JPH0212066A - 測定用電源装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分１ｆコ この発明は、ＩＣ（集積回路、以下同じ）試験装置等の
試験・計測機器Ｕコ搭載される消′！Ｒ電流測定用の電
源装置に関し、特に、測定すべき消費電流の電流レンジ
の変動に応じて′直流検出用抵抗を切り換えることによ
って、　８１ｆｆ定範囲に応じて消費電流を精度よく検
出できるようにしたことに関する。

［従来の技術］ 一般的に、ディジタルＩＣの消費電流は、無人力信号状
態と種々のパターン信号等が印加された状態とでは大き
く異なる。例えば、被測定ＩＣの無人力信号状態（以下
、便宜的に無信号モードという）における消費電流が数
μＡであるとき、パターン信号等が印加された状態（以
下、便宜的に動作モードという）における消費電流が数
ｍＡから数１０ｍＡである。ＩＣの消費電流を測定する
ための測定用電源装置では、電源供給ラインに適宜の電
流検出用抵抗を挿入し、該抵抗の電圧降下を測定するこ
とにより消費電流の検出を行う。従来のＩＣ試験装置に
適用されていたそのようなａ＋１１定用電源装置では、
被測定丁Ｃの無信号モードに対応する電流レンジで検出
しようとすると電流検出用の抵抗値が大きくなるので、
動作モードにおける消費電流の変動に該電源装置からの
電流供給が追従できず、被測定ＩＣに供給する電源電圧
に変動を来すことになる。そのため、動作モードに対応
した電流レンジで検出するように電流検出用の抵抗値を
小さくしていた。

［発明が解決しようとする課題］ 従って、従来のＩＣ試験装置に適用されていた測定用電
源装置では、＠作モードに対応する固定的な電流レンジ
で被測定ＩＣの消費電流を検出していたため、該被測定
ＩＣの無信号モードにおける微小電流を高精度で測定す
ることができなかった、という問題があった。

例えば、ＩＣ試験装置において、被測定ＩＣの動作モー
ドに対応した電流レンジ（例えば、′ＩＩｉ流検出相検
出用値が１００Ω）。の測定用電源装置によって被測定
ＩＣにＩＯＶの直流電圧を印加して、該被測定ＩＣの消
費電流を８１す定するものとする。

被測定ＩＣの動作モードにおける消費電流が５ｍＡであ
ったとすると、該電源装置の電流検出用の抵抗値＝１０
０Ωによって １００ΩＸ５ｍＡ＝０．５Ｖ の電圧降下が発生する。この０．５ｖの電圧降下により
消費電流５ｍＡを測定することができる。

他方、無信号モードにおける消費電流を測定する場合、
該被測定ＩＣの消費電流が５μＡであったとすると Ｊ、００ΩＸ５７１！Ａ：０．５ｍＶ の電圧降下しか発生しないので、この僅かな電圧降下０
．５ｍＶを検出して無信号モードにおける正確な消費電
流を測定することは困難であった。

この発明は上述の点に鑑みてなされたもので。

測定すべき被測定装置の消費電流の電流レンジの変動に
応じて電流検出用抵抗を切り換えることにより、消費電
流を測定範囲に応じて精度よく検出するようにした消費
電流測定用の電源装置を提供しようとするものである。

前記電流検出用抵抗回路における電圧降下を測定するこ
とにより、前記被測定装置における消費電流に応じたデ
ータを検出する測定手段と、前記電源供給ラインに電ｇ
電流を供給するものであり。

前記電流検出用抵抗回路を経由して前記被測定装置に印
加される電源電圧をフィードバックし、該フィードバッ
ク電圧が所定の基準電圧に一致するように該電源供給ラ
インに供給する電源電流を制御する電源供給手段ととを
具えたものであるゆ［課Ｍを解決する）−めの手段］ この発明に係る直流電源装置は、被測定装置に電源を供
給すると共にその消費電流を検出するための測定用電源
装置であって、前記被測定装置に対する１１ｉ源供給フ
インに直列に挿入され、少なくとも小電流消費モードと
大電流消費モー１ごの２つの電流消費モー・−ドに対応
して、各電流消費モードに対応する所定の抵抗値に夫々
切り換えられるものであり、この抵抗値は消費電流が少
ないモードのものほど大きな値である電流検出用抵抗回
路と。

［作用］ ′Ｉｉｚ流検出相検出用抵抗回路測定装置ａに対する電
源供給ラインに直列に挿入され、少なくとも小電流消費
モードと大電流消費モードの２つの電流消費モードに対
応して、各電流消費モードに対応する所定の抵抗値に夫
々切り換えられ、この抵抗値は消費電流が少ないモード
のものほど大きな値になる。測定手段では、電流検出用
抵抗回路における電圧降下を測定することにより、被測
定装置における消費電流に応じたデータを検出する。こ
のとき、電源供給手段では電源供給ラインに電源電流を
供給すると共に、電流検出用抵抗回路を経由して被測定
装置に印加される電源電圧をフィードバックし、該フィ
ードバック電圧が所定の基準電圧に一致するよ・）に該
電源供給ラインに供給する電源電流を制御する。

この発明に係る測定用電源装置につき、図示の実施例と
の対応を示せば１例えば、電流検出用抵抗回路は抵抗６
，７であり、測定手段はオペアンプ５及びアナログ／デ
ィジタル変換器２２．電源供給手段はディジタル／アナ
ログ変換器２１とオペアンプ１，２．４及びバッファア
ンプ３に相当する。スイッチｌｌａ、１２ａ、１２ｂ、
１３ａ。

１３ｂは、被測定装置における消費電流レンジに応じて
オン若しくはオフするようになっている。

例えば、負荷】、５の消費電流レンジが小電流消費モー
ドのときスイッチ１２ｂ、１３ｂがオンになり、オペア
ンプ１から抵抗６，７を介して負荷１５に供給される電
源電流に応じて電流検出用抵抗回路である抵抗６，７の
両端に発生する電圧降下をオペアンプ５によって検出す
るのである。また、負荷］−５の消費電流レンジが大電
流消費モードのときスイッチｌｌａ、１２ａ、３．３ａ
がオンになり、オペアンプ２及びアンプ３から抵抗６を
介して負荷１５に供給される電源電流に応じて電流検出
用抵抗回路である抵抗６の両端に発生する電圧降下をオ
ペアンプ５によって検出するのである。

上述のように、測定すべき被測定装置の消！を電流の電
流レンジの変動に応じて電流検出用抵抗を切り換えるこ
とにより消費電流を検出するようにしたため、高精度の
測定が期待できる。

［実施例］ 以下、添付図面を参照して本発明に係る電源袋置の実施
例を詳細に説明する。

図は本発明に係る測定用の電源装置の一実施例を示すブ
ロック図であり、本発明に直接関係する部分のみを示す
。この電源装置は大別して、制御部２０とディジタル／
アナログ（以下、Ｄ／Ａという）変換器２１及びアナロ
グ／ディジタル（以下、Ａ／Ｄという）変換器２２と電
流測定部１０などから成っている。なお、負荷１５とし
ては消費電流を測定しようとするＩＣ等の素子若しくは
種々の回路などが接続される。制御部２０は、負荷１５
に印加すべき基準電圧を指示するディジタルデータをＤ
／Ａ変換器２１に与えて、Ａ／Ｄ変換器２２から与えら
える検出電流値を示すディジタルデータの処理を行う。

Ｄ／Ａ変換器２１は、制御部２０から与えらえるディジ
タルデータに基づきアナログの基準電圧Ｖｉを発生し電
流測定部１０のオペアンプ（演算増幅器、以下同じ）１
゜２の入力に対して出力する。

電流測定部１０は基準電圧Ｖｉを入力し、該基準電圧Ｖ
ｉに応じた電源電圧を負荷１５に対して供給すると共に
該負荷１５の消費電流を示す検出信号ＤｉをＡ／Ｄ変換
器２２に対して出力する。

該電流測定部１０は、負荷１５の消費電流モードに応じ
てスイッチｌｌａ、１２ａ、１２ｂ、１３ａ、１３ｂを
切り換えることにより消費′ａ流流出出用抵抗値を切り
換えるようになっている。各スイッチｌｌａ、１２ａ〜
Ｌ３ｂは、負荷１５の消費電流が比較的大きい場合つま
り大電流消費モードの場合にはｌｌａ、１２ａ、１３ａ
が夫々オンになり、該消費電流が比較的小さい場合つま
ｉ、）小電流消費モードの場合には１２ｂ、１３ｂが夫
々オンになるよう切換制御される。これにより、端子Ｆ
を介して負荷１５に電源を供給する電源供給ラインに直
列に挿入される消費電流検出用の抵抗が、後述のように
、大電流消費モードでは抵抗６のみの小さな抵抗値にな
り、小電流消費モードでは抵抗６と抵抗７を直列に接続
した大きな抵抗値となる。

大電流消費モードつまり前述の動作モードにおいて、負
荷１５の消費電流を測定する場合、Ｄ／Ａ変換器２１か
らオペアンプ２の一方の入力（＋入力）に与えられた基
準電圧Ｖｉは、該オペアンプ２の出力からバッファアン
プ３によって電流バッファリングされた後に、スイッチ
ｌｌａと抵抗６を介して端子Ｆから電源電圧Ｖｏとして
負荷１５に印加される。この抵抗６の一端にはスイッチ
１３ａを介してオペアンプ５の一方の入力（十人力）が
接続されており、該抵抗６の他端にはオペアンプ５の他
方の入力（−人力）が接続されている。

負荷１５に印加された電源電圧Ｖｏは、端子Ｎからフィ
ードバック電圧ｖｈとしてオペアンプ４とスイッチ１１
を介してオペアンプ２の他方の入力（−人力）にフィー
１（バックされる。すなわち、これらオペアンプ２とバ
ッファアンプ３、スイッチｌｌａ、抵抗６．オペアンプ
４、スイッチ］２ａによる閉ループが構成され、電源電
圧Ｖ　ｏ　＝フィードバック電圧ｖｈを基準電圧Ｖｉと
同じ電圧になるようにしている。つまり、抵抗６を介し
て負荷１５に印加される電流と該抵抗６の抵抗値に応じ
た電圧降下が発生するため、電源電圧Ｖｏを所定の基準
電圧Ｖｉと同じ電圧になるように補正するのである。

スイッチ１３ａをオンすることによってオペアンプ５の
＋、−人力に抵抗６の両端を接続し、この抵抗６の両端
に発生する電圧降下を該オペアンプ５によって検出する
。該検出電圧Ｄ１はＡ／Ｄ変換器２２に与えられる。Ａ
／Ｄ変換器２２は、アナログの該検出電圧Ｄ１をディジ
タルデータに変換し制御部２０に送出する。この検出電
圧Ｄｉを示すディジタルデータは、制御部２０において
該負荷１５の消費電流を示すデータとして処理される。

一方、小電流消費モードつまり前述の無信号モードにお
いて、負荷１５の消費電流を測定する場合、Ｄ／Ａ変換
器２１．からオペアンプ１の一方の人力に与えられた基
準電圧Ｖ１は、該オペアンプｌの出力から抵抗７及び抵
抗６の直列回路を介しで端ｆ−Ｆから電源電圧Ｖｏとし
て負荷１５に印加される。スイッチＪ、３ｂをオン、１
３ａをオフすることによりオペアンプ５の＋、−人力に
抵抗７゜６の直列回路による電圧降下を夫々印加し、該
直列抵抗回路７，６による電圧降下をオペアンプ５にお
いて検出する。この検出電圧Ｄｉは前述と同様にＡ／Ｄ
変換器２２を介して制御部２０に与えられる。

負荷１，５に印加された電源゛電圧Ｖｏは、端子Ｎから
フィードバック電圧ｖｈとしてオペアンプ４とスイッチ
１２ｂを介してオペアンプ１の他方の入力にフィードバ
ックされる。すなわち、これらの構成はオペアンプ】、
と抵抗７及び抵抗６、オペアンプ４、スイッチ１２ｂに
よる閉ループが構成され、電源電圧Ｖ　ｏ　＝フィード
バック電圧ｖｈを基準電圧Ｖｉと同じ電圧になるように
補正する機能を有する。つまり、抵抗７及び抵抗６を介
して負荷１５に印加される電流と該抵抗６，７の合計抵
抗値に応じた゛電圧降下が発生するため、電源電圧Ｖｏ
を所定の基ｉ！！４圧Ｖｉと同じ電圧に補正するのであ
る。

次に１以上の構成における具体例を説明する。

例えば、ディジタルＩＣを負荷として消費電流を測定す
る場合、無信号モードにおける消費電流が数μＡであり
動作モードにおける消費電流が数ｍＡの被測定ＩＣであ
るとき、該ＩＣに印加すべき電源電圧Ｖｏが１０ｖであ
るとする。制御部２０からＤ／Ａ変換器２１に対して基
準電圧Ｖ　ｉ　＝　１０■を発生するようにディジタル
データが出力され、該Ｄ／Ａ変換器２１から電流測定部
１０に対して基準電圧Ｖ　ｉ、　＝　ｌ　ＯＶが与えら
れる。

無信号モードにおける被測定ＩＣの消費電流を測定する
場合、電流測定部１０の電流レンジは小電流消費モード
に設定され、電源電圧はオペアンプ１、抵抗７，６を介
し℃負荷ＩＣｌ３に与えられる。抵抗７が１００にΩで
、抵抗６が１００Ωとし、消費電流が５μＡであるとす
ると、抵抗７及び抵抗６によって生じる電圧降下は。

（１００ｋΩ＋１．、　ＯＯΩ）Ｘ５μＡ４０．５Ｖで
ある。

また、動作モードにおける被測定ＩＣの消費電流を測定
する場合、電流測定部１０の電流レンジは大電流消費モ
ードに設定され、電源電圧はオペアンプ２．抵抗６を介
して負荷ＩＣｌ３に与えられる。このとき、消費電流が
５ｍＡであるとすると、抵抗６によって生じる゛電圧降
下は。

１００ΩＸ５ｍＡ＝０．５Ｖ である。

このように、この消費電流ａｌｌ定川の用、′を源装置
によれば、負荷１５によりて消費される電流の変動に応
じて適宜の電流レンジに切り換えることができるため、
大／小電流消費モードのいづれにおける測定でも同様な
精度で消費電流を検出することができる。

なお、スイッチｌｌａ〜１３ｂの切換制御は、制御部２
０の制御によって行うことが可能であり、該制御部２０
が現在どのモードでスイッチｌｌａ〜１３ｂをオン設定
しているかに応じて、そのときの消費電流検出用抵抗値
に応じた係数をＡ／Ｄ変換器２２から与えら九る消費電
流検出データレ二対して掛けることにより、消費電流の
絶対値が判明する。

また、Ａ／Ｄ変換器２２の出力データに応じて制御部２
０によりスイッチｌｉａ〜１３ｂの切換制御つまりモー
ド切換制御を自動的に行うことも可能である。例えば、
通常は大電流消費モードに設定しておき、Ａ／Ｄ変換器
２２の出力データが極端に小さくなったとき小電流消費
モードに切り換わったと判断してスイッチ１１．　ａ〜
１：３ｂの状態を小電流消費モードに自動的に切り換え
るようにすればよい。また、小電流消費モードに設定さ
れでいるときにＡ／Ｄ変換器２２の出力データが極端に
大きくなったならば大電流消費モードに切り換わったと
判断してスイッチ１］７ａ〜１３ｂの状態を大電流消費
モードに自動的に切り換えるようにすればよい。

なお、この実施例では大電流モードと小電流モードの２
つの電流消費モードに応じて消費電流検出用の抵抗値を
切り換えるようにしているが、必要に応じて３３以上の
電流消費モー　ドに対応して消’Ｉｋ　′ｉｔ流検流用
出用抗値を切り換えるようにしてもよい。

また、この実施例では電流検出用の抵抗６．７に可変型
の抵抗を用いているが、測定電流に対応して適宜の電圧
降■を生じる抵抗値を示すものであるなら、可変抵抗に
限らず他の素子であってもよい。

また、この実施例では、大電流モードを構成する回路に
電流バッファとしてバッファアンプ３を設け、また、小
電流モードを構成する回路には専用の電流バッファアン
プを設けていないが、各モードに応じた電源電流を負荷
１５に供給できる機能を有する回路構成であれば本実施
例に限定されるものではない。

ァアンプ、６．７・・消費電流検出用抵抗、１．０・・
・電流測定部、Ｉ　Ｌ　ａ　”　１３　ａ　、　ｌ　２
　ｂ　、　１３　ｂ　−モード切換スイッチ、１５・・
・負荷、２０・・・制御部、２１・・ディジタル／アナ
ログ変換器、２２・・・アナログ／ディジタル変換器。

［発明の効果］ 以上の通り、この発明に係る測定用電源装置によれば、
測定すべき消費電流の電流レンジの変動に応じて電流検
出用の抵抗を切り換えることにより消費電流を測定範囲
に応じて精度よく検出することができるようになる。と
いう優れた効果を奏する。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 被測定装置に電源を供給すると共にその消費電流を検出
   するための測定用電源装置であって、前記被測定装置に
   対する電源供給ラインに直列に挿入され、少なくとも小
   電流消費モードと大電流消費モードの２つの電流消費モ
   ードに対応して、各電流消費モードに対応する所定の抵
   抗値に夫々切り換えられるものであり、この抵抗値は消
   費電流が少ないモードのものほど大きな値である電流検
   出用抵抗回路と、 前記電流検出用抵抗回路における電圧降下を測定するこ
   とにより、前記被測定装置における消費電流に応じたデ
   ータを検出する測定手段と、前記電源供給ラインに電源
   電流を供給するものであり、前記電流検出用抵抗回路を
   経由して前記被測定装置に印加される電源電圧をフィー
   ドバックし、該フィードバック電圧が所定の基準電圧に
   一致するように該電源供給ラインに供給する電源電流を
   制御する電源供給手段と を具えた測定用電源装置。