 modification 1 is shown. The current generator 301 is different from the current generator 300 of the second embodiment only in the output control unit. Specifically, in the current generator 301, the output control unit further includes a control amplification unit 140 and resistors 733, 734, 735, and 736. The collector of the transistor 203 and the collector of the transistor 204 are directly connected, and the two collectors are connected to the non-inverting input side of the control amplification unit 140. The output side is connected to the inverting input side via a resistor 735, and the inverting input side is connected to the ground via a resistor 736. Further, a resistor 733, a diode 921, a diode 922, and a resistor 734 are connected in series between the power source (voltage + V) and the power source (voltage -V). The output of the control amplification unit 140 is connected between the diode 921 and the diode 922. Further, the resistor 733 and the diode 921 are connected to the terminal 541 connected to the first output amplifier 201, and the diode 922 and the resistor 734 are connected to the terminal 542 connected to the second output amplifier 202. ing.

電流発生装置３０１は、このような構成なので、実施例２と同じ効果が得られる。さらに、第１、第２の出力増幅器２０１、２０２への入力電圧を広い範囲で変化させることができる。また、制御増幅部１４０にオペアンプを用いることで入力インピーダンスを高くできるので、出力制御部２３０の回路の設計が容易になる。 Since the current generator 301 has such a configuration, the same effect as that of the second embodiment can be obtained. Furthermore, the input voltage to the first and second output amplifiers 201 and 202 can be changed in a wide range. In addition, since the input impedance can be increased by using an operational amplifier for the control amplification unit 140, the circuit of the output control unit 230 can be easily designed.

［変形例２］
図１７に実施例２変形例２の電流発生装置の構成例を示す。電流発生装置３０２は電圧帰還手段が実施例２の電流発生装置３００と異なる。電流発生装置３０２の電圧帰還手段には、さらに、抵抗７６１、７６２、７６３、７６４が追加されている。端子５５３は抵抗７６１を介して増幅部の非反転入力側に接続される。また、非反転入力側は抵抗７６２を介して接地に接続される。増幅部１６０の出力側と反転入力側は抵抗７６４を介して接続され、さらに反転入力側は抵抗７６３を介して端子５５２と接続される。このように、この電圧帰還手段では、増幅部１６０に負荷７５２の両端の電位差を入力する。 [Modification 2]
FIG. 17 shows a configuration example of the current generator of the second modification of the second embodiment. The current generator 302 is different from the current generator 300 of the second embodiment in voltage feedback means. Resistors 761, 762, 763, and 764 are further added to the voltage feedback means of the current generator 302. The terminal 553 is connected to the non-inverting input side of the amplification unit via the resistor 761. The non-inverting input side is connected to the ground via a resistor 762. The output side and the inverting input side of the amplifying unit 160 are connected via a resistor 764, and the inverting input side is connected to a terminal 552 via a resistor 763. Thus, in this voltage feedback means, the potential difference between both ends of the load 752 is input to the amplifying unit 160.

したがって、実施例２の効果を得た上で、帰還する電圧からΔＶを除くことができるので、より正確に出力電圧Ｖ_Ｏを制限できる。なお、本変形例は実施例２変形例１と組み合わせることも可能である。 Therefore, ΔV can be removed from the feedback voltage after obtaining the effect of the second embodiment, so that the output voltage V _O can be more accurately limited. This modification can be combined with the modification 1 of the second embodiment.

［変形例３］
図１８に実施例２変形例３の電流発生装置の構成例を示す。電流発生装置３０３は電流帰還手段が実施例２の電流発生装置３００と異なる。電流発生装置３０３の電流帰還手段では、接地が負荷７５２と抵抗７５１との間にある。また、抵抗７４１、７４２が削除され、増幅部１５０の非反転入力側が接地されている。このような構成によっても電圧帰還手段で帰還される電圧からΔＶを除くことができる。したがって、実施例２の効果を得た上で、より正確に出力電圧Ｖ_Ｏを制限できる。なお、本変形例は実施例２変形例１と組み合わせることも可能である。 [Modification 3]
FIG. 18 shows a configuration example of the current generator of the second modification of the second embodiment. The current generator 303 is different from the current generator 300 of the second embodiment in current feedback means. In the current feedback means of the current generator 303, the ground is between the load 752 and the resistor 751. Further, the resistors 741 and 742 are omitted, and the non-inverting input side of the amplifying unit 150 is grounded. Even with such a configuration, ΔV can be removed from the voltage fed back by the voltage feedback means. Therefore, the output voltage V _O can be more accurately limited after obtaining the effects of the second embodiment. This modification can be combined with the modification 1 of the second embodiment.

１００、１０１、１０２、１０３、９００電圧発生装置
１１０、１２０、１３０入力増幅部
１４０制御増幅部１５０、１６０増幅部
１５４、１５５電源
２０１、２０２出力増幅器２０３、２０４トランジスタ
２１０出力増幅部２３０出力制御部
３００、３０１、３０２、３０３電流発生装置
５４１、５４２、５５２、５５３、５５８端子
７０１、７０２、７０３、７０４、７０５、７０６、７１１，７１２、７２１、７２２、７３１、７３２、７３３、７３４、７３５、７３６、７４１、７４２、７４３、７４４、７４６、７４７、７４８、７４９、７５１、７５９、７６１、７６２、７６３、７６４、７９２、７９４、７９６抵抗
７５２、７５８負荷
８１０、８１９、８２０、８２９、８３０、８３９飽和防止回路
９０１正出力端子９０２負出力端子
９１０ダイオードスイッチ
９１１、９１２、９１３、９１４、９２１、９２２ダイオード
９８１、９８２ツェナーダイオード 100, 101, 102, 103, 900 Voltage generator 110, 120, 130 Input amplification unit 140 Control amplification unit 150, 160 Amplification unit 154, 155 Power supply 201, 202 Output amplifier 203, 204 Transistor 210 Output amplification unit 230 Output control unit 300, 301, 302, 303 Current generators 541, 542, 552, 553, 558 Terminals 701, 702, 703, 704, 705, 706, 711, 712, 721, 722, 731, 732, 733, 734, 735, 736, 741, 742, 743, 744, 746, 747, 748, 749, 751, 759, 761, 762, 763, 764, 792, 794, 796 Resistance 752, 758 Load 810, 819, 820, 829, 830, 839 Saturation prevention circuit 901 Terminal 902 negative output terminal 910 diode switch 911,912,913,914,921,922 diodes 981, 982 Zener diode

Claims

A voltage generator with an output current limiting function that controls the voltage applied to the load after limiting the output current,
A first input amplifying unit to which a voltage corresponding to the limit value of the output current in a predetermined direction is input;
A second input amplifier to which a voltage for controlling the output voltage is input;
A third input amplifying unit to which a voltage corresponding to the limit value of the output current in the reverse direction of the predetermined direction is input;
A saturation prevention circuit provided in each of the first, second, and third input amplifying units;
The voltage of the current detection resistor connected in series with the load is detected at a terminal whose potential of the load is close to ground, and the detected voltage is fed back to the input side of the first and third input amplifiers. Current feedback means to
Voltage feedback means for feeding back a voltage corresponding to the voltage applied to the load to the input side of the second input amplifier;
An output amplifier having a first output amplifier that applies a voltage to the load so that current flows in the reverse direction, and a second output amplifier that applies a voltage to the load so that current flows in the predetermined direction When,
Provided on the output side of the first, second, and third input amplifying units, corresponding to the lower one of the output voltages of the first and second input amplifying units according to the output voltage of these input amplifying units A diode switch for outputting the voltage corresponding to the higher one of the output voltages of the second and third input amplifying units to the negative output terminal,
An output control unit that selects and controls the first output amplifier or the second output amplifier according to the outputs of the positive output terminal and the negative output terminal;
When a voltage corresponding to the output voltage of the first input amplifying unit is output from the positive output terminal, the second input amplifier is used to convert the current in the predetermined direction into the first input amplifying unit. Limit the current according to the input of
When a voltage corresponding to the output voltage of the second input amplification unit is output from the positive output terminal and the negative output terminal, the first output amplifier or the second output amplifier is used, Apply a voltage according to the input of the second input amplifier to the load,
When a voltage corresponding to the output voltage of the third input amplifying unit is output from the negative output terminal, the reverse current is supplied to the third input amplifying unit using the first output amplifier. The voltage generator is characterized in that it is limited to a current according to the input.

The voltage generator according to claim 1,
The output control unit includes a control amplification unit that amplifies a voltage corresponding to outputs from the positive output terminal and the negative output terminal.

The voltage generator according to claim 1 or 2,
The voltage feedback means feeds back a difference in potential between both ends of the load to the input side of the second input amplifying unit.

The voltage generator according to claim 1 or 2,
The voltage generating device, wherein a connection portion between the load and the current detection resistor is grounded.

A current generator with an output voltage limiting function that controls the current flowing to the load after limiting the output voltage,
A first input amplifying unit to which a voltage corresponding to an output voltage limit value in a predetermined direction is input;
A second input amplifying unit to which a voltage for controlling the output current is input;
A third input amplifying unit to which a voltage corresponding to the limit value of the output voltage in the reverse direction of the predetermined direction is input;
A saturation prevention circuit provided in each of the first, second, and third input amplifying units;
Current feedback for detecting the voltage of a current detection resistor connected in series with the load at a terminal whose load potential is close to ground, and feeding back the detected voltage to the input side of the second input amplifying unit. Means,
Voltage feedback means for feeding back a voltage corresponding to a voltage applied to the load to the input side of the first and third input amplifying units;
An output amplifier having a first output amplifier that applies a voltage to the load so that current flows in the reverse direction, and a second output amplifier that applies a voltage to the load so that current flows in the predetermined direction When,
Provided on the output side of the first, second, and third input amplifying units, corresponding to the lower one of the output voltages of the first and second input amplifying units according to the output voltage of these input amplifying units A diode switch for outputting the voltage corresponding to the higher one of the output voltages of the second and third input amplifying units to the negative output terminal,
An output control unit that selects and controls the first output amplifier or the second output amplifier according to the outputs of the positive output terminal and the negative output terminal;
When a voltage corresponding to the output voltage of the first input amplifying unit is output from the positive output terminal, the voltage in the predetermined direction is converted to the first input amplifying unit using the second output amplifier. Limited to the voltage according to the input of
When a voltage corresponding to the output voltage of the second input amplification unit is output from the positive output terminal and the negative output terminal, the first output amplifier or the second output amplifier is used, A current corresponding to the input of the second input amplifier is passed through the load;
When a voltage corresponding to the output voltage of the third input amplifier is output from the negative output terminal, the reverse voltage is converted to the third input amplifier using the first output amplifier. The current generator is characterized in that it is limited to a voltage according to the input.

The current generator according to claim 5,
The output control unit includes a control amplification unit that amplifies a voltage corresponding to outputs from the positive output terminal and the negative output terminal.

The current generator according to claim 5 or 6,
The voltage feedback means feeds back a potential difference between both ends of the load to the input side of the first and third input amplifying units.

The current generator according to claim 5 or 6,
A connecting portion between the load and the current detection resistor is grounded. A current generator.