JPS6236143Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は例えば時計用半導体集積回路素子の
ように間欠的にピーク電流を消費する負荷の定常
電流値を測定する電源電流測定装置に関し、特に
間欠的にピーク電流を消費する負荷を正常に動作
させながらその定常状態の電流値を簡単に測定で
きるようにしようとするものである。

例えば腕時計用半導体集積回路は電池の寿命を
或る一定期間補償しなければならないことからそ
の電流消費量がチエツクされる。定常状態ではマ
イクロアンペア程度の微少電流が流れるだけであ
るがクロツク等の制御用電流と及び１秒毎に表示
を変更するための電力が間欠的に消費される。こ
の間欠的に消費される電流値は表示変更用のもの
が最も大きく、定常時の数100倍乃至は数1000位
程度のピーク電流が流れる。このピーク電流は時
間的に非常に短かい間であるためその電力量はわ
ずかである。よつてこの種の半導体素子の消費電
力は定常時に流れる電流値でほぼ決定されるもの
と考えてよい。定常時に流れる電流はマイクロア
ンペア程度であるため、このような微少電流を検
出するには比較的大きい値、例えば100KΩ〜1M
Ω程度の電流検出用抵抗器を用いなければならな
い。抵抗値の大きい電流検出用抵抗器を電力供給
路に直列に挿入し、その両端間に発生する電圧降
下を測定して電流を測定しようとすると間欠的に
流れるピーク電流が電流検出用抵抗器を流れると
ピーク電流により大きな電圧降下が発生し素子に
正規の電圧が与えられなくなり回路が正常に動作
しなくなつてしまう。

このため従来では第１図に示すように演算増幅
器１によつて電流検出用抵抗器２の電圧降下分を
補償し、負荷３に常時一定の電源電圧を供給する
ようにしている。即ち演算増幅器１の非反転入力
端子に負荷３の電源電圧と等しい電圧を有する電
圧源４を接続し演算増幅器１の出力端子を電流検
出用抵抗器２を通じて負荷３の電力供給端子に接
続する。電流検出用抵抗器２の負荷３側の電圧を
演算増幅器１の反転入力端子に負帰還させる。こ
のように構成すれば負荷に流れる電流により抵抗
器２に電圧降下が発生しても演算増幅器１は一般
に周知のようにその両入力端子が常に等しい電位
となるように動作するから負荷３の電力供給端子
には消費電流の変動に関係なく常に電圧源４の電
圧と等しい電圧が供給される。そして演算増幅器
１の一方の入力端子と出力端子との間の電位差は
電流検出用抵抗器２の電圧降下と等しく、よつて
その間の電位差を他の演算増幅器５によつて取出
し、その出力端子６に電圧計を接続しその電圧値
を測定することにより負荷電流を知ることができ
る。

ところで上述したように負荷３は間欠的にピー
ク電流を消費する。この電流値は定常時に数100
倍乃至は数1000倍の値であるため、このようなピ
ーク電流が電流検出用抵抗器２に流れると演算増
幅器１は飽和してしまう。演算増幅器は一般によ
く知られているように一旦飽和状態に達すると元
の状態に復帰するまでに時間が掛る特性を持つ。
よつて間欠的にピーク電流が流れることにより定
常状態における微少電流値を正確に測定できなく
なる欠点がある。このため従来では電流検出用抵
抗器２に半導体スイツチ素子７を並列接続しこの
スイツチ素子７をピーク電流と同期してオンに制
御し、ピーク電流が流れている間は電流検出用抵
抗器２の両端間を短絡状態にし演算増幅器１が飽
和しないようにしている。然し乍らスイツチ素子
７にピーク電流と同期した信号を与えなくてはな
らず、その同期信号は負荷３から取出してこなく
てはならないため多くの素子を試験する場合には
同期信号を得るための接続作業が面倒であり、作
業効率が低下する。またこのような同期信号が負
荷３の外部端子に直接出力されていない場合には
負荷３から出力される何らかの出力信号からピー
ク電流に同期した信号を作らなければならないた
め、そのための付加回路を必要とし面倒である。

この考案の目的は同期信号を必要とすることな
く電流供給用の演算増幅器が飽和しない電源電流
測定装置を提供するにある。

この考案では電流検出用抵抗器に定電圧導通素
子を並列接続し、電流検出用抵抗器の電圧降下が
或る値より越えるとその導通素子が導通し電流検
出用抵抗器の両端間の電圧降下がその導通素子の
導通電圧以上にならないように制限し、その制限
により演算増幅器が飽和しないようにしたもので
ある。

以下にこの考案の一実施例を図面について詳細
に説明する。

第２図はこの考案の他の実施例を示す。第２図
において第１図と対応する部分には同一符号を附
しその重複説明は省略するが、この考案において
は電流検出用抵抗器２と並列に定電圧導通素子８
を接続するものである。この例では定電圧導通素
子８としてシリコンダイオードを用いた場合を示
す。シリコンダイオードによれば順方向に約
0.7V以上の電圧が印加されると導通しその両端
間の電圧は0.7V〜1V程度の電圧に制限される。
負荷３がその印加電圧が正極性のものばかりであ
る場合にはその消費電流を順方向に導通させる１
本の導通素子８を並列接続すればよい。然し乍ら
負荷３の型式の中には負極性の電圧を印加しなけ
ればならないものもある。このため電流検出用抵
抗器２と並列に２本の定電圧導通素子８を互に逆
並列に接続し、正又は負極性の何れの方向の電流
でも負荷３に供給できるようにしている。負荷３
に供給する電流の向は電圧源４の極性によつて決
められ、またこの例では電流検出用抵抗器２を２
分割し、その一部の抵抗器２′を定電圧導通素子
８の並列接続部分の外側に直列接続し、定電圧導
通素子８を流れる電流をこの抵抗器２′にて制限
し定電圧導通素子８を保護するようにしている。
実例として例えば抵抗器２と２′の抵抗値は99K
Ωと1KΩに分割される。演算増幅器１の入力端
子間に接続したダイオード９−９はそれぞれ演算
増幅器１の入力回路を過電圧から保護するダイオ
ードである。また１０は演算増幅器１の非反転入
力端子を過電圧から保護するツエナーダイオード
である。

上述のこの考案の構成によれば負荷３のピーク
電流が電流検出用抵抗器２に流れ始まるとその電
圧降下が上昇し、その電圧がシリコンダイオード
の順方向に導通電圧を越えると定電圧導通素子８
が導通し抵抗器２における電圧降下を0.7〜1V程
度の電圧に制限することができる。保護用抵抗器
２′の抵抗値は抵抗器２の抵抗値より充分小さい
からその電圧降下分は小さく殆んど無視できる程
度の電圧とすることができる。よつて演算増幅器
１は飽和することなくピーク電流を負荷に供給す
ることができ、出力端子６から定常時の電流値に
対応した電圧値を得ることができる。

よつてこの考案によれば同期信号によつて電流
検出用抵抗器２の両端間を短絡しなくて済むため
同期信号を負荷３から取出す必要がなく試験を容
易に行うことができ、多量のIC素子を試験する
場合でも効率よく作業を行うことができる利点が
ある。

尚上述では定電圧導通素子８としてシリコンダ
イオードを用いた場合を説明したが、その他の導
通素子を用いることができること容易に理解でき
よう。

また上述では負荷３として時計用ICの場合を
説明したが、負荷３は時計用ICに限られるもの
ではなく、その他の間欠的にピーク電流を消費す
るような回路を負荷とし、その定常時の電流を測
定する場合にもこの考案を適用できること容易に
理解できよう。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の電源電流測定装置を説明するた
めの接続図、第２図はこの考案による電源電流測
定装置の一実施例を示す接続図である。 １：演算増幅器、２：電流検出用抵抗器、３：
負荷、４：電圧源、８：定電圧導通素子。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 演算増幅器の一方の入力端子に電圧源を接続し
   その演算増幅器の出力電圧を電流検出用抵抗器を
   通じて間欠的にピーク電流を消費する負荷に供給
   すると共に電流検出用抵抗器の負荷側の電圧を上
   記演算増幅器に負帰還させ上記電圧源の電圧に対
   応した電圧を負荷に供給し、上記演算増幅器の入
   力と出力電圧の差電圧を測定して上記負荷に流入
   する電流値を測定するようにした電源電流測定装
   置において、上記電流検出用抵抗器と並列に上記
   負荷にピーク電流が流れるとき導通する定電圧導
   通素子を接続して成る電源電流測定装置。