JP4912263B2 - 負荷システム - Google Patents
負荷システム Download PDFInfo
- Publication number
- JP4912263B2 JP4912263B2 JP2007239352A JP2007239352A JP4912263B2 JP 4912263 B2 JP4912263 B2 JP 4912263B2 JP 2007239352 A JP2007239352 A JP 2007239352A JP 2007239352 A JP2007239352 A JP 2007239352A JP 4912263 B2 JP4912263 B2 JP 4912263B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- load
- voltage
- circuit
- load current
- unit
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000003780 insertion Methods 0.000 claims description 10
- 230000037431 insertion Effects 0.000 claims description 10
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 50
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 29
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 29
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 19
- 230000003071 parasitic effect Effects 0.000 description 18
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 14
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 11
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 5
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 4
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000012827 research and development Methods 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Testing Electric Properties And Detecting Electric Faults (AREA)
Description
インダクタに発生する電圧降下は、電流の時間的変化率(dI/dt)とインダクタンス値との積で表わされる。通常の負荷試験において、電源装置と電子負荷装置を接続する負荷線の寄生的なインダクタに生じる電圧降下は殆ど無視できるが、大電流を高速に駆動する場合、その電圧降下が顕著になり、電子負荷装置の動作に影響を与えることがある。負荷電流の立ち上がりにおいて、負荷線のインダクタには電源装置から電子負荷装置へ入力される電圧を低下させる極性を持った電圧降下が発生する。低電圧の電源装置の負荷試験において、上記のような電圧降下が発生すると、電子負荷装置の入力電圧が所定の最低動作電圧より低くなることがある。電子負荷装置は、一般にMOSFETなどのトランジスタを負荷として用いており、トランジスタには制御可能な最低の電圧が定まっていることから、その最低電圧以下においてインピーダンスの制御が不能になる。したがって、電流の立ち上がり時に、負荷線の電圧降下によって電子負荷装置の入力電圧が最低動作電圧より低くなると、負荷電流の制御が不能になって所望の負荷試験を実施できなくなるという問題が生じる。
これにより、前記負荷電流を静的に制御するときに前記電圧発生回路や前記負荷部で消費される電力が低減する。
これにより、前記負荷電流を静的に制御するときは前記電源回路がオフするため、前記電源回路におけるノイズの発生が防止されるとともに、前記電源回路や前記負荷部における消費電力が低減する。
また、前記負荷電流を静的に制御するときに前記電源回路の挿入部が前記スイッチ回路によって短絡されるため、前記負荷電流経路の抵抗損失が微小になる。
これにより、前記負荷電流を静的に制御するときに前記電圧発生回路や前記負荷部で消費される電力が低減する。
図1に示す負荷システムは、負荷部10と、電圧発生回路20と、制御部30を有する。
負荷部10は、本発明における負荷部の一実施形態である。
電圧発生回路20は、本発明における電圧発生回路の一実施形態である。
電源回路201は、直流の電圧を発生する回路であり、正の負荷線(L1,L2)の途中にスイッチ回路202を介して挿入される。電源回路201の負出力端子は正の負荷線L1に接続され、電源回路201の正出力端子はスイッチ回路202を介して正の負荷線L2に接続される。電源回路201には、例えばスイッチング型やリニア・レギュレータ型の電源回路が用いられる。
スイッチ回路202は、制御部30から入力される制御信号S1に応じて、負荷部10が負荷電流を動的に制御するときは電源回路201の正出力端子を負荷線L2に接続し、負荷部10が負荷電流を静的に制御するときは電源回路201の正出力端子を負荷線L2から切り離して負荷線L1とL2を短絡する。スイッチ回路202は、例えば機械式のリレーや半導体スイッチ素子などが用いられる。
負荷部10は、制御部30により設定された制御モード(定電流モード,定抵抗モード,定電圧モードなど)と負荷の値に従って、入力端子間(IN+,IN−)のインピーダンスをフィードバック制御し、電源装置50の負荷を所望の状態に調節する。
負荷部10を動的モードで動作させる場合、制御部30は、電圧発生回路20によって正の負荷線(L1,L2)の途中に電圧を発生させる。すなわち、電源回路201が正の負荷線(L1,L2)の途中に挿入されるようにスイッチ回路202を制御する。動的モードにおいて負荷電流が急激に立ち上がると、負荷線(L1〜L3)の寄生インダクタには負荷部10の入力電圧が低くなる極性を持った電圧降下が生じる。しかしながら、そのような電圧降下が生じても負荷部10の入力電圧が動作可能範囲より低くならない程度の適切な電圧が電圧発生回路20において発生するため、寄生インダクタによる電圧降下が打ち消され、負荷部10の制御は不安定にならない。
一方、負荷部10を静的モードで動作させる場合、制御部30は、電圧発生回路20における電圧の発生を停止する。すなわち、電源回路201を正の負荷線L2から切り離して、負荷線L1とL2を短絡する。静的モードでは負荷線(L1〜L3)の寄生インダクタに電圧降下が発生しないため、負荷部10に入力される電圧は、電源装置50の出力電圧に対して負荷線(L1〜L3)の寄生抵抗による電圧降下分だけ低い電圧となる。
図2は、本実施形態の第1の変形例に係る電圧発生回路を示す図である。
図2に示す電圧発生回路20Aは、電源回路203とスイッチ回路204を有する。
電源回路203は、一定の直流電圧を発生する回路であり、負荷電流の経路(負荷線L1〜L3)に挿入される。すなわち、電源回路203の正出力端子は正の負荷線L2に接続され、負出力端子は正の負荷線L1に接続される。電源回路203は、制御部30の制御信号S1に応じて、負荷部10が負荷電流を動的に制御するときオンし、負荷部10が負荷電流を静的に制御するときオフする。
スイッチ回路204は、負荷電流経路における電源回路203の挿入部分、すなわち負荷線L1とL2の間に電源回路203と並列に接続されており、制御部30の制御信号S1に応じて、負荷部10が負荷電流を動的に制御するときオフし、負荷部10が負荷電流を静的に制御するときオンする。
更に、負荷部10の負荷電流を静的に制御するときに電源回路203の挿入部(図2の例では負荷線L1とL2の間)がスイッチ回路204によって短絡されるため、負荷電流経路における抵抗損失を減らし、大電流の負荷試験における負荷部10の入力電圧の低下を抑えることができる。
図3は、本実施形態の第2の変形例に係る電圧発生回路を示す図である。
図3に示す電圧発生回路20Bは、負荷線L1とL2の間に接続された電源回路205を有する。電源回路205は、制御部30の制御信号S1に応じて出力電圧の制御が可能であり、負荷部10による負荷電流の制御が静的であるか動的であるかに応じて出力電圧を変化させる。すなわち、電源回路205は、制御部30の制御信号S1に応じて、負荷電流の制御が静的である場合の出力電圧を動的である場合より低くする。
これにより、電圧発生回路20において常に電圧を発生する場合に比べて、負荷部10や電圧発生回路20で消費される電力を低減できる。また、図3に示す電圧発生回路20Bによれば、負荷線L1,L2を短絡するスイッチ回路が不要であるため、回路構成を簡易化できる。
図4は、本実施形態の第3の変形例に係る電圧発生回路を示す図である。
図4に示す電圧発生回路20Cは、キャパシタ206,209と、充電回路207と、スイッチ回路208と、抵抗210と有する。
また、キャパシタ206の充電電荷を利用して必要な電圧を発生するため、充電回路207の定格出力電力を電源装置50より小さくすることが可能であり、充電回路207を小型化できる。
更に、負荷部10の負荷電流を静的に制御するときにキャパシタ206を負荷電流経路から切り離すため、静的制御時において充電回路207を動作させなくてよくなり、充電回路207の定格出力電力を抑えることができるとともに、負荷部10の消費電力を減らすことができる。
しかも、キャパシタ206の挿入部(図4の例では負荷線L1とL2の間)がスイッチ回路208によって短絡されるため、負荷電流経路における抵抗損失を減らすことができる。
図5は、負荷電流経路に電圧を発生する条件に関する本実施形態の第4の変形例を説明するための図であり、負荷電流の波形と電圧発生回路の動作状態の一例を示す。
これまで説明した電圧発生回路(20,20A〜20C)では、動的モードにおいて電圧を発生し、静的モードにおいて電圧の発生を停止する(若しくは動的モード時より電圧を低下させる)。しかしながら、動的モードにおいても、負荷電流を一定に保つ期間を含む場合があり、その期間においては、負荷線の寄生インダクタに電圧降下が発生しないにも関わらず電圧発生回路が動作することになり、無駄に電力が消費される。
そこで、第4の変形例に係る電圧発生回路は、例えば先に説明したものと同様な構成を有する電圧発生回路(20,20A〜20C)において、負荷電流を一定に保つ期間は動的モードであっても電圧の発生を停止する(若しくは電圧を低下させる)。これにより、電圧発生回路から負荷部10に電圧を供給する期間が短くなるため、電圧発生回路や負荷部10における消費電力を低減できる。特に、キャパシタ206の充電電荷を利用して電圧を発生する図4の電圧発生回路20Cにおいては、負荷電流の供給期間が短くなってキャパシタ206の電荷の消費が減少すると、キャパシタ206の静電容量や充電回路207の駆動能力を小さくできるため、装置サイズの小型化を図ることができる。
そこで、第4の変形例に係る電圧発生回路においては、図5に示すように、負荷電流が一定の期間のみならず立下りの期間においても電圧発生を停止してよい(若しくは立ち上がり時より電圧を低下させてよい)。すなわち、電圧発生回路は、負荷部10が負荷電流を減少させるときに電圧の発生を停止してよい(または、前記負荷電流の増大時に比べて低い電圧を発生してよい)。これにより、電圧発生回路や負荷部10における消費電力を更に低減可能である。
図6は、本実施形態の第5の変形例に係る負荷システムを示す図である。
図6に示す負荷システムは、負荷部10と、電圧発生回路20Dと、制御部30と、電圧検出回路40と有する。図6と図1の同一符号は同一の構成要素を示す。
電圧発生回路20Dは、例えば先に説明したものと同様な構成を有する電圧発生回路(20,20A〜20C)において、電圧検出回路40の検出電圧が所定のしきい値より高い場合、動的モードであっても電圧の発生を停止する(または検出電圧が当該しきい値を超える場合に比べて低い電圧を発生する)。
第6の変形例は、負荷電流経路に電圧を発生する条件を限定するものであり、上述した第5の変形例に関連する。
すなわち、第6の変形例に係る電圧発生回路は、例えば先に説明したものと同様な構成を有する電圧発生回路(20,20A〜20D)において、負荷部10に設定される負荷電流の変化率(A/sec)が所定のしきい値より小さい場合、動的モードであっても電圧の発生を停止する(または、変化率が当該しきい値を超える場合に比べて低い電圧を発生する)。
図7は、本実施形態の第7の変形例に係る負荷システムを示す図である。
図7に示す負荷システムは、負荷部10と、電圧発生回路20Eと、制御部30と、電圧検出回路40と有する。電圧発生回路20Eは、キャパシタ209,213と、スイッチ回路214,215と、抵抗210と有する。なお、図7と図4,図6の同一符号は同一の構成要素を示す。
図7の例において、スイッチ回路214は、キャパシタ213の2つの端子(N1,N2)の一方と負荷線L2とを選択的に接続する。スイッチ回路215は、この2つの端子(N1,N2)の一方と負荷線L1とを選択的に接続する。
負荷部10が負荷電流を静的に制御するとき、スイッチ回路214はキャパシタ213の端子N2を選択し、スイッチ回路215はキャパシタ213の端子N1を選択する。これにより、キャパシタ213には端子N1が高電位となるように電荷が充電される。キャパシタ213の充電が進むと、負荷部10の入力電圧は徐々に低下し、所定のしきい値に達する。このしきい値は負荷部10の最少動作電圧より若干高い電圧に設定されている。電圧検出回路40の検出電圧がこのしきい値より低くなると、スイッチ回路214はキャパシタ213の端子N1を選択するように切り替わる。これにより、負荷線L1とL2は、スイッチ回路214及び215を介して短絡され、キャパシタ213の端子N2はフローティング状態となる。キャパシタ213に蓄積された電荷はそのまま保持される。
次いで、負荷部10が負荷電流を動的に制御するとき、スイッチ回路215はキャパシタ213の端子N2を選択するように切り替わる。すると、キャパシタ213は、静的制御のときとは逆の方向で負荷線L1,L2に接続され、負荷線L2が負荷線L1より高電位になる。負荷電流の動的制御によって負荷線(L1〜L3)の寄生インダクタに発生する電圧降下は、キャパシタ213の電圧によって打ち消される。
すなわち、キャパシタ213を負荷線L1とL2の間に接続するのは、動的モードの全期間でもよいし、動的モードにおいて電流を変化させる期間に限定してもよいし、更に、電流を変化させる期間のうち立ち上がりの期間に限定してもよい。
すなわち、キャパシタ213を負荷線L1とL2の間に接続すべき上述の動的制御の期間において、電圧検出回路40の検出電圧が所定のしきい値より高い場合や、負荷電流の変化率の設定値が所定のしきい値より小さい場合には、キャパシタ213を負荷線L1とL2の間に接続せず、負荷線L1とL2を短絡したままにしてよい。
負荷電流が立ち下がるとき、負荷線の寄生インダクタには負荷部10の入力電圧が高くなる極性を持った電圧が発生する。寄生インダクタに発生する電圧があまり高くなると、負荷部10の入力電圧が定格の上限値を超える可能性がある。そこで、負荷電流の立下り時に、負荷部10の入力電圧が低くなるよう負荷線にキャパシタ213を挿入すれば、負荷部10の入力電圧の上昇を抑えて、これを適正な電圧範囲に収めることができる。
Claims (4)
- 負荷電流を動的に制御可能な負荷部と、
前記負荷部が前記負荷電流を動的に制御するとき、前記負荷部に印加される電圧が、前記負荷部の動作可能な範囲に収まるように、前記負荷電流の経路に電圧を発生する電圧発生回路と
を有する負荷システム。 - 前記電圧発生回路は、前記負荷部が前記負荷電流を静的に制御するとき、前記電圧の発生を停止する、
請求項1に記載の負荷システム。 - 前記電圧発生回路は、
前記負荷電流経路に挿入され、前記負荷部が前記負荷電流を動的に制御するときオンし、前記負荷部が前記負荷電流を静的に制御するときオフする電源回路と、
前記負荷部が前記負荷電流を静的に制御するとき、前記負荷電流経路における前記電源回路の挿入部を短絡するスイッチ回路と
を含む、
請求項2に記載の負荷システム。 - 前記電圧発生回路は、前記負荷部が前記負荷電流を静的に制御するときには、前記動的制御のときに比べて低い電圧を発生する、
請求項1に記載の負荷システム。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007239352A JP4912263B2 (ja) | 2007-09-14 | 2007-09-14 | 負荷システム |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007239352A JP4912263B2 (ja) | 2007-09-14 | 2007-09-14 | 負荷システム |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2009069057A JP2009069057A (ja) | 2009-04-02 |
JP4912263B2 true JP4912263B2 (ja) | 2012-04-11 |
Family
ID=40605460
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2007239352A Active JP4912263B2 (ja) | 2007-09-14 | 2007-09-14 | 負荷システム |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4912263B2 (ja) |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003124795A (ja) * | 2001-10-12 | 2003-04-25 | Hitachi Ltd | 半導体集積回路およびその給電方法 |
JP3477619B1 (ja) * | 2003-06-20 | 2003-12-10 | 株式会社計測技術研究所 | 電子負荷装置 |
-
2007
- 2007-09-14 JP JP2007239352A patent/JP4912263B2/ja active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2009069057A (ja) | 2009-04-02 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8242760B2 (en) | Constant-voltage circuit device | |
US8531851B2 (en) | Start-up circuit and method thereof | |
TWI437404B (zh) | Voltage regulator | |
TWI529511B (zh) | Voltage regulator | |
CN101896874A (zh) | 恒压电路 | |
CN101677216A (zh) | 基于初始化时段期间的测量选择参数/模式的方法和装置 | |
US8046622B2 (en) | Dynamically scaling apparatus for a system on chip power voltage | |
KR20080011088A (ko) | 정전압 전원 회로 | |
US20090189588A1 (en) | Power supply circuit having resistance element changing its resistance value to limit current flowing to capacitive load | |
CN113328734A (zh) | 快速阻断开关 | |
US6252384B1 (en) | Power-supply voltage fluctuation inhibiting circuit | |
US8830706B2 (en) | Soft-start circuit | |
KR100797874B1 (ko) | 정전압 전원 회로 및 정전압 전원 회로의 제어 방법 | |
JP2020149352A (ja) | 電圧ジェネレータ | |
JPWO2004104606A1 (ja) | 電源装置、試験装置及び電源電圧安定化装置 | |
CN114189158A (zh) | 信号采样方法、采样电路、集成电路和开关电源 | |
JP2010279177A (ja) | バッテリ充電回路 | |
TWI540405B (zh) | Voltage regulator | |
CN209948734U (zh) | 自动负载检测电路 | |
JP4912263B2 (ja) | 負荷システム | |
CN101106325A (zh) | 开关式稳压器 | |
US20110254515A1 (en) | Charge control device | |
JP2008158744A (ja) | レギュレータ回路 | |
JP2014211360A (ja) | 半導体試験装置 | |
JP7427949B2 (ja) | ゲート駆動回路 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20111222 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20120117 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4912263 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150127 Year of fee payment: 3 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |