JPH05340982A - Pwmパワーアンプの試験方法および試験装置 - Google Patents

Pwmパワーアンプの試験方法および試験装置

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JPH05340982A
JPH05340982A JP15098992A JP15098992A JPH05340982A JP H05340982 A JPH05340982 A JP H05340982A JP 15098992 A JP15098992 A JP 15098992A JP 15098992 A JP15098992 A JP 15098992A JP H05340982 A JPH05340982 A JP H05340982A
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JP
Japan
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current
power amplifier
pwm
amplifier
voltage
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Application number
JP15098992A
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English (en)
Inventor
Yukio Mukogasa
幸夫 向笠
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Fuji Electric Co Ltd
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Fuji Electric Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】小容量の試験設備で、大容量のPWMパワーア
ンプの性能試験が行える試験方法,およびその試験方法
に用いる試験装置を提供する。 【構成】電流制限機能付き,ないし過電流しゃ断機能付
きの被試験PWMパワーアンプ10に定格電流の1/1
0程度の電流を流した状態で、その電流増幅器17の最
終段出力電圧を試験装置20の電圧計24測定し、この
測定データを基に実負荷に相当する負荷電流と最終段電
流増幅器17の出力電圧との関係を求め、次にパワーア
ンプ10のPWM変換回路14の出力側から試験装置2
0に取り込んだPWM波を平滑した上で分圧用可変抵抗
器22を通じて得た直流電圧を電流増幅器17の入力側
に重畳して加え、この状態で制限回路12の設定用抵抗
器13を調節しながら各調節目盛に対する電圧計の指示
値を読み取り、これを前記関係より実負荷電流に換算し
て電流制限特性,過電流しゃ断特性を求める。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、サーボモータを駆動,
制御するサーボコントローラなどに適用する特に大容量
のPWMパワーアンプに好適な試験方法,およびその試
験方法に用いる試験装置に関する。
【0002】
【従来の技術】まず、従来行われているPWMパワーア
ンプの試験方法を図6で説明する。図において、1は電
圧増幅器11,PWM変換回路14,パワー素子15を
組合わせて構成した被試験のPWMパワーアンプ、2は
試験電源、3は負荷、4は負荷電流を測定する直流電流
計である。そして、被試験PWMパワーアンプ1の性能
評価の試験を行うには、電源2よりPWMパワーアンプ
1に入力を与え、出力側に接続した負荷3に実負荷時と
同じ負荷電流を流しつつ、この状態で電流制限特性,過
電流特性の試験を行っている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、前記した従
来の試験方法では次のような難点がある。すなわち、被
試験PWMパワーアンプが小容量であれば、実負荷時と
同じように負荷電流を流して特性の試験を行うことが簡
単に実施できるが、例えば100A以上の大容量のPW
Mパワーアンプの量産品を試験する場合には、パワーア
ンプの定格電流に相応した大形容量の試験用電源,負荷
設備が必要となり、かつ試験の実施に要する消費電力も
増大するといった問題がある。
【0004】本発明は上記の点にかんがみなされたもの
であり、その目的は前記課題を解決して小容量の試験設
備で、大容量のPWMパワーアンプの性能試験が簡単に
行えるようにした試験方法,およびその試験方法に用い
る試験装置を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の試験方法においては、電流制限機能付きの
被試験パワーアンプに実負荷電流より小さな電流を流し
た状態で電流増幅器の最終段出力電圧を測定し、この測
定データを基に実負荷に相当する負荷電流と最終段電流
増幅器の出力電圧との関係を求め、次に電流増幅器の初
段から最終段のいずれかの一つ入力側に前記の関係から
求めた実負荷電流に相応する被試験パワーアンプのPW
M波より作った直流電圧または脈動電圧を外部より重畳
して加え、この状態でPWMパワーアンプの電流制限特
性, および過電流しゃ断特性の試験を行うものとする。
【0006】また、前記の試験方法の実施に用いる本発
明の試験装置は、被試験パワーアンプの最終段電流増幅
器の出力電圧を測定する直流電圧計と、被試験PWMパ
ワーアンプのPWM波を平滑して得た直流可変電圧をP
WMパワーアンプの最終段電流増幅器の入力側に加える
分圧用可変抵抗と、PWMパワーアンプの出力側に接続
するダミー負荷および負荷電流を測定する直流電流計を
備えて構成するものとする。
【0007】さらに、前記の試験装置において、分圧用
可変抵抗の前段に、被試験PWMパワーアンプのPWM
波から三角波を作る積分回路もしくはフィルタと、前記
の三角波と直流電圧を加算して脈動可変電圧を得る加算
増幅器を接続して実施することができる。
【0008】
【作用】PWMパワーアンプに内蔵した電流増幅器は、
電流検出抵抗に発生する電圧を最終段で数ボルトに増幅
しており、かつこの電流増幅器の最終段出力電圧と負荷
電流とは比例の関係にある。したがって、PWMパワー
アンプに実負荷と同じ負荷電流を流す代わりに、パワー
アンプの電流増幅器の入力側に試験装置より実負荷電流
に相応した直流電圧を重畳して加えることにより、実負
荷試験と等価な条件を与えて電流制限特性,過電流特性
などの性能試験を行うことができる。
【0009】しかも、試験装置よりパワーアンプの電流
増幅器に加える電圧としてパワーアンプのPWM波より
得た電圧を用いることにより、別電源が不要で、かつパ
ワーアンプの電流増幅器の全ての成分が負荷電流に比例
するので安定した安定した電流制限状態が得られる。
【0010】
【実施例】以下本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。 実施例1:図1は本発明の請求項2に対応するPWMパ
ワーアンプの試験回路を示したものであり、図において
10は被試験PWMパワーアンプ、20がPWMパワー
アンプ10の性能試験に用いる試験装置である。ここ
で、PWMパワーアンプ10には、電圧増幅器11,電
流制限回路12,電流制限値の設定用可変抵抗器13,
PWM変換回路14,パワー素子15,電流検出用抵抗
器19,前後二段の電流増幅器16,17,フィルタ回
路18などが組み込まれている。
【0011】一方、試験装置20は、外部端子cを通じ
て被試験PWMパワーアンプ10側から加えられるPW
M波を平滑する抵抗器21およびコンデンサ27と、分
圧用可変抵抗器22と、該可変抵抗22と外部端子aと
の間に接続した固定抵抗23と、外部端子f(0V)と
外部端子bとの間に接続した直流電圧計24と、外部端
子c−d間に接続したダミー負荷25および直流電流計
26を装備して構成されている。
【0012】そして、PWMパワーアンプ10の外部端
子のうち、後段の電流増幅器17の入力側から引出した
端子A、電流増幅器17の出力側から引出した端子B、
PWM変換回路14の出力側から引出した端子C、パワ
ー素子15の出力側から引き出した端子D、電源の+極
側から引出した端子E、アース側(0V)に接続した端
子Fが、それぞれが前記試験装置20の各外部端子a,
b,c,d,e,fと対応し合うように相互接続されて
いる。
【0013】次に、被試験PWMパワーアンプ10に対
する電流制限特性の試験方法について述べる。まず、試
験装置20の可変抵抗器22を分圧を0V(外部端子a
の電圧が0Vになる)にした状態で、PWMパワーアン
プ10の入力側に適当な入力を加え、かつダミー負荷2
5を調整して直流電流計26の指示が定格電流の1/1
0程度(パワーアンプの容量が100Aであれば10A
程度)となるように小さな電流を流し、この状態で電流
増幅器17の出力電圧を試験装置20に備えた直流電圧
計24で読み取る。
【0014】そして電圧計24と電流計26で読み取っ
た指示値のデータを基に図4で示すPWMパワーアンプ
の負荷電流と電流増幅器の最終段出力電圧との関係を表
す特性グラフを作成する。なお、このグラフ中で、実線
は前記の実測値より求めた特性、点線は前記実測値で得
た特性(実線)を延長して描いた大電流領域の等価特性
である。すなわち、PWMパワーアンプは負荷電流と電
流増幅器の最終段出力電圧とが比例の関係にあることか
ら、図4における実線をそのまま延長して描くことで点
線領域の等価特性が得られる。そして、図1の被試験P
WMパワーアンプ10に例えば10Aの負荷電流を流し
た場合に、試験装置20の電圧計24の指示が0.8Vで
あれば、定格負荷時での負荷電流100Aに対応する電
流増幅器17の出力電圧は特性グラフ上で8Vとなる。
【0015】次に、前記と同様にPWMパワーアンプ1
0に対して定格電流(100A)の1/50程度の小さ
な電流(2A)を流しつつ、この状態で試験装置20の
可変抵抗器22の分圧を0Vから徐々に高めながら、端
子a−Aを通じてPWMパワーアンプ10の電流増幅器
17の入力側に前記抵抗器22から取り出した直流電圧
を重畳して加える。ここで、例えば負荷電流50Aでの
電流制限特性を確かめる場合には、試験装置20の電圧
計24の指示値が4Vとなるように可変抵抗器22を調
節し、負荷電流100Aの場合には電圧計の指示値が8
Vとなるように可変抵抗器22を調節する。なお、固定
抵抗23は、可変抵抗器22の抵抗を最大に高めた状態
で電圧計24がPWMパワーアンプ10の最大負荷電流
に相応した電流増幅器17の出力電圧を指示できるよう
な抵抗値に選んでおく。
【0016】次に、PWMパワーアンプ10の設定用抵
抗器13の目盛を固定して、試験装置20の可変抵抗器
22の分圧を高めていくと、PWMパワーアンプ10は
電流制限動作の状態となって電圧計24の指示値がある
値で一定となる。つまり、この状態での電圧計24の指
示値に対応した電流が制限電流値となる。この操作を設
定用可変抵抗器13の各目盛について実施すれば、図5
の実線で表した電流制限特性が得られる。
【0017】なお、試験装置20の外部端子cを通じて
被試験PWMパワーアンプ10のPWM電圧を平滑して
可変抵抗器22の電源としたのは、PWM波のパルス幅
が負荷電流と比例関係にあるためであり、可変抵抗器2
2に加える電圧を別電源から与える方式も考えられる
が、この場合には外部端子aから出力する電圧は固定と
なり、電流制限がかかって変化できる電流はPWMパワ
ーアンプ10の定格電流の約1/50(2A)と僅かで
あるためにPWMパワーアンプに電流制限がかかり難い
場合がある。かかる点、前記のようにPWM電圧を平滑
して得た電圧を端子a−Aを通じて試験装置20から被
試験PWMパワーアンプ10に加えることにより、電流
増幅器17の出力電圧の全ての成分が負荷電流に比例す
るので、試験中に安定した電流制限状態が得られる。
【0018】また、過電流しゃ断機能付きPWMパワー
アンプの性能試験を行う場合も、試験の手順は前記と全
く同様に行うことにより、図5の点線で表した過電流特
性を求めることができる。 実施例2:次に本発明の請求項3に対応する実施例を図
2,図3に示す。この実施例は先記した実施例1の一部
を変更した応用実施例であり、試験装置20の外部端子
cと分圧用可変抵抗器22との間に、図1における平滑
回路(抵抗器21,およびコンデンサ27)に置き換え
て、積分回路(またはフィルタ)28、可変抵抗器2
9,30、および加算増幅器31が接続してあり、その
他の回路構成は図1と同様である。
【0019】かかる構成により、被試験PWMパワーア
ンプ10の端子Cを通じて取り出したPWM波から試験
装置20の積分回路28で三角波を作り、可変抵抗器2
9より得た三角波の電圧と別に可変抵抗器30より得た
直流電圧とを加算増幅器31で加算して得た脈動電圧
(図3参照)を分圧用可変抵抗器22に加える。なお、
前記した三角波,直流電圧の大きさは可変抵抗器29,
30で適宜な値に調節することができる。
【0020】上記のようにPWMパワーアンプ10のP
WM変換回路14の出力側から取り出したPWM電圧を
図3で表すような脈動電圧に変えて試験装置20の分圧
用可変抵抗器22に加えることにより、次のような利点
が得られる。すなわち、PWMパワーアンプ10を実負
荷で運転した場合の電流増幅器17の出力電圧はPWM
波の脈動分を含んでいる。そこで、特性試験時に前記の
ように試験装置20から被試験PWMパワーアンプ10
に対し電流増幅器17の入力側に重畳して加える直流電
圧を三角波成分を含む脈動電圧とすることにより、試験
時における電流増幅器17の出力波形が実負荷運転時に
近似するようになるので、これにより試験の測定誤差を
小さくできる。
【0021】
【発明の効果】以上述べたように、本発明の試験方法,
および試験装置を用いてPWMパワーアンプの性能試験
を行うことにより、大容量のPWMパワーアンプに実負
荷時と同じように大きな負荷電流を流すことなく、例え
ば定格負荷電流の1/10以下の小さな電流を流すだけ
で、PWMパワーアンプに実負荷試験と同等な条件を与
えて電流制限特性,過電流しゃ断特性の性能試験を実施
することができる。したがって試験設備は小規模な設備
で済み、かつ試験の実施に伴う消費電力,試験時間の短
縮化が図れるなど、特に大容量PWMパワーアンプの量
産品を試験する場合に極めて有利な試験方法を提供する
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例1に対応するPWMパワーアン
プの試験回路図
【図2】本発明の実施例2に対応するPWMパワーアン
プの試験回路図
【図3】図2における加算増幅器の出力波形図
【図4】試験の実測値を基に作成したPWMパワーアン
プの負荷電流と電流増幅器の最終段出力電圧との関係の
特性を表す図
【図5】本発明の試験法で求めたPWMパワーアンプの
電流制限特性,過電流特性を表す図
【図6】従来実施されているPWMパワーアンプの実負
荷試験の回路図
【符号の説明】
10 被試験PWMパワーアンプ 11 電圧増幅器 12 電流制限回路 13 電流制限値の設定用抵抗器 17 電流増幅器 20 試験装置 22 分圧用可変抵抗 24 直流電圧計 25 ダミー負荷 26 直流電流計 27 平滑用コンデンサ 28 積分回路 31 加算増幅器

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】電流制限機能,および過電流しゃ断機能付
    きの被試験PWMパワーアンプに実負荷電流より小さな
    電流を流した状態で電流増幅器の最終段出力電圧を測定
    し、この測定データを基に実負荷に相当する負荷電流と
    最終段電流増幅器の出力電圧との関係を求め、次に電流
    増幅器の初段から最終段のいずれかの一つ入力側に前記
    の関係から求めた実負荷電流に相応する被試験PWMパ
    ワーアンプのPWM波より作った直流電圧または脈動電
    圧を外部より重畳して加え、この状態で電流制限特性,
    および過電流しゃ断特性を試験することを特徴とするP
    WMパワーアンプの試験方法。
  2. 【請求項2】被試験PWMパワーアンプの最終段電流増
    幅器の出力電圧を測定する直流電圧計と、被試験PWM
    パワーアンプのPWM波を平滑して得た直流可変電圧を
    PWMパワーアンプの最終段電流増幅器の入力側に加え
    る分圧用可変抵抗と、PWMパワーアンプの出力側に接
    続するダミー負荷および負荷電流を測定する直流電流計
    を備えたことを特徴とする請求項1記載のPWMパワー
    アンプの試験方法に用いる試験装置。
  3. 【請求項3】請求項2記載の試験装置において、分圧用
    可変抵抗の前段に、被試験PWMパワーアンプのPWM
    波から三角波を作る積分回路もしくはフィルタと、前記
    の三角波と直流電圧を加算して脈動可変電圧を得る加算
    増幅器を接続したことを特徴とする試験装置。
JP15098992A 1992-06-11 1992-06-11 Pwmパワーアンプの試験方法および試験装置 Pending JPH05340982A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU178677U1 (ru) * 2017-09-28 2018-04-17 ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "Брянский государственный технический университет" Тестер ШИМ контроллеров
CN109031101A (zh) * 2018-08-13 2018-12-18 上海艾为电子技术股份有限公司 一种功放agc输出功率的量产测试电路

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU178677U1 (ru) * 2017-09-28 2018-04-17 ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "Брянский государственный технический университет" Тестер ШИМ контроллеров
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