JPH0656780U - 並列供給する電圧発生回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 大電流供給のため、複数台の電源を並列に使
用した場合に、負荷に不必要なロス電流を少なくし、電
力損失を低減する装置を提供する。 【構成】 複数の電圧発生モジュールを並列に接続した
電圧発生装置に於いて、出力の抵抗成分による電圧降下
を補正する定電圧源を設ける。さらに、当該補正部の帰
還入力端とセンスポイント間に直列に抵抗を接続する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は半導体試験装置に於けるデバイス電源のように、複数の電圧発生モジ ュールを並列接続し、大電流を供給する場合に、ロス電流を少なくするように構 成した並列供給する電圧発生回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来の大電流供給のために定電圧源を複数台接続する構成を図２に示す。

【０００３】 各定電圧源に於いては、設定電圧はＤＡ変換器１により発生し増幅器２を通し て、披測定デバイス７に供給される。このとき増幅器２はセンス機能を有する演 算増幅器であるセンスアンプ３によるフィードバックループを形成しており、ケ ーブル抵抗や接触抵抗の加算値Ｒ_FC４による電圧ドロップを補正している。

【０００４】 フィードバックループはフォース電流を流す増幅器２と、その出力に接続され たケーブル抵抗や接続抵抗の加算値４と、センスアンプ３と、センスアンプの入 力に接続されたケーブル抵抗や接続抵抗の加算値５と、センスアンプ３の出力か ら増幅器２の入力側に接続されたループにより構成されている。

【０００５】 フィードバックループのセンスアンプ３の入力端のセンス部分１１については 、出力保護をするための抵抗器である出力オープン保護抵抗６が一般に接続され 、この抵抗値は一般にケーブル抵抗や接触抵抗の加算値Ｒ_SCに比べて十分大きな 値に選ばれている。

【０００６】 パフォーマンスボードに於ける披測定デバイス７が大電流を必要とする場合に は、定電圧源は複数台が並列接続される。

【０００７】 図４は従来の動作例である。定電圧源Ｂの出力電圧は（Ｖ_O−Ｖ_E）であり、定 電圧源Ａの出力よりも低いため、定電圧源Ａは、センスポイントＶ_Aを上昇する 方向に増幅器を動作させる。

【０００８】 例えば、図示の抵抗値に於いて、増幅器２の最大電流値を５００ｍＡとすると 、フォースポイント１３の電圧は（５００ｍＡ×０．５Ω＝２５０ｍＶ）上昇し 、センスポイント１１は、１２．５μＶ上昇する。従って、Ｖ_Bが１２．５μＶ 以上離れている場合には、これ以上補正することはできず、結局、電源モジュー ルが持っている動作領域に入り、電流リミットによる高インピーダンス動作によ り、出力ははじめてバランスすることになる。

【０００９】

【考案が解決しようとする課題】

従来の並列接続された定電圧回路は次のような欠点をもっていた。

【００１０】 複数台の定電圧源を接続する場合には、各定電圧源の設定電圧は規定値に調整 されるが、厳密には誤差を含むため、各定電圧源の出力は同一の値とはならず、 このため、各定電圧源間に電流が流れてバランスを保とうとする。このため、最 悪時には、出力電流の電流供給最大値まで電流が流れた状態でバランスし、負荷 に不必要なロス電流が過大に流れる。

【００１１】 本考案は、上述したような従来の技術が有する問題点に鑑みてなされるもので あって、大電流供給のため、複数台の電源を並列に使用した場合に負荷に不必要 なロス電流を少なくし、電力損失を低減する装置を提供するものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】

この考案によれば、複数の電圧発生モジュールを並列に接続した電圧発生装置 に於いて、出力の抵抗成分による電圧降下を補正する定電圧源を設ける。さらに 当該定電圧源の補正部の帰還入力端とセンスポイント間に直列に抵抗を接続する 。

【００１３】

【作用】

本考案では、センスアンプの入力側に帰還抵抗を設ける。帰還抵抗は、ケーブ ル抵抗や接触抵抗に直列に接続する。出力オープン保護抵抗は従来通り、センス アンプ入力側に接続される。

【００１４】 先ず、複数の電圧発生モジュールを並列に接続した電圧発生装置に於いて、例 えば定電圧源ＡとＢが接続されているとする。定電圧源Ａには規定の設定電圧が 与えられており、定電圧源Ｂには誤差を含む電圧が与えられているとする。両出 力は並列接続されて披測定デバイスに供給される。披測定デバイスに対して、両 電源から電流を供給するが、アンバランス電流は、両電源間に流れ、このときロ ス電流が流れる。

【００１５】 次に、並列接続時に定電圧源Ｂの出力電圧値Ｖ_Bが定電圧源Ａの出力電圧値Ｖ_A よりも低い値に設定されているとする。このため、フォースポイントは上昇する 方向に動作する。これに伴い、センスポイントも上昇する。このとき、定電圧源 Ａの出力電流が流れて、センスポイントが変化し、定電圧源による電圧バランス を保つ。

【００１６】 本考案に於ては、帰還抵抗により、センスポイントの追従がパフォーマンスボ ードにフォース電流を供給するフォースポイントの変化に対し、従来よりも早い ため、早急に平衡に達する。このためロス電流の値は従来に比べ、大幅に減少で きる。又、無負荷時に限らず、負荷時に於いても、ロス電流は各々従来に比べて 、減少する。

【００１７】

【実施例】

本考案の実施例について図面を参照して説明する。

【００１８】 図１は本考案の構成を示すブロック図である。

【００１９】 図３は複数の定電圧電源を接続した接続図である。

【００２０】 図４は従来回路の動作説明図である。

【００２１】 図５は本考案による回路の動作説明図である。

【００２２】 図１に於いて示すように、センスアンプ３の入力側に帰還抵抗８を設ける。帰 還抵抗８は、ケーブル抵抗や接触抵抗に直列に接続する。出力オープン保護抵抗 ６は従来通り、アンプ入力側に接続される。

【００２３】 帰還抵抗８を接続する事によって、通常の動作時にはフィードバックループの センス動作に誤差を生ずることとなるが、後に説明するように、デバイス測定時 に定電圧誤差が規定の範囲内に収まるように、この帰還抵抗値を選択する。

【００２４】 ロス電流は次のようにして求まる。図３に於いて、定電圧源ＡとＢが接続され ている。定電圧源Ａには規定の設定電圧Ｖ_Oが与えられており、定電圧源Ｂには 誤差Ｖ_Eを含む（Ｖ_O−Ｖ_E）の電圧が与えられているとする。両出力は並列接続 されて披測定デバイスに供給される。披測定デバイスに対しては、両電源から電 流を供給するが、もしも負荷電流がゼロの時には（１）の場合のように、全ての アンバランス電流Ｉ_Aは、両電源間に流れ、このときロス電流は最大となる。

【００２５】 もしも負荷電流が定電圧源Ａの最大電流値よりも少ない場合には、（２）の場 合のように、（Ｉ_A−Ｉ_L）がロス電流となる。

【００２６】 もしも負荷電流が定電圧源Ａの最大電流値よりも多い場合には、（３）の場合 のように、ロス電流はゼロとなる。

【００２７】 図４は従来の動作例である。定電圧源Ｂの出力電圧は（Ｖ_O−Ｖ_E）であり、定 電圧源Ａの出力よりも低いため、定電圧源Ａは、センスポイントＶ_Aを上昇する 方向に増幅器を動作させる。

【００２８】 例えば、図示の抵抗値に於いて、増幅器２の最大電流値を５００ｍＡとすると 、フォースポイント１３の電圧は（５００ｍＡ×０．５Ω＝２５０ｍＶ）上昇し 、センスポイント１１は、１２．５μＶ上昇する。従って、Ｖ_Bが１２．５μＶ 以上離れている場合には、これ以上補正することはできず、結局、電源モジュー ルが持っている動作領域に入り、電流リミットによる高インピーダンス動作によ り、出力ははじめてバランスすることになる。従って、この場合、ロス電流は、 ５００ｍＡとなる。

【００２９】 次に、図５により、本考案の動作を説明する。帰還抵抗は次のようにして求め る。（出力オープン保護抵抗＋センス側抵抗）／センス側抵抗＝（フォース側抵 抗×最大電流）／許容範囲であるから、センス抵抗＝（許容範囲×出力オープン 保護抵抗）／（フォース側抵抗×最大電流−許容範囲）となる。例えば、出力１ ０Ｖ、５００ｍＡ時の許容範囲を（０．１％＋５ｍＶ）とすると、（１０ｋ＋Ｒ ｘ）／Ｒｘ＝２５０ｍＶ／１５ｍＶより、Ｒｘ＝６４０Ωとなり、帰還抵抗とし て、６４０Ω以上であればセンス動作の誤差範囲を満たす。

【００３０】 次に、出力電流Ｉｘを求める。並列接続時にＶ_BがＶ_Aよりも１ｍＶ低い値に設 定されているとする。このため、フォースポイント１３は上昇する方向に動作す る。これに伴い、センスポイントも上昇する。センスポイントＶ_Aが１ｍＶ変化 する時、１０６４０．５／６４０．５＝０．５Ｉｘ／１ｍＶより、出力電流は３ ３ｍＡとなる。つまり、定電圧源Ａの出力電流が３３ｍＡ流れた時、センスポイ ントが１ｍＶ変化し、バランスを保つ。

【００３１】 すなわち、ロス電流の最大値は従来５００ｍＡであったものが、３３ｍＡに減 少したことになる。又、図３における無負荷時（１）に限らず、負荷時（２）に 於いても、ロス電流は各々従来に比べて、減少する。

【００３２】 なお、上記実施例は電圧源が２台の場合であるが、さらに台数を増加しても構 成できる。この場合、ロス電流の減少はさらに著しくなる。

【００３３】

【考案の効果】

以上説明したように本考案は構成されているので、次に記載する効果を奏する 。

【００３４】 本考案では、大電流供給のために複数台の電源を並列に使用した場合に、不必 要なロス電流を少なくし、電力損失を低減する。又、無負荷時に限らず、負荷時 に於いても、ロス電流は各々従来に比べて、減少する。

【図面の簡単な説明】

【００３５】

【図１】本考案の構成を示すブロック図である。

【図２】従来の構成を示すブロック図である。

【図３】複数の定電圧電源を接続した接続図である。

【図４】従来回路の動作説明図である。

【図５】本考案による回路の動作説明図である。

【符号の説明】

１ ＤＡ変換器 ２ 増幅器 ３ センスアンプ ４ ケーブル抵抗や接続抵抗の加算値 ５ ケーブル抵抗や接続抵抗の加算値 ６ 出力オープン保護抵抗 ７ 被測定デバイス ８ 帰還抵抗 １１ センスポイント １２ 帰還入力端 １３ フォースポイント

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の電圧発生モジュールを並列に接続
   した電圧発生装置に於いて、 出力の抵抗成分による電圧降下を補正する定電圧源を設
   け、 当該補正部の帰還入力端（１２）とセンスポイント（１
   １）間に直列に抵抗を具備したことを特徴とした電圧発
   生回路