JPH0664501B2 - 定電流電源回路 - Google Patents

定電流電源回路

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JPH0664501B2
JPH0664501B2 JP61006920A JP692086A JPH0664501B2 JP H0664501 B2 JPH0664501 B2 JP H0664501B2 JP 61006920 A JP61006920 A JP 61006920A JP 692086 A JP692086 A JP 692086A JP H0664501 B2 JPH0664501 B2 JP H0664501B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、定電流電源回路に関するものであり、更に詳
しくは、定電流に維持するための制御信号の伝達手段と
してホトカプラを使用した定電流電源回路に関するもの
である。
〔従来の技術〕 第7図は従来の定電流電源回路を示す図である。同図に
おいて、1,1′は入力端子、2は定電流電源の主回路で
ある電源回路、3は出力電流検出用素子、4は負荷、5
は出力電流検出用素子3による検出信号を基準電圧6と
比較しその差を比較増幅器7によつて増幅する比較増幅
回路、8,9は上記比較増幅器7及びホトカプラ10の駆動
用電源の取出し端子である。
次に動作を説明する。第7図において、電源回路2から
負荷4に電流が供給されると、出力電流I0に比例した電
圧が出力電流検出用素子3の両端に発生する。この電圧
を検出し、比較増幅器7で基準電圧6と比較してその差
を増幅し、ホトカプラ10を介して該増幅出力を電源回路
2に定電流制御信号として伝達し、出力電流を定電流に
保つよう制御する。また、電源回路2はホトカプラ10の
信号がない時最大出力を負荷4に供給するように動作さ
せることにより、起動時比較増幅器の電源がなくても安
定に起動させることができる。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかし、このような定電流電源回路においては、負荷4
に出力電流検出用素子3を流れる電流I3と比較増幅回路
5に供給される電流I5の和の電流I0が流れるので、小電
流の定電流電源回路、或は高精度の定電流出力が必要な
用途では比較増幅回路5に供給される電流I5の変動によ
つて電流検出用素子3を流れる電流I3に誤差を生ずると
いう問題がある。
〔問題点を解決する為の手段〕
本発明は以上の問題点を解決するために、直流電力を出
力する電源回路と、該電源回路の出力側に直列接続され
た出力電流検出用素子と、該素子の両端に発生する電圧
を検出して基準電圧と比較し、その差を増幅して出力す
る比較増幅器と、該比較増幅器の出力を上記電源回路に
伝達するホトカプラとを有し、上記比較増幅器及びホト
カプラの駆動用電源を、上記出力電流検出用素子の両端
電圧より得るようにし,上記比較増幅器の一方の入力端
子と該比較増幅器の電源の接地側間に上記基準電圧と直
列にインピーダンスを接続すると共に、上記入力端子と
上記電源回路出力端子とをインピーダンス素子を介して
接続してなる定電流電源回路において,上記インピーダ
ンス又は上記インピーダンス素子は,上記比較増幅器に
供給される基準電圧を、出力電圧に応じて、大きく又は
小さくなるよう補償することを特徴とする定電流回路を
提供するものである。
〔作 用〕
本発明は上記のような構成になつているので、負荷のイ
ンピーダンスが大きくなつてホトカプラに流れる電流が
減少した時には、上記比較増幅器の基準電圧値を上昇さ
せて上記出力電流検出用素子に流れる電流を増加させ、
逆に負荷のインピーダンスが小さくなつてホトカプラに
流れる電流が増加した時には、比較増幅器の基準電圧値
を低下させて出力電流検出用素子に流れる電流を減少さ
せることにより、負荷電流を一定にするだけでなく,負
荷電圧が低いときには上記基準電圧の変化の割合を大き
くし,負荷電圧が高いときには上記基準電圧の変化の割
合を小さくするよう変化させてことにより,負荷電圧の
全範囲にわたって高い精度で負荷電流を一定に保つこと
ができるという作用を有するものである。
〔実施例〕
第1図は本発明を説明するための基本的な回路図であ
る。同図において11は基準電圧6と比較増幅器7の入力
端子間に設けられた抵抗であり、12は該入力端子と出力
端子13間に設けられたインピーダンス素子である。
次に動作を説明する。第1図において、負荷4のインピ
ーダンスR4が大きくなると、比較増幅回路5はホトカプ
ラ10の発光ダイオードに供給する電流を減少することに
より、電源回路2の出力電圧を高くして、出力電流検出
用素子3に流れる電流を定電流にするよう動作する。こ
の時ホトカプラ10に流れる電流が減少した分だけ出力電
流I0は公称値より減少した値となるが、負荷4のインピ
ーダンスR4が大きくなると、電源回路2の出力電圧が上
昇しインピーダンス素子12から抵抗11に供給される電流
が増加し、比較増幅器7の基準電圧値が高くなることに
より出力電流検出用素子3に流れる電流が増加するの
で、ホトカプラ10に流れる電流が減少した事によつて生
じた出力電流の減少分を補償することができる。
また、負荷4のインピーダンスR4が小さくなると、比較
増幅回路5はホトカプラ10の発光ダイオードに供給する
電流を増大することにより電源回路2の出力電圧を低く
して出力電流検出用素子3に流れる電流を定電流にする
ように動作する。この時ホトカプラ10に流れる電流が増
加した分だけ出力電流I0は公称値より増加した値となる
が、負荷4のインピーダンスR4が小さくなると電源回路
2の出力電圧が低下し、インピーダンス素子12から抵抗
11に供給される電流が減少し、比較増幅器7の基準電圧
値が低くなるので、出力電流検出用素子3に流れる電流
が減少し、ホトカプラ10に流れる電流が増加した事によ
つて生じた出力電流の増加分を補償することができる。
このように、この回路においては負荷4のインピーダン
スが大きくなつて電流I5が減少した時には、インピーダ
ンス素子12から抵抗11に供給される電流を増加させるこ
とにより比較増幅器7の基準電圧値を上昇させて電流I3
を増加させ、逆に負荷4のインピーダンスが小さくなつ
て電流I5が増加した時には、インピーダンス素子12から
抵抗11に供給される電流を減少させることにより比較増
幅器7の基準電圧値を低下させて電流I3を減少させるこ
とにより、常に負荷電流I0(I0=I3+I5)を一定にする
ようにしているので、負荷4のインピーダンスが大巾に
変動しても精度よい定電流出力を負荷4に供給すること
ができる。つまり、インピーダンス素子12は抵抗11に所
望の電圧を発生させるために出力電圧を分圧する抵抗の
役割を担っている。ここで,9は比較増幅回路5の電源の
接地側端子を示す。
第2図は本発明を説明するための他の基本的な回路を示
す図である。同図において、14は電圧検出回路、15は基
準電圧、16は比較増幅器、17は端子である。比較増幅器
16は電圧検出回路14で検出した電圧を基準電圧15と比較
し増幅した出力をホトカプラ10に供給するものであり、
この機能は予め定められた電圧以上の過電圧が負荷4に
印加されるのを防止することにある。以上で分るように
この回路は過電圧保護機能を有する定電流回路に本発明
を適用したものであり、電源回路2の出力電圧が高くな
るに従い電圧検出回路14に分流される電流が増加した分
だけ負荷4に供給される出力電流I0は公称値より低下し
た値となるが、インピーダンス素子12から抵抗11に供給
される電流は電源回路2の出力電圧が高くなるに従い増
加し、比較増幅器7の基準電圧を上昇させ、出力電流検
出用素子3の電流I3を増加させ、電圧検出回路14に分流
された電流の減少分を補償するものである。実際には第
1図の構成に比べ電圧検出回路に流れる電流に相当する
分だけ多くの電流を制御系に供給する必要があり、第1
図の構成に比べインピーダンス素子12の値を小さくして
抵抗11の両端電圧が高くなるように構成すればよい。
第3図は本発明の一実施例を示す図である。同図におい
て、18は一般に定電圧素子として用いられるツェナーダ
イオード、19は抵抗である。電源回路2は、一般によく
用いられているパルス巾制御形の変換回路であるが、パ
ルス巾制御形の変換回路は負荷のインピーダンスを低く
して出力電圧を低下させていく時オンパルス巾(TON
を狭くすることにより出力電流を一定にするように動作
するが、出力電圧が定格の1/10,1/100になるに従い
オンパルス巾も1/10,1/100にしなければならず、ホ
トカプラ10に流す電流も出力電圧の低下に伴つて大きな
値にする必要があり、第7図に示す従来の構成では、こ
の大きな制御電流を供給できないため、出力電圧V0=0V
付近では第4図に示すように大巾に出力電流I0が増加す
る。また、第1図及び第2図に示した回路もインピーダ
ンス素子12が固定であるとすると。従来回路ほどではな
いが,第4図の従来特性曲線と同様な傾向を呈する。こ
れを補償する為には出力電圧が低い時に、比較増幅器7
の基準電圧値の変化を大きくして、制御電流の変化を大
きくし、ある一定値以上出力電圧が高くなると該基準電
圧の変化を少なくして制御電流の変化を小さくするよう
にする必要がある。
第3図の実施例は、出力電圧が低い時インピーダンス素
子12より供給される電流は比較的抵抗値の大きい抵抗11
のみに流れるため、抵抗11の両端電圧の出力電圧変化に
対する変化の割合は比較的大きく、出力電圧の低下によ
る比較増幅器7の基準電圧の低下の割合を増大させるこ
とができ、出力電圧0V付近の電流増大を補償する。一
方、出力電圧が高くなるとインピーダンス素子12より供
給される電流の増加によつて生ずる抵抗11間の電圧降下
が、ツエナーダイオード18のツエナ電圧(VZ)より高く
なり、インピーダンス素子12より供給される電流は抵抗
11と抵抗19、ツェナーダイオード18の直列回路に分流さ
れるので出力電圧が低い時に比べ、出力電圧が高い時は
比較増幅器7の基準電圧の変化の割合が少なくなり、出
力電流変動に対する補償の効果を少なくすることができ
る。よつて出力電圧0Vから最大出力電圧値にわたつて良
好な定電流制御特性を得ることができる。
第5図は本発明の他の一実施例を示す図であり、出力電
圧0V付近で出力電流が急激に増大する第4図に示す現象
の発生を防止することを目的としたものであり、この実
施例はインピーダンス素子12を電界効果トランジスタ20
及び抵抗21により構成したものである。これにより、第
3図と同じように出力電圧0V付近における比較増幅器7
の基準電圧の変化の割合を大きくする効果を狙つたもの
であり、以下に動作を説明する。電界効果トランジスタ
20は第6図に示すようなドレイン電流ID−ドレイン、ソ
ース電圧、VDS特性を持つており、VDSが低い時はVDS
増加によりIDが急激に増大し、VDSがある値以上になる
とIDはVDSが変化してもほぼ一定となる。このような電
界効果トランジスタ20の特性を利用すれば、出力電圧が
低い時(VDSが低い時)は、VDSの増加にともない急激に
IDが増加して抵抗11に供給されるため、比較増幅器7の
基準電圧の変化の割合が大きくなる。一方、出力電圧が
高くなると電界効果トランジスタ20はVDSの変化に対す
るIDの変化の割合は少ないため抵抗11にほぼ一定の電流
を供給するようになる。この時、電界効果トランジスタ
20に並列接続される抵抗21を介して抵抗11に供給される
電流は出力電圧の上昇に伴い増加し、比較増幅器7の基
準電圧も上昇させるが、抵抗21の値を比較的大きな値と
することにより出力電圧変化に対する基準電圧の変化の
割合を小さくすることができる。以上の様に、出力電圧
の低い時は電界効果トランジスタ20の特性を利用して比
較増幅器7の基準電圧の変化の割合を大きくし、出力電
圧の高い時は抵抗21より決まる少ない基準電圧変動とす
ることができる。これにより、負荷4の短絡付近、すな
わち出力電圧≒0Vから最大出力電圧値にわたつて良好な
定電流制御特性を得ることができる。なお、第3図又は
第5図の実施例における技術思想を第2図の回路にその
まま適用できることは勿論である。
〔発明の効果〕
以上述べたように本発明では、上記比較増幅器に供給さ
れる基準電圧を、出力電圧に応じて、大きく又は小さく
なるよう補償する非線形特性のインピーダンスを,比較
増幅器の入力端子に接続される基準電圧源に直列に接
続,あるいはその入力端子と負荷端との間に接続したの
で,出力電圧がほぼ0から最大出力電圧値までの全範囲
にわたって高い精度で負荷電流を一定に保ことができ
る。
【図面の簡単な説明】 第1図,第2図は本発明を説明するための基本的な回路
を示す図,第3図及び第5図は夫々本発明の一実施例を
示す図、第4図は第3図の動作を説明するための図、第
6図は第5図の実施例で使用される電界効果トランジス
タの特性を示す図、第7図は従来の定電流電源回路を示
す図である。 1,1′……入力端子、2……電源回路 3……出力電流検出用素子、4……負荷 5……比較増幅回路、6,15……基準電圧 7,16……比較増幅器 8,9,13,17……端子、10……ホトカプラ 11,19,21……抵抗、12……インピーダンス素子 14……電圧検出回路、18……ツエナダイオード 20……電界効果トランジスタ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭53−95225(JP,A)

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】直流電力を出力する電源回路と,該電源回
    路の出力側に直列接続された出力電流検出用素子と,該
    素子の両端に発生する電圧を検出して基準電圧と比較
    し,その差を増幅して出力する比較増幅器と,該比較増
    幅器の出力を上記電源回路に伝達するホトカプラとを有
    し,上記比較増幅器及びホトカプラの駆動用電源を上記
    出力電流検出用素子の両端電圧より得るようにし,上記
    比較増幅器の一方の入力端子と該比較増幅器の電源の接
    地側間に上記基準電圧と直列にインピーダンスを接続す
    ると共に,上記入力端子と上記電源回路出力端子とをイ
    ンピーダンス素子を介して接続してなる定電流電源回路
    において,上記インピーダンス又は上記インピーダンス
    素子は,上記比較増幅器に供給される基準電圧を、出力
    電圧に応じて,大きく又は小さくなるよう補償すること
    を特徴とする定電流電源回路。
  2. 【請求項2】上記インピーダンスが抵抗とこれに並列に
    接続された定電圧素子と抵抗との直列回路からなること
    を特徴とする特許請求の範囲第1項記載の定電流電源回
    路。
  3. 【請求項3】上記インピーダンス素子が抵抗とこれに並
    列に接続された電界効果トランジスタからなることを特
    徴とする特許請求の範囲第1項記載の定電流電源回路。
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