JPH0751619Y2 - 電子負荷装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、被試験電源などに接続されて負荷としての機
能を果たす電子負荷装置に関するものである。

［従来の技術］ 第２図は従来の電子負荷装置の構成を示す回路図であ
る。第２図において、１および２は被試験電源などが接
続される負荷端子、３および４は負荷電流I_Lを制御する
ためのトランジスタ、５および６はエミッタ抵抗器、７
および８はトランジスタを制御するための誤差増幅器、
９は負荷電流I_Lを検出するための負荷電流検出抵抗器で
ある。10は基準信号入力端子11に入力する電圧に従って
各負荷部12,13を制御して負荷電流I_Lの値を制御する制
御部である。制御部12は誤差増幅器14、抵抗器15〜17お
よびコンデンサ18,19によって構成されている。

以上のように構成された従来例においては、負荷電流検
出抵抗器９の検出値と基準信号入力端子11に入力する電
圧との誤差に比例した電圧が誤差増幅器14から各負荷部
12,13に出力される。この出力された電圧に応じて各負
荷部12,13を流れる電流が制御されるので、負荷電流I_L
の値は、基準信号入力端子11に入力する電圧値によって
規定される値になる。

ここで、負荷端子１と負荷端子２との間の電圧が低下し
た場合には、それに伴ってトランジスタ3,4のコレクタ
・エミッタ間の電圧V_CEも低下する。このときトランジ
スタタ3,4の電流増幅率h_FEは低下するが、その低下を補
うように誤差増幅器7,8の増幅率が増加するので、トラ
ンジスタと誤差増幅器とを組み合わせた増幅率は常に一
定に保たれる。

しかしながら、このようにして誤差増幅器の増幅率が増
加した場合には、その応答速度は遅くなる。これは、誤
差増幅器は一般に増幅率が増加すると周波数帯域が狭く
なるために、それに伴って応答速度が遅くなるためであ
る。例えば、増幅率が0dBとなる周波数f_Tが1MHzの誤差
増幅器の場合、その増幅率と周波数帯域との関係は第３
図に示すようになる。第３図からも明らかなように、増
幅率が20.0dBから30.0dBに増加すると、周波数帯域は10
0KHzから約31KHzに減少する。

以上説明したことから、負荷端子１と負荷端子２との間
の電圧が減少してトランジスタ3,4のコレクタ・エミッ
タ間の電圧V_CEが減少すると、誤差増幅器7,8の周波数帯
域が狭くなって負荷部12,13の応答速度が遅くなる。

ここで、電子負荷装置が安定して作動するためには、即
ち電子負荷装置の制御系が発振せずに安定して動作する
ためには、一般に負荷部12,13の周波数帯域を制御部10
の周波数帯域の10倍以上より好ましくは100倍以上とし
なければならない。

例えば、コレクタ・エミッタ間の電圧V_CEが充分に高い
場合には周波数帯域が100KHz,電圧V_CEが低下すると周波
数帯域が10KHzになる負荷部であれば、装置を安定して
動作させるためには負荷部の周波数帯域を10KHzとみな
して、制御部の周波数帯域を定めなければならない。電
圧V_CEが低下して周波数帯域が10KHzになった負荷部のボ
ーデ線図を第４図に示す。

負荷部が第４図のボーデ線図で示される特性である場合
には、制御部のポールを１桁以上下げて、例えば第５図
に示すように約300Hzに選んで制御系の安定化を図るこ
とが一般的に行われている。このような制御部および負
荷部を組み合わせた場合の制御系のボーデ線図を第６図
に示す。第６図から明らかなように、この制御系では位
相差が−180°に達するときの増幅率は0dB以下となるた
めに、この制御系は発振せずに安定して動作する。

このように制御部のポールを下げて制御系の安定化を図
るために、第２図に示したように従来の制御部10は、誤
差増幅器14の入力端と出力端との間に設けられたコンデ
ンサ18と抵抗器15とを有していた。

このように従来の電子負荷装置においては、トランジス
タのコレクタ・エミッタ間の電圧V_CEが低い場合を基準
として制御部のポールを定めて制御系の安定化を図って
いた。

［考案が解決しようとする課題］ しかしながら、このような従来例においては、制御部の
ポールが制御系全体の周波数帯域や応答速度に対して支
配的になるために、トランジスタのコレクタ・エミッタ
間の電圧V_CEが充分に高くなり負荷部の周波数帯域が広
くなった場合にも制御系全体の応答速度が速くならない
という問題点があった。

本考案の目的は、トランジスタのコレクタ・エミッタ間
の電圧が低下したときのみに制御部の応答速度を下げて
制御系全体の安定化を図るようにすることによって、制
御系全体の動作速度を、安定動作範囲内において常に高
速に保つことができる電子負荷装置を提供することにあ
る。

［課題を解決するための手段］ 以上の目的を達成するために、本考案は、負荷電流を制
御する電流制御素子と、一方の入力端に入力する前記電
流制御素子を流れる電流に対応した値の電圧と他方の入
力端に入力する電圧との差に対応する電圧を前記電流制
御素子の制御入力端に出力する第１の誤差増幅器と、前
記負荷電流を検出する負荷電流検出抵抗器と、一方の入
力端に入力する前記負荷電流検出抵抗器の出力電圧と他
方の入力端に入力する基準電圧との差に対応する電圧を
前記第１の誤差増幅器の他方の入力端に出力する第２の
誤差増幅器と、該第２の誤差増幅器の一方の入力端とそ
の出力端との間にコンデンサを介挿可能なコンデンサ介
挿手段と、前記電流制御素子に印加される電圧を検出し
てその値に従って前記コンデンサ介挿手段を制御するコ
ンデンサ介挿制御手段とを具えることを特徴とするもの
である。

［作用］ 本考案によれば、負荷端子間の電圧が下がって、トラン
ジスタのコレクタ・エミッタ間の電圧が下がると、それ
を検出したコンデンサ介挿制御手段がコンデンサ介挿手
段を制御してコンデンサを制御部の誤差増幅器に接続す
る。

［実施例］ 以下、図面を用いて本考案の実施例を説明する。

第１図は本考案の一実施例の構成を示す回路図であり、
第２図と同一符号のものは同一のものを示している。ま
た、20は、負荷端子間の電圧を検出して、その電圧があ
らかじめ定められた値以下になるとリレー21を制御して
コンデンサ18を誤差増幅器14に接続する負荷電圧検出装
置である。

以上のように構成された本実施例においては、負荷端子
１と負荷端子２との間の電圧が下がってトランジスタ7,
8のコレクタ・エミッタ間の電圧V_CEが下がると、それを
負荷電圧検出装置20が検出する。このような状態になる
と負荷電圧検出装置20はリレー21を制御して、コンデン
サ18を誤差増幅器14に接続する。従って制御部10のポー
ルが下がるために、制御系全体の安定化を図ることがで
きる。

また、負荷端子間の電圧が所定電圧よりも高くてトラン
ジスタ3,4のコレクタ・エミッタ間の電圧V_CEが充分に高
いときには、負荷電圧検出装置20はリレー21を制御して
コンデンサ18を誤差増幅器14から切り離す。従って、制
御部10のポールは低くならず、制御系全体の応答速度は
コンデンサ18が接続されているときの応答速度よりも速
くなる。

［考案の効果］ 以上説明したように、本考案によれば、電子負荷装置の
制御系の全体の動作速度を、安定動作範囲内において常
に高速に保つことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例の構成を示す回路図、 第２図は従来の電子負荷装置の構成を示す回路図、 第３図は誤差増幅器の特性を示す説明図、 第４図，第５図および第６図は電子負荷装置の制御系の
動作を説明するためのボーデ線図である。 1,2……負荷端子、3,4……トランジスタ、5,6,9,15,16,
17……抵抗器、7,8,14……誤差増幅器、10……制御部、
11……基準信号入力端子、12,13……負荷部、18,19……
コンデンサ、20……負荷電圧検出装置、21……リレー。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】負荷電流を制御する電流制御素子と、一方
   の入力端に入力する前記電流制御素子を流れる電流に対
   応した値の電圧と他方の入力端に入力する電圧との差に
   対応する電圧を前記電流制御素子の制御入力端に出力す
   る第１の誤差増幅器と、前記負荷電流を検出する負荷電
   流検出抵抗器と、一方の入力端に入力する前記負荷電流
   検出抵抗器の出力電圧と他方の入力端に入力する基準電
   圧との差に対応する電圧を前記第１の誤差増幅器の他方
   の入力端に出力する第２の誤差増幅器と、該第２の誤差
   増幅器の一方の入力端とその出力端との間にコンデンサ
   を介挿可能なコンデンサ介挿手段と、前記電流制御素子
   に印加される電圧を検出してその値に従って前記コンデ
   ンサ介挿手段を制御するコンデンサ介挿制御手段と を具えることを特徴とする電子負荷装置。