JP4732292B2 - Input impedance measuring apparatus and method - Google Patents

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  • Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)

Description

本発明は直流電圧が供給されることで動作する直流負荷装置の入力インピーダンスを測定する入力インピーダンス測定装置及び方法に関する。   The present invention relates to an input impedance measuring device and method for measuring the input impedance of a DC load device that operates by being supplied with a DC voltage.

任意の装置の入力インピーダンスは、例えば非特許文献１に記載されているように装置に対する入力電圧を入力電流で除算した値で定義される。したがって、入力インピーダンスを測定する場合、交流信号源を用いて被測定装置に交流信号を入力し、その入力端における交流電圧及び交流電流を測定し、それらの測定値（振幅及び位相）からベクトル演算を行うことで入力インピーダンスを求めればよい。   The input impedance of an arbitrary device is defined by a value obtained by dividing the input voltage to the device by the input current as described in Non-Patent Document 1, for example. Therefore, when measuring the input impedance, an AC signal source is used to input an AC signal to the device under test, an AC voltage and an AC current are measured at the input end, and a vector operation is performed from these measured values (amplitude and phase). To obtain the input impedance.

しかしながら、被測定対象がインバータやＤＣ−ＤＣコンバータ等のように直流電圧が供給されることで動作する直流負荷装置である場合、入力インピーダンスはその直流動作点によって変化する。   However, when the object to be measured is a DC load device that operates by being supplied with a DC voltage, such as an inverter or a DC-DC converter, the input impedance varies depending on the DC operating point.

そのため、直流負荷装置の動作時における入力インピーダンスを測定するためには、直流負荷装置に対して所要の直流電圧を供給する必要がある。また、該直流電圧を生成する直流電源装置と直流負荷装置との間に交流信号源を直列に挿入し、交流信号源から出力される交流信号を直流負荷装置へ供給する直流電圧に重畳して入力する必要がある。このとき、直流電源装置から出力された直流電圧は交流信号源にも印加されるため、交流信号源は直流電流が流れている状態で動作する。
藤井信生著「アナログ電子回路」昭晃堂、１９８４年３月１５日、ｐ．６５〜６７ Therefore, in order to measure the input impedance during the operation of the DC load device, it is necessary to supply a required DC voltage to the DC load device. Further, an AC signal source is inserted in series between the DC power supply device that generates the DC voltage and the DC load device, and the AC signal output from the AC signal source is superimposed on the DC voltage supplied to the DC load device. Must be entered. At this time, since the DC voltage output from the DC power supply device is also applied to the AC signal source, the AC signal source operates in a state where a DC current flows.
Nobuo Fujii “Analog Electronic Circuit” Shoshodo, March 15, 1984, p. 65-67

上述したように従来の入力インピーダンス測定方法では、直流負荷装置へ供給する直流電圧が交流信号源にも印加されるため、交流信号源は直流電流が流れている状態で動作する。そのため、入力電圧が高く、消費電力が大きい直流負荷装置の入力インピーダンスを測定する場合、交流信号源にも高い直流電圧が印加され、大きな直流電流が流れてしまう。このとき、交流信号源に、その定格電圧を越える直流電圧が印加され、定格電流を越える直流電流が流れると、交流信号源が故障あるいは破損するおそれがある。   As described above, in the conventional input impedance measuring method, since the DC voltage supplied to the DC load device is also applied to the AC signal source, the AC signal source operates in a state where a DC current is flowing. Therefore, when measuring the input impedance of a DC load device with high input voltage and high power consumption, a high DC voltage is also applied to the AC signal source, causing a large DC current to flow. At this time, if a DC voltage exceeding the rated voltage is applied to the AC signal source and a DC current exceeding the rated current flows, the AC signal source may break down or be damaged.

交流信号源の故障や破損を防止するためには、定格電圧や定格電流が大きいものを使用すればよい。しかしながら、それでは交流信号源が高価になって入力インピーダンスの測定に要するコストが増大してしまう。   In order to prevent failure or breakage of the AC signal source, one having a large rated voltage or rated current may be used. However, this makes the AC signal source expensive and increases the cost required for measuring the input impedance.

本発明は上記したような従来の技術が有する問題点を解決するためになされたものであり、交流信号源の故障や破損を防止すると共に、定格電圧や定格電流が大きい高価な交流信号源を不要にして測定コストを低減できる入力インピーダンス測定装置及び方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems of the prior art, and prevents an AC signal source from being damaged or damaged, and an expensive AC signal source having a large rated voltage and rated current. An object of the present invention is to provide an input impedance measuring apparatus and method which can be made unnecessary and reduce the measurement cost.

上記目的を達成するため本発明の入力インピーダンス測定装置は、直流電圧が供給されることで動作する直流負荷装置の入力インピーダンスを測定するための入力インピーダンス測定装置であって、
前記直流負荷装置に対して所要の直流電圧を供給する直流電源装置と、
前記直流電源装置と前記直流負荷装置間に直列に接続されるインダクタと、
前記直流電源装置と前記直流負荷装置間に直列に接続され、かつ前記インダクタと並列に接続される、直列に接続されたコンデンサ及び前記直流負荷装置の入力インピーダンスの測定で用いる交流信号を出力する交流信号源と、
前記直流負荷装置に入力される交流電圧及び交流電流をそれぞれ測定し、該交流電圧及び交流電流の測定値から前記入力インピーダンスを算出する測定制御装置と、
を有する。 In order to achieve the above object, the input impedance measuring device of the present invention is an input impedance measuring device for measuring the input impedance of a DC load device that operates by being supplied with a DC voltage,
A DC power supply for supplying a required DC voltage to the DC load device;
An inductor connected in series between the DC power supply device and the DC load device;
AC connected in series between the DC power supply device and the DC load device, and connected in parallel with the inductor , and an AC signal used for measuring the input impedance of the DC load device. A signal source;
A measurement control device for measuring an AC voltage and an AC current input to the DC load device, respectively, and calculating the input impedance from the measured values of the AC voltage and the AC current;
Have

一方、本発明の入力インピーダンス測定方法は、所要の直流電圧が供給されることで動作する直流負荷装置の入力インピーダンスを測定するための入力インピーダンス測定方法であって、
前記直流電圧を生成する直流電源装置と前記直流負荷装置間にインダクタを直列に接続すると共に、直列に接続されたコンデンサ及び前記直流負荷装置の入力インピーダンスの測定で用いる交流信号を生成する交流信号源を前記直流電源装置と前記直流負荷装置間に直列にかつ前記インダクタと並列に接続しておき、
前記直流電源装置から前記直流負荷装置に対して所要の直流電圧を供給し、前記交流信号源から前記交流信号を出力し、
ゲインフェーズアナライザが、前記直流負荷装置に入力される交流電圧及び交流電流をそれぞれ測定し、該交流電圧及び交流電流の測定値から前記入力インピーダンスを算出する方法である。 On the other hand, the input impedance measuring method of the present invention is an input impedance measuring method for measuring the input impedance of a DC load device that operates by supplying a required DC voltage,
An inductor connected in series between the DC power supply device that generates the DC voltage and the DC load device, and an AC signal source that generates an AC signal used in measuring the input impedance of the capacitor and the DC load device connected in series Is connected in series between the DC power supply device and the DC load device and in parallel with the inductor,
Supplying a required DC voltage from the DC power supply device to the DC load device, and outputting the AC signal from the AC signal source;
The gain phase analyzer measures an AC voltage and an AC current input to the DC load device, and calculates the input impedance from measured values of the AC voltage and the AC current.

上記のような入力インピーダンス測定装置及び方法では、コンデンサによって交流信号源が直流電源装置から直流的に絶縁されるため、直流電源装置から出力された直流電圧が交流信号源に印加されず、交流信号源に直流電流が流れることが無い。 The input impedance measuring apparatus and method as described above, since the AC signal source is galvanically isolated from the DC power supply by the capacitor, a DC voltage output from the DC power supply device is not applied to the AC signal source, AC There is no direct current flowing through the signal source.

本発明によれば、交流信号源に対して直流電圧や直流電流が入力されることによる、該交流信号源の故障や破損が防止される。また、定格電圧や定格電流の小さい交流信号源を用いて入力インピーダンスを測定することが可能になるため、入力インピーダンスの測定コストが低減できる。   According to the present invention, failure or breakage of the AC signal source due to the input of DC voltage or DC current to the AC signal source is prevented. In addition, since the input impedance can be measured using an AC signal source having a small rated voltage or rated current, the measurement cost of the input impedance can be reduced.

次に本発明について図面を参照して説明する。
（第１の実施の形態）
図１は本発明の入力インピーダンス測定装置の第１の実施の形態の構成を示すブロック図である。 Next, the present invention will be described with reference to the drawings.
(First embodiment)
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the first embodiment of the input impedance measuring apparatus of the present invention.

図１に示すように、第１の実施の形態の入力インピーダンス測定装置は、入力インピーダンスの測定対象である直流負荷装置１０２に対して所要の直流電圧を供給する直流電源装置１０１と、直流電源装置１０１と直流負荷装置１０２間に第１巻線が直列に接続される変圧器１０３と、変圧器１０３の第２巻線に対して直流負荷装置１０２の入力インピーダンスの測定で用いる交流信号を入力する交流信号源１０４と、直流負荷装置１０２の入力端における交流電圧Ｖｉｎ及び交流電流Ｉｉｎをそれぞれ測定し、入力インピーダンスを算出する測定制御装置１０５とを有する構成である。図１に示す変圧器１０３が接続されない直流電源装置１０１の出力端は、接地されていてもよく、接地されていなくてもよい。   As shown in FIG. 1, the input impedance measuring apparatus according to the first embodiment includes a DC power supply apparatus 101 that supplies a required DC voltage to a DC load apparatus 102 that is an input impedance measurement target, and a DC power supply apparatus. An AC signal used for measuring the input impedance of the DC load device 102 is input to the transformer 103 in which the first winding is connected in series between the DC load device 102 and the DC load device 102, and the second winding of the transformer 103. The configuration includes an AC signal source 104 and a measurement control device 105 that measures an AC voltage Vin and an AC current Iin at the input end of the DC load device 102 and calculates an input impedance. The output terminal of the DC power supply device 101 to which the transformer 103 shown in FIG. 1 is not connected may be grounded or may not be grounded.

直流負荷装置１０２は、例えば３００Ｖの直流電圧で動作する、消費電力が５ｋＷの装置とする。直流負荷装置１０２は、上記仕様の装置に限定されるものではなく、どのような仕様の装置であってもよい。   The DC load device 102 is a device that operates with a DC voltage of 300 V, for example, and that consumes 5 kW. The DC load device 102 is not limited to a device with the above specifications, and may be a device with any specifications.

測定制御装置１０５は、直流負荷装置１０２の入力端の交流電圧Ｖｉｎを測定するための電圧プローブ及び直流負荷装置１０２の入力端に流れる交流電流Ｉｉｎを測定するための電流プローブを備え、電圧プローブ及び電流プローブを用いて装置内に取り込んだ交流電圧Ｖｉｎ及び交流電流Ｉｉｎの測定値（振幅及び位相）からベクトル演算を行うことで入力インピーダンスを算出し、その算出結果を出力する。なお、交流電流Ｉｉｎは、電流プローブに限らず、シャント抵抗器（抵抗値Ｒ）を変圧器１０３と直流負荷装置１０２間に直列に挿入し、該シャント抵抗器の両端電圧Ｖｓｈを電圧プローブにて測定し、Ｖｓｈ／Ｒから求めてもよい。   The measurement control device 105 includes a voltage probe for measuring the AC voltage Vin at the input end of the DC load device 102 and a current probe for measuring the AC current Iin flowing through the input end of the DC load device 102. The input impedance is calculated by performing a vector operation from the measured values (amplitude and phase) of the AC voltage Vin and AC current Iin captured in the apparatus using the current probe, and the calculation result is output. The AC current Iin is not limited to the current probe, but a shunt resistor (resistance value R) is inserted in series between the transformer 103 and the DC load device 102, and the voltage Vsh across the shunt resistor is detected by the voltage probe. It may be measured and obtained from Vsh / R.

測定制御装置１０５は、例えば装置内に取り込んだ交流電圧Ｖｉｎ及び交流電流Ｉｉｎの測定値をデジタルデータに変換するＡ／Ｄコンバータ、プログラムにしたがって演算や処理を実行するＤＳＰやＣＰＵ及び各種の論理回路によって実現できる。   The measurement control device 105 includes, for example, an A / D converter that converts measured values of the alternating voltage Vin and alternating current Iin taken into the device into digital data, a DSP and CPU that execute computation and processing according to a program, and various logic circuits. Can be realized.

交流信号源１０４は、変圧器１０３の第２巻線に対して、所定の周波数で、例えば３Ｖの交流信号を出力する。交流信号源１０４の出力電圧は、直流負荷装置１０２の入力端における交流電圧Ｖｉｎや交流電流Ｉｉｎの測定に最適な値に設定すればよく、上記３Ｖに限定されるものではない。   The AC signal source 104 outputs an AC signal of 3 V, for example, at a predetermined frequency to the second winding of the transformer 103. The output voltage of the AC signal source 104 may be set to an optimum value for measurement of the AC voltage Vin and the AC current Iin at the input end of the DC load device 102, and is not limited to 3V.

交流信号源１０４から出力する交流信号の周波数は、直流負荷装置１０２の仕様に応じた所定の周波数範囲内に設定すればよい。交流信号の周波数は、固定値である必要はなく、例えば、ある周波数の交流信号における入力インピーダンスの測定終了毎に測定制御装置１０５からの指示にしたがって交流信号源１０４の出力周波数を順次変化させてもよい。また、交流信号として所定の範囲内の周波数成分を全て含む合成信号を使用してもよい。このように交流信号源１０４から所定の範囲内の複数の周波数の交流信号を出力すれば入力インピーダンスの周波数特性を得ることができる。交流信号の周波数を所定の範囲内で変化させて入力インピーダンスを測定する場合、上記測定制御装置１０５に代えてインピーダンスアナライザあるいは周波数特性分析器等も含む周知のゲインフェーズアナライザを用いてもよい。ゲインフェーズアナライザには交流信号源１０４の機能を備えていてもよく、備えていなくてもよい。   The frequency of the AC signal output from the AC signal source 104 may be set within a predetermined frequency range according to the specifications of the DC load device 102. The frequency of the AC signal does not need to be a fixed value. For example, the output frequency of the AC signal source 104 is sequentially changed in accordance with an instruction from the measurement control device 105 every time input impedance measurement for an AC signal having a certain frequency is completed. Also good. Moreover, you may use the synthetic | combination signal which contains all the frequency components in a predetermined range as an alternating current signal. Thus, if the AC signal source 104 outputs AC signals having a plurality of frequencies within a predetermined range, the frequency characteristics of the input impedance can be obtained. When the input impedance is measured by changing the frequency of the AC signal within a predetermined range, a known gain phase analyzer including an impedance analyzer or a frequency characteristic analyzer may be used in place of the measurement control device 105. The gain phase analyzer may or may not have the function of the AC signal source 104.

このような構成において、図１に示す直流負荷装置１０２の入力インピーダンスを測定する場合、直流電源装置１０１は直流負荷装置１０２に対して所要の直流電圧を供給する。また、交流信号源１０４は、測定制御装置１０５からの指示にしたがって入力インピーダンスの測定に用いる所定の周波数の交流信号を出力する。   In such a configuration, when measuring the input impedance of the DC load device 102 shown in FIG. 1, the DC power supply device 101 supplies a required DC voltage to the DC load device 102. The AC signal source 104 outputs an AC signal having a predetermined frequency used for measuring the input impedance in accordance with an instruction from the measurement control device 105.

交流信号源１０４から出力された交流信号は変圧器１０３を介して直流負荷装置１０２へ供給される。例えば変圧器１０３の変圧比が１対１の場合、直流負荷装置１０２には直流電源装置１０１から出力された直流電圧（３００Ｖ）に交流信号源１０４から出力された交流信号（３Ｖ）が重畳された電圧が入力される。   The AC signal output from the AC signal source 104 is supplied to the DC load device 102 via the transformer 103. For example, when the transformation ratio of the transformer 103 is 1: 1, the DC load device 102 is superimposed with the AC signal (3 V) output from the AC signal source 104 on the DC voltage (300 V) output from the DC power supply device 101. Input voltage.

測定制御装置１０５は、この状態で直流負荷装置１０２の入力端における交流電圧Ｖｉｎ及び交流電流Ｉｉｎの測定値をそれぞれ取り込み、それらの値からＶｉｎ／Ｉｉｎを計算し、その計算結果を直流負荷装置１０２の入力インピーダンスとして出力する（ディスプレイ等に表示する）。   In this state, the measurement control device 105 takes in the measured values of the AC voltage Vin and the AC current Iin at the input terminal of the DC load device 102, calculates Vin / Iin from these values, and calculates the calculation result as the DC load device 102. Output as input impedance (displayed on a display or the like).

第１の実施の形態によれば、変圧器１０３によって交流信号源１０４が直流電源装置１０１から直流的に絶縁されるため、直流電源装置１０１から出力された直流電圧が交流信号源１０４に印加されず、交流信号源１０４に直流電流が流れることが無い。したがって、交流信号源１０４に対して直流電圧や直流電流が入力されることによる、該交流信号源１０４の故障や破損が防止される。また、定格電圧や定格電流の小さい交流信号源１０４を用いて入力インピーダンスを測定することが可能になるため、入力インピーダンスの測定コストが低減できる。
（第２の実施の形態）
図２は本発明の入力インピーダンス測定装置の第２の実施の形態の構成を示すブロック図である。 According to the first embodiment, since the AC signal source 104 is galvanically isolated from the DC power supply device 101 by the transformer 103, the DC voltage output from the DC power supply device 101 is applied to the AC signal source 104. Thus, no direct current flows through the AC signal source 104. Therefore, failure or breakage of the AC signal source 104 due to the input of DC voltage or DC current to the AC signal source 104 is prevented. In addition, since the input impedance can be measured using the AC signal source 104 with a small rated voltage and rated current, the measurement cost of the input impedance can be reduced.
(Second Embodiment)
FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the second embodiment of the input impedance measuring apparatus of the present invention.

図２に示すように、第２の実施の形態の入力インピーダンス測定装置は、直流電源装置と直流負荷装置間に第１の実施の形態で示した変圧器１０３に代えてインダクタ２０３が直列に接続され、交流信号源２０５が直流負荷装置の入力端と並列に接続された構成である。交流信号源２０５には、直流電源装置から出力された直流電圧が交流信号源２０５に印加されないようにコンデンサ２０４が直列に接続されている。その他の構成は第１の実施の形態と同様であるため、その説明は省略する。   As shown in FIG. 2, in the input impedance measuring apparatus of the second embodiment, an inductor 203 is connected in series instead of the transformer 103 shown in the first embodiment between the DC power supply apparatus and the DC load apparatus. The AC signal source 205 is connected in parallel with the input terminal of the DC load device. A capacitor 204 is connected in series to the AC signal source 205 so that the DC voltage output from the DC power supply device is not applied to the AC signal source 205. Since other configurations are the same as those of the first embodiment, description thereof is omitted.

このような構成において、図２に示す直流負荷装置の入力インピーダンスを測定する場合、直流電源装置は直流負荷装置に対して所要の直流電圧を供給する。また、交流信号源２０５は、測定制御装置からの指示にしたがって入力インピーダンスの測定に用いる所定の周波数の交流信号を出力する。このとき、第２の実施の形態では、交流信号の周波数に対してコンデンサ２０４のインピーダンスが十分に小さくなるように設定しておけば、交流信号はコンデンサ２０４を通過して直流負荷装置に印加される。一方、交流信号の周波数に対してインダクタ２０３のインピーダンスが十分に大きくなるように設定しておけば、交流信号は直流電源装置に対してほとんど流れ込まないため、交流信号源２０５の過負荷が防止される。   In such a configuration, when the input impedance of the DC load device shown in FIG. 2 is measured, the DC power supply device supplies a required DC voltage to the DC load device. The AC signal source 205 outputs an AC signal having a predetermined frequency used for measuring the input impedance in accordance with an instruction from the measurement control device. At this time, in the second embodiment, if the impedance of the capacitor 204 is set to be sufficiently small with respect to the frequency of the AC signal, the AC signal passes through the capacitor 204 and is applied to the DC load device. The On the other hand, if the impedance of the inductor 203 is set to be sufficiently large with respect to the frequency of the AC signal, the AC signal hardly flows into the DC power supply device, so that overload of the AC signal source 205 is prevented. The

測定制御装置は、この状態で直流負荷装置の入力端における交流電圧Ｖｉｎ及び交流電流Ｉｉｎの測定値をそれぞれ取り込み、それらの値からＶｉｎ／Ｉｉｎを計算し、その計算結果を直流負荷装置の入力インピーダンスとして出力する。   In this state, the measurement control device takes in the measured values of the AC voltage Vin and the AC current Iin at the input terminal of the DC load device, calculates Vin / Iin from those values, and calculates the calculation result as the input impedance of the DC load device. Output as.

第２の実施の形態によれば、コンデンサ２０４によって交流信号源２０５が直流電源装置から直流的に絶縁されるため、直流電源装置から出力された直流電圧が交流信号源２０５に印加されず、交流信号源２０５に直流電流が流れることが無い。したがって、第１の実施の形態と同様に交流信号源２０５に対して直流電圧や直流電流が入力されることによる、該交流信号源２０５の故障や破損が防止される。また、定格電圧や定格電流の小さい交流信号源２０５を用いて入力インピーダンスを測定することが可能になるため、入力インピーダンスの測定コストが低減できる。   According to the second embodiment, since the AC signal source 205 is DC-isolated from the DC power supply device by the capacitor 204, the DC voltage output from the DC power supply device is not applied to the AC signal source 205, and AC A direct current does not flow through the signal source 205. Therefore, the failure or breakage of the AC signal source 205 due to the input of a DC voltage or a DC current to the AC signal source 205 is prevented as in the first embodiment. In addition, since the input impedance can be measured using the AC signal source 205 having a small rated voltage and rated current, the measurement cost of the input impedance can be reduced.

さらに、第２の実施の形態の入力インピーダンス測定方法によれば、交流信号源２０５から出力された交流信号がインダクタ２０３によって直流電源装置へ流れ込むことがないため、交流信号源２０５の過負荷が防止される。
（第３の実施の形態）
図３は本発明の入力インピーダンス測定装置の第３の実施の形態の構成を示すブロック図である。 Furthermore, according to the input impedance measuring method of the second embodiment, since the AC signal output from the AC signal source 205 does not flow into the DC power supply device by the inductor 203, the overload of the AC signal source 205 is prevented. Is done.
(Third embodiment)
FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of the third embodiment of the input impedance measuring apparatus of the present invention.

図３に示すように、第３の実施の形態の入力インピーダンス測定装置は、直流電源装置と直流負荷装置間に第２の実施の形態と同様にインダクタ３０３が直列に接続され、該インダクタ３０３と並列に交流信号源３０５が接続された構成である。交流信号源３０５には、直流電源装置から出力された直流電圧が交流信号源３０５に印加されないように、その一方の出力端に第１のコンデンサ３０４が直列に接続され、他方の出力端に第２のコンデンサ３０６が直列に接続されている。その他の構成は第１の実施の形態と同様であるため、その説明は省略する。   As shown in FIG. 3, in the input impedance measuring apparatus according to the third embodiment, an inductor 303 is connected in series between the DC power supply device and the DC load device as in the second embodiment. The AC signal source 305 is connected in parallel. A first capacitor 304 is connected in series to one output end of the AC signal source 305 so that a DC voltage output from the DC power supply device is not applied to the AC signal source 305, and a first voltage is connected to the other output end. Two capacitors 306 are connected in series. Since other configurations are the same as those of the first embodiment, description thereof is omitted.

このような構成において、図３に示す直流負荷装置の入力インピーダンスを測定する場合、直流電源装置は直流負荷装置に対して所要の直流電圧を供給する。また、交流信号源３０５は、測定制御装置からの指示にしたがって入力インピーダンスの測定に用いる所定の周波数の交流信号を出力する。このとき、第３の実施の形態では、交流信号の周波数に対して第１のコンデンサ３０４及び第２のコンデンサ３０６のインピーダンスが十分に小さくなるように設定しておけば、交流信号は第１のコンデンサ３０４及び第２のコンデンサ３０６を通過して直流負荷装置に印加される。一方、交流信号の周波数に対してインダクタ３０３のインピーダンスが十分に大きくなるように設定しておけば、交流信号は直流電源装置に対してほとんど流れ込まないため、交流信号源３０５の過負荷が防止される。   In such a configuration, when the input impedance of the DC load device shown in FIG. 3 is measured, the DC power supply device supplies a required DC voltage to the DC load device. The AC signal source 305 outputs an AC signal having a predetermined frequency used for measuring the input impedance in accordance with an instruction from the measurement control device. At this time, in the third embodiment, if the impedance of the first capacitor 304 and the second capacitor 306 is set to be sufficiently small with respect to the frequency of the AC signal, the AC signal is the first signal. The voltage is applied to the DC load device through the capacitor 304 and the second capacitor 306. On the other hand, if the impedance of the inductor 303 is set to be sufficiently large with respect to the frequency of the AC signal, the AC signal hardly flows into the DC power supply device, so that overload of the AC signal source 305 is prevented. The

測定制御装置は、この状態で直流負荷装置の入力端における交流電圧Ｖｉｎ及び交流電流Ｉｉｎの測定値をそれぞれ取り込み、それらの値からＶｉｎ／Ｉｉｎを計算し、その計算結果を直流負荷装置の入力インピーダンスとして出力する。   In this state, the measurement control device takes in the measured values of the AC voltage Vin and the AC current Iin at the input terminal of the DC load device, calculates Vin / Iin from those values, and calculates the calculation result as the input impedance of the DC load device. Output as.

第３の実施の形態によれば、第１のコンデンサ３０４及び第２のコンデンサ３０６によって交流信号源３０５が直流電源装置から直流的に絶縁されるため、直流電源装置から出力された直流電圧が交流信号源３０５に印加されず、交流信号源３０５に直流電流が流れることが無い。したがって、第１の実施の形態及び第２の実施の形態と同様に交流信号源３０５に対して直流電圧や直流電流が入力されることによる、該交流信号源３０５の故障や破損が防止される。また、定格電圧や定格電流の小さい交流信号源３０５を用いて入力インピーダンスを測定することが可能になるため、入力インピーダンスの測定コストが低減できる。   According to the third embodiment, since the AC signal source 305 is DC-isolated from the DC power supply device by the first capacitor 304 and the second capacitor 306, the DC voltage output from the DC power supply device is AC. A direct current does not flow through the AC signal source 305 without being applied to the signal source 305. Therefore, as in the first embodiment and the second embodiment, a failure or breakage of the AC signal source 305 due to the input of a DC voltage or a DC current to the AC signal source 305 is prevented. . In addition, since the input impedance can be measured using the AC signal source 305 having a small rated voltage and rated current, the measurement cost of the input impedance can be reduced.

さらに、第３の実施の形態の入力インピーダンス測定方法によれば、第２の実施の形態と同様に交流信号源３０５から出力された交流信号がインダクタ３０３によって直流電源装置へ流れ込むことがないため、交流信号源３０５の過負荷が防止される。
（第４の実施の形態）
図４は本発明の入力インピーダンス測定装置の第４の実施の形態の構成を示すブロック図である。 Furthermore, according to the input impedance measurement method of the third embodiment, the AC signal output from the AC signal source 305 does not flow into the DC power supply device by the inductor 303 as in the second embodiment. An overload of the AC signal source 305 is prevented.
(Fourth embodiment)
FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of the fourth embodiment of the input impedance measuring apparatus of the present invention.

図４に示すように、第４の実施の形態の入力インピーダンス測定装置は、直流電源装置の一方の出力端が接地され、該接地された直流電源装置の出力端と直流負荷装置の入力端の間にインダクタ４０３が直列に接続され、該インダクタ４０３と並列に交流信号源４０５が接続された構成である。交流信号源４０５には、直流電源装置から出力された直流電圧が交流信号源４０５に印加されないようにコンデンサ４０４が直列に接続されている。コンデンサ４０４は、交流信号源４０５の直流電源装置側の出力端に接続されていてもよく、直流負荷装置側の出力端に接続されていてもよい。その他の構成は第１の実施の形態と同様であるため、その説明は省略する。   As shown in FIG. 4, in the input impedance measuring apparatus of the fourth embodiment, one output terminal of the DC power supply apparatus is grounded, and the output terminal of the grounded DC power supply apparatus and the input terminal of the DC load apparatus are connected. An inductor 403 is connected in series between them, and an AC signal source 405 is connected in parallel with the inductor 403. A capacitor 404 is connected in series to the AC signal source 405 so that the DC voltage output from the DC power supply device is not applied to the AC signal source 405. The capacitor 404 may be connected to the output terminal on the DC power supply device side of the AC signal source 405, or may be connected to the output terminal on the DC load device side. Since other configurations are the same as those of the first embodiment, description thereof is omitted.

このような構成において、図４に示す直流負荷装置の入力インピーダンスを測定する場合、直流電源装置は直流負荷装置に対して所要の直流電圧を供給する。また、交流信号源４０５は、測定制御装置からの指示にしたがって入力インピーダンスの測定に用いる所定の周波数の交流信号を出力する。このとき、第４の実施の形態では、交流信号の周波数に対してコンデンサ４０４のインピーダンスが十分に小さくなるように設定しておけば、交流信号はコンデンサ４０４を通過して直流負荷装置に印加される。一方、交流信号の周波数に対してインダクタ４０３のインピーダンスが十分に大きくなるように設定しておけば、交流信号は直流電源装置に対してほとんど流れ込まないため、交流信号源４０５の過負荷が防止される。   In such a configuration, when the input impedance of the DC load device shown in FIG. 4 is measured, the DC power supply device supplies a required DC voltage to the DC load device. The AC signal source 405 outputs an AC signal having a predetermined frequency used for measuring the input impedance in accordance with an instruction from the measurement control device. At this time, in the fourth embodiment, if the impedance of the capacitor 404 is set to be sufficiently small with respect to the frequency of the AC signal, the AC signal passes through the capacitor 404 and is applied to the DC load device. The On the other hand, if the impedance of the inductor 403 is set to be sufficiently large with respect to the frequency of the AC signal, the AC signal hardly flows into the DC power supply device, so that overload of the AC signal source 405 is prevented. The

測定制御装置は、この状態で直流負荷装置の入力端における交流電圧Ｖｉｎ及び交流電流Ｉｉｎの測定値をそれぞれ取り込み、それらの値からＶｉｎ／Ｉｉｎを計算し、その計算結果を直流負荷装置の入力インピーダンスとして出力する。   In this state, the measurement control device takes in the measured values of the AC voltage Vin and the AC current Iin at the input terminal of the DC load device, calculates Vin / Iin from those values, and calculates the calculation result as the input impedance of the DC load device. Output as.

第４の実施の形態の入力インピーダンス測定方法によれば、コンデンサ４０４によって交流信号源４０５が直流電源装置から直流的に絶縁されるため、直流電源装置から出力された直流電圧が交流信号源４０５に印加されず、交流信号源４０５に直流電流が流れることが無い。したがって、第１の実施の形態〜第３の実施の形態と同様に交流信号源４０５に対して直流電圧や直流電流が入力されることによる、交流信号源４０５の故障や破損が防止される。また、定格電圧や定格電流の小さい交流信号源４０５を用いて入力インピーダンスを測定することが可能になるため、入力インピーダンスの測定コストが低減できる。   According to the input impedance measuring method of the fourth embodiment, since the AC signal source 405 is DC-isolated from the DC power supply device by the capacitor 404, the DC voltage output from the DC power supply device is supplied to the AC signal source 405. No DC current flows through the AC signal source 405 without being applied. Therefore, the failure or breakage of the AC signal source 405 due to the input of a DC voltage or a DC current to the AC signal source 405 is prevented as in the first to third embodiments. In addition, since the input impedance can be measured using the AC signal source 405 having a small rated voltage and rated current, the measurement cost of the input impedance can be reduced.

さらに、第４の実施の形態によれば、第２の実施の形態及び第３の実施の形態と同様に交流信号源４０５から出力された交流信号がインダクタ４０３によって直流電源装置へ流れ込むことがないため、交流信号源４０５の過負荷が防止される。特に第４の実施の形態では第３の実施の形態に比べてコンデンサの数を減らすことができるため、測定系を簡素化できる。   Furthermore, according to the fourth embodiment, the AC signal output from the AC signal source 405 does not flow into the DC power supply device by the inductor 403 as in the second and third embodiments. Therefore, overload of the AC signal source 405 is prevented. Particularly in the fourth embodiment, the number of capacitors can be reduced as compared with the third embodiment, so that the measurement system can be simplified.

本発明の入力インピーダンス測定装置の第１の実施の形態の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of 1st Embodiment of the input impedance measuring apparatus of this invention. 本発明の入力インピーダンス測定装置の第２の実施の形態の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of 2nd Embodiment of the input impedance measuring apparatus of this invention. 本発明の入力インピーダンス測定装置の第３の実施の形態の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of 3rd Embodiment of the input impedance measuring apparatus of this invention. 本発明の入力インピーダンス測定装置の第４の実施の形態の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of 4th Embodiment of the input impedance measuring apparatus of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

１０１ 直流電源装置
１０２ 直流負荷装置
１０３ 変圧器
１０４、２０５、３０５、４０５ 交流信号源
１０５ 測定制御装置
２０３、３０３、４０３ インダクタ
２０４、３０４、３０６、４０４ コンデンサ 101 DC Power Supply Device 102 DC Load Device 103 Transformer 104, 205, 305, 405 AC Signal Source 105 Measurement Control Device 203, 303, 403 Inductor 204, 304, 306, 404 Capacitor

Claims (6)

直流電圧が供給されることで動作する直流負荷装置の入力インピーダンスを測定するための入力インピーダンス測定装置であって、
前記直流負荷装置に対して所要の直流電圧を供給する直流電源装置と、
前記直流電源装置と前記直流負荷装置間に直列に接続されるインダクタと、
前記直流電源装置と前記直流負荷装置間に直列に接続され、かつ前記インダクタと並列に接続される、直列に接続されたコンデンサ及び前記直流負荷装置の入力インピーダンスの測定で用いる交流信号を出力する交流信号源と、
前記直流負荷装置に入力される交流電圧及び交流電流をそれぞれ測定し、該交流電圧及び交流電流の測定値から前記入力インピーダンスを算出する測定制御装置と、
を有する入力インピーダンス測定装置。 An input impedance measuring device for measuring the input impedance of a DC load device that operates by being supplied with a DC voltage,
A DC power supply for supplying a required DC voltage to the DC load device;
An inductor connected in series between the DC power supply device and the DC load device;
AC connected in series between the DC power supply device and the DC load device, and connected in parallel with the inductor , and an AC signal used for measuring the input impedance of the DC load device. A signal source;
A measurement control device for measuring an AC voltage and an AC current input to the DC load device, respectively, and calculating the input impedance from the measured values of the AC voltage and the AC current;
An input impedance measuring device. 前記交流信号源の両端にそれぞれコンデンサが直列に接続されていることを特徴とする請求項１記載の入力インピーダンス測定装置。2. The input impedance measuring apparatus according to claim 1, wherein capacitors are connected in series to both ends of the AC signal source. 前記直流電源装置の一方の出力端が接地され、当該接地された前記直流電源装置の出力端と前記直流負荷装置の入力端の間に、前記インダクタ、並びに前記コンデンサ及び前記交流信号源が接続されていることを特徴とする請求項１記載の入力インピーダンス測定装置。One output terminal of the DC power supply device is grounded, and the inductor, the capacitor, and the AC signal source are connected between the grounded output terminal of the DC power supply device and the input terminal of the DC load device. The input impedance measuring apparatus according to claim 1, wherein: 所要の直流電圧が供給されることで動作する直流負荷装置の入力インピーダンスを測定するための入力インピーダンス測定方法であって、
前記直流電圧を生成する直流電源装置と前記直流負荷装置間にインダクタを直列に接続すると共に、直列に接続されたコンデンサ及び前記直流負荷装置の入力インピーダンスの測定で用いる交流信号を生成する交流信号源を前記直流電源装置と前記直流負荷装置間に直列にかつ前記インダクタと並列に接続しておき、
前記直流電源装置から前記直流負荷装置に対して所要の直流電圧を供給し、前記交流信号源から前記交流信号を出力し、
ゲインフェーズアナライザが、前記直流負荷装置に入力される交流電圧及び交流電流をそれぞれ測定し、該交流電圧及び交流電流の測定値から前記入力インピーダンスを算出する入力インピーダンス測定方法。 An input impedance measurement method for measuring the input impedance of a DC load device that operates by supplying a required DC voltage,
An inductor connected in series between the DC power supply device that generates the DC voltage and the DC load device, and an AC signal source that generates an AC signal used in measuring the input impedance of the capacitor and the DC load device connected in series Is connected in series between the DC power supply device and the DC load device and in parallel with the inductor,
Supplying a required DC voltage from the DC power supply device to the DC load device, and outputting the AC signal from the AC signal source;
An input impedance measuring method in which a gain phase analyzer measures an AC voltage and an AC current input to the DC load device, and calculates the input impedance from measured values of the AC voltage and the AC current. 前記交流信号源の両端にそれぞれコンデンサを直列に接続しておくことを特徴とする請求項４記載の入力インピーダンス測定方法。5. The input impedance measuring method according to claim 4, wherein a capacitor is connected in series to both ends of the AC signal source. 前記直流電源装置の一方の出力端を接地し、当該接地した前記直流電源装置の出力端と前記直流負荷装置の入力端の間に、前記インダクタ、並びに前記コンデンサ及び前記交流信号源が接続しておくことを特徴とする請求項４記載の入力インピーダンス測定方法。One output terminal of the DC power supply device is grounded, and the inductor, the capacitor, and the AC signal source are connected between the grounded output terminal of the DC power supply device and the input terminal of the DC load device. The input impedance measuring method according to claim 4, wherein:
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