JPH0342489Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、出力回路に並列に抵抗が接続された
場合でも負荷に正確な定電流を出力することがで
きる定電流回路に関する。

一般に、電流出力回路の出力に並列に抵抗が入
ると負荷に供給される電流に誤差を生じ、負荷を
変えたときの定電流特性がくずれてしまう。第１
図は、従来の電流出力回路の一例を示す電気的接
続図である。同図において、U₁は演算増幅器で
ある。増幅器U₁の正入力端子には、電圧Ｅを抵
抗R₁とR₂で分圧したものが入力される。電圧Ｅ
は基準抵抗Rsを介してトランジスタＱのエミツ
タに接続されている。また、RsとＱのエミツタ
との接続点には抵抗R₃，R₄及び基準電圧Esより
なる直列回路が接続されている。抵抗R₃とR₄の
接続点の電位は、前記増幅器U₁の負入力端子に
接続されている。増幅器U₁の出力は、前記トラ
ンジスタＱのベースに接続されている。トランジ
スタＱのコレクタは、外部接続端子Ａに接続され
ている。R_Lは、外部接続端子Ａ−A′に接続され
た本来の負荷である。Ｒは出力回路に並列に接続
された抵抗である。このように構成された回路の
動作概要は以下の通りである。

端子Ａから外部に流出する電流Io′は、Es／Rs
に対応した値となる。若し、抵抗Ｒがないものと
すると、Io′は負荷R_Lに流れる電流Ioに等しくな
り正確な定電流を出力することができる。ところ
が、電流出力回路に抵抗Ｒが接続されると、この
抵抗Ｒにも電流I_Rが流れるので、負荷R_Lに流れて
いた電流IoはI_R分だけ減少する。この減少分は、
負荷R_Lの誤差となる。

このような状態は、第２図に示すような電流ア
イソレータの場合にも生じる。図の回路は定電流
源SoをトランジスタQ₁，Q₂よりなるスイツチン
グ回路で交互に切換えトランスＴで２次側に送
る。２次側では、転送波形をダイオードD₁，D₂
で整流し定電流を得るのが目的である。この回路
では、トランスＴの損失が等価的に第１図に示す
並列抵抗と同じになるので上記したような誤差が
生じる。

第３図は、第１図、第２図に示す回路の出力特
性を示す図である。同図において、縦軸は端子Ａ
−A′間の電圧Voを、横軸は出力電流Ioを示す。
f₁は、理想曲線、f₂は抵抗Ｒが接続された場合の
出力特性曲線である。

本考案は、このような点に鑑みてなされたもの
で、端子Ａ−A′間に生じた電圧をＫ倍して演算
増幅器へ帰還するようにして、出力回路に並列に
抵抗が入つた場合でも正確な電流を負荷に供給す
ることができる電流出力回路を実現したものであ
る。

本考案は、 電流出力供給路に設けられたトランジスタと、 このトランジスタに直列に接続された基準抵抗
と、 一端側が前記基準抵抗の一端に接続され、他端
側には基準電圧が印加されている第１の分圧抵抗
と、 一端側が前記基準抵抗の他端に接続され、他端
側はコモン電位点に接続された第２の分圧抵抗
と、 第１の入力端子が前記第１の分圧抵抗の分圧点
に接続され、第２の入力端子が前記第２の分圧抵
抗の分圧点に接続され、出力端子は前記トランジ
スタのベースに接続されていて、前記２つの分圧
点の電位差に応じてトランジスタを駆動し、前記
電流出力供給路にEs／Rsなる電流（Esは基準電
圧の値、Rsは基準抵抗の抵抗値）を出力させる
演算増幅器と、 を有する電流出力回路において、 前記電流出力供給路に接続されていて、この電
流出力供給路における電圧をＫ倍（Ｋは定数）し
た電圧を前記第１の入力端子に帰還する帰還回路
を具備し、 この帰還回路の帰還電圧により次式で与えられ
る電流Ioを負荷へ供給するとともに、前記定数Ｋ
の値はRs／Ｒに設定されていることを特徴とす
る電流出力回路である。

Io＝（Es／Rs） ＋｛（Ｋ／Rs）−（１／Ｒ）｝Vo Ｒ：出力電流Ioが供給される負荷と並列に
接続された抵抗の抵抗値 Vo：電流出力供給路における電圧 以下、図面を参照して本考案を詳細に説明す
る。

第４図は、本考案の原理を示す電気的接続図で
ある。第１図と同一のものは、同一の番号を付し
て示す。同図において、Ｓは増幅器U₁によつて
駆動される定電流源である。U₂は、電流Io′が抵
抗Ｒ及び負荷R_Lに流入することにより生じる電
圧VoをＫ倍（Ｋは定数）して増幅器U₁に帰還す
る帰還回路である。Ｇは，基準電圧Esと帰還回
路U₂の出力を加算する加算点である。このよう
に構成された回路において、電流Io′は次式で表
わされる。

Io′＝Es＋KVo／Rs (1) 但し、定電流源Ｓは、増幅器U₁の出力を基準
抵抗Rs（図示せず）で割つた値をその出力として
いるものとする。一方、負荷R_Lに流入する電流
Ioは、図より次式で表わされる。

Io＝Io′−I_R＝Io′−Vo／Ｒ (2) (1)，(2)式よりIoを求めると Io＝Es／Rs＋（Ｋ／Rs−１／Ｒ）Vo (3) となる。

従つて、ここでＫ＝Rs／Ｒにとれば(3)式は Io＝Es／Rs (4) となる。即ち、負荷電流Ioは端子電圧Voによら
ず第３図のf₁に示すような理想的な出力特性を実
現することができる。

第５図は、第４図に示す回路の具体的な構成図
である。同図に示すU₂が前記した帰還回路であ
る。その他の回路は第１図に示すと同一である。
帰還回路U₂の出力は、抵抗R₅とR₄で分圧されて
増幅器U₁の負入力端子に接続されている。帰還
回路U₂によつて増幅器U₁の負入力端子へ帰還さ
れる電圧はKVoである。

第５図の回路で、もし、帰還回路U₂がない場
合には、回路は第１図と同様になり、出力電流
は、Es／Rsになる。

一方、第５図の回路で、もし、基準電圧Esが
ない場合は、帰還電圧KVoのみが入力となつて
いるため、出力電流はKVo／Rsになる。

第５図では、帰還回路U₂と基準電圧Esの両方
があるため、重ね合せの定理より、出力電流は、
（Es／Rs）＋（KVo／Rs）になり、(1)式が得られ
る。これによつて、第５図の回路でも、Ｋ＝
Rs／Ｒにとれば(4)式に示す出力電流が得られる。
以上の説明において、並列抵抗Ｒを端子Ａ−
A′より外側に接続した場合について説明したが、
Ａ−A′の内側に設けても同様である。また、本
考案はこれをトランスを用いた電流アイソレータ
（第２図参照）に適用すれば、トランスによる並
列誤差をキヤンセルできるので広い負荷範囲に定
電流を供給することができる。第６図は、本考案
を別の回路に適用した例を示す図である。図にお
いて、トランジスタQ₂が前記した帰還回路を構
成している。

以上、詳細に説明したように本考案によれば出
力端子間に生じた電圧をＫ倍にして増幅器へ帰還
するようにして、出力回路に並列に抵抗が接続さ
れた場合でも負荷に正確な定電流を出力すること
ができる電流出力回路を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、電流出力回路の従来例を示す電気的
接続図、第２図は電流アイソレータの従来例を示
す電気的接続図である。第３図は、第１図或いは
第２図に示す回路の出力特性図である。第４図
は、本考案の原理を示す電気的接続図、第５図は
具体的な一実施例を示す電気的接続図である。第
６図は、本考案の他の回路への適用例を示す図で
ある。 R₁〜R₅……抵抗、Rs……基準抵抗、Es……基
準電圧、U₁……演算増幅器、Ｑ，Q₁，Q₂……ト
ランジスタ、Ｒ……抵抗、R_L……負荷、D₁，D₂
……ダイオード、So，S₁……定電流源、Ｔ……
トランス、U₂……帰還回路。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 電流出力供給路に設けられたトランジスタと、 このトランジスタに直列に接続された基準抵抗
   と、 一端側が前記基準抵抗の一端に接続され、他端
   側には基準電圧が印加されている第１の分圧抵抗
   と、 一端側が前記基準抵抗の他端に接続され、他端
   側はコモン電位点に接続された第２の分圧抵抗
   と、 第１の入力端子が前記第１の分圧抵抗の分圧点
   に接続され、第２の入力端子が前記第２の分圧抵
   抗の分圧点に接続され、出力端子は前記トランジ
   スタのベースに接続されていて、前記２つの分圧
   点の電位差に応じてトランジスタを駆動し、前記
   電流出力供給路にEs／Rsなる電流（Esは基準電
   圧の値、Rsは基準抵抗の抵抗値）を出力させる
   演算増幅器と、 を有する電流出力回路において、 前記電流出力供給路に接続されていて、この電
   流出力供給路における電圧をＫ倍（Ｋは定数）し
   た電圧を前記第１の入力端子に帰還する帰還回路
   を具備し、 この帰還回路の帰還電圧により次式で与えられ
   る電流Ioを負荷へ供給するとともに、前記定数Ｋ
   の値はRs／Ｒに設定されていることを特徴とす
   る電流出力回路。 Io＝（Es／Rs） ＋｛（Ｋ／Rs）−（１／Ｒ）｝Vo Ｒ：出力電流Ioが供給される負荷と並列に
   接続された抵抗の抵抗値 Vo：電流出力供給路における電圧