JPH1069319A - 電子負荷装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 大きい負荷電流の検出には高精度で大電力形
の電流検出用抵抗が必要となるが、この種の抵抗は高価
で、かつ、大形になる。また、負荷電流の増幅用トンジ
スタなどは一般に多段構成となるが、１つのトランジス
タに電流集中現象が発生する危険性がある。 【解決手段】 多段構成の電流増幅トランジスタにそれ
ぞれ電流検出用抵抗を備え、各抵抗の検出電流を全負荷
電流の１／ｎ（ｎはトランジスタの段数）にし、通常の
小形抵抗が使用できるようにする。また、基準電圧を含
む電流制御部へ各段トランジスタの電流検出用抵抗に発
生する電圧をそれぞれ負帰還し、電流集中現象の発生を
抑止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は電源供給装置など
に接続される電子負荷装置に係り、さらに詳しく言え
ば、電源供給装置の出力電流を任意の大きさに制御可能
とする電子負荷装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】電子機器などの開発段階においては、重
要と思われる回路の部分を試作ボードに組んであらかじ
め性能の確認テストを行なうことが多い。この場合、同
じボートに電源回路まで組み込むのは不経済なので、一
般には電源供給装置から動作用電源を受けるようにして
いる。

【０００３】ところで、テストボードが必要とする電力
は多種多様であるから、電源供給装置の出力は電圧は複
数段に設定可能であり、また、かなりの大電流、大電力
の負荷にも応じられるようになっている。このような電
源供給装置の出力特性を検査する場合は、負荷電流の大
きさを任意に設定できる電子負荷装置が利用される。

【０００４】図２にその一般的な例が示されているが、
例えば＋入力端子に基準電圧Ｖｒｅｆが加わり、その−
入力端子に帰還電圧が加わる増幅器１と、同増幅器１の
出力を受けてトランジスタＱａ１とＱａ２、またはトラ
ンジスタＱｂ１とＱｂ２を並列的に駆動する駆動回路２
を備えている。

【０００５】また、トランジスタＱａ１とＱａ２のコレ
クタは入力端子５に接続され、トランジスタＱｂ１とＱ
ｂ２のコレクタは入力端子７に接続されており、これら
入力端子５と７には電源供給装置８からそれぞれ正の電
圧＋Ｖと負の電圧−Ｖが加わるようになっている。

【０００６】また、これら４つのトランジスタの各エミ
ッタは例えば点ａを通る共通配線にて増幅器１の−入力
端子に接続されるとともに、電流検出用抵抗Ｒｓを介し
て接地用端子６に接続されている。

【０００７】ここで、例えば増幅器１の＋入力端子に正
の基準電圧＋Ｖｒｅｆが加わると、駆動回路２の一方の
出力端子からトランジスタＱａ１とＱａ２にベース電流
が供給されて同トランジスタはオンとなる。電源供給装
置から端子５に流入した負荷電流Ｉ_Ｌ（実線矢印）は、
トランジスタＱａ１とＱａに分流したのちそのエミッタ
側で点ａを通る共通配線に合流し、電流検出用抵抗Ｒｓ
を通って接地用端子６から電源供給装置８に流れる。こ
の場合、点ａの箇所に発生する電圧をＶａとすると、 Ｖａ＝Ｉ_Ｌ・Ｒｓ である。

【０００８】この電圧Ｖａが増幅器１の−入力端子に帰
還されると、同増幅器は−入力端子の電位を＋入力端子
の電位にイマジナリショートするため駆動回路２へ出力
を発する。駆動回路２は Ｖａ＝Ｖｒｅｆ となるようにトランジスタの電流増幅動作を制御する。
これにより負荷電流Ｉ_Ｌは Ｉ_Ｌ＝Ｖｒｅｆ／Ｒｓ ………（１） となる。

【０００９】上記増幅器１の＋入力端子に例えば負の基
準電圧−Ｖｒｅｆを加えた場合は、駆動回路２の他方に
出力端子からトランジスタＱｂ１とＱｂ２にベース電流
が供給された同トランジスタＱｂ１とＱｂ２がオンとな
る。これにより、正の基準電圧が加わった場合とは逆方
向の負荷電流−Ｉ_Ｌ（点線矢印）が電源供給装置８から
接地端子６を介して流入し、抵抗Ｒｓを通ってトランジ
スタＱｂ１とＱｂ２に分流する。これらの分流電流はそ
のコレクタ側で合流し、端子７を経て電源供給装置８に
流れる。

【００１０】この場合、点ａの箇所には −Ｖａ＝−Ｉ_Ｌ・Ｒｓ なる負の電圧が発生する。この電圧が増幅器１の−入力
端子に帰還されると、−入力端子の電位が＋入力端子の
電位とイマジナリショートになることより上記と同様に
して −Ｉ_Ｌ＝−Ｖｒｅｆ／Ｒｓ ………（２） となる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】上記従来装置では各ト
ランジスタに流れる正、負２方向の電流を１個の抵抗で
検出できるので電流検出回路が簡単であり、また、負荷
電流の精度は検出用抵抗の抵抗値精度で決まるという利
点がある。

【００１２】しかし、負荷電流を大きくする場合は電力
容量の高い高精度の抵抗を必要とするので、外形が大き
く、かつ高価になるという難点がある。

【００１３】また、トランジスタなどの負荷となる素子
に特性のばらつきがあると、電流が各素子に平均して流
れず、ある素子に集中的に流れるという電流集中現象が
生じやすい。この場合、従来装置においては式（１）ま
たは式（２）により負荷電流の総量を検出しているの
で、この総量の範囲内である素子が電流集中により重負
荷となり、他の素子はその分だけ電流が減少して軽負荷
になっているとすると、重負荷の素子は破損しかねない
という危険性がある。

【００１４】この発明は上記の事情を考慮してなされた
もので、その目的は、負荷電流が大きい場合でも高電力
の電流検出用抵抗を必要とせず、かつ、トランジスタな
どに特性のばらつきがあっても電流集中現象が発生しな
いで安定に動作する電子負荷装置を提供することにあ
る。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めこの発明においては、負荷電流を大きくする場合は電
流増幅用トランジスタを従来と同様に必要段数だけ並列
的に設けられるが、その電流検出は各段ごとに抵抗を設
けて行なうようにした第１の課題解決手段と、上記各段
の電流検出用抵抗に発生する電圧を、一方の入力端子が
接地され他方の入力端子に基準電圧が加えられている増
幅器の上記他方の入力端子へそれぞれ帰還するようにし
た第２課題解決手段を備えている。

【００１６】上記第１の課題解決手段によれば、全体の
負荷電流をＩ_Ｌとすると、各段電流検出用抵抗にに流れ
る電流はＩ_Ｌ／ｎ（ｎは並列接続されたトランジスタの
段数）となり、高電力形の抵抗を使用する必要がない。

【００１７】また、上記第２の課題解決手段によると、
負荷となるトランジスタに特性のばらつきがあったとし
ても、電流検出用抵抗や帰還用抵抗の特性がそろってい
れば、各トランジスタごとに帰還をかけるので１つのト
ランジスタに電流が集中するような現象は抑圧され、安
定動作となる。

【００１８】

【発明の実施の形態】図１にこの発明の概略的な実施の
形態を示す。同図１によると、例えば増幅器１の＋入力
端子は接地され、その−入力端子には入力抵抗Ｒｉｎを
介して基準電圧Ｖｒｅｆが加えられる。この増幅器１の
出力は駆動回路２に与えられ、駆動回路２は電源供給装
置８の負荷となる各段のトランジスタにベース電流を流
して駆動するようになっている。

【００１９】すなわち、この電子負荷装置の正の入力端
子５と接地端子６間には、例えばそれぞれほぼ等しい値
の電流検出用エミッタ抵抗Ｒｓを有するＮＰＮ形トラン
ジスタＱａ１ないしＱａｎが設けられ、同接地端子６と
負の入力端子７間には、上記各トランジスタと対をなし
て同様にそれぞれほぼ等しい値の電流検出用エミッタ抵
抗Ｒｓを有するＰＮＰ形トランジスタＱｂ１ないしＱｂ
ｎが設けられている。

【００２０】また、各トランジスタに流れる電流にてそ
のエミッタ側に発生する電圧Ｖａ１ないしＶａｎ及びＶ
ｂ１ないしＶｂｎは、例えばそれぞれほぼ等しい値の帰
還用抵抗Ｒｆにより電流に変換され、点ｂを通る共通配
線を介して上記増幅器１の−入力端子へ加えられるよう
になっている。これにより、上記ｎ段のトランジスタに
て負荷電流の電流増幅部４が構成され、上記増幅器１と
駆動回路２にて各段トランジスタの電流増幅動作を制御
する制御部３が構成されている。

【００２１】上記の構成において、増幅器１に加わる基
準電圧Ｖｒｅｆがゼロの場合は、各正側のトランジスタ
Ｑａ１ないしＱａｎと各負側のトランジスタＱｂ１ない
しＱｂｎには、それぞれ若干の正のアイドリング電流と
負のアイドリング電流が流れるようになっている。

【００２２】ここで、例えば増幅器１の−入力端子に入
力抵抗Ｒｉｎを介して負の基準電圧−Ｖｒｅｆが加わる
と、同増幅器１は＋入力端子とイマジナリショートで接
地電位になっている−入力端子側の電位を維持するた
め、駆動回路２へ出力を発する。

【００２３】駆動回路２はこの出力を受け、例えば正の
トランジスタＱａ１ないしＱａｎに供給するベース電流
を増加して各トランジスタを能動化（以下、「オン」と
いう。）するとともに、負側のトランジスタＱｂ１ない
しＱｂｎに供給するベース電流を断ってそれらを非能動
化（以下、「オフ」という。）する。

【００２４】これにより、電源供給装置８から正の電圧
入力端子５を介して電流＋Ｉ（実線矢印）が流入する。
ただし図１においては繁雑を避けるため、各電流の＋、
−の極性符号などは表示を省略してある。

【００２５】いま、各トランジスタの特性はそろってい
るものとすると、それらのエミッタ側負荷はそれぞれ等
しい値の抵抗ＲｓとＲｆで構成されているから負荷の値
も互いに等しくなる。よって、上記電流Ｉは各トランジ
スタにＩ／ｎの大きさで均等に分流したとすると、その
エミッタ側に発生する電圧Ｖａ１ないしＶａｎもそれぞ
れ等しくなる。

【００２６】すなわち、増幅器１においてその−入力端
子が＋入力端子にイマジナリショートで接地電位になっ
ていれば、各トランジスタのエミッタ側負荷インピーダ
ンスは Ｒｓ・Ｒｆ／（Ｒｓ＋Ｒｆ） であるから、同負荷に電流Ｉ／ｎが流れて発生する電圧
Ｖａ１ないしＶａｎは等しくなる。この電圧をＶａとす
ると、 Ｖａ＝Ｖａ１＝Ｖａ２＝……＝Ｖａｎ ＝｛Ｒｓ・Ｒｆ／（Ｒｓ＋Ｒｆ）｝（Ｉ／ｎ） ………（３） である。

【００２７】よって、各トランジスタの電流検出用エミ
ッタ抵抗Ｒｓに流れる電流Ｉａ１ないしＩａｎ、及び帰
還用抵抗Ｒｆに流れる電流Ｉｆａ１ないしＩｆａｎもそ
れぞれ等しくなる。この電流をＩａ及びＩｆａとする
と、 Ｉａ＝Ｉａ１＝Ｉａ２＝……＝Ｉａｎ ＝Ｖａ／Ｒｓ 上式の右辺Ｖａに式（３）を代入すると、 Ｉａ＝｛Ｒｆ／（Ｒｓ＋Ｒｆ）｝（Ｉ／ｎ） ………（４） また、 Ｉｆａ＝Ｉｆａ１＝Ｉｆａ２＝……＝Ｉｆａｎ ＝Ｖａ／Ｒｆ 上式の右辺Ｖａに式（３）を代入すると、 Ｉｆａ＝｛Ｒｓ／（Ｒｓ＋Ｒｆ）｝（Ｉ／ｎ） ………（５） となる。

【００２８】上記各抵抗Ｒｓに流れる電流Ｉａは点ａを
通る共通配線側で合流し、電流Ｉ_Ｌ（実線矢印）となっ
て端子６から電源供給装置８に流れる。この合成電流Ｉ
_Ｌを負荷電流とすると、 Ｉ_Ｌ＝ｎ・Ｉａ 上式の右辺に式（４）を代入すると、 Ｉ_Ｌ＝Ｉ・Ｒｆ／（Ｒｓ＋Ｒｆ） ………（６） また、上記各抵抗Ｒｆに流れる電流Ｉｆａは点ｂを通る
共通配線側で合流し、電流Ｉｆ（実線矢印）となって増
幅器１の−入力端子側に流れる。この合流電流を帰還電
流とすると、 Ｉｆ＝ｎ・Ｉｆａ 上式の右辺に式（５）を代入すると、 Ｉｆ＝Ｉ・Ｒｓ／（Ｒｓ＋Ｒｆ） ………（７） となる。したがって、電源供給装置８から端子５を介し
て電子負荷装置に流入する全電流Ｉは、次式のように式
（６）の負荷電流と式（７）の帰還電流の和となる。

【００２９】Ｉ＝Ｉ_Ｌ＋Ｉｆ ………（８） 上記電流Ｉｆは接地電位になっている増幅器１の−入力
端子側から入力抵抗Ｒｉｎを通り、負の基準電圧−Ｖｒ
ｅｆに流れる。このとき抵抗Ｒｉｎに発生する電圧降下
はＩｆ・Ｒｉｎであるから、基準電圧−Ｖｒｅｆは接地
電位から上記の電圧降下分を引いた電圧となる。よって −Ｖｒｅｆ＝０−Ｉｆ・Ｒｉｎ これより帰還電流Ｉｆは Ｉｆ＝Ｖｒｅｆ／Ｒｉｎ ………（９） となる。すなわち、帰還電流Ｉｆの大きさは基準電圧の
絶対値Ｖｒｅｆを入力抵抗Ｒｉｎで割り算した値とな
る。

【００３０】ここで、電流検出用エミッタ抵抗Ｒｓは一
般に数Ωないし数十Ωの範囲の低抵抗値にされ、帰還用
抵抗Ｒｆは数ｋΩ以上の値にされるから、ＲｆはＲｓよ
り２桁以上高い値の抵抗である。よって式（６）の右辺
分母側抵抗Ｒｓを無視すると、負荷電流Ｉ_Ｌは Ｉ_Ｌ＝Ｉ ………（１０） と近似することができる。すなわち、電源供給装置８か
ら電子負荷装置に流れる電流Ｉは式（８）で示される
が、電流ＩｆはＩ_Ｌに比べると極めて小さいので、実用
上は上記のようにＩ_ＬはＩに等しいとみなすことができ
る。

【００３１】よって、式（７）において電流ＩをＩ_Ｌと
おき、かつ右辺分母側の抵抗Ｒｓを無視すると Ｉｆ＝Ｉ_Ｌ・Ｒｓ／Ｒｆ ………（１１） このＩｆを式（９）に代入すると Ｉ_Ｌ・Ｒｓ／Ｒｆ＝Ｖｒｅｆ／Ｒｉｎ より

【数１】 を得る。

【００３２】式（１２）によると、検出電流すなわち負
荷電流ＩＬの大きさは、基準電圧Ｖｒｅｆ（絶対値）に
より入力抵抗Ｒｉｎに流れる一定の帰還電流Ｉｆと、電
流検出用エミッタ抵抗Ｒｓ及び帰還抵抗Ｒｆにより定ま
る一定係数にて与えられる。

【００３３】上記式（１２）を検出電圧すなわち負荷電
圧と基準電圧の関係を表す式に書き替えることもでき
る。いま、各段トランジスタＱａ１ないしＱａｎの負荷
インピーダンスに電流Ｉ／ｎが流れたとき、同トランジ
スタのエミッタ側に発生する電圧Ｖａが検出電圧であ
り、式（３）にその大きさが示されている。

【００３４】上記式（３）において、右辺分母側抵抗Ｒ
ｓを無視すると、 Ｖａ＝（Ｒｓ・Ｒｆ／Ｒｆ）Ｉ／ｎ ＝Ｒｓ・Ｉ／ｎ ここで、電流Ｉは式（１）により近似的にＩ_Ｌに等しい
から Ｖａ＝Ｒｓ・Ｉ_Ｌ／ｎ 上式のＩ_Ｌに式（１２）を代入すると

【数２】 を得る。

【００３５】すなわち各段トランジスタのエミッタ側に
おける検出電圧Ｖａは、基準電圧Ｖｒｅｆと、帰還抵抗
Ｒｆ、入力抵抗Ｒｉｎ、及びトランジスタの段数ｎの値
により定まる一定係数にて与えられる。

【００３６】ここで、例えばトランジスタＱａ１に電流
集中現象が発生したとすると、同トランジスタの電流検
出用エミッタ抵抗Ｒｓに生じる電圧降下が大きくなり、
そのためエミッタ電圧Ｖａ１は上昇する。

【００３７】この場合、負荷電流Ｉ_Ｌの総量は式（１
２）により一定値に抑えられているから、他のトランジ
スタＱａ２ないしＱａｎに流れる電流は、それぞれトラ
ンジスタＱａ１の電流増加分をｎ−１で除した値だけ減
少する。したがってこれらのトランジスタでは電流検出
エミッタ抵抗Ｒｓの電圧降下が小さくなり、そのエミッ
電圧Ｖａ２ないしＶａｎは低下する。

【００３８】これらの低下したエミッタ電圧はトランジ
スタＱａ１の上昇したエミッタ電圧Ｖａ１とともに、そ
れぞれ帰還抵抗Ｒｆを介して点ｂを通る共通配線により
増幅器１の−入力端子側へ並列的に加えられる。

【００３９】ここで、トランジスタＱａ１のエミッタ電
圧Ｖａ１に対する他のトランジスタのエミッタ電圧の大
きさは、 Ｖａ１＞Ｖａ２，Ｖａ３，…，Ｖａｎ であるから、Ｖａ２ないしＶａｎはＶａ１にマスクさ
れ、電圧Ｖａ１が増幅器１へ帰還されたことと同様にな
る。

【００４０】増幅器１はその−入力端子に加わる電位、
すなわち点ｂの箇所の電位を＋入力端子の接地電位と等
しくし、トランジスタＱａ１のエミッタ電圧Ｖａ１が式
（１３）に示す電圧Ｖａと一致するように出力を発す
る。

【００４１】駆動回路２はこの出力を受けてトランジス
タＱａ１に流れる電流Ｉａ１の増加を抑止し、同電流が
Ｉａ（＝Ｉ_Ｌ／ｎ）となるように制御する。これによ
り、他のトランジスタＱａ２ないしＱａｎに流れる電流
Ｉａ２ないしＩａｎの減少も抑えられ、それぞれＩａと
等しい大きさの電流に保持される。

【００４２】次に、例えば増幅器１の−入力端子へ入力
抵抗Ｒｉｎを介して正の基準電圧＋Ｖｒｅｆが加わった
場合は、＋入力端子とイマジナリショートで接地電位に
なっている上記−入力端子側の電位を維持するため駆動
回路２へ出力を発する。

【００４３】駆動回路２はこの出力を受け、例えば負側
のトランジスタＱｂ１ないしＱｂｎにベース電流を供給
してオンにする。これにより、電源供給装置８から接地
用端子６を介して負の負荷電流−Ｉ_Ｌ（点線矢印）が流
入し、点ａを通る共通配線側から各トランジスタに電流
−Ｉｂ１ないしＩｂｎ（点線矢印）となって分流する。

【００４４】これらの分流電流はそれぞれ電流検出用エ
ミッタ抵抗Ｒｓを流れ、各エミッタに負の電圧−Ｖｂ１
ないし−Ｖｂｎを発生させた後コレクタ側で合流し、電
流−Ｉ_Ｌ（点線矢印）となって負の電圧入力端子７から
電源供給装置８へ流出する。

【００４５】この場合、各トランジスタの特性がそろっ
ているものとすると、負荷がそれぞれ等しいので分流電
流の大きさは等しくなる。それを−Ｉｂとすると、 −Ｉｂ＝−Ｉｂ１＝−Ｉｂ２＝…＝−Ｉｂｎ ＝−Ｉ_Ｌ／ｎ である。

【００４６】また、上記正の基準電圧＋Ｖｒｅｆから入
力抵抗Ｒｉｎを通って電流Ｉｆ（点線矢印）が増幅器１
の接地電位になっている−入力端子側に流れ込み、点ｂ
を通る共通配線側から負の帰還電流−Ｉｆとなってそれ
ぞれ各帰還抵抗Ｒｆに分流する。この場合、上記抵抗Ｒ
ｉｎに発生する電圧降下はＩｆ・Ｒｉｎであり、基準電
圧＋Ｖｒｅｆからこの電圧降下分を差し引いた電圧が−
入力端子側の接地電位であるから ＋Ｖｒｅｆ−Ｉｆ・Ｒｉｎ＝０ である。これより、 −Ｉｆ＝−Ｖｒｅｆ／Ｒｉｎ となる。すなわち、帰還電流−Ｉｆの大きさは基準電圧
Ｖｒｅｆの絶対値を入力抵抗Ｒｉｎで除した値にマイナ
ス符号を付したものとなる。

【００４７】この帰還電流−Ｉｆが各抵抗Ｒｓに分流す
る電流−Ｉｆｂ１ないし−Ｉｆｂｎ（点線矢印）は互い
に大きさが等しいから、それを−Ｉｆｂとおくと、 −Ｉｆｂ＝−Ｉｆｂａ＝−Ｉｆｂ２＝…＝−Ｉｆｂｎ ＝−Ｉｆ／ｎ である。

【００４８】各段トランジスタのコレクタ電流は上記−
Ｉｂと−Ｉｆｂの和となるから −（Ｉｂ＋Ｉｆｂ）＝−（Ｉ_Ｌ＋Ｉｆ）／ｎ である。この電流をｎ倍した電流が負の電圧入力端子７
から電源供給装置８へ流出する電流−Ｉとなる。すなわ
ち、 −Ｉ＝−（Ｉ_Ｌ＋Ｉｆ） 上記のように各段トランジスタＱｂ１ないしＱｂｎに流
れる電流が等しく、またその負荷インピーダンスも等し
いから、各トランジスタのエミッタ電圧−Ｖｂ１ない−
Ｖｂｎも等しい大きささなる。この電圧を−Ｖｂとする
と、 −Ｖｂ＝−Ｖｂ１＝−Ｖｂ２＝…＝−Ｖｂｎ である。

【００４９】ここで、エミッタ抵抗Ｒｓ＜＜帰還抵抗Ｒ
ｆ、であるから抵抗Ｒｓを無視すると、負荷電流−Ｉ_Ｌ
は −Ｉ_Ｌ＝−Ｉ と近似することができ、以下、正側回路の場合と同様に
して

【数３】 及び

【数４】 を得る。

【００５０】ここで、例えばトランジスタＱｂ１に電流
集中現象が発生すると、電流−Ｉｂ１が増加して抵抗Ｒ
ｓの電圧降下が大きくなり、そのエミッタ電圧−Ｖｂ１
は負の高い電圧となる。

【００５１】この場合、負荷電流−Ｉ_Ｌの総量は式（１
４）により一定値に抑えられるから、他のトランジスタ
Ｑｂ２ないしＱｂｎに流れる電流は、それぞれトランジ
スタＱｂ１の電流増加分をｎ−１で除した値だけ減少す
る。したがってこれらのトランジスタでは電流検出用エ
ミッタ抵抗Ｒｓの電圧降下が小さくなり、そのエミッタ
電圧−Ｖｂ２ないし−Ｖｂｎは負の低い電圧となる。

【００５２】これの負の低いエミッタ電圧はトランジス
タＱｂ１の負の高い電圧とともに、それぞれの帰還抵抗
Ｒｆを介して点ｂを通る共通配線により増幅器１の−入
力端子へ並列的に加えられる。

【００５３】この例においては、トランジスタＱｂ１の
エミッタ電圧−Ｖｂ１に対して他のトランジスタのエミ
ッタ電圧の大きさが −Ｖｂ１＞−Ｖｂ２，−Ｖｂ３，…，−Ｖｂｎ であるから、−Ｖｂ２ないし−Ｖｂｎは−Ｖｂ１にマス
クされ、電圧−Ｖｂ１が増幅器１へ帰還されたことと同
様になる。これにより、前記正側のトランジスタＱａ１
の場合同様にしてその電流集中現象が抑止され、安定動
作が確保される。

【００５４】基準電圧Ｖｒｅｆが交流の場合は、正側の
トランジスタＱａ１ないしＱａｎと、負側のトランジス
タＱｂ１ないしＱｂｎが交互に動作する。この場合、基
準電圧の波形は正弦波に限らず、任意の波形とすること
ができる。なお、上記トランジスタはＦＥＴなどに置き
換えてもよい。

【００５５】

【発明の効果】以上説明したように、この発明に係る電
子負荷装置によると、各段トランジスタの電流検出用抵
抗に流れる電流は全負荷電流の１／ｎ（ｎはトランジス
タの段数）となるので、高価で大形の大電力用抵抗を必
要としない。

【００５６】また、各段トランジスタの電流検出用抵抗
に発生する電圧はそれぞれ増幅器に帰還され、同増幅器
から駆動回路を介して各段トランジスタの電流増幅動作
が制御されるので、いずれのトランジスタに電流集中現
象が発生しようとしても未然に抑止され、安定動作が確
保される。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係る電子負荷装置の実施の形態にお
ける概略的な電気的構成を示すブロック線図。

【図２】従来の電子負荷装置の実施の形態における概略
的な電気的構成を示すブロック線図。

【符号の説明】

１ 増幅器 ２ 駆動回路 ３ 制御部 ４ 電流増幅部 ５ 正の電圧入力端子 ６ 接地用端子 ７ 負の電圧入力端子 ８ 電力供給装置 Ｑａ１，Ｑａ２，…，Ｑａｎ トランジスタ Ｑｂ１，Ｑｂ２，…，Ｑｂｎ トランジスタ Ｉａ１，Ｉａ２，…，Ｉａｎ 検出電流 Ｉｂ１，Ｉｂ２，…，Ｉｂｎ 検出電流 Ｖａ１，Ｖａ２，…，Ｖａｎ 検出電圧 Ｖｂ１，Ｖｂ２，…，Ｖｂｎ 検出電圧 Ｖｒｅｆ 基準電圧 Ｉ_Ｌ 負荷電流 Ｉｆ 帰還電流 Ｒｆ 帰還用抵抗 Ｒｓ エミッタ電流検出用抵抗 Ｒｉｎ 入力抵抗

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電源供給装置から電流増幅部に電流を取
   り込んで増幅し、その増幅電流を電流路に設けられた抵
   抗により電圧に変換して検出するとともに、所定の基準
   電圧が与えられた増幅器に上記検出電圧を帰還し、同増
   幅器から発せられる出力により駆動回路が上記電流増幅
   部の増幅動作を制御してその増幅電流を上記基準電圧と
   関連した所定の負荷電流レベルに一致させる電子負荷装
   置において、 上記電流増幅部は、上記電流供給装置に接続される正の
   電圧入力端子と接地用端子および負の電圧入力端子を有
   し、上記正の電圧入力端子側にそれぞれコレクタが接続
   され、そのエミッタはそれぞれ同じ値の電流検出用抵抗
   を介して上記接地用端子側に接続された複数段のトラン
   ジスタと、同接地用端子側にそれぞれ上記と同じ値の電
   流検出用抵抗を介してエミッタが接続され、そのコレク
   タはそれぞれ上記負の電圧入力端子側に接続された複数
   段のトランジスタが上記正側の各トランジスタと対をな
   して配設され、 上記増幅器はその一方の入力端子が接地され、他方の入
   力端子には入力抵抗を介して上記基準電圧が加えられる
   とともに、同入力端子はそれぞれ同一値の帰還用抵抗に
   より上記正及び負側各段トランジスタのエミッタに接続
   され、当該エミッタの電流路に設けられた上記電流検出
   用抵抗に発生する電圧の帰還回路が形成され、 上記駆動回路は、上記増幅器から正もしくは負の出力電
   圧を受ける入力端子と、同入力端子に加わる電圧の正、
   負の極性により上記正側各段トランジスタへ正のベース
   電流を送出して同トランジスタを能動化し、もしくは上
   記負側各段トランジスタへ負のベース電流を送出して同
   トランジスタを能動化する２つの出力端子を有し、上記
   増幅器から加わる入力電圧のレベルに応じて上記送出す
   るベース電流のレベルを変化させることにより上記各段
   トランジスタのエミッタ電流を制御し所定レベルの負荷
   電流を得ることを特徴とする電子負荷装置。
2. 【請求項２】 上記正側各段トランジスタのエミッタ電
   流検出用抵抗に流れる正の電流は、それぞれ合流して下
   記（Ａ）の式を満足し上記電力供給装置の正の負荷電流
   となり、同エミッタ電流検出用抵抗に発生する正の電圧
   はそれぞれ下記（Ｂ）の式を満足し上記増幅器に対する
   正の帰還電圧となることを特徴とする請求項１に記載の
   電子負荷装置。 Ｉ_Ｌ＝（Ｖｒｅｆ／Ｒｉｎ）Ｒｆ／Ｒｓ ………（Ａ） Ｖａ＝Ｖｒｅｆ（Ｒｆ／Ｒｉｎ）／ｎ ………（Ｂ） Ｉ_Ｌ：正の負荷電流 Ｖｒｅｆ：負の基準電圧の絶対値 Ｒｉｎ：入力抵抗 Ｒｆ：帰還用抵抗 Ｒｓ：エミッタ電流検出用抵抗 Ｖａ：正の帰還電圧 ｎ：トランジスタの段数
3. 【請求項３】 上記負側各段トランジスタのエミッタ電
   流検出用抵抗に流れる負の電流は、それぞれ合流して下
   記（Ｃ）の式を満足し上記電力供給装置の負の負荷電流
   となり、同エミッタ電流検出用抵抗に発生する負の電圧
   はそれぞれ下記（Ｄ）の式を満足し上記増幅器に対する
   負の帰還電圧となることを特徴とする請求項１に記載の
   電子負荷装置。 −Ｉ_Ｌ＝−（Ｖｒｅｆ／Ｒｉｎ）Ｒｆ／Ｒｓ ………（Ｃ） −Ｖｂ＝−Ｖｒｅｆ（Ｒｆ／Ｒｉｎ）／ｎ ………（Ｂ） −Ｉ_Ｌ：負の負荷電流 Ｖｒｅｆ：正の基準電圧の絶対値 Ｒｉｎ：入力抵抗 Ｒｆ：帰還用抵抗 Ｒｓ：エミッタ電流検出用抵抗 −Ｖｂ：負の帰還電圧 ｎ：トランジスタの段数