JPH04369011A - 定電流発生装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、負荷に流入する電流と
流出する電流を一致するように制御する定電流発生装置
に関し、更に詳しくは、負荷に流出する電流と流入する
電流の差を検出した結果に基づいて単一の定電流発生回
路を制御し、流入電流と流出電流を精度よく一致するよ
うにした定電流発生装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図２は、従来の定電流発生装置の回路図
である。図中、Ｅｓ　は設定電圧を可変できる電源、Ｃ
Ｃ１０は第１の定電流発生回路で、正側の設定入力端子
Ｖｓ＋が電源Ｅｓ　の正電位側に接続され、負側の設定
入力端子Ｖｓ−が電源Ｅｓ　の負電位側に接続されてい
る。

【０００３】Ｒ１０は第１のシャント抵抗で、一端が第
１の定電流発生回路ＣＣ１０の出力端子ＩＯＵＴ　に接
続され、他端が負荷Ｌの電流入力端子Ｐ１　に接続され
ている。第１の定電流発生回路ＣＣ１０は、センス入力
端子Ｓ＋　、Ｓ−　に入力される第１のシャント抵抗Ｒ
１０間の電圧降下を設定入力端子Ｖｓ＋、Ｖｓ−の電位
差と比較し、出力端子ＩＯＵＴ　から負荷Ｌに流出する
電流Ｉ＋　を制御する。

【０００４】Ｒ１１は第２のシャント抵抗で、一端が負
荷Ｌの電流出力端子Ｐ２　に接続され、他端が第２の定
電流発生回路ＣＣ１１の出力端子ＩＯＵＴ　に接続され
ている。第２の定電流発生回路ＣＣ１１は、設定入力端
子Ｖｓ＋、Ｖｓ−が第１の定電流源ＣＣ１０とは逆に電
源Ｅｓ　に接続されていて、センス入力端子Ｓ＋　、Ｓ
−　に入力される第２のシャント抵抗Ｒ１１間の電圧降
下を設定入力端子Ｖｓ＋、Ｖｓ−の電位差と比較し、負
荷Ｌから出力端子ＩＯＵＴ　に流入する電流Ｉ−　を制
御する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このような従来の定電
流発生装置は、負荷に向かって流出する電流Ｉ＋　と負
荷から流入する電流Ｉ−　をそれぞれ、別別の定電流発
生回路によって制御しているために、電流Ｉ＋　と電流
Ｉ−　を一致するように制御することが難しかった。こ
のため、負荷のコモン端子に（Ｉ＋　）−（Ｉ−　）の
コモン電流ＩＣ　が流れ、負荷側の回路が誤動作するこ
とがあった。また、電源の設定電圧が急激に変化したよ
うな場合は、それぞれの定電流発生回路の制御に時間差
があるために、瞬間的に大きな電流差が発生し、負荷に
異常なパルス電流が流れるという問題点があった。

【０００６】本発明は、このような点に鑑みてなされた
もので、負荷に向かって流出する電流Ｉ＋　と負荷から
流入する電流Ｉ−　を単一の定電流発生回路によって制
御するようにしたもので、流入電流と流出電流を精度よ
く一致するようにした定電流発生装置を提供することを
目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明は、印加される設定電圧に基づいて定
電流を出力するとともに、センス端子に入力されるデ−
タに基づいて出力する定電流の大きさを制御する定電流
発生回路（ＣＣ１　）と、一端が前記定電流発生回路に
接続され、他端が負荷（Ｌ）の電流入力端子に接続され
た第１のシャント抵抗（Ｒ１　）と、前記第１のシャン
ト抵抗と同一の抵抗値を有し、前記負荷の電流出力端子
に一端が接続された第２のシャント抵抗（Ｒ２　）と、
前記負荷の電流入力端子と電流出力端子間に直列に接続
され、第１の分圧を得る同一抵抗値の第３、第４の抵抗
（Ｒ３　、Ｒ４　）と、前記第２のシャント抵抗の他端
と前記定電流発生回路の出力端子間に直列に接続され、
第２の分圧を得る同一抵抗値の第５、第６の抵抗（Ｒ５
　、Ｒ６　）と、前記第１の分圧信号と前記第２の分圧
信号とを入力し、その出力端が前記第２のシャント抵抗
の他端に接続された差動増幅器（Ａ）と、を設け、前記
センス端子に入力される前記第１のシャント抵抗間（Ｒ
１　）の電位差に基づいて、前記負荷に流入する電流と
流出する電流とが常に一致するように制御することを特
徴としている。

【０００８】

【作用】本発明の定電流発生装置は、差動増幅器の負帰
還による制御作用により、負荷の電流入力端子側に接続
された第１のシャント抵抗と電流出力端子側に接続され
た第２のシャント抵抗に流れる電流を一致するように制
御する。

【０００９】

【実施例】以下、図面を用いて本発明の一実施例を詳細
に説明する。図１は、本発明の定電流発生装置の一実施
例を示す回路図である。図中、図２と同一作用をするも
のは同一符号を付けて説明する。ＣＣ１　は定電流発生
回路で、正側の設定入力端子Ｖｓ＋が電源Ｅｓ　の正電
位側に接続され、負側の設定入力端子Ｖｓ−が電源Ｅｓ
　の負電位側に接続されている。Ｒ１　は第１のシャン
ト抵抗で、一端が定電流発生回路ＣＣ１　の出力端子Ｉ
ＯＵＴに接続され、他端が負荷Ｌの電流入力端子Ｐ１　
に接続されている。

【００１０】第１のシャント抵抗Ｒ１　の電圧降下は定
電流発生回路ＣＣ１　のセンス入力端子Ｓ＋　、Ｓ−　
に接続されていて、定電流発生装置ＣＣ１　は、センス
入力端子Ｓ＋　、Ｓ−　に入力される第１のシャント抵
抗Ｒ１　間の電圧降下を設定入力端子Ｖｓ＋、Ｖｓ−の
電位差と比較し、出力端子ＩＯＵＴ　から負荷Ｌに流出
する電流Ｉ＋　を制御する。

【００１１】Ｒ２　は第２のシャント抵抗で、一端が電
流出力端子Ｐ２　に接続され、他端が差動増幅器Ａの出
力端に接続されている。第１、第２のシャント抵抗Ｒ１
，２　は、同一抵抗値で、比較的抵抗値の低いものが設
けられている。

【００１２】電流入力端子Ｐ１　と電流出力端子Ｐ２　
間には同一抵抗値を有する第３と第４の抵抗Ｒ３，４　
が直列に接続されていて、その中点Ｈ１　は、差動増幅
器Ａの非反転入力端子に接続されている。また、差動増
幅器Ａの出力端と定電流発生回路ＣＣ１　の出力端子Ｉ
ＯＵＴ　間には、同一抵抗値を有する第５と第６の抵抗
Ｒ５，６　が直列に接続されていて、その中点Ｈ２　は
、差動増幅器Ａの反転入力端子に接続されている。尚、
点線内の回路は、負荷に流入する電流と流出する電流を
制御する電流制御回路を構成している。

【００１３】次に、このように構成された定電流発生装
置の動作について説明する。第１のシャント抵抗Ｒ１　
の両端に接続された抵抗Ｒ３，５　は、第１のシャント
抵抗Ｒ１　の抵抗値に対して十分大きな値になっている
ために、抵抗Ｒ３，５　に流れる電流は、第１のシャン
ト抵抗Ｒ１　に流れる電流Ｉ＋　に対し、ほとんど無視
することができる。

【００１４】従って、定電流発生回路ＣＣ１　は、従来
例と同じ動作をし、電源Ｅｓ　から入力された設定入力
電圧と第１のシャント抵抗Ｒ１　が検出した電圧降下を
比較した結果に基づいて、出力端子ＩＯＵＴ　から電流
Ｉ＋　を出力する。

【００１５】一方、第２のシャント抵抗Ｒ２　も、負荷
Ｌ側に第２のシャント抵抗Ｒ２　の抵抗値に対して十分
大きな値の抵抗Ｒ４　が接続されている。このため、負
荷Ｌから流出する電流Ｉ−　は、ほとんどが、そのまま
第２のシャント抵抗Ｒ２　を介して差動増幅器Ａの出力
端に流れ込む。

【００１６】この時の、定電流発生回路ＣＣ１　の出力
端子ＩＯＵＴ　の電位をＶ０　、負荷Ｌの電流入力端子
Ｐ１　の電位をＶ１　、負荷Ｌの電流出力端子Ｐ２　の
電位をＶ２　、差動増幅器Ａの出力端をＶ３　、差動増
幅器Ａの反転入力端子の電位をＶ−　、同じく非反転入
力端子の電位をＶ＋　とすると、差動増幅器Ａの反転入
力端子及び非反転入力端子の電位Ｖ−　、Ｖ＋　は、次
式（１）、（２）に示すようになる。

【数１】

【００１７】演算増幅器Ａの反転入力端子及び非反転入
力端子の電位Ｖ−　、Ｖ＋　は、増幅率が十分に大きい
ものとすれば、Ｖ−　＝Ｖ＋　となり、（３）式に示す
ようになる。

【数２】 一方、第１、第２のシャント抵抗Ｒ１，２　による電圧
降下は、次式（４）、（５）に示すようになる。

【数３】

【００１８】式（４）から式（５）を減算し、式（３）
を代入すると、式（６）の関係が得られる。

【数４】 第１、第２のシャント抵抗Ｒ１，２　は同一抵抗値で構
成されているので、式（６）からＩ−　＝Ｉ＋　の関係
が得られ、負荷Ｌに流入する電流Ｉ＋　と負荷Ｌから流
出する電流Ｉ−　が等しく制御できることが分かる。よ
って、負荷Ｌのコモンに流れるコモン電流ＩＣ　はゼロ
となり、負荷Ｌ側の回路が誤動作することがない。

【００１９】

【発明の効果】以上、詳細に説明したように本発明の定
電流発生装置は、負荷に流出する電流と流入する電流の
差を検出した結果に基づいて単一の定電流発生回路を制
御して、負荷に流入する流入電流と負荷に流出する流出
電流を精度よく制御するようにしている。このために、
負荷にコモン電流が流れることがなく、負荷側の回路が
誤動作することがない。また、電源の設定電圧が急変し
た場合でも、制御の追従性が良いために負荷に異常なパ
ルス電流が流れることがない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の定電流発生装置の一実施例を示す回路
図である。

【図２】従来の定電流発生装置の回路図である。

【符号の説明】

ＣＣ１　　　定電流発生回路 Ｒ１　　　第１のシャント抵抗 Ｒ２　　　第２のシャント抵抗 Ｒ３　〜Ｒ６　　　分圧抵抗 Ａ　　差動増幅器

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　印加される設定電圧に基づいて定電流
   を出力するとともに、センス端子に入力されるデ−タに
   基づいて出力する定電流の大きさを制御する定電流発生
   回路（ＣＣ１　）と、一端が前記定電流発生回路に接続
   され、他端が負荷（Ｌ）の電流入力端子に接続された第
   １のシャント抵抗（Ｒ１　）と、前記第１のシャント抵
   抗と同一の抵抗値を有し、前記負荷の電流出力端子に一
   端が接続された第２のシャント抵抗（Ｒ２　）と、前記
   負荷の電流入力端子と電流出力端子間に直列に接続され
   、第１の分圧を得る同一抵抗値の第３、第４の抵抗（Ｒ
   ３　、Ｒ４　）と、前記第２のシャント抵抗の他端と前
   記定電流発生回路の出力端子間に直列に接続され、第２
   の分圧を得る同一抵抗値の第５、第６の抵抗（Ｒ５　、
   Ｒ６　）と、前記第１の分圧信号と前記第２の分圧信号
   とを入力し、その出力端が前記第２のシャント抵抗の他
   端に接続された差動増幅器（Ａ）と、を設け、前記セン
   ス端子に入力される前記第１のシャント抵抗間（Ｒ１　
   ）の電位差に基づいて、前記負荷に流入する電流と流出
   する電流とが常に一致するように制御することを特徴と
   した定電流発生装置。