JPH0611471Y2 - 直流電圧・電流発生装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この考案は直流電圧・電流発生装置に関し、さらに詳し
く言えば、外部から印加される電流、電圧を適宜測定す
ることができる直流電圧・電流発生装置に関するもので
ある。

〔従来例〕

第３図には測定機能を有する直流電圧・電流発生装置の
一般的な従来例が示されている。これによると、同発生
装置は所望とする発生信号を設定する設定器１を有し、
この設定器１の設定信号はＣＰＵ（中央制御手段）２か
らＤ／Ａ変換器３に入力される。Ｄ／Ａ変換器３はその
デジタル信号をアナログ信号に変換し、増幅器４に供給
する。増幅器４の出力側には、同増幅器４の出力電流、
電圧をそれぞれ検出して同増幅器４に負帰還をかける電
流帰還回路５および電圧帰還回路６が接続されていて、
これにより定電流もしくは定電圧が発生されるようにな
されている。また、この電流帰還回路５および電圧帰還
回路６の検出電流、電圧はＡ／Ｄ変換器７からモニタ回
路を介してＣＰＵ２にフィードバックされる。

すなわち、定電圧動作時にはスイッチＳ_１が閉じられ、
電圧帰還回路６の検出電圧が増幅器４にフィードバック
されるとともに、スイッチＳ_３を閉じることにより電流
帰還回路５の検出電流がＡ／Ｄ変換器７を介してＣＰＵ
２に入力され、その電流状態等が表示器８に表示され
る。一方、定電流動作時にはスイッチＳ_２が閉じられ、
電流帰還回路５の検出電流が増幅器４にフィードバック
されるとともに、スイッチＳ_４を閉じることにより電圧
帰還回路６の検出電圧がＡ／Ｄ変換器７を介してＣＰＵ
２に入力される。

この発生装置において、増幅器４がバイポーラ出力なら
ばシンク（吸込み）機能を利用して外部から印加される
電圧、電流を測定することができ。すなわち、Ｄ／Ａ変
換器３の発生電圧をＯＶにセットし、電圧測定時にはス
イッチＳ_２を閉じて増幅器４に電流帰還回路５を接続し
て定電流発生とした上で、その出力端子ＯＵＴ１，ＯＵ
Ｔ２間に被測定物を接続する。これにより、増幅器４は
その出力端の電圧が被測定電圧と等しくなるように動作
するため、スイッチＳ_４を閉じることにより電圧計が構
成され、表示器８にその被測定電圧値が表示される。他
方、電流測定時にはスイッチＳ_１を閉じて増幅器４に電
圧帰還回路６を接続して定電圧発生とする。これにより
増幅器４はその出力端の電圧がＯＶとなるように被測定
物からの電流をシンクするため、スイッチＳ_３を閉じる
ことにより電流計が構成される。

〔考案が解決しようとする問題点〕

上記のように、増幅器４のシンク動作を利用するもので
あるため、発生可能以上の大きな電圧、電流が印加され
た時の保護を充分に行う必要があり、これには使用部品
の増大と構造の複雑化の問題が生ずる。また、直流計測
の場合オフセットにより電圧測定ならば流れる電流が、
電流測定ならば最小電圧値が変化するため、入力インピ
ーダンスが一定化できない。

〔問題点を解決するための手段〕

この考案は上記課題を解決するためになされたもので、
その構成上の特徴を第１図を参照しながら説明すると、
所望とする発生信号を設定する設定器１を含むＣＰＵ
（中央演算処理手段）２と、該ＣＰＵ２からのデジタル
信号をアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換器３と、該Ｄ
／Ａ変換器３からのアナログ信号を増幅して定電圧もし
くは定電流を出力する増幅器４と、該増幅器４の出力電
流、出力電圧をそれぞれ検出して上記増幅器４に負帰還
をかける電流検出用抵抗Ｒａを含み電流帰還回路５およ
び電圧帰還回路６と、該各帰還回路５，６にて検出され
た検出信号をデジタル信号に変換して上記ＣＰＵ２に供
給するモニタ回路７とを備えてなる直流電圧・電流発生
装置において、被測定物が接続される入力端子ＩＮおよ
び電圧測定用高インピーダンス負荷抵抗Ｒｖと、上記被
測定物の測定時に上記増幅器４の出力を上記各帰還回路
５，６から切り離すとともに、上記入力端子ＩＮを上記
電流検出用抵抗Ｒａに直列に接続する第１のスイッチＳ
_６と、同被測定物の測定時であって、その電圧測定時に
は上記電流検出用抵抗Ｒａに対して上記電圧測定用高イ
ンピーダンス負荷抵抗Ｒｖを直列に接続し、同被測定物
の電流測定時には同電圧測定用高インピーダンス負荷抵
抗Ｒｖを短絡する第２のスイッチＳ_７と、上記増幅器４
に接続される増幅率をほぼ１とした帰還回路１１および
上記被測定物の測定時に同帰還回路１１を閉成する第３
のスイッチＳ_５とを備え、上記被測定物から印加される
電圧、電流を上記各帰還回路５，６および上記モニタ回
路７を介して適宜測定可能としたことにある。

〔作用〕

上記測定回路を増幅器から切り離すと、同増幅器の負帰
還が開放されるため、Ｄ／Ａ変換器の出力がＯＶであっ
ても増幅器は正負いずれかの方向に最大の出力を発生す
る。これは電流帰還回路もしくは電圧帰還回路が増幅器
の入力側に接続されている場合には特に著しく、この現
象は負帰還回路が再び成立するまで続く。したがって、
測定器として使用したのち、発生器の本来の動作を行な
わせるため上記切替え手段を増幅器の出力端に接続した
瞬間にその電圧が負荷に直接印加され、それを破損する
等の問題が生ずるが、この考案においては、増幅器にそ
の増幅度をほぼ１とする帰還回路を接続するとともに、
Ｄ／Ａ変換器の出力をＯＶにすることにより、測定動作
時増幅器の出力はほぼ０に保持されることになる。

〔実施例〕

以下、この考案の実施例を第１図および第２図を参照し
ながら詳細に説明する。なお、第１図にはこの考案の要
部のみが示されており、他の構成要素に関しては先に説
明した第３図を参照されたい。

第１図によるとこの発生装置は、リレースイッチＳ_６に
て増幅器４の出力側に選択的に接続される測定回路10を
備えている。すなわち、この測定回路10は電流検出用抵
抗Ｒａと、スイッチＳ_７を介してその電流検出用抵抗Ｒ
ａに直列に接続される電圧検出用抵抗Ｒｖとを含み、該
抵抗ＲｖはＣＯＭ端子に接続されている。

電圧・電流発生時にはリレースイッチＳ_６は増幅器４の
出力側に接続され、同増幅器４の出力は電流検出用抵抗
Ｒａ→ＯＵＴ端子→図示しない外部負荷→ＣＯＭ端子→
回路接地点の信号ループを流れる。

これに対して測定時にはリレースイッチＳ_６は図示実線
の如く切替えられ増幅器４の出力端から切離されるとと
もに、電圧測定の際にはスイッチＳ_７が図示の如く電圧
検出用抵抗Ｒｖ側に投入される。これにより、図示しな
い被測定物から印加される信号は、入力端子ＩＮ→ヒュ
ーズＦ→電流検出用抵抗Ｒａ→電圧検出用抵抗Ｒｖ→回
路接地点へと流れ、電圧帰還回路６にてＶｉｎ・Ｒｖ／
(Ra+Rv)の電圧が検出される。この場合、その検出電圧
は電流検出用抵抗Ｒａにおける電圧降下分の誤差をもつ
ことになるが、通常、Ｒａ＜＜Ｒｖ（例えばＲａ＝10
Ω，Ｒｖ＝１ＭΩ）であるため、その誤差は実質的に無
視することができる。一方、電流測定時にはスイッチＳ
_７が上記とは反対に直接回路接地点側に切替えられ、電
流帰還回路５にてその電流が測定される。なお、抵抗Ｒ
_Ｓは測定時に出力端子ＯＵＴとＣＯＭ端子間を短絡させ
て、例えば発生時に外部負荷時に充電された電荷を放電
させるもので、そのインピーダンスは十分大きく設定さ
れている。

上記のようにリレースイッチＳ_６およびスイッチＳ_７を
切替えることにより、被測定物の電圧・電流を適宜測定
することができるのであるが、この測定時においても増
幅器４の出力端電圧はＯＶであることが望ましい。すな
わち、この装置を発生器として動作させるには、通常、
Ｄ／Ａ変換器３にゼロ出力をセットし、次にリレースイ
ッチＳ_６をオンし、しかるのちＡ／Ｄ変換器３に所定の
出力値をセットするようにして、外部負荷に設定値以上
の電圧が印加されるのを防止するようにしている。しか
しながら、リレースイッチＳ_６を増幅器４の出力端から
切り離して測定状態とする際、例えＤ／Ａ変換器３によ
りゼロ出力を発生させたとしても、同増幅器４の出力は
正負のいずれかの方向に最大出力を発生する。この現象
は特に電流帰還回路５もしくは電圧帰還回路６のいずれ
かの出力を増幅器４の負帰還回路に接続して動作させて
いる場合に著しく、この状態でリレースイッチＳ_６を発
生側に切替えると増幅器４の出力端電圧が外部負荷に印
加され、思わぬ事故を惹起する虞れがある。

これを防止するためこの考案においては、増幅器４の増
幅率を電流帰還回路５および電圧帰還回路６より充分に
低い増幅率（例えば増幅率１）とするための帰還回路11
を有し、この帰還回路11には測定動作時に閉成されるス
イッチＳ_５が設けられている。すなわち、リレースイッ
チＳ_６が増幅器４の出力端側に切替えられる電圧・電流
発生時にはスイッチＳ_５はオフにされる。一方、リレー
スイッチＳ_６が測定側に切替えられる測定時には同スイ
ッチＳ_５はオンにされ、これにより増幅器４の出力電圧
Ｖ_OUTはＯＶに保持される。その場合、例えば電流帰還
回路５もしくは電圧帰還回路６のいずれかが増幅器４に
接続されたとしても、それらの帰還抵抗Ｒ_１に対しこの
帰還回路11の帰還抵抗Ｒ_２をＲ_２＜＜Ｒ_１とすることに
より、Ｖ_OUT≒０とすることができる。

ここで、第３図を併せて参照しながら、この発生装置を
測定器として使用する場合の手順を説明する。まず、Ｄ
／Ａ変換器３の出力電圧を「０」にする。この方法とし
ては例えば次の３つの方法がある。ＣＰＵ２からＤ／
Ａ変換器３にゼロデータを出力する。Ｄ／Ａ変換器３
の後段にサンプルホールド回路を接続し、ＣＰＵ２から
のゼロデータによりＤ／Ａ変換器３が０電圧を発生した
ときその０電圧をサンプルホールド回路に保持させる。
増幅器４の入力側にＤ／Ａ変換器３と回路接地点とに
切替え可能なスイッチを設け、そのスイッチを回路接地
点側に切替えて増幅器４の入力電圧を０電圧とする。

次に、スイッチＳ_５を閉じてから、リレースイッチＳ_６
を測定側に切替える。そして、電圧測定ならばスイッチ
Ｓ_４を閉じ、電流測定ならばスイッチＳ_３を閉じる。こ
の場合、スイッチS₁,S₂はともにオフであることが好ま
しいが、そのいずれか一方が閉じられたとしても上記の
如くＲ_２＜＜Ｒ_１に設定することにより、特に支障は生
じない。測定後、本来の発生装置として使用するには、
リレースイッチＳ_６を増幅器４の出力端側に切替えてか
ら、スイッチＳ_５をオフにした上で、ＣＰＵ２からＡ／
Ｄ変換器３に発生動作のためのデータを出力する。

なお発生動作時、ＣＰＵ２により電流帰還回路５および
電圧帰還回路６を構成する各増幅器のオフセット調整が
行なわれるが、測定動作時にはそのオフセット調整が解
除されるようになされている。

〔効果〕

以上説明したようにこの考案によれば、測定器作時には
測定回路を増幅器と切離するようにしたことにより、そ
の増幅器の保護対策を簡略化することができる。また、
増幅器には測定時その出力電圧をＯＶに保持する帰還回
路が設けられているため、測定終了後に同増幅器の出力
端を発生側に切替える際、負荷に対して異常出力がかけ
られる虞れも生じない。さらには、測定回路の入力イン
ピーダンスの一定化が図れる等、その効果は顕著であ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案に係る直流電圧・電流発生装置の要部
を示した回路図、第２図は同発生装置の帰還回路を摘示
した回路図、第３図は従来例を示す回路図である。 図中、１は設定器、２はＣＰＵ、３はＤ／Ａ変換器、４
は増幅器、５は電流帰還回路、６は電圧帰還回路、７は
Ａ／Ｄ変換器、８は表示器、11は帰還回路である。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】所望とする発生信号を設定する設定器１を
   含むＣＰＵ（中央演算処理手段）２と、該ＣＰＵ２から
   のデジタル信号をアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換器
   ３と、該Ｄ／Ａ変換器３からのアナログ信号を増幅して
   定電圧もしくは定電流を出力する増幅器４と、該増幅器
   ４の出力電流、出力電圧をそれぞれ検出して上記増幅器
   ４に負帰還をかける電流検出用抵抗Ｒａを含む電流帰還
   回路５および電圧帰還回路６と、該各帰還回路５，６に
   て検出された検出信号をデジタル信号に変換して上記Ｃ
   ＰＵ２に供給するモニタ回路７とを備えてなる直流電圧
   ・電流発生装置において、 被測定物が接続される入力端子ＩＮおよび電圧測定用高
   インピーダンス負荷抵抗Ｒｖと、上記被測定物の測定時
   に上記増幅器４の出力を上記各帰還回路５，６から切り
   離すとともに、上記入力端子ＩＮを上記電流検出用抵抗
   Ｒａに直列に接続する第１のスイッチＳ_６と、同被測定
   物の測定時であって、その電圧測定時には上記電流検出
   用抵抗Ｒａに対して上記電圧測定用高インピーダンス負
   荷抵抗Ｒｖを直列に接続し、同被測定物の電流測定時に
   は同電圧測定用高インピーダンス負荷抵抗Ｒｖを短絡す
   る第２のスイッチＳ_７と、上記増幅器４に接続される増
   幅率をほぼ１とした帰還回路１１および上記被測定物の
   測定時に同帰還回路１１を閉成する第３のスイッチＳ_５
   とを備え、上記被測定物から印加される電圧、電流を上
   記各帰還回路５，６および上記モニタ回路７を介して適
   宜測定可能としたことを特徴とする直流電圧・電流発生
   装置。