JP4146442B2

JP4146442B2 - 負荷装置

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Publication number: JP4146442B2
Application number: JP2005061384A
Authority: JP
Inventors: 憲治似鳥; 作巳相澤; 征也福本; 知剛小山
Original assignee: Keisoku Giken Co Ltd
Current assignee: Keisoku Giken Co Ltd
Priority date: 2005-03-04
Filing date: 2005-03-04
Publication date: 2008-09-10
Anticipated expiration: 2025-03-04
Also published as: JP2006242866A

Description

本発明は、トランジスタ等の電気的な手段を用いてインピーダンスを調節することが可能な負荷装置に係り、例えば電源装置やバッテリー装置の負荷試験に用いられる負荷装置に関するものである。

電源装置やバッテリー装置などの研究開発や製造検査においては、負荷のインピーダンスを様々に設定して特性を試験するいわゆる負荷試験が欠かせない。この負荷試験では、例えばトランジスタ等の可変インピーダンス素子を用いてインピーダンスを任意に調節することができる電子負荷装置が広く一般に用いられている（特許文献１〜４参照）。
特開２００２−０９０４０４号公報特開２００２−０９１５７７号公報特許３４７０２９６号公報明細書特許３４７７６１９号公報明細書

通常、電子負荷装置において駆動可能な電流、電圧、電力の定格は、負荷として用いられるトランジスタの定格（電流定格、電圧定格、電力定格など）と、トランジスタに発生する熱を外部に排出する機構（ヒートシンクやファンなど）の性能によって決められている。特に電流や電力の定格は、トランジスタの発熱による制限が支配的であるため、その定格を高めるためにはヒートシンクのサイズを大きくしたり、トランジスタの使用数を増やす必要がある。

従来、この電子負荷装置の定格は、定常的に負荷が駆動され続けた場合におけるトランジスタの発熱を基準に設定されている。例えば、ある環境温度の元で一定電力を消費し続けた場合におけるトランジスタの温度が、その素子の定格で規定されている温度を超えないように、電子負荷装置の電流定格や電力定格が定められている。
この定格温度を超えた状態で駆動され続けると、トランジスタの特性が劣化する可能性があるため、通常は、ヒートシンク等に取り付けた温度センサによってトランジスタの温度を監視し、一定の温度に超えた場合には負荷電流を直ちに遮断する保護機能が設けられている。

一方、近年の電子負荷装置には、様々な波形の電流を模擬する機能が搭載されている。この機能によって、例えばプリンタやプラズマディスプレイなどに流れるパルス状の負荷電流を模擬することが可能である。

パルス状の負荷を模擬する場合、電子負荷装置は瞬時的に非常に大きな電流を流す必要がある。ところが、従来の電子負荷装置の定格は、上述のように定常的な負荷の駆動を想定して決められており、たとえ瞬時的であっても、定格を超える電流を流すことはできない。そのため、このようなパルス状の負荷を模擬する場合、パルスのピーク値における大きな電流や電力を定常的に駆動できるような非常に定格値の大きい電子負荷装置を用意する必要があった。

例えば試験に必要なパルスのピーク電流が実効電流の１０倍であるとすると、単純には実効電流の１０倍の定格電流を有する電子負荷装置を用意しなくてはならない。すなわち、実際に消費される電力より１０倍も大きな定格電力を有する電子負荷装置を用意しなくてはならならず、装置のサイズが無駄に大きくなるという不利益があった。

本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、装置サイズの大型化を抑制しつつ、瞬時的に大きなピークを有する負荷の試験を行うことができる負荷装置を提供することにある。

本発明によれば、インピーダンスの制御が可能な負荷部と、前記負荷部の電流、電圧および電力の少なくと１つを検出する検出部と、前記負荷部の温度に応じた信号であって、前記負荷部の電流、電圧および電力の少なくと１つの上限を設定する上限設定信号を複数生成する信号生成部と、前記負荷部の電流、電圧および電力の少なくと１つが、前記複数の上限設定信号によって設定される上限を超えないように前記負荷部のインピーダンスを制御する制御部とを有し、
前記信号生成部は、前記検出部の検出値と複数の所定の基準値との差をそれぞれ異なる時定数で時間について積分した結果に応じた前記複数の上限設定信号を生成する、
負荷装置が提供される。

好ましくは、前記負荷部の温度を電気信号に変換して出力する温度センサを有し、前記信号生成部は、前記負荷部の温度が高くなる場合は前記上限が低くなり、前記負荷部の温度が低くなる場合は前記上限が高くなるように、前記温度センサの出力信号に応じて前記所定の基準値を設定する。

また好ましくは、前記負荷部の温度を電気信号に変換して出力する温度センサを有し、前記信号生成部は、前記負荷部の温度が高くなる場合は前記時定数が短くなり、前記負荷部の温度が低くなる場合は前記時定数が長くなるように、前記温度センサの出力信号に応じて前記所定の基準値を設定する。

好ましくは、前記信号生成部は、前記信号検出部で検出される電圧に応じて、前記負荷部の電流および／または電力の上限設定信号を補正する。

好ましくは、前記信号生成部は、前記上限設定信号を設定するとき、前記上限設定信号が示す上限値が前記負荷部の可変インピーダンス素子の安全動作領域に適合するように、前記検出部で検出した電圧に応じて前記基準値を補正する、
または、前記検出部で検出した電圧に応じて前記時定数を補正する、
または、前記検出部で検出した電圧に応じて前記上限設定信号にオフセットを加算する、
または、前記検出部で検出した電圧に応じて前記上限設定信号に比例乗数を乗算する。

好ましくは、前記信号生成部は、第１の入力端子と、第２の入力端子と、出力端子とを有する第１の差動演算増幅器と、前記第１の差動演算増幅器の第１の入力端子に接続され、前記検出部において検出した電力を示す信号を前記第１の入力端子に入力する入力抵抗素子と、前記第１の差動演算増幅器の第２の入力端子に接続され、前記基準電力に相当する電圧を出力する基準電圧発生回路と、前記第１の差動演算増幅器の出力端子と前記第１の入力端子との間に設けられたキャパシタとを有し、
前記入力抵抗素子の抵抗値と前記キャパシタの静電容量値とで前記時定数を規定し、
前記第１の差動演算増幅器と、前記入力抵抗素子と、前記帰還用キャパシタとが協働して、前記第１の差動演算増幅器の第１の入力端子と第２の入力端子とに印加された電圧の差を演算して増幅し、前記増幅した差信号を前記時定数で積分して前記上限設定信号を生成する。

好ましくは、前記制御部は、前記電源装置の負荷電流の目標値を設定するための電圧を発生する電圧発生回路と、第１および第２の入力端子と、前記負荷部に含まれる前記可変インピーダンス素子の制御入力端子に接続されている出力端子とを有する第２の差動演算増幅回路と、前記電圧発生回路で発生された前記負荷電流の目標値を設定するための電圧の上限値を前記信号生成部から出力される前記上限設定信号に応じて制限して、前記第２の差動演算増幅回路の第１の入力端子に入力する、リミット回路と、前記インピーダンスの制御が可能な負荷部に含まれる前記可変インピーダンス素子に流れる電流を検出する抵抗素子とを有し、
前記抵抗素子と前記可変インピーダンス素子の出力部との接続点で前記前記第２の差動演算増幅回路の第２の入力端子に接続されており、
前記トランジスタと、前記第２の差動演算増幅回路と、前記抵抗素子とが定電流回路を構成しており、
前記第２の差動演算増幅回路は、第１の入力端子に印加される前記リミット回路の出力信号と、第２の入力端子に印加される前記抵抗素子の端子電圧との差を求めて増幅し、当該増幅した差信号を前記トランジスタの前記制御入力端子に印加する。
また好ましくは、前記検出部は、前記負荷部の電流を検出する電流検出部と、前記負荷部の電圧を検出する電圧検出部と、前記電流検出部による電流検出信号と前記電圧検出部による電圧検出信号とを乗算して電力を算出する乗算部とを有する。

本発明によれば、負荷部の電流、電圧および電力の少なくとも１つが、負荷部の温度に応じて設定される上限を超えないように制御されるため、定常的な定格の範囲内でしか動作できない場合に比べて、瞬時的に大きな電流や電圧、電力の駆動が可能である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。

＜第１の実施形態＞
図１は、本発明の第１の実施形態に係る電子負荷装置の構成の一例を示す図である。
図１に示す電子負荷装置は、負荷部２と、信号生成部３と、制御部４と、検出部５とを有する。
負荷部２は、本発明の負荷部の一実施形態である。信号生成部３は、本発明の信号生成部の一実施形態である。制御部４は、本発明の制御部の一実施形態である。検出部５は、本発明の検出部の一実施形態である。

負荷部２は、例えばトランジスタ等の可変インピーダンス素子を用いて構成されており、制御部４の制御に応じてインピーダンスを変化させる。負荷部２は、例えば図１に示すように、試験対象の電源装置１に接続されている。電源装置１は、例えば直流の定電圧電源装置であり、一定の直流電圧Ｖを負荷部２に印加する。負荷部２は、制御部４の制御に応じてインピーダンスを変化させることにより、電源装置１の負荷電流Ｉを所望の値に設定する。

制御部４は、負荷部２のインピーダンスを制御する。制御部４は、例えば負荷部の電流や電圧、電力、抵抗などを負帰還によって制御する回路を含む。制御部４は、例えば図示しないシステムコントローラ等の指令に従って、負荷部２の電流や電圧、電力、抵抗などが所望の値となるように、負荷部２のインピーダンスを制御する。

また制御部４は、信号生成部３において生成される上限設定信号Ｌ１，Ｌ２に応じて、負荷部２の電流や電力の上限を制御する。すなわち、負荷部２の電流や電力が、上限設定信号Ｌ１，Ｌ２によって設定される上限を超えないように、負荷部２のインピーダンスを制御する。

図２は、負荷部２および制御部４の構成の一例を示す図である。
図２の例において、負荷部２はｎチャンネル型のＭＯＳトランジスタ２１を有しており、制御部４は演算増幅器４１と、電流検出用の抵抗４２と、電圧発生回路４３と、リミット回路４４とを有している。

ＭＯＳトランジスタ２１のドレインは、電源装置１の一方の正出力端子に接続され、そのソースは抵抗４２を介して電源装置１の負出力端子に接続される。電源装置１の負出力端子は、基準電位Ｇに接続される。

演算増幅器４１の正入力端子はリミット回路４４を介して電圧発生回路４３の電圧出力に接続され、その負入力端子はＭＯＳトランジスタ２１のソースに接続され、その出力端子はＭＯＳトランジスタ２１のゲートに接続される。
演算増幅器４１は、正入力端子と負入力端子との電位差を増幅する。正入力端子が負入力端子に比べて高電位の場合、演算増幅器４１は、基準電位に対して正の電圧を出力し、負入力端子が正入力端子に比べて高電位になった場合は、基準電位に対して負の電圧を出力する。

電圧発生回路４３は、電源装置１の負荷電流の目標値を設定するための電圧Ｖｓｅｔを発生する。電圧発生回路４３は、例えば図示しないシステムコントローラ等の指令に従って出力電圧Ｖｓｅｔのレベルを変化させる。

リミット回路４４は、電圧発生回路４３から演算増幅器４１の正入力端子に入力される電圧の上限値を、後述の信号生成部３において生成される上限設定信号Ｌ１，Ｌ２に応じて制限する。すなわち、電圧発生回路４３の出力電圧Ｖｓｅｔが、上限設定信号Ｌ１，Ｌ２によって設定される電圧の上限値のうち何れか低い方を超える場合、リミット回路４４は、この低い方の上限値によって制限された電圧を演算増幅器４１の正入力端子に入力する。

図２に示す回路において、ＭＯＳトランジスタ２１、演算増幅器４１および抵抗４２の部分は、定電流回路を構成する。すなわち、電源装置１の負荷電流Ｉによって抵抗４２に発生する電圧と、演算増幅器４１の正入力端子に入力される電圧とがほぼ等しくなるように、ＭＯＳトランジスタ２１のゲート電圧が制御され、ＭＯＳトランジスタ２１のドレイン−ソース間のインピーダンスが調節される。
電圧発生回路４３の出力電圧Ｖｓｅｔが、上限設定信号Ｌ１，Ｌ２によって設定される上限値を超えない場合、電源装置１の出力には電圧発生回路４３の出力電圧に応じた負荷電流Ｉが流れる。
一方、電圧発生回路４３の出力電圧Ｖｓｅｔが上限設定信号Ｌ１，Ｌ２によって設定される上限値を超えると、演算増幅器４１の正入力端子に入力される電圧はこの上限値に制限されるため、電源装置１の負荷電流Ｉもこの上限値に応じた電流に制限される。
このように、図２に示す回路によれば、電源装置１の負荷電流Ｉが信号生成部３において生成される上限設定信号Ｌ１，Ｌ２に応じて制限される。

図１の説明に戻る。
検出部５は、負荷部２の電流または電力を検出する。
図１の例において、検出部５は、負荷部の電力を検出する。すなわち、図１に示す検出部５は、負荷部２の電流を検出する電流検出部５１と、負荷部２の電圧を検出する電圧検出部５２と、乗算器５３とを有する。乗算器５３は、電流検出部５１における負荷電流Ｉの検出値Ｉｓと、電圧検出部５２における負荷電圧Ｖの検出値Ｖｓとを乗算し、その乗算結果を負荷電力の検出値Ｐｓとして出力する。

信号生成部３は、負荷部２の温度に応じた信号であって、負荷部２の電流または電力の上限を設定する上限設定信号を生成する。
図１の例において、信号生成部３は、２つの積分回路３１および３２を有する。
積分回路３1は、検出部５の電力検出値Ｐｓと基準値Ｐ１との差を時定数τ１で積分した結果に応じた上限設定信号Ｌ１を生成する。
積分回路３２は、検出部５の電力検出値Ｐｓと基準値Ｐ２（Ｐ２＜Ｐ１）との差を時定数τ２（τ２＞τ１）で積分した結果に応じた上限設定信号Ｌ２を生成する。

図３は、積分回路３１の構成の一例を示す図である。
図３に示す積分回路３１は、演算増幅器３１１と、抵抗３１２と、キャパシタ３１３と、電圧発生回路３１４とを有する。

演算増幅器３１１の正入力端子には、電圧発生回路３１４で発生する基準値Ｐ１が入力される。また、演算増幅器３１１の負入力端子には、抵抗３１２を介して電力検出値Ｐｓが入力されるとともに、キャパシタ３１３を介して演算増幅器３１１の出力電圧が入力される。演算増幅器３１１の出力電圧が、上限設定信号Ｌ１に相当する。

図３に示す回路によると、演算増幅器３１１の出力電圧が正または負の電源電圧に飽和していない場合、演算増幅器３１１の正入力端子と負入力端子とがほぼ同じ電圧になるように負帰還の制御が働くため、抵抗３１２には電力検出値Ｐｓと基準値Ｐ１との差の電圧（Ｐｓ−Ｐ１）が印加される。抵抗３１２の抵抗値を‘Ｒ１’とすると、抵抗３１２の電流Ｉｒ１は次式で表される。

（数１）
Ｉｒ１＝（Ｐｓ−Ｐ１）／Ｒ１・・・（１）

この電流Ｉｒ１は、そのままキャパシタ３１３に流れ込んでキャパシタ３１３を充電するため、キャパシタ３１３の静電容量を‘Ｃ１’とすると、キャパシタの電圧Ｖｃ１は次のような時間積分で表される。

（数２）
Ｖｃ１＝−（１／τ１）×∫｛（Ｐｓ−Ｐ１｝ｄｔ・・・（２）
τ１＝Ｒ１×Ｃ１・・・（３）

したがって、上限設定信号Ｌ１は次式のように表される。

（数３）
Ｌ＝Ｐ１−（１／τ１）×∫｛（Ｐｓ−Ｐ１｝ｄｔ・・・（４）

このように、図３に示す回路において生成される上限設定信号Ｌ１は、電力検出値Ｐｓと基準値Ｐ１との差を時定数τ１で積分した結果に応じた信号になる。

なお、図３は積分回路３１の構成の一例を示す図であるが、積分回路３２についても図３と同様に、演算増幅器と抵抗とキャパシタを用いて構成することが可能である。

ここで、上述した構成を有する図１に示す電子負荷装置の動作を説明する。
図４は、図１に示す電子負荷装置において負荷電流Ｉの設定値をステップ状に変化させた場合における負荷電力の時間変化および負荷部２の温度の時間変化を例示する図である。
図４（Ａ）は、負荷電流の設定値Ｖｓｅｔ（図２における電圧発生回路４３の出力電圧）の時間変化を示す。図４（Ａ）の例では、時刻ｔ０でステップ状に立ち上がる３パターンの波形曲線ＣＶ１〜ＣＶ３が図解されている。
図４（Ｂ）は、負荷電力の時間変化を示す。図４（Ｂ）に示す３つの負過電力の波形曲線ＣＶ４，ＣＶ５，ＣＶ６は、それぞれ図４（Ａ）に示す３つの負荷設定値の波形曲線ＣＶ１，ＣＶ２，ＣＶ３に対応する。なお、電源装置１が定電圧電源の場合、負荷部２に流れる電流Ｉは図４（Ｂ）に示す負荷電力とほぼ同様な傾向で変化する。
図４（Ｃ）は、負荷部２の温度の時間変化を示す。実線は負荷電流Ｉの上限値を上限設定信号Ｌ１，Ｌ２に応じて制限した場合、点線は上限値の制限を行わない場合における負荷温度の時間変化を示す。

負荷電流Ｉを、定常的な定格電流よりも大きな値に設定した場合、その電流が何の制限もなしに流れ続けると、図４（Ｃ）の点線に示すように、負荷部２の温度が定格を超えてしまい、トランジスタ等の回路素子を劣化させてしまう可能性がある。
これに対し、本実施形態に係る電子負荷装置では、負荷部２の温度の上昇に応じて負荷電流の上限値が低下するように上限設定信号Ｌ１，Ｌ２が生成される。すなわち、負荷電力の検出値Ｐｓが基準値Ｐ１，Ｐ２を超えて大きくなると、検出値Ｐｓと基準値Ｐ１，Ｐ２との差の積分結果に応じて、式（４）の関係により、上限設定信号Ｌ１，Ｌ２の上限値が時間と共に低下する。

図４（Ｂ）において、電力値Ｗ１は基準値Ｐ１に対応し、電力値Ｗ２は基準値Ｐ２に対応している。
積分回路３１，３２に入力される負荷電力の検出値Ｐｓが基準値Ｐ１，Ｐ２に達すると、積分による上限設定信号Ｌ１，Ｌ２の時間変化が停止するため、負荷電力は基準値Ｐ１，Ｐ２に対応した電力値Ｗ１，Ｗ２に安定化する。
図１に示す信号生成回路３では、基準値が‘Ｐ１＞Ｐ２’、時定数が‘τ１＜τ２’となるように積分回路３１，３２の定数が設定されているため、負荷電力が電力値Ｗ１およびＷ２を超える場合（図４（Ｂ）のＣＶ１，ＣＶ４）、負荷電力はまず電力値Ｗ１に一旦安定化し、次に電力値Ｗ２に安定化する。すなわち、上限値設定信号Ｌ１の時間変化に応じて負荷電力は時間と共に低下し、電力値Ｗ１において一旦安定化する。その後、上限値設定信号Ｌ２の時間変化に応じて負荷電力は更に低下し、最終的に電力値Ｗ２において安定化する。このように、上限値設定信号Ｌ１，Ｌ２の時間変化に応じて、負荷電力は２段階に変化する。
一方、負荷電力が電力値Ｗ２のみを超える場合（図４（Ｂ）のＣＶ２，ＣＶ５）、負荷電力は、ある時間を経過した後で上限値設定信号Ｌ２に応じて徐々に低下し、最終的に電力値Ｗ２において安定化する。
また、負荷電力が電力値Ｗ１およびＷ２の何れも超えない場合（図４（Ｂ）のＣＶ３，ＣＶ６）、上限値設定信号Ｌ１，Ｌ２による制限が働かないため、負荷電力は時刻ｔ０において立ち上がったときの状態に維持される。

このように、本実施形態に係る電子負荷装置では、負荷部２の温度が定格の温度を超えて上昇するような負荷の状態が生じた場合（例えば負荷の電力が基準値Ｐ１，Ｐ２によって設定される電力Ｗ１，Ｗ２を超えた場合）に、負荷電力の上限が負荷部２の温度上昇に応じて低下するように上限設定信号Ｌ１，Ｌ２が生成され、この上限設定信号Ｌ１，Ｌ２に応じて負荷部２の電流が制限される。そのため、瞬時的に大きな負荷電流を流した場合でも、図４（Ｂ）に示すように、負荷部２の温度上昇を抑制して、その温度が定格に達することを防ぐことができる。
つまり、本実施形態に係る電子負荷装置によれば、負荷部２の温度が定格に対してまだ余裕がある段階において、従来の定常的な電流・電力の定格より格段に大きな電流・電力を駆動することができる。そのため、装置サイズを無駄に大型化することなく、瞬時的に非常に大きな負荷を駆動することが可能になる。

また、周期的なピークを持つ電流・電力を駆動する場合、従来の電子負荷装置においては、たとえ瞬時でも定常的な定格を超えることが許されないため、実効電流や平均電力が小さいにも関わらず、電流や電力のピーク値をあまり大きくできないという制約があった。これに対し、本実施形態に係る電子負荷装置では、負荷部２の温度が許容範囲にある限り、定常的な定格を超える大きな電流・電力を駆動することができる。
したがって、本実施形態に係る電子負荷装置によれば、周期的なピークを持つ負荷を駆動する場合においても、装置サイズを無駄に大型化することなく、ピーク値の非常に大きな負荷を駆動することができる。

次に、本実施形態に係る電子負荷装置の幾つかの変形例について説明する。

図５は、本実施形態に係る電子負荷装置の第１の変形例を例示する図である。
図５に示す電子負荷装置は、図１に示す電子負荷装置における信号生成部３を信号生成部３Ａに置き換えたものである。

信号生成部３Ａは、図５に示すように、信号生成部３における積分回路３１および３２に加えて、積分回路３３を有する。積分回路３３は、検出部５の電力検出値Ｐｓと基準値Ｐ３（Ｐ３＜Ｐ２＜Ｐ１）との差を時定数τ３（τ３＞τ２＞τ１）で積分した結果に応じた上限設定信号Ｌ３を生成する。
制御部４は、負荷部２の電流や電力が上限設定信号Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３によって設定される上限を超えないように、負荷部２のインピーダンスを制御する。

図６（Ａ）は、図５に示す電子負荷装置において負荷電流Ｉの設定値をステップ状に変化させた場合における負荷電力の時間変化を例示する図である。図６（Ａ）において、電力値Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３は、それぞれ積分回路の基準値Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３に対応する。
図６（Ａ）と図４（Ｂ）を対比して分かるように、基準値と時定数とが互いに異なる３つの積分回路を設けることによって、負荷部２における電流や電力の上限値を時間の経過と共に３段階に低下させることが可能である。積分回路の数を更に増やせば、より多段階の時間変化を実現することも可能である。

他方、積分回路の数を１つに減らした場合には、例えば図６（Ｂ）に示すように、負荷電流の上限値が指数関数的に変化する時間範囲を広げることも可能である。

また、信号生成部の入出力特性を適切に設定することによって、例えば図６（Ｃ）や（Ｄ）に示すように、負荷部２における電流や電力の上限値を折れ線状に変化させることも可能である。

負荷部２において駆動される電流・電力と負荷部２で発生する温度との関係は、例えば負荷となるトランジスタの特性や、ヒートシンクの熱容量、ヒートシンクとトランジスタとの間の熱抵抗などの様々な要因で決定される伝達関数により規定することが可能である。
そこで、例えば図６（Ａ）〜（Ｄ）に示すような種々の特性の中から、上記の伝達関数に見合う適切な特性を持った信号生成部を選択すれば、負荷部２の温度が定格温度を超えない範囲で、より大きな瞬時負荷をより長い時間駆動することが可能になる。

図７は、本実施形態に係る電子負荷装置の第２の変形例を例示する図である。
図７に示す電子負荷装置は、図１に示す電子負荷装置における信号生成部３、信号生成部３Ｂに、検出部５を検出部５Ｂにそれぞれ置き換えたものである。

検出部５Ｂは、負荷部２の電流Ｉを検出する電流検出部５１を有する。

信号生成部３Ｂは、積分回路３１Ｂおよび３２Ｂを有する。
積分回路３１Ｂは、検出部５Ｂにおいて演算される電流検出値Ｉｓと基準値Ｉ１との差を時定数τ１で積分した結果に応じた上限設定信号Ｌ１Ｂを生成する。
積分回路３２Ｂは、電流検出値Ｉｓと基準値Ｉ２（Ｉ２＜Ｉ１）との差を時定数τ２（τ２＞τ１）で積分した結果に応じた上限設定信号Ｌ２Ｂを生成する。

上述した構成によると、負荷電流Ｉの検出値Ｉｓと所定の基準値Ｉ１，Ｉ２との差を所定の時定数τ１，τ２で積分した結果に応じて、上限設定信号Ｌ１Ｂ，Ｌ２Ｂが生成される。

試験対象の電源装置１が定電圧電源である場合、出力電圧が一定であるため、負荷電力は負荷電流Ｉの実効値に比例する。他方、負荷電流Ｉが交流成分をあまり含まず、その時間変化が緩やかである場合、負荷電流Ｉの実効値はほぼ負荷電流Ｉの時間平均に等しくなる。そのため、負荷電力の時間積分が増大すると電流検出値Ｉｓの時間積分も同様に増大し、負荷電力の時間積分が減少すると電流検出値Ｉｓの時間積分も同様に減少する。
つまり、電源装置１が定電圧電源であり、負荷電流Ｉが交流成分を多く含まない場合、電流検出値Ｉｓの時間積分に応じて生成される信号生成部３Ｂの上限設定信号Ｌ１Ｂ，Ｌ２Ｂは、負荷電力の時間積分に応じて生成される信号生成部３の上限設定信号Ｌ１，Ｌ２と、負荷部２の温度に関して互いに類似した傾向で変化する。

したがって、図７に示す電子負荷装置においても、図１に示す電子負荷装置と同様に動作し、負荷部２の温度上昇を抑制しつつ瞬時的に大きな負荷を駆動することが可能である。

図８は、本実施形態に係る電子負荷装置の第２の変形例を例示する図である。
図８に示す電子負荷装置は、図１に示す電子負荷装置における信号生成部３、信号生成部３Ｃに、検出部５を検出部５Ｃにそれぞれ置き換えたものである。

検出部５Ｃは、負荷部２の電流Ｉを検出する電流検出部５１と、その検出値Ｉｓを二乗する乗算器５３とを有する。

信号生成部３Ｃは、積分回路３１Ｃおよび３２Ｃを有する。
積分回路３１Ｃは、検出部５Ｃにおいて演算される電流検出値Ｉｓの二乗値Ｉｓ^２と基準値Ｉｑ１との差を時定数τ１で積分した結果に応じた上限設定信号Ｌ１Ｃを生成する。
積分回路３２Ｃは、二乗値Ｉｓ^２と基準値Ｉｑ２（Ｉｑ２＜Ｉｑ１）との差を時定数τ２（τ２＞τ１）で積分した結果に応じた上限設定信号Ｌ２Ｃを生成する。

上述した構成によると、負荷電流Ｉの検出値Ｉｓを二乗した値Ｉｓ^２と所定の基準値Ｉｑ１，Ｉｐ２との差を所定の時定数τ１，τ２で積分した結果に応じて、上限設定信号Ｌ１Ｃ，Ｌ２Ｃが生成される。

試験対象の電源装置１が定電圧電源である場合、出力電圧が一定であるため、負荷電力は負荷電流Ｉの実効値に比例する。他方、負荷電流Ｉの実効値を２乗した値は、電流検出値Ｉｓの二乗値Ｉｓ^２を時間積分した結果に比例する。そのため、負荷電力の時間積分が増大すると二乗値Ｉｓ^２の時間積分も増大し、負荷電力の時間積分が減少すると二乗値Ｉｓ^２の時間積分も減少する。
つまり、電源装置１が定電圧電源である場合、二乗値Ｉｓ^２の時間積分に応じて生成される信号生成部３Ｃの上限設定信号Ｌ１Ｃ，Ｌ２Ｃは、負荷電力の時間積分に応じて生成される信号生成部３の上限設定信号Ｌ１，Ｌ２と、負荷部２の温度に関して互いに相関性を有する。

なお、負荷電流Ｉの実効値は、より正確には電流検出値Ｉｓの二乗値Ｉｓ^２を時間積分した結果の平方根に比例する。したがって、信号生成部３Ｃは、上限設定信号Ｌ１Ｃ，Ｌ２Ｃを生成する際に、上述の時間積分の結果に対して更に平方根の演算を行っても良い。すなわち、負荷電流Ｉの検出値Ｉｓを二乗した値Ｉｓ^２と基準値Ｉｑ１，Ｉｐ２との差を所定の時定数τ１，τ２で積分し、その積分結果の平方根に応じて上限設定信号Ｌ１Ｃ，Ｌ２Ｃを生成しても良い。

したがって、図８に示す電子負荷装置においても、図１に示す電子負荷装置と同様に動作し、負荷部２の温度上昇を抑制しつつ瞬時的に大きな負荷を駆動することが可能である。

図９は、本実施形態に係る電子負荷装置の第４の変形例を例示する図である。
図９に示す電子負荷装置は、図１に示す電子負荷装置における信号生成部３を信号生成部３Ｄに置換し、更に、温度センサ６を設けたものである。

温度センサ６は、負荷部２の温度を電気信号に変換して出力する。例えば、負荷部２において可変インピーダンス素子として用いられるトランジスタのケースの温度や、そのトランジスタが取り付けられたヒートシンクの温度などを検出する。
温度センサ６は、例えば負荷部２のトランジスタに接触して取り付けられる（あるいは内蔵される）測定温度抵抗体、測定温度用半導体、熱電対などでも良いし、トランジスタから輻射される赤外線を検出するセンサでも良い。あるいは、トランジスタのしきい値等の温度特性を利用して温度を検出するものでも良い。

信号生成部３Ｄは、先に説明した信号生成部３と同様な上限設定信号Ｌ１，Ｌ２を生成する積分回路３１Ｄおよび３２Ｄを有する。
積分回路３１Ｄおよび３２Ｄは、積分回路３１および３２における基準値Ｐ１，Ｐ２を温度センサ６の検出値Ｔｓに応じて変化するようにしたものである。例えば図３において、基準値Ｐ１が温度検出値Ｔｓに応じて変化するように電圧発生回路３１４が構成される。

先に述べた図１，図５，図７，図８に示す電子負荷装置では、例えば電子負荷装置が設置される周囲の環境温度が上昇した場合や、負荷の駆動により負荷部２の温度が上昇した場合でも、検出部５（５Ｂ，５Ｃ）の検出結果と積分回路３１の初期状態が同じであれば、この温度上昇に関わらず同じ上限設定信号が生成され、同じ上限値によって負荷電流が制限される。
ところが、環境温度や負荷部２の温度が高い場合には、その温度が低い場合に比べて負荷の発熱を低く抑えるべきであり、そのためには、上限設定信号による上限値を低くしたり、上限値の低下のスピードを速くする必要がある。したがって、先に述べた電子負荷装置では、この温度変化のマージンを予め見込んで、瞬時負荷のピーク値や駆動時間の性能を抑えなくてはならない。

これに対し、図９に示す電子負荷装置では、温度センサ６の検出値Ｔｓに応じて基準値Ｐ１，Ｐ２が変化する。例えば、検出された負荷部２の温度が高い場合には基準値Ｐ１，Ｐ２を低くして上限設定信号による負荷の上限値を低くし、検出された負荷部２の温度が低い場合には基準値Ｐ１，Ｐ２を高くして上限設定信号による負荷の上限値を高くする。
したがって、図９に示す電子負荷装置によれば、先に述べた電子負荷装置に比べて温度変化のマージンを小さくすることができるため、より大きな瞬時負荷をより長い時間駆動することが可能になる。

図１０は、本実施形態に係る電子負荷装置の第５の変形例を例示する図である。
図１０に示す電子負荷装置は、図１に示す電子負荷装置における信号生成部３を信号生成部３Ｅに置換し、更に、図９に示す電子負荷装置と同様な温度センサ６を設けたものである。

信号生成部３Ｅは、先に説明した信号生成部３と同様な上限設定信号Ｌ１，Ｌ２を生成する積分回路３１Ｅおよび３２Ｅを有する。
積分回路３１Ｅおよび３２Ｅは、積分回路３１および３２における時定数τ１，τ２を温度センサ６の検出値Ｔｓに応じて変化するようにしたものである。例えば図３において、抵抗３１２の抵抗値Ｒ１が温度検出値Ｔｓに応じて変化するように、抵抗３１２が可変抵抗に置き換えられる。

図１０に示す電子負荷装置では、温度センサ６の検出値Ｔｓに応じて時定数τ１，τ２が変化する。例えば、検出された負荷部２の温度が高い場合には基準値時定数τ１，τ２を短くして上限設定信号による負荷の上限値の低下のスピードを速くし、検出された負荷部２の温度が低い場合には時定数τ１，τ２を長くして上限設定信号による上限値の低下のスピードを遅くする。
これにより、図１０に示す電子負荷装置によれば、先に述べた電子負荷装置に比べて温度変化のマージンを小さくすることができるため、より大きな瞬時負荷をより長い時間駆動することが可能になる。

図１１は、本実施形態に係る電子負荷装置の第６の変形例を例示する図である。
図１１に示す電子負荷装置は、図１に示す電子負荷装置における信号生成部３を信号生成部３Ｆに置換したものである。

信号生成部３Ｆは、先に説明した信号生成部３と同様な上限設定信号Ｌ１，Ｌ２を生成する積分回路３１Ｆおよび３２Ｆを有する。
積分回路３１Ｆおよび３２Ｆは、積分回路３１および３２における基準値Ｐ１，Ｐ２を電圧検出部５２の検出値Ｖｓに応じて変化するようにしたものである。例えば図３において、基準値Ｐ１が検出値Ｖｓに応じて変化するように電圧発生回路３１４が構成される。

このように、本実施形態に係る電子負荷装置の第６の変形例では、電圧検出部５２の検出値Ｖｓに応じて上限設定信号Ｌ１，Ｌ２が補正される。

一般に、トランジスタ等の可変インピーダンス素子には、素子の正常な動作が保証される電流の最大値と素子に印加される電圧との間に一定の関係がある。
負荷部２の可変インピーダンス素子として例えばＭＯＳトランジスタを用いた場合、負荷部２の電流定格は、ＭＯＳトランジスタの電流定格によって規定される。ＭＯＳトランジスタでは、例えば図１２に示すように、あるケース温度において正常な動作が保証されるドレイン電流Ｉｄおよびドレイン−ソース間電圧Ｖｄｓの範囲（安全動作領域）が規定されている。ドレイン電流Ｉｄの定格は、例えば図１２に示すように、ドレイン・ソース間電圧Ｖｄｓの関数として変化する。ドレイン・ソース間電圧Ｖｄｓが所定の電圧より高くなると、電力定格の制限によって電流定格が小さくなる。

図１１に示す電子負荷装置では、このような可変インピーダンス素子の特性を考慮して、上限値設定信号Ｌ１，Ｌ２が補正される。例えば、負荷部２の電圧が所定の電圧より高くなった場合に、負荷電流（もしくは負荷電力）の上限値が可変インピーダンス素子（例えばＭＯＳトランジスタ）の電流定格に応じて小さくなるように、上限値設定信号Ｌ１，Ｌ２が補正される。図１１の例では、電圧検出値Ｖｓが所定の電圧より大きくなると基準値Ｐ１、Ｐ２が小さくなるように調節される。

図１３は、積分回路３１Ｆの構成の一例を示す図である。図１３に示す積分回路３１Ｆは、図３に示す積分回路３１における電圧発生回路３１４を電圧発生回路３１５に置き換えたものである。
電圧発生回路３１５は、負荷の電圧検出値Ｖｓが所定の電圧より低い場合、所定の基準値Ｐ１を発生し、電圧検出値Ｖｓが所定の電圧より高くなると、例えば図に示すような折れ線関数に従って電圧検出値Ｖｓと共に小さくなるように基準値Ｐ１を調節する。電圧検出値Ｖｓと基準値Ｐ１との関係は、例えば負荷部２の可変インピーダンス素子の安全動作領域に適合するように設定される。
図１３は積分回路３１Ｆの構成例を示すものであるが、積分回路３２Ｆもこれと同様な構成によって実現可能である。

このように、図１１に示す電子負荷装置では、検出部５において検出される負荷部２の電圧に応じて、負荷部２に用いられる可変インピーダンス素子の特性に適合するように、電流や電力の上限値設定信号が補正される。これにより、負荷部２に様々な出力電圧が印加されても、その電圧に応じて負荷部２の可変インピーダンス素子の特性に適合するように上限設定信号が補正されるため、負荷部２を正常な動作領域で安定に動作させることができる。また、瞬時負荷のピーク値や負荷の駆動時間の性能に関して、負荷部２に高い電圧が印加される場合を見込んだ余分なマージンを設定しなくて済むため、このようなマージンによって性能を犠牲にする場合に比べて、より大きな瞬時負荷をより長い時間駆動することができる。

なお、電圧検出値Ｖｓに応じた上限値設定信号Ｌ１，Ｌ２の補正は、上述のように基準値Ｐ１，Ｐ２の調節によって行っても良いし、時定数τ１，τ２の調節によって行っても良い。また、積分後の上限値設定信号Ｌ１，Ｌ２に対してオフセットの加算や比例乗数の乗算などの信号処理を施すことによって、上限値設定信号Ｌ１，Ｌ２を補正することも可能である。
すなわち、上述した信号生成部（３，３Ａ〜３Ｆ）は、検出部において検出される負荷部２の電圧に応じて、負荷部２に用いられる可変インピーダンス素子の特性に適合するように、電流もしくは電力の上限値設定信号を補正しても良い。この補正は、例えば基準値Ｐ１，Ｐ２を負荷部２の電圧の検出値に応じて調節する方法により実現可能である。

＜第２の実施形態＞
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。
先に述べた第１の実施形態に係る電子負荷装置では、信号生成部において温度に応じた上限設定信号を生成するために、負荷の電力等の検出値を時間について積分した結果が利用されている。本実施形態に係る電子負荷装置では、信号生成部において温度に応じた上限設定信号を生成するために、温度センサが用いられる。

図１４は、本実施形態に係る電子負荷装置の構成の一例を示す図である。
図１４に示す電子負荷装置は、負荷部２と、信号生成部３Ｇと、制御部４と、検出部５Ｇと、温度センサ６とを有する。
負荷部２、制御部４、温度センサ６については、図１や図９に示す電子負荷装置に関連して既に説明しているので、ここでは信号生成部３Ｇと検出部５Ｇについてのみ説明する。

検出部５Ｇは、負荷部２の電流および電圧の少なくとも１つを検出する。図１１の例では、負荷部２の電圧を検出する電圧検出部５２を有している。

信号生成部３Ｇは、検出部５Ｇおよび温度センサ６の検出結果に応じて、負荷部２の上限の電流値を設定する上限設定信号Ｌを生成する。
信号生成部３Ｇにおいて、負荷部２の上限の電流値は、負荷部２の温度と電圧の関数として予め定められている。信号生成部３Ｇは、検出部５Ｇによる負荷部２の電圧検出値Ｖｓと、温度センサ６による負荷部２の温度検出値Ｔｓを入力すると、これらの検出値と上記の関数に基づいて、負荷部２の上限の電流値を設定する上限設定信号Ｌを生成する。

例えば、信号生成部３Ｇは、電圧検出値Ｖｓおよび温度検出値Ｔｓと上限設定信号Ｌとを対応付けたデータテーブルが格納された記憶部を有する。電圧検出値Ｖｓおよび温度検出値Ｔｓが入力されると、信号生成部３Ｇは、この入力に対応する上限設定信号Ｌをデータテーブルから読み出して出力する。

あるいは、信号生成部３Ｇは、電圧検出値Ｖｓおよび温度検出値Ｔｓを変数として上限設定信号Ｌを演算する演算部を有しても良い。この場合、電圧検出値Ｖｓおよび温度検出値Ｔｓが入力されると、信号生成部３Ｇは、この入力に対応する上限設定信号Ｌを演算部において演算する。

また信号生成部３Ｇは、このようなデジタル回路に限らず、電圧検出値Ｖｓおよび温度検出値Ｔｓをアナログ演算回路によって処理し、その処理結果をアナログの上限設定信号Ｌとして生成するアナログ信号処理回路によっても構成可能である。

可変インピーダンス素子が正常に動作し得る電流と電圧が、例えば図１２に示すような安全動作領域として規定されていることは先に述べた。この安全動作領域は、一般に、温度に応じて変化する。信号生成部３Ｇでは、温度に応じて変化する負荷部２の可変インピーダンス素子の安全動作領域に適合するように、負荷部２の温度と電圧の関数として負荷部の上限電流値が定められている。

以上説明したように、本実施形態に係る電子負荷装置によれば、負荷部２の可変インピーダンス素子の特性に適合するように負荷部２の温度と電圧の関数として負荷部２の上限の電流値が予め定められている。負荷部２の電圧検出値Ｖｓと温度検出値Ｔｓが得られると、これらの検出値と上記の関数に基づいて、負荷部２の上限の電流値が設定され、この上限値に応じて負荷電流が制限される。
したがって、瞬時的に大きな負荷電流を流すことによって負荷部２の温度が上昇しても、その温度において負荷部２の可変インピーダンス素子が正常に動作できるように負荷電流が制限されるため、定常的な定格より大きな瞬時負荷を駆動する場合でも負荷部２を正常な動作領域で安定に動作させることができる。そのため、本実施形態に係る電子負荷装置によれば、装置サイズを大型化することなく、従来に比べて格段に大きな瞬時負荷を駆動することが可能である。

なお、一般的なトランジスタでは、トランジスタの電流，電圧，温度に加えて、トランジスタに流れる単発のパルス電流の時間幅（パルス幅）や、繰り返しのパルス電流におけるパルス周期とパルス幅との比（パルス・デューティ）なども、安全動作領域を規定する変数となっている（図１２参照）。
そこで、信号生成部３Ｇでは、負荷部２の電圧と温度の関数であるとともに、負荷電流のパルス幅もしくはパルス・デューティの関数として、負荷部２の上限電流値を予め定めても良い。これは、例えば上述したデータテーブルに、パルス幅やパルス・デューティの項目を加えたものを設けることによって実現可能である。
制御部４において、負荷部２の電流波形が単発のパルスや周期的パルス列となるように負荷部２のインピーダンスが制御される動作モードになると（例えばダイナミック負荷モードなどと呼ばれる）、信号生成部３Ｇは、そのパルス幅やパルス・デューティに関する情報を制御部４から取得する。そして、このパルスの情報と各検出値（Ｖｓ，Ｔｓ）ならびに上限の電流値を定める関数に基づいて、負荷電流の上限設定信号Ｌを生成する。
このように、負荷電流のパルス幅やパルス・デューティを加味して負荷部２の上限の電流値を設定することにより、負荷部２の安定な動作を確保しつつ、より大きな瞬時負荷を駆動することが可能になる。

なお、負荷電流のパルス幅やパルス・デューティを加味して負荷部２の上限の電流値を設定する場合には、そのパルス幅やパルス・デューティの情報を上述のように制御部４から取得しても良いし、あるいは、これらの情報を負荷電流より検出しても良い。
すなわち、負荷に流れるパルス状の電流のパルス幅やパルス列の周期を検出するパルス検出部を別に設けて、その検出結果を信号生成部３Ｇに与えても良い。

以上、本発明の幾つかの実施形態について説明したが、本発明は上記の形態にのみ限定されるものではなく、種々のバリエーションを含んでいる。

例えば、上述の実施形態では、電源装置１が定電圧電源である場合を例として挙げているが、これに限らず、例えば電源装置１が定電流電源であっても本発明は実施可能である。
この場合、上述の各実施形態における信号生成部は、負荷部２の電圧または電力の上限値を設定する上限設定信号を生成する。制御部は、上限設定信号において設定される電圧または電力の上限を超えないように、負荷部２のインピーダンスを制御する。

電源装置１が定電流電源の場合、図７，図８に示す電子電源装置では、検出部５Ｂ，５Ｃの電流検出部５１が電圧検出部５２に置換される。これにより、図１に示す電子電源装置と同様に、負荷電圧（もしくは負荷電力）の温度に応じた制限が可能となる。

また、電源装置１が定電流電源の場合、図１４に示す電子負荷装置では、検出部５Ｇの電圧検出部５２が電流検出部５１に置換される。この場合、信号生成部３Ｇにおいては、負荷部２の上限の電圧値が、負荷部２の温度と電流の関数として（あるいは、負荷部の温度と電流に負荷部２の電圧のパルス幅もしくはパルス・デューティを変数として加えた関数として）予め定められている。信号生成部３Ｇは、検出部５Ｇの電流検出値Ｉｓと温度センサ６の温度検出値Ｔｓを入力すると、これらの検出値と（あるいは、これらの検出値ならびにパルス幅の情報もしくはパルス・デューティの情報と）上記の関数とに基づいて、負荷部２の上限の電圧値を設定する上限設定信号Ｌを生成する。

上述した第１の実施形態では、検出部の検出値に所定の積分を行って上限設定信号を生成しているが、本発明はこれに限定されない。例えば、検出部の検出値に適当なオフセットを与えたり、適当な比例係数を乗ずるなど、実際の応用に適した種々の信号処理を施した後に所定の積分を行って上限設定信号を生成しても良い。

本発明では、上述した実施形態をそれぞれ単独に実施しても良いし、これらの構成要素を任意に組み合わせて実施しても良い。

本発明の電子負荷装置は、一般的な電源装置に限らず、例えば１次電池や２次電池、発電装置など、電源として電力を出力し得る種々の装置の負荷試験に広く適用可能である。

第１の実施形態に係る電子負荷装置の構成の一例を示す図である。負荷部および制御部の構成の一例を示す図である。積分回路の構成の一例を示す図である。図１に示す電子負荷装置において負荷電流の設定値をステップ状に変化させた場合における負荷電力の時間変化および負荷部の温度の時間変化を例示する図である。第１の実施形態に係る電子負荷装置の第１の変形例を例示する図である。上限設定信号に応じて負荷電力が制限される場合における、負荷電力の時間変化の例を示す図である。第１の実施形態に係る電子負荷装置の第２の変形例を例示する図である。第１の実施形態に係る電子負荷装置の第３の変形例を例示する図である。第１の実施形態に係る電子負荷装置の第４の変形例を例示する図である。第１の実施形態に係る電子負荷装置の第５の変形例を例示する図である。第１の実施形態に係る電子負荷装置の第５の変形例を例示する図である。トランジスタの安全動作領域について説明するための図である。図１１に示す電子負荷装置の積分回路における電圧発生回路の構成の一例を示す図である。第２の実施形態に係る電子負荷装置の構成の一例を示す図である。

符号の説明

１…電源装置、２…負荷部、３，３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄ，３Ｅ，３Ｆ，３Ｇ…信号生成部、４…制御部、５，５Ｂ，５Ｃ，５Ｇ…検出部、６…温度センサ

Claims

インピーダンスの制御が可能な負荷部と、
前記負荷部の電流、電圧および電力の少なくと１つを検出する検出部と、
前記負荷部の温度に応じた信号であって、前記負荷部の電流、電圧および電力の少なくと１つの上限を設定する上限設定信号を複数生成する信号生成部と、
前記負荷部の電流、電圧および電力の少なくと１つが、前記複数の上限設定信号によって設定される上限を超えないように前記負荷部のインピーダンスを制御する制御部と
を有し、
前記信号生成部は、前記検出部の検出値と複数の所定の基準値との差をそれぞれ異なる時定数で時間について積分した結果に応じた前記複数の上限設定信号を生成する、
負荷装置。
前記負荷部の温度を電気信号に変換して出力する温度センサを有し、
前記信号生成部は、前記負荷部の温度が高くなる場合は前記上限が低くなり、前記負荷部の温度が低くなる場合は前記上限が高くなるように、前記温度センサの出力信号に応じて前記所定の基準値を設定する、
請求項１に記載の負荷装置。
前記負荷部の温度を電気信号に変換して出力する温度センサを有し、
前記信号生成部は、前記負荷部の温度が高くなる場合は前記時定数が短くなり、前記負荷部の温度が低くなる場合は前記時定数が長くなるように、前記温度センサの出力信号に応じて前記所定の基準値を設定する、
請求項１または２に記載の負荷装置。
前記信号生成部は、前記信号検出部で検出される電圧に応じて、前記負荷部の電流および／または電力の上限設定信号を補正する、
請求項１〜３のいずれかに記載の負荷装置。
前記信号生成部は、前記上限設定信号を設定するとき、前記上限設定信号が示す上限値が前記負荷部の可変インピーダンス素子の安全動作領域に適合するように、
前記検出部で検出した電圧に応じて前記基準値を補正する、
または、
前記検出部で検出した電圧に応じて前記時定数を補正する、
または、
前記検出部で検出した電圧に応じて前記上限設定信号にオフセットを加算する、
または、
前記検出部で検出した電圧に応じて前記上限設定信号に比例乗数を乗算する、
請求項４に記載の負荷装置。
前記信号生成部は、
第１の入力端子と、第２の入力端子と、出力端子とを有する第１の差動演算増幅器と、前記第１の差動演算増幅器の第１の入力端子に接続され、前記検出部において検出した電力を示す信号を前記第１の入力端子に入力する入力抵抗素子と、
前記第１の差動演算増幅器の第２の入力端子に接続され、前記基準電力に相当する電圧を出力する基準電圧発生回路と、
前記第１の差動演算増幅器の出力端子と前記第１の入力端子との間に設けられたキャパシタと
を有し、
前記入力抵抗素子の抵抗値と前記キャパシタの静電容量値とで前記時定数を規定し、
前記第１の差動演算増幅器と、前記入力抵抗素子と、前記帰還用キャパシタとが協働して、前記第１の差動演算増幅器の第１の入力端子と第２の入力端子とに印加された電圧の差を演算して増幅し、前記増幅した差信号を前記時定数で積分して前記上限設定信号を生成する、
請求項１〜５のいずれかに記載の負荷装置。
前記制御部は、
前記電源装置の負荷電流の目標値を設定するための電圧を発生する電圧発生回路と、
第１および第２の入力端子と、前記負荷部に含まれる前記可変インピーダンス素子の制御入力端子に接続されている出力端子とを有する第２の差動演算増幅回路と、
前記電圧発生回路で発生された前記負荷電流の目標値を設定するための電圧の上限値を前記信号生成部から出力される前記上限設定信号に応じて制限して、前記第２の差動演算増幅回路の第１の入力端子に入力する、リミット回路と、
前記インピーダンスの制御が可能な負荷部に含まれる前記可変インピーダンス素子に流れる電流を検出する抵抗素子と
を有し、
前記抵抗素子と前記可変インピーダンス素子の出力部との接続点で前記前記第２の差動演算増幅回路の第２の入力端子に接続されており、
前記トランジスタと、前記第２の差動演算増幅回路と、前記抵抗素子とが定電流回路を構成しており、
前記第２の差動演算増幅回路は、第１の入力端子に印加される前記リミット回路の出力信号と、第２の入力端子に印加される前記抵抗素子の端子電圧との差を求めて増幅し、当該増幅した差信号を前記トランジスタの前記制御入力端子に印加する、
請求項１〜５のいずれかに記載の負荷装置。
前記検出部は、
前記負荷部の電流を検出する電流検出部と、
前記負荷部の電圧を検出する電圧検出部と、
前記電流検出部による電流検出信号と前記電圧検出部による電圧検出信号とを乗算して電力を算出する乗算部と
を有する、
請求項１〜７のいずれかに記載の負荷装置。