JP2587173Y2 - 電流レンジ付定電流発生装置 - Google Patents
電流レンジ付定電流発生装置Info
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- JP2587173Y2 JP2587173Y2 JP1992076330U JP7633092U JP2587173Y2 JP 2587173 Y2 JP2587173 Y2 JP 2587173Y2 JP 1992076330 U JP1992076330 U JP 1992076330U JP 7633092 U JP7633092 U JP 7633092U JP 2587173 Y2 JP2587173 Y2 JP 2587173Y2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本考案は、電流レンジの切換スイ
ッチを有する定電流発生装置に関するものである。
ッチを有する定電流発生装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】定電流発生回路の構成としては演算増幅
器と定電流検出用基準抵抗を用いるものがあり、図１０
は、レンジ付定電流発生回路についての一従来例を示す
電気回路図である。
器と定電流検出用基準抵抗を用いるものがあり、図１０
は、レンジ付定電流発生回路についての一従来例を示す
電気回路図である。
【０００３】図１０において、Ｅは、基準電圧源で入力
抵抗Ｒ1 を介して演算増幅器Ａ1 の反転入力端子に接続
される。ＲS1，ＲS2は電流検出用抵抗（ＲS ）で、レン
ジＩでは抵抗ＲS1のみを用い、レンジIIではスイッチＳ
1 をオンにして、抵抗ＲS1とＲS2との並列抵抗ＲS3にす
る。ＩS は出力の定電流でＲL は負荷を示す。また電流
検出用抵抗の端子間の降下電圧は差動増幅器Ａ4 、帰還
抵抗Ｒ2 を介して演算増幅器Ａ1 の反転入力端子に負帰
還され、定電流制御回路を構成している。この定電流制
御回路の出力電流ＩS は
抵抗Ｒ1 を介して演算増幅器Ａ1 の反転入力端子に接続
される。ＲS1，ＲS2は電流検出用抵抗（ＲS ）で、レン
ジＩでは抵抗ＲS1のみを用い、レンジIIではスイッチＳ
1 をオンにして、抵抗ＲS1とＲS2との並列抵抗ＲS3にす
る。ＩS は出力の定電流でＲL は負荷を示す。また電流
検出用抵抗の端子間の降下電圧は差動増幅器Ａ4 、帰還
抵抗Ｒ2 を介して演算増幅器Ａ1 の反転入力端子に負帰
還され、定電流制御回路を構成している。この定電流制
御回路の出力電流ＩS は
【０００４】
【数１】 で表わされる定電流となる。
【０００５】ところで、出力電流のレンジはスイッチＳ
1 を操作することによって切換えられる。今、電流検出
用抵抗を抵抗ＲS1から並列抵抗ＲS3に切換えるために、
スイッチＳ1 をオフからオンに切換えると、切換えたオ
ンの瞬間は定電流制御回路のループレスポンスに応答遅
れがあるため、電流検出用抵抗の負荷側のＤ点の電圧Ｖ
D は、Ｃ点の電圧を抵抗ＲS1と負荷抵抗ＲL とで分圧し
た値となる。
1 を操作することによって切換えられる。今、電流検出
用抵抗を抵抗ＲS1から並列抵抗ＲS3に切換えるために、
スイッチＳ1 をオフからオンに切換えると、切換えたオ
ンの瞬間は定電流制御回路のループレスポンスに応答遅
れがあるため、電流検出用抵抗の負荷側のＤ点の電圧Ｖ
D は、Ｃ点の電圧を抵抗ＲS1と負荷抵抗ＲL とで分圧し
た値となる。
【０００６】切換わる前のＣ点の電圧ＶC は
【０００７】
【数２】 であるから、切換わった瞬間のＤ点の電圧ＶD1は、
【０００８】
【数３】 であり、切換えた後、ループレスポンス以上の充分な時
間がたった時、電圧ＶD2は
間がたった時、電圧ＶD2は
【０００９】
【数４】 となる。
【００１０】レンジを切換えた後、目的の所望の定電流
値を得るため、基準電圧を値Ｅ1 から値Ｅ2 に変更する
が、この間、切換え後の目標出力電流より大きな電流が
出力され、これがノイズとなる。
値を得るため、基準電圧を値Ｅ1 から値Ｅ2 に変更する
が、この間、切換え後の目標出力電流より大きな電流が
出力され、これがノイズとなる。
【００１１】例えば、０．１Ａレンジで出力電流を最大
値の０．１Ａの発生しており、それからレンジを切換え
て１Ａレンジで０．２Ａを発生したい場合、一時的に１
Ａレンジの最大値である１Ａの発生を行なってしまう。
具体的にＲS1＝１０Ω，ＲS3＝１Ω，Ｒ1 ＝Ｒ2 ，ＲL
＝１Ω，Ｅ1 ＝１Ｖ，Ｅ2 ＝０．２Ｖとすると、図１１
のように、スパイク状のノイズが出る。
値の０．１Ａの発生しており、それからレンジを切換え
て１Ａレンジで０．２Ａを発生したい場合、一時的に１
Ａレンジの最大値である１Ａの発生を行なってしまう。
具体的にＲS1＝１０Ω，ＲS3＝１Ω，Ｒ1 ＝Ｒ2 ，ＲL
＝１Ω，Ｅ1 ＝１Ｖ，Ｅ2 ＝０．２Ｖとすると、図１１
のように、スパイク状のノイズが出る。
【００１２】このノイズをなくすために従来、次の方法
が取られていた。 １）レンジ切換の間、基準電圧源Ｅを零ボルトにして、
発生電流を零にして切換える。 ２）出力端Ｄの電圧を測定し、レンジ切換の間、出力端
を電圧ＶD ＝ＩS ・ＲLの定電圧源に切換え、この切換
の間、電流検出用抵抗ＲS1、基準電圧源Ｅを切換えた後
に再び定電流源にもどす。
が取られていた。 １）レンジ切換の間、基準電圧源Ｅを零ボルトにして、
発生電流を零にして切換える。 ２）出力端Ｄの電圧を測定し、レンジ切換の間、出力端
を電圧ＶD ＝ＩS ・ＲLの定電圧源に切換え、この切換
の間、電流検出用抵抗ＲS1、基準電圧源Ｅを切換えた後
に再び定電流源にもどす。
【００１３】
【考案が解決しようとする課題】従来の第１の方法は、
出力電流が一時的に零になるため、出力電流を遮断する
ことなく、連続的に変化させることができない欠点があ
る。また第２の方法は、定電圧とするために出力端子を
測定しなくてはならず、そのための回路部品が増加し、
また測定時間が切換え時間の他に必要となり、時間がか
かるなどの欠点がある。
出力電流が一時的に零になるため、出力電流を遮断する
ことなく、連続的に変化させることができない欠点があ
る。また第２の方法は、定電圧とするために出力端子を
測定しなくてはならず、そのための回路部品が増加し、
また測定時間が切換え時間の他に必要となり、時間がか
かるなどの欠点がある。
【００１４】本考案の目的は、このような従来の問題点
を解消するもので、定電流発生装置において、電流レン
ジを切換える時に、発生電流を遮断することなく切換え
ることができるとともに、切換時に発生するスパイク状
のノイズを低減することができ、しかも、時間的に迅速
に対応できるレンジ付定電流発生装置を提供することに
ある。
を解消するもので、定電流発生装置において、電流レン
ジを切換える時に、発生電流を遮断することなく切換え
ることができるとともに、切換時に発生するスパイク状
のノイズを低減することができ、しかも、時間的に迅速
に対応できるレンジ付定電流発生装置を提供することに
ある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】負帰還される電流検出用
抵抗の降下電圧と第１の基準電圧とを比較して定電流出
力を発生する定電流制御回路と、負帰還される電流検出
用抵抗の端子電圧と第２の基準電圧とを比較して定電圧
出力を発生する定電圧制御回路と、前記定電流制御回路
および定電圧制御回路の出力に応じて一方の出力を選択
する切換回路と、前記切換回路による定電流制御回路の
選択時に、電流検出用抵抗の端子電圧の反転電圧をサン
プリングし、ホールドするサンプリング・ホールド回路
と、レンジ切換時に前記サンプリングホールド回路の出
力と第２の基準電圧とを切換えて前記定電圧制御回路に
入力する入力切換スイッチと、前記定電圧制御回路の出
力電圧と第３の基準電圧とを比較し、比較出力によって
前記ホールド回路に蓄積した電荷を放電させる切換スイ
ッチを具備することを特徴とする。
抵抗の降下電圧と第１の基準電圧とを比較して定電流出
力を発生する定電流制御回路と、負帰還される電流検出
用抵抗の端子電圧と第２の基準電圧とを比較して定電圧
出力を発生する定電圧制御回路と、前記定電流制御回路
および定電圧制御回路の出力に応じて一方の出力を選択
する切換回路と、前記切換回路による定電流制御回路の
選択時に、電流検出用抵抗の端子電圧の反転電圧をサン
プリングし、ホールドするサンプリング・ホールド回路
と、レンジ切換時に前記サンプリングホールド回路の出
力と第２の基準電圧とを切換えて前記定電圧制御回路に
入力する入力切換スイッチと、前記定電圧制御回路の出
力電圧と第３の基準電圧とを比較し、比較出力によって
前記ホールド回路に蓄積した電荷を放電させる切換スイ
ッチを具備することを特徴とする。
【００１６】
【作用】定電流制御回路の定電流動作状態において、定
電流が流れる電流検出用抵抗の出力端子電圧を定電圧制
御回路の入力端子に負帰還し、定電流動作時の定電圧出
力を得て定電流動作状態をも生起せしめる。レンジ切換
操作に対応して定電流動作状態から定電圧動作状態に選
択切換し、次に定電圧動作状態で、切換えたレンジにお
ける所望の定電流発生のための入力電圧設定を行ない、
その後に、元の定電流動作状態に復帰させる。
電流が流れる電流検出用抵抗の出力端子電圧を定電圧制
御回路の入力端子に負帰還し、定電流動作時の定電圧出
力を得て定電流動作状態をも生起せしめる。レンジ切換
操作に対応して定電流動作状態から定電圧動作状態に選
択切換し、次に定電圧動作状態で、切換えたレンジにお
ける所望の定電流発生のための入力電圧設定を行ない、
その後に、元の定電流動作状態に復帰させる。
【００１７】
【実施例】図１は、第１実施例の電気回路図である。
【００１８】図１において、マイクロプロセッサＣＰＵ
は、発生すべき定電流の設定値をＤ／Ａ変換器ＤＡ1
へ、また定電圧の設定値をＤＡ2 へ送信するもので、そ
の他にも信号＊ＩＳＲＣＨの発生、スイッチの開閉等の
制御を行なう。
は、発生すべき定電流の設定値をＤ／Ａ変換器ＤＡ1
へ、また定電圧の設定値をＤＡ2 へ送信するもので、そ
の他にも信号＊ＩＳＲＣＨの発生、スイッチの開閉等の
制御を行なう。
【００１９】Ｄ／Ａ変換器ＤＡ1 は、デジタル信号をア
ナログ信号に変換した定電流制御値を出力する。Ｄ／Ａ
変換器ＤＡ1 の出力側は入力抵抗Ｒ1 を介して演算増幅
器Ａ1 の反転入力端子に接続され、またＤ／Ａ変換器Ｄ
Ａ2 の出力側は、スイッチＳ2 、入力抵抗Ａ3 を介して
演算増幅器Ａ2 の反転入力端子に接続される。演算増幅
器Ａ1 ，Ａ2 の出力端子と反転入力端子との間には、ダ
イオードから成る飽和防止回路が設けられ、また非反転
入力端子は接地される。演算増幅器Ａ1 は切換回路Ｓ
5 、出力増幅器Ａ3 に接続され、電流検出用抵抗ＲS
（ＲS1//ＲS2）及び負荷ＲL に定電流ＩS が出力される
と共に、電流検出用抵抗ＲS の両端電圧が差動増幅器Ａ
4 、帰還抵抗Ｒ2 を経て演算増幅器Ａ1 の反転入力端子
に負帰還され、これらで定電流制御回路を形成してい
る。負荷ＲL の他端は接地されている。演算増幅器Ａ2
は切換回路Ｓ5 、出力増幅器Ａ3 に接続され、電流検出
用抵抗ＲS と負荷ＲL との中間点Ｄの出力端子電圧ＶD
を電圧検出用増幅器Ａ5 、帰還抵抗Ｒ4 を経て、演算増
幅器Ａ2 の反転入力端子に負帰還し、これらで、定電圧
制御回路を形成しているとともに、演算増幅器Ａ2 の出
力電圧は、比較器Ａ8 の反転入力端子に供給され非反転
入力端子の基準電圧ＶTHと比較される。
ナログ信号に変換した定電流制御値を出力する。Ｄ／Ａ
変換器ＤＡ1 の出力側は入力抵抗Ｒ1 を介して演算増幅
器Ａ1 の反転入力端子に接続され、またＤ／Ａ変換器Ｄ
Ａ2 の出力側は、スイッチＳ2 、入力抵抗Ａ3 を介して
演算増幅器Ａ2 の反転入力端子に接続される。演算増幅
器Ａ1 ，Ａ2 の出力端子と反転入力端子との間には、ダ
イオードから成る飽和防止回路が設けられ、また非反転
入力端子は接地される。演算増幅器Ａ1 は切換回路Ｓ
5 、出力増幅器Ａ3 に接続され、電流検出用抵抗ＲS
（ＲS1//ＲS2）及び負荷ＲL に定電流ＩS が出力される
と共に、電流検出用抵抗ＲS の両端電圧が差動増幅器Ａ
4 、帰還抵抗Ｒ2 を経て演算増幅器Ａ1 の反転入力端子
に負帰還され、これらで定電流制御回路を形成してい
る。負荷ＲL の他端は接地されている。演算増幅器Ａ2
は切換回路Ｓ5 、出力増幅器Ａ3 に接続され、電流検出
用抵抗ＲS と負荷ＲL との中間点Ｄの出力端子電圧ＶD
を電圧検出用増幅器Ａ5 、帰還抵抗Ｒ4 を経て、演算増
幅器Ａ2 の反転入力端子に負帰還し、これらで、定電圧
制御回路を形成しているとともに、演算増幅器Ａ2 の出
力電圧は、比較器Ａ8 の反転入力端子に供給され非反転
入力端子の基準電圧ＶTHと比較される。
【００２０】切換回路Ｓ5 は、演算増幅器Ａ1 及びＡ2
の出力状態に応じていずれかの出力を選択することので
きるもので、この詳細については後述する。
の出力状態に応じていずれかの出力を選択することので
きるもので、この詳細については後述する。
【００２１】また、出力端子電圧ＶD は、電圧検出用増
幅器Ａ5 を介して、反転増幅器Ａ6で反転出力された
後、スイッチＳ3 を介してコンデンサＣ1 にサンプリン
グホールドされる。このサンプリングホールド出力増幅
器Ａ7 の出力ＶH は、演算増幅器Ａ2 の反転入力端子に
入力スイッチＳ2 の切換えによって接続可能であり、ま
た、コンデンサＣ1 は、比較器Ａ8 の出力とマイクロプ
ロセッサＣＰＵからの信号＊ＩＳＲＣＨとが入力される
ＮＯＲゲートＧ1 の出力によってスイッチＳ4 を介して
放電される。
幅器Ａ5 を介して、反転増幅器Ａ6で反転出力された
後、スイッチＳ3 を介してコンデンサＣ1 にサンプリン
グホールドされる。このサンプリングホールド出力増幅
器Ａ7 の出力ＶH は、演算増幅器Ａ2 の反転入力端子に
入力スイッチＳ2 の切換えによって接続可能であり、ま
た、コンデンサＣ1 は、比較器Ａ8 の出力とマイクロプ
ロセッサＣＰＵからの信号＊ＩＳＲＣＨとが入力される
ＮＯＲゲートＧ1 の出力によってスイッチＳ4 を介して
放電される。
【００２２】電流レンジの切換は、電流検出用抵抗ＲS
を形成する、レンジＩのための抵抗ＲS1と、レンジIIの
ためのレンジスイッチＳ1 で並列接続される抵抗Ｒ
S2（この時の並列抵抗をＲS3で表わす）とによる。
を形成する、レンジＩのための抵抗ＲS1と、レンジIIの
ためのレンジスイッチＳ1 で並列接続される抵抗Ｒ
S2（この時の並列抵抗をＲS3で表わす）とによる。
【００２３】次に、第１実施例の動作について説明す
る。図２は動作のタイミングチャートであり、図３は処
理手順を示すフローチャートである。
る。図２は動作のタイミングチャートであり、図３は処
理手順を示すフローチャートである。
【００２４】電流レンジＩの時、電流検出用抵抗ＲS は
ＲS1、Ｄ／Ａ変換器ＤＡ1 は設定電圧Ｅになっており、
レンジスイッチＳ1 はオフになっている。
ＲS1、Ｄ／Ａ変換器ＤＡ1 は設定電圧Ｅになっており、
レンジスイッチＳ1 はオフになっている。
【００２５】これを今、電流レンジIIに切換えるため
に、レンジスイッチＳ1 をオンにして電流検出用並列抵
抗ＲS3とし、さらにレンジII内で所望の定電流を得るた
めに、Ｄ／Ａ変換器ＤＡ1 の設定電圧をＥ1 からＥ2 に
切換える時、レンジ切換から設定電圧の切換までの間の
出力電流が同じになるようにすることについて説明す
る。
に、レンジスイッチＳ1 をオンにして電流検出用並列抵
抗ＲS3とし、さらにレンジII内で所望の定電流を得るた
めに、Ｄ／Ａ変換器ＤＡ1 の設定電圧をＥ1 からＥ2 に
切換える時、レンジ切換から設定電圧の切換までの間の
出力電流が同じになるようにすることについて説明す
る。
【００２６】説明を簡単にするため、ここではＲ1 ＝Ｒ
2 ，Ｒ3 ＝Ｒ4 とすると、ＩS1＝Ｅ1 ／ＲS1，ＩS2＝Ｅ
2 ／ＲS3であるが、レンジ切換直後の出力電流ＩS2につ
いて、遮断することなくＩS1と変わらない関係、即ちＩ
S1＝ＩS2とするためには、Ｄ／Ａ変換器ＤＡ1 の出力
は、設定電圧Ｅ1 からＥ2 ＝ＲS3／ＲS1・Ｅ1 の値に変
更すればよいことになる。いま、 １）最初の電流レンジＩの状態では、レンジスイッチＳ
1 ＝オフ、入力スイッチＳ2 ＝Ｓ2a、サンプルスイッチ
Ｓ3 ＝オン、スイッチＳ4 ＝オフ、＊ＩＳＲＣＨ＝Ｈ、
Ｄ／Ａ変換器ＤＡ1 ＝Ｅ1 となっており、定電流動作を
行なっているので、切換回路Ｓ5 は演算増幅器Ａ1 を選
択している。この状態では、サンプルホールド回路Ａ7
はサンプリング状態でありＶH ＝ＶG ＝−（ＶD ＋α）
＝−（ＩS1ＲL ＋α）になっている。ここで、αは、反
転増幅器Ａ6 に加えたオフセット電圧であり、入力スイ
ッチＳ2 を接点Ｓ2aからＳ2bに切換えた時、この切換え
だけでは、定電流動作から定電圧動作へと切換わらない
ようにするためにある。 ２）サンプルスイッチＳ3 をオフにして、定電流時の出
力端子電圧を、逆極性にしたＶH ＝−（ＩS1ＲL ＋α）
の電圧をホールドする（処理３１）。 ３）レンジＩからレンジIIに切換える場合、先ず、入力
スイッチＳ2 を接点Ｓ2bにオンする。ここで、定電圧制
御回路の演算増幅器Ａ2 の入力は、電圧ＶB から切換わ
ってホールド電圧ＶH になるが、ＶH ＝−（ＩS1ＲL ＋
α）であるために、演算増幅器Ａ2 は動作せず、したが
って比較器Ａ8 の入力電圧ＶJ の値も変わらない。 ４）次に、マイクロプロセッサＣＰＵからの信号＊ＩＳ
ＲＣＨを“Ｌ”にする（処理３２）。これにより、スイ
ッチＳ4 がオンになり、サンプルホールド回路の出力Ｖ
H は、コンデンサＣ1 が放電するために徐々に−（ＩS1
ＲL ＋α）から０Ｖへと上昇していく。 ５）ホールド回路の出力ＶH が０Ｖに動いてゆき、やが
てＶH ＝−（ＩS1・ＲL）になった時、演算増幅器Ａ2
が動作を始め、定電流動作から定電圧動作へと切換わ
る。この切換えは、切換回路Ｓ5 によって自動的に行な
われる。 ６）定電圧動作へ切換わったら、比較器Ａ8 によりこれ
が検出され（処理３３）、その出力ＶI が反転され、ス
イッチＳ4 がオフにある。 ７）この定電圧動作状態で、レンジＩからレンジIIに切
換えるためレンジスイッチＳ1 をオンにし（処理３
４）、さらにレンジIIで所望の定電流を得るために、Ｄ
／Ａ変換器ＤＡ1 の出力ＶA を電圧Ｅ1 から前述の電圧
Ｅ2 に切換える（処理３５）。この定電圧動作状態にお
いても、出力にノイズが出ないようにするためには、レ
ンジスイッチＳ1 に半導体スイッチを使い、定電圧制御
系のレンポンスより充分遅いランプ波でスイッチをコン
トロールする事により可能である。これについては、後
述する。 ８）定電圧動作状態で電流検出用抵抗ＲS 及びＤ／Ａ変
換器ＤＡ1 の出力を変更した後の端子電圧ＶD は、定電
圧のままで変化しないため、従来技術に見られた、切換
時に発生するスパイク状ノイズが除去できるとともに、
負荷ＲL がこの間に変化しないかぎり、出力電流ＩS は
一定のままである。 ９）次に、定電圧動作状態を定電流動作状態に戻す動作
を行なうが、先ず入力スイッチＳ2 を接点Ｓ2bから接点
Ｓ2aに切換える。これにより演算増幅器Ａ2 の入力電圧
ＶE は、切換える前の電圧ＶB となるため、演算増幅器
Ａ2 は動作しなくなり、電圧ＶJ が変化し、比較器Ａ8
の出力ＶI は“Ｌ”になる。 １０）ここで、マイクロプロセッサＣＰＵからの信号＊
ＩＳＲＣＨが“Ｌ”になっていると、スイッチＳ4 が再
びオンにあるので、信号＊ＩＳＲＣＨは入力スイッチＳ
2 を接点Ｓ2bから接点Ｓ2aに切換えると同時に“Ｈ”に
しておく（処理３６）。 １１）また、サンプルホールド出力増幅器Ａ7 をサンプ
リング状態に戻すために、サンプルスイッチＳ3 をオン
にする（処理３７）。
2 ，Ｒ3 ＝Ｒ4 とすると、ＩS1＝Ｅ1 ／ＲS1，ＩS2＝Ｅ
2 ／ＲS3であるが、レンジ切換直後の出力電流ＩS2につ
いて、遮断することなくＩS1と変わらない関係、即ちＩ
S1＝ＩS2とするためには、Ｄ／Ａ変換器ＤＡ1 の出力
は、設定電圧Ｅ1 からＥ2 ＝ＲS3／ＲS1・Ｅ1 の値に変
更すればよいことになる。いま、 １）最初の電流レンジＩの状態では、レンジスイッチＳ
1 ＝オフ、入力スイッチＳ2 ＝Ｓ2a、サンプルスイッチ
Ｓ3 ＝オン、スイッチＳ4 ＝オフ、＊ＩＳＲＣＨ＝Ｈ、
Ｄ／Ａ変換器ＤＡ1 ＝Ｅ1 となっており、定電流動作を
行なっているので、切換回路Ｓ5 は演算増幅器Ａ1 を選
択している。この状態では、サンプルホールド回路Ａ7
はサンプリング状態でありＶH ＝ＶG ＝−（ＶD ＋α）
＝−（ＩS1ＲL ＋α）になっている。ここで、αは、反
転増幅器Ａ6 に加えたオフセット電圧であり、入力スイ
ッチＳ2 を接点Ｓ2aからＳ2bに切換えた時、この切換え
だけでは、定電流動作から定電圧動作へと切換わらない
ようにするためにある。 ２）サンプルスイッチＳ3 をオフにして、定電流時の出
力端子電圧を、逆極性にしたＶH ＝−（ＩS1ＲL ＋α）
の電圧をホールドする（処理３１）。 ３）レンジＩからレンジIIに切換える場合、先ず、入力
スイッチＳ2 を接点Ｓ2bにオンする。ここで、定電圧制
御回路の演算増幅器Ａ2 の入力は、電圧ＶB から切換わ
ってホールド電圧ＶH になるが、ＶH ＝−（ＩS1ＲL ＋
α）であるために、演算増幅器Ａ2 は動作せず、したが
って比較器Ａ8 の入力電圧ＶJ の値も変わらない。 ４）次に、マイクロプロセッサＣＰＵからの信号＊ＩＳ
ＲＣＨを“Ｌ”にする（処理３２）。これにより、スイ
ッチＳ4 がオンになり、サンプルホールド回路の出力Ｖ
H は、コンデンサＣ1 が放電するために徐々に−（ＩS1
ＲL ＋α）から０Ｖへと上昇していく。 ５）ホールド回路の出力ＶH が０Ｖに動いてゆき、やが
てＶH ＝−（ＩS1・ＲL）になった時、演算増幅器Ａ2
が動作を始め、定電流動作から定電圧動作へと切換わ
る。この切換えは、切換回路Ｓ5 によって自動的に行な
われる。 ６）定電圧動作へ切換わったら、比較器Ａ8 によりこれ
が検出され（処理３３）、その出力ＶI が反転され、ス
イッチＳ4 がオフにある。 ７）この定電圧動作状態で、レンジＩからレンジIIに切
換えるためレンジスイッチＳ1 をオンにし（処理３
４）、さらにレンジIIで所望の定電流を得るために、Ｄ
／Ａ変換器ＤＡ1 の出力ＶA を電圧Ｅ1 から前述の電圧
Ｅ2 に切換える（処理３５）。この定電圧動作状態にお
いても、出力にノイズが出ないようにするためには、レ
ンジスイッチＳ1 に半導体スイッチを使い、定電圧制御
系のレンポンスより充分遅いランプ波でスイッチをコン
トロールする事により可能である。これについては、後
述する。 ８）定電圧動作状態で電流検出用抵抗ＲS 及びＤ／Ａ変
換器ＤＡ1 の出力を変更した後の端子電圧ＶD は、定電
圧のままで変化しないため、従来技術に見られた、切換
時に発生するスパイク状ノイズが除去できるとともに、
負荷ＲL がこの間に変化しないかぎり、出力電流ＩS は
一定のままである。 ９）次に、定電圧動作状態を定電流動作状態に戻す動作
を行なうが、先ず入力スイッチＳ2 を接点Ｓ2bから接点
Ｓ2aに切換える。これにより演算増幅器Ａ2 の入力電圧
ＶE は、切換える前の電圧ＶB となるため、演算増幅器
Ａ2 は動作しなくなり、電圧ＶJ が変化し、比較器Ａ8
の出力ＶI は“Ｌ”になる。 １０）ここで、マイクロプロセッサＣＰＵからの信号＊
ＩＳＲＣＨが“Ｌ”になっていると、スイッチＳ4 が再
びオンにあるので、信号＊ＩＳＲＣＨは入力スイッチＳ
2 を接点Ｓ2bから接点Ｓ2aに切換えると同時に“Ｈ”に
しておく（処理３６）。 １１）また、サンプルホールド出力増幅器Ａ7 をサンプ
リング状態に戻すために、サンプルスイッチＳ3 をオン
にする（処理３７）。
【００２７】以上の動作によって、定電流レンジＩから
レンジIIに切換わり、その切換え前後の出力端に電圧
は、変化せずに切換わることができるため、ノイズは発
生しない。
レンジIIに切換わり、その切換え前後の出力端に電圧
は、変化せずに切換わることができるため、ノイズは発
生しない。
【００２８】次に、前記レンジスイッチＳ1 について説
明する。図９は、スイッチＳ1 の回路図である。電流検
出用抵抗ＲS1と並列に半導体スイッチＳ1 を介して抵抗
器ＲS2が接続され、その半導体スイッチの制御入力端子
Ｇと増幅器Ａ3 の出力端子との間に第１コンデンサＣS1
が接続され、また半導体スイッチＳ1 の制御入力端子は
第２コンデンサＣS2を通じて負荷回路側に接続される。
さらにこの半導体スイッチＳ1 の制御入力端子は高出力
インピーダンスの制御信号発生器ＳＧに接続される。こ
の制御信号発生器の出力により半導体スイッチの導通不
導通が制御される。
明する。図９は、スイッチＳ1 の回路図である。電流検
出用抵抗ＲS1と並列に半導体スイッチＳ1 を介して抵抗
器ＲS2が接続され、その半導体スイッチの制御入力端子
Ｇと増幅器Ａ3 の出力端子との間に第１コンデンサＣS1
が接続され、また半導体スイッチＳ1 の制御入力端子は
第２コンデンサＣS2を通じて負荷回路側に接続される。
さらにこの半導体スイッチＳ1 の制御入力端子は高出力
インピーダンスの制御信号発生器ＳＧに接続される。こ
の制御信号発生器の出力により半導体スイッチの導通不
導通が制御される。
【００２９】つまり制御信号発生器ＳＧからの制御信号
が第１，第２コンデンサＣS1，ＣS2を徐々に充電し、こ
れに伴って半導体スイッチＳ1 を徐々にオンにし、これ
に伴って負荷回路の一端の電圧ＶD が僅か変化すると、
この変化分は帰還（図１参照）を通じて増幅器Ａ3 の出
力端子に増幅されて現われ、つまり負荷回路の電圧が増
加した場合は増幅器Ａ3 の出力電圧は減少し、その増幅
器Ａ3 の出力は第１，第２コンデンサＣS1，ＣS2で分圧
されて半導体スイッチＳ1 の制御入力端子に負帰還さ
れ、負荷回路の一端の電圧はほぼ一定に保持される。こ
のようにして負荷回路の一端の電圧ＶD を一定に保持し
た状態で、制御信号発生器ＳＧの出力電圧の変化をこの
ループレスポンスより充分に遅くすると、出力端子電圧
ＶD がほとんど動かない状態で半導体スイッチＳ1 をオ
ンにすることができ、出力端子Ｄにおけるスパイク雑音
が抑制される。
が第１，第２コンデンサＣS1，ＣS2を徐々に充電し、こ
れに伴って半導体スイッチＳ1 を徐々にオンにし、これ
に伴って負荷回路の一端の電圧ＶD が僅か変化すると、
この変化分は帰還（図１参照）を通じて増幅器Ａ3 の出
力端子に増幅されて現われ、つまり負荷回路の電圧が増
加した場合は増幅器Ａ3 の出力電圧は減少し、その増幅
器Ａ3 の出力は第１，第２コンデンサＣS1，ＣS2で分圧
されて半導体スイッチＳ1 の制御入力端子に負帰還さ
れ、負荷回路の一端の電圧はほぼ一定に保持される。こ
のようにして負荷回路の一端の電圧ＶD を一定に保持し
た状態で、制御信号発生器ＳＧの出力電圧の変化をこの
ループレスポンスより充分に遅くすると、出力端子電圧
ＶD がほとんど動かない状態で半導体スイッチＳ1 をオ
ンにすることができ、出力端子Ｄにおけるスパイク雑音
が抑制される。
【００３０】制御信号発生器ＳＧの出力電圧を負方向へ
動かし、半導体スイッチＳ1 をオフにする場合も同様の
負帰還がかかりスパイクノイズは抑制される。
動かし、半導体スイッチＳ1 をオフにする場合も同様の
負帰還がかかりスパイクノイズは抑制される。
【００３１】制御信号発生器ＳＧは例えばトランジスタ
で構成された正の定電流源と負の定電流源とを備え、半
導体スイッチＳ1 をオンにする時はその正の定電流源を
動作状態とし、半導体スイッチＳ1 をオフにする時は負
の定電流源を動作状態とすればよい。
で構成された正の定電流源と負の定電流源とを備え、半
導体スイッチＳ1 をオンにする時はその正の定電流源を
動作状態とし、半導体スイッチＳ1 をオフにする時は負
の定電流源を動作状態とすればよい。
【００３２】次に、前記切換回路Ｓ5 による定電流動作
状態、定電圧動作状態間の移行について、図１を参照し
ながら説明する。
状態、定電圧動作状態間の移行について、図１を参照し
ながら説明する。
【００３３】Ａ．定電流動作から定電圧動作の場合（前
記動作５）は以下の様にして切換わる。
記動作５）は以下の様にして切換わる。
【００３４】ＶH ＝−（ＩS1ＲL ）になった時、演算
増幅器Ａ2 の出力が正から負へ動き始める。
増幅器Ａ2 の出力が正から負へ動き始める。
【００３５】これにより演算増幅器Ａ2 の出力のダイ
オードはオフからオンになる。
オードはオフからオンになる。
【００３６】その為に出力増幅器Ａ3 の入力電流は正
方向へ増加する。
方向へ増加する。
【００３７】その結果、Ａ3 の出力電流は減少する方
向へ動き、演算増幅器Ａ1 の入力に入る帰還電圧が減少
し、Ａ1 の出力は正方向へ動く。
向へ動き、演算増幅器Ａ1 の入力に入る帰還電圧が減少
し、Ａ1 の出力は正方向へ動く。
【００３８】これにより、出力増幅器Ａ3 の入力電流
は負方向へ増加する。
は負方向へ増加する。
【００３９】この為Ａ3 の出力電圧が増加し、電圧検
出用増幅器Ａ5 の出力は正方向へ動く。
出用増幅器Ａ5 の出力は正方向へ動く。
【００４０】これか演算増幅器Ａ2 に帰還される為、
Ａ2 の出力はさらに負方向へ動こうとする。
Ａ2 の出力はさらに負方向へ動こうとする。
【００４１】以上の〜の動作により、演算増幅器
Ａ1 の出力はより正方向へ、演算増幅器Ａ2 の出力はよ
り負方向へ動いて行き、制御権をあらそう様に動作す
る。
Ａ1 の出力はより正方向へ、演算増幅器Ａ2 の出力はよ
り負方向へ動いて行き、制御権をあらそう様に動作す
る。
【００４２】しかし、演算増幅器Ａ1 はクランプダイオ
ードＤ3 の為に一定電圧までしかあがらない為、制御権
を失ない、演算増幅器Ａ2 が制御する定電圧動作状態と
なる。
ードＤ3 の為に一定電圧までしかあがらない為、制御権
を失ない、演算増幅器Ａ2 が制御する定電圧動作状態と
なる。
【００４３】この状態ではＡ2 の出力はＯＶ，Ａ1 の出
力は＋０．６Ｖとなり、Ａ1 の出力のダイオードはオフ
になる。
力は＋０．６Ｖとなり、Ａ1 の出力のダイオードはオフ
になる。
【００４４】Ｂ．定電圧動作から定電流動作への場合
（前記動作９）は以下の様にして切換わる。
（前記動作９）は以下の様にして切換わる。
【００４５】演算増幅器Ａ2 の入力が負方向へ動くと
Ａ2 の出力は正方向へ動き、出力増幅器Ａ3 の入力電流
を負方向へ増加する。
Ａ2 の出力は正方向へ動き、出力増幅器Ａ3 の入力電流
を負方向へ増加する。
【００４６】その為にＡ3 の出力電流が増加する方向
へ動き、演算増幅器Ａ1 に入力される帰還が増加する。
へ動き、演算増幅器Ａ1 に入力される帰還が増加する。
【００４７】演算増幅器Ａ1 の出力は負方向へ動き始
めて行き、出力増幅器Ａ3 の入力電流を正方向へ増加さ
せようとする。
めて行き、出力増幅器Ａ3 の入力電流を正方向へ増加さ
せようとする。
【００４８】これにより出力電圧が低下しようとする
為、演算増幅器Ａ2 に入力される帰還が減少し、Ａ2 の
出力はより正方向へ動く。
為、演算増幅器Ａ2 に入力される帰還が減少し、Ａ2 の
出力はより正方向へ動く。
【００４９】この様にして、演算増幅器Ａ2 の出力は
正方向へ、演算増幅器Ａ1 の出力は負方向へ動いてい
く。
正方向へ、演算増幅器Ａ1 の出力は負方向へ動いてい
く。
【００５０】演算増幅器Ａ2 の出力はＯＶから正方向
へ動き、演算増幅器Ａ1 の出力が＋０．６ＶからＯＶに
なった時には、Ａ2 の出力のダイオードはオフし、Ａ1
の出力のダイオードがオンになる。
へ動き、演算増幅器Ａ1 の出力が＋０．６ＶからＯＶに
なった時には、Ａ2 の出力のダイオードはオフし、Ａ1
の出力のダイオードがオンになる。
【００５１】この為、Ａ2 の出力は切りはなされ、制御
できなくなり、クランプダイオードＤ4 ，Ｄ5 が動作す
るまで正方向へふれる。
できなくなり、クランプダイオードＤ4 ，Ｄ5 が動作す
るまで正方向へふれる。
【００５２】次に、図４は、第１実施例（図１）におけ
るサンプル／ホールド回路を変更した第２実施例の電気
回路図である。
るサンプル／ホールド回路を変更した第２実施例の電気
回路図である。
【００５３】第１実施例では出力電圧と逆極性の電圧−
（ＶD ＋α）をサンプリングし、その電圧ＶH をＤ／Ａ
コンバータＤＡ2 の代わりに入力スイッチＳ2 を介して
与え、その後、ホールド電圧を徐々に低下させて、定電
流→定電圧への切換えを切換回路Ｓ5 で行なうものであ
る。これに対して、第２実施例は、出力と逆極性の電圧
のサンプリングを行わずに、Ｄ／ＡコンバータＤＡ2 か
らの出力をサンプリングし、この値を徐々に低下させる
ことで、定電流→定電圧への切換えを行なう点に特徴が
あり、その他の作用については第１実施例と同じであ
る。図５はこの実施例のタイミングチャートである。
（ＶD ＋α）をサンプリングし、その電圧ＶH をＤ／Ａ
コンバータＤＡ2 の代わりに入力スイッチＳ2 を介して
与え、その後、ホールド電圧を徐々に低下させて、定電
流→定電圧への切換えを切換回路Ｓ5 で行なうものであ
る。これに対して、第２実施例は、出力と逆極性の電圧
のサンプリングを行わずに、Ｄ／ＡコンバータＤＡ2 か
らの出力をサンプリングし、この値を徐々に低下させる
ことで、定電流→定電圧への切換えを行なう点に特徴が
あり、その他の作用については第１実施例と同じであ
る。図５はこの実施例のタイミングチャートである。
【００５４】また、第１及び第２実施例は、出力電圧，
電流がプラスの片極性の場合であるが、次に、図６及び
図８に出力電流，電圧が両極性の場合の実施例を示す。
電流がプラスの片極性の場合であるが、次に、図６及び
図８に出力電流，電圧が両極性の場合の実施例を示す。
【００５５】図６の実施例は、出力電圧を絶対値回路Ａ
13によって、正電極に変換し、正電極に変換した値をサ
ンプリングして、Ｄ／ＡコンバータＤＡ2 の代わりに与
え、その後、徐々に低下させて定電流→定電圧への切換
えを行なう。図７はこの実施例のタイミングチャートを
示す。
13によって、正電極に変換し、正電極に変換した値をサ
ンプリングして、Ｄ／ＡコンバータＤＡ2 の代わりに与
え、その後、徐々に低下させて定電流→定電圧への切換
えを行なう。図７はこの実施例のタイミングチャートを
示す。
【００５６】図８の実施例は、“出力電圧と逆極性の電
圧＋α”の値でサンプリングした電圧をＤ／Ａコンバー
タＤＡ2 の代わりに与え、徐々に低下させて定電流→定
電圧への切換えを行なうが、徐々に低下させる方向が正
と負とで異なるため正負の２つの定電流源Ｉ1 ，Ｉ2 と
そのためのスイッチＳ4 ，Ｓ7 とを設けたことと、定電
流→定電圧への切換えのためにＤ／ＡコンバータＤＡ2
の代わりに、徐々に低下するホールド電圧を異なる箇所
に印加するためのスイッチＳ8 を設けてある。
圧＋α”の値でサンプリングした電圧をＤ／Ａコンバー
タＤＡ2 の代わりに与え、徐々に低下させて定電流→定
電圧への切換えを行なうが、徐々に低下させる方向が正
と負とで異なるため正負の２つの定電流源Ｉ1 ，Ｉ2 と
そのためのスイッチＳ4 ，Ｓ7 とを設けたことと、定電
流→定電圧への切換えのためにＤ／ＡコンバータＤＡ2
の代わりに、徐々に低下するホールド電圧を異なる箇所
に印加するためのスイッチＳ8 を設けてある。
【００５７】図６，図８の実施例の負の電圧制限の動作
原理は、正の電圧制限である第１実施例の場合と同様で
あるので、特に説明はしない。
原理は、正の電圧制限である第１実施例の場合と同様で
あるので、特に説明はしない。
【００５８】
【考案の効果】以上説明したように、本考案は、定電流
発生装置として、電流レンジの切換えの際に、発生電流
を遮断することなく、しかも、短時間の間、定電流動作
状態から定電圧動作状態に切換えることで、この間に発
生するスパイクノイズ等の影響を抑えることができ、ま
た時間的にも迅速に対応できるという効果を奏するもの
である。
発生装置として、電流レンジの切換えの際に、発生電流
を遮断することなく、しかも、短時間の間、定電流動作
状態から定電圧動作状態に切換えることで、この間に発
生するスパイクノイズ等の影響を抑えることができ、ま
た時間的にも迅速に対応できるという効果を奏するもの
である。
【図１】第１実施例の構成を示す電気回路図。
【図２】第１実施例の動作を示すタイミングチャート。
【図３】第１実施例の処理手順を示すフローチャート。
【図４】第２実施例の構成を示す電気回路図。
【図５】第２実施例の動作を示すタイミングチャート。
【図６】第３実施例の構成を示す電気回路図。
【図７】第３実施例の動作を示すタイミングチャート。
【図８】第４実施例の構成を示す電気回路図。
【図９】レンジスイッチＳ1 の構成を示す電気回路図。
【図１０】従来例の構成を示す電気回路図。
【図１１】スイッチの切換時に発生するスパイクノイズ
の波形を示す図。
の波形を示す図。
【符号の説明】 Ａ1 定電流制御用演算増幅器 Ａ2 ，Ａ12 定電圧制御用演算増幅器 Ａ3 出力増幅器 Ａ4 電流検出用差動増幅器 Ａ5 電圧検出用増幅器 Ａ6 反転増幅器 Ａ7 サンプル／ホールド出力増幅器 Ａ8 比較器 ＤＡ1 ，ＤＡ2 Ｄ／Ａ変換器 Ｓ1 レンジスイッチ Ｓ2 入力スイッチ Ｓ3 サンプリングスイッチ Ｓ4 スイッチ Ｓ5 切換回路 Ｃ1 ホールドコンデンサ Ｄ1 ダイオードスイッチ ＲS1，ＲS2 電流検出用抵抗 ＲL 負荷 ＶＩ1 ，ＶＩ2 電圧電流変換器 ＣＰＵ マイクロプロセッサ
Claims (4)
- 【請求項１】 抵抗およびレンジ切換スイッチとからな
る電流レンジ回路を介して負荷へ流れる電流を検出する
電流検出回路と、該電流検出回路の出力電圧と第１の基
準電圧とを比較して定電流出力を発生する定電流制御回
路とから成る電流レンジ付定電流発生装置において、 前記電流レンジ回路の端子電圧を検出する端子電圧検出
回路と、 前記端子電圧検出回路の出力電圧と第２の基準電圧とを
比較して定電圧出力を発生する定電圧制御回路と、 前記定電流制御回路および定電圧制御回路の出力に応じ
て一方の出力を選択する切換回路と、 前記切換回路による定電流制御回路の選択時に、前記端
子電圧検出回路の出力の反転電圧をサンプリングしホー
ルドするサンプリングホールド回路と、 前記定電圧制御回路の出力電圧と第３の基準電圧とを比
較し、比較出力によって前記サンプリングホールド回路
に蓄積した電荷を放電させる切換スイッチ回路と、 レンジ切換時に前記サンプリングホールド回路の出力と
前記第２の基準電圧とを切換えて前記定電圧制御回路に
入力する入力切換スイッチとを具備する電流レンジ付定
電流発生装置。 - 【請求項２】 前記切換回路による定電流制御回路の選
択時に、Ｄ／Ａコンバータからの出力電圧をサンプリン
グし、ホールドするサンプリングホールド回路であるこ
とを特徴とする請求項１記載の電流レンジ付定電流発生
装置。 - 【請求項３】 請求項１記載の電流レンジ付定電流発生
装置において、端子電圧検出回路の出力電圧と第４の基
準電圧とを比較して定電圧出力を発生する第２の定電圧
制御回路と、前記定電流制御回路および２つの定電圧制
御回路の出力に応じて一つの出力を選択する切換回路
と、前記切換回路による定電流制御回路の選択時に、前
記端子電圧検出回路の出力の絶対値電圧をサンプリング
し、ホールドするサンプリングホールド回路と、２つの
定電圧制御回路の各出力電圧と第３の基準電圧とを比較
し、各比較出力によって前記サンプリングホールド回路
に蓄積した電荷を放電させる切換スイッチ回路とを具備
することを特徴とする電流レンジ付定電流発生装置。 - 【請求項４】 請求項１記載の電流レンジ付定電流発生
装置において、端子電圧検出回路の出力電圧と第４の基
準電圧とを比較して定電圧出力を発生する第２の定電圧
制御回路と、前記定電流制御回路および２つの定電圧制
御回路の出力に応じて一つの出力を選択する切換回路
と、２つの定電圧制御回路の各出力電圧と第３の基準電
圧とを比較し、各比較出力によって前記サンプリングホ
ールド回路に蓄積した電荷を放電させる切換スイッチ回
路と、レンジ切換時に前記サンプリングホールド回路の
出力を前記２つの定電圧制御回路のいずれかの入力端子
に切換える入力切換スイッチとを具備することを特徴と
する電流レンジ付定電流発生装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1992076330U JP2587173Y2 (ja) | 1992-11-05 | 1992-11-05 | 電流レンジ付定電流発生装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1992076330U JP2587173Y2 (ja) | 1992-11-05 | 1992-11-05 | 電流レンジ付定電流発生装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0643711U JPH0643711U (ja) | 1994-06-10 |
| JP2587173Y2 true JP2587173Y2 (ja) | 1998-12-14 |
Family
ID=13602346
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1992076330U Expired - Fee Related JP2587173Y2 (ja) | 1992-11-05 | 1992-11-05 | 電流レンジ付定電流発生装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2587173Y2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4536554B2 (ja) * | 2004-03-30 | 2010-09-01 | ローム株式会社 | 電子機器 |
| CN109739289B (zh) * | 2019-02-21 | 2023-12-05 | 福建星云电子股份有限公司 | 一种共用mos管稳压稳流双极型电路 |
-
1992
- 1992-11-05 JP JP1992076330U patent/JP2587173Y2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0643711U (ja) | 1994-06-10 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
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