JPH0441369Y2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0441369Y2 JPH0441369Y2 JP10648283U JP10648283U JPH0441369Y2 JP H0441369 Y2 JPH0441369 Y2 JP H0441369Y2 JP 10648283 U JP10648283 U JP 10648283U JP 10648283 U JP10648283 U JP 10648283U JP H0441369 Y2 JPH0441369 Y2 JP H0441369Y2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- load
- current
- transistor
- cooling
- cooling package
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
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- Continuous-Control Power Sources That Use Transistors (AREA)
- Amplifiers (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】
本考案は、トランジスタを電子的負荷として用
いる電子負荷装置に係り、特にトランジスタの発
熱による熱暴走の防止に関する。
いる電子負荷装置に係り、特にトランジスタの発
熱による熱暴走の防止に関する。
従来、トランジスタのベース電流を制御するこ
とにより、コレクタ・エミツタ間に接続した直流
電源からみたインピーダンスを可変する電子的な
負荷装置が知られている。第１図は、このような
電子負荷装置の一例を示すブロツク図で外部の電
源Eioを正・負極試験端子Ｐ，Ｎ間に接続する。
そしてこの試験端子Ｐ，Ｎ間にNPN型の負荷ト
ランジスタTrにエミツタ抵抗Reおよび電流検出
抵抗Rsを直列に介して接続している。そして差
動増幅器DFの非反転入力に制御電圧VCを与え、
反転入力に電流検出抵抗Rsの端子電圧Eiを与え、
この出力を負荷トランジスタTrのベースへ与え
そのコレクタ電流ICを制御するようにしている。
すなわち差動増幅器DFは、両入力の電圧VC，Ei
が等しくなるように負荷トランジスタTrを介し
てそのコレクタ電流ICを制御するので、このコ
レクタ電流ICは次の(1)式で与えられる。
とにより、コレクタ・エミツタ間に接続した直流
電源からみたインピーダンスを可変する電子的な
負荷装置が知られている。第１図は、このような
電子負荷装置の一例を示すブロツク図で外部の電
源Eioを正・負極試験端子Ｐ，Ｎ間に接続する。
そしてこの試験端子Ｐ，Ｎ間にNPN型の負荷ト
ランジスタTrにエミツタ抵抗Reおよび電流検出
抵抗Rsを直列に介して接続している。そして差
動増幅器DFの非反転入力に制御電圧VCを与え、
反転入力に電流検出抵抗Rsの端子電圧Eiを与え、
この出力を負荷トランジスタTrのベースへ与え
そのコレクタ電流ICを制御するようにしている。
すなわち差動増幅器DFは、両入力の電圧VC，Ei
が等しくなるように負荷トランジスタTrを介し
てそのコレクタ電流ICを制御するので、このコ
レクタ電流ICは次の(1)式で与えられる。
IC＝Ei／Rs＝VC／Rs ……(1)
すなわちこの(1)式から明らかなように制御電圧
VCに応じてコレクタ電流ICを制御することがで
きる。
VCに応じてコレクタ電流ICを制御することがで
きる。
またこのような負荷装置で消費される電力のほ
とんどは負荷トランジスタTrで熱に変換される
のでこの放熱を制御することが重要である。した
がつて大きな電流容量を必要とする場合は、たと
えば第２図に示すブロツク図のような構成で２個
の負荷トランジスタTr1，Tr2を並列に接続する
ようにしている。
とんどは負荷トランジスタTrで熱に変換される
のでこの放熱を制御することが重要である。した
がつて大きな電流容量を必要とする場合は、たと
えば第２図に示すブロツク図のような構成で２個
の負荷トランジスタTr1，Tr2を並列に接続する
ようにしている。
ところでこのような負荷装置は電源Eioの広い
電圧範囲で、かつ許容電力内で動作させることに
なる。したがつて、たとえば負荷トランジスタ
Tr1，Tr2のコレクタ電流IC1，IC2が大きく、上
記電源Eioの電圧の低い、すなわち負荷トランジ
スタTr1，Tr2のコレクタ・エミツタ間の電圧の
低い領域ではエミツタ抵抗Reにより並列接続さ
れたそれぞれの負荷トランジスタTr1，Tr2のコ
レクタ電流IC1，IC2は等しくなる。したがつて、
このような状況では特定の負荷トランジスタTr
のコレクタ電流が大きくなり、この負荷トランジ
スタTrだけが過大な負担を強いられることはな
い。これに対してコレクタ電流ICが小さく、電
源Eioの電圧の高い領域では、エミツタ抵抗Reに
おける電圧降下が小さくなる。このために各負荷
トランジスタTr1，Tr2のコレクタ電流IC1，IC2
はそのベース・エミツタ間電圧Vbeおよび直流電
流増幅率hfeに応じて差異を生じて平衡を保てな
くなる。そして特定の負荷トランジスタTrのコ
レクタ電流が著しく増大する。一方、トランジス
タのベースエミツタ間電圧Vbeの温度係数は負で
あり、コレクタ電流の増大した負荷トランジスタ
は、より多くのコレクタ電流が流れて熱暴走を生
じ、短時間で破壊されてしまう。
電圧範囲で、かつ許容電力内で動作させることに
なる。したがつて、たとえば負荷トランジスタ
Tr1，Tr2のコレクタ電流IC1，IC2が大きく、上
記電源Eioの電圧の低い、すなわち負荷トランジ
スタTr1，Tr2のコレクタ・エミツタ間の電圧の
低い領域ではエミツタ抵抗Reにより並列接続さ
れたそれぞれの負荷トランジスタTr1，Tr2のコ
レクタ電流IC1，IC2は等しくなる。したがつて、
このような状況では特定の負荷トランジスタTr
のコレクタ電流が大きくなり、この負荷トランジ
スタTrだけが過大な負担を強いられることはな
い。これに対してコレクタ電流ICが小さく、電
源Eioの電圧の高い領域では、エミツタ抵抗Reに
おける電圧降下が小さくなる。このために各負荷
トランジスタTr1，Tr2のコレクタ電流IC1，IC2
はそのベース・エミツタ間電圧Vbeおよび直流電
流増幅率hfeに応じて差異を生じて平衡を保てな
くなる。そして特定の負荷トランジスタTrのコ
レクタ電流が著しく増大する。一方、トランジス
タのベースエミツタ間電圧Vbeの温度係数は負で
あり、コレクタ電流の増大した負荷トランジスタ
は、より多くのコレクタ電流が流れて熱暴走を生
じ、短時間で破壊されてしまう。
このようなことは、たとえば第３図に示すよう
にＮ個の負荷トランジスタTr1，……Troを並列
に接続した電子負荷装置でも同様に生じる。すな
わち、Ｎ個の負荷トランジスタTr1，……Troの
コレクタを並列に接続して端子Ｐに接続する。ま
た上記負荷トランジスタTr1……Troのベースを
並列に接続してドライブトランジスタTrpのエミ
ツタに接続する。またこの負荷トランジスタ
Tr1，……Troのエミツタをそれぞれエミツタ抵
抗Re1，……Reoを介して並列に接続し端子N′に
接続する。そして上記ドライブトランジスタTrp
のコレクタを端子Ｐに接続し、ベースにたとえば
第２図に示すような差動増幅器の出力を与えて制
御すればよい。ところでこのような場合、各負荷
トランジスタTr1，……TroのVbe電圧Vbe1，…
…Vbeoと各コレクタ電流I1，……Ioおよび各エミ
ツタ抵抗Re1，……Reoとの間には次の(1)式が成
立する。
にＮ個の負荷トランジスタTr1，……Troを並列
に接続した電子負荷装置でも同様に生じる。すな
わち、Ｎ個の負荷トランジスタTr1，……Troの
コレクタを並列に接続して端子Ｐに接続する。ま
た上記負荷トランジスタTr1……Troのベースを
並列に接続してドライブトランジスタTrpのエミ
ツタに接続する。またこの負荷トランジスタ
Tr1，……Troのエミツタをそれぞれエミツタ抵
抗Re1，……Reoを介して並列に接続し端子N′に
接続する。そして上記ドライブトランジスタTrp
のコレクタを端子Ｐに接続し、ベースにたとえば
第２図に示すような差動増幅器の出力を与えて制
御すればよい。ところでこのような場合、各負荷
トランジスタTr1，……TroのVbe電圧Vbe1，…
…Vbeoと各コレクタ電流I1，……Ioおよび各エミ
ツタ抵抗Re1，……Reoとの間には次の(1)式が成
立する。
Vbe１＋I1・Re１＝Vbe２＋I2・Re２＝……
＝Vbeo＋Io・Reo ……(1)
すなわち、このような電子負荷では、入力電圧
Ｖが高い所では、コレクタ電流Ｉの値は小さいた
めにVbe電圧のバラツキおよびエミツタ抵抗Re1，
……Reoのバラツキによりコレクタ電流I1，……
Ioに差を生じる。そしてVbeの温度係数は負のた
めに、特定の負荷トランジスタに対する電流の集
中を生じて熱暴走により破壊しまたは、動作不能
状態になりやすい。とくに高電圧で動作する電子
負荷ほどこのような傾向があり、これに対する完
全な解決策はない。また大容量の電子負荷装置で
複数のクーリングパツケージを有し、この数が多
くなるとともに熱干渉等の問題が更に大きくな
り、特定のクーリングパツケージに対する電流の
集中を生じ易くなる。
Ｖが高い所では、コレクタ電流Ｉの値は小さいた
めにVbe電圧のバラツキおよびエミツタ抵抗Re1，
……Reoのバラツキによりコレクタ電流I1，……
Ioに差を生じる。そしてVbeの温度係数は負のた
めに、特定の負荷トランジスタに対する電流の集
中を生じて熱暴走により破壊しまたは、動作不能
状態になりやすい。とくに高電圧で動作する電子
負荷ほどこのような傾向があり、これに対する完
全な解決策はない。また大容量の電子負荷装置で
複数のクーリングパツケージを有し、この数が多
くなるとともに熱干渉等の問題が更に大きくな
り、特定のクーリングパツケージに対する電流の
集中を生じ易くなる。
第４図は電子負荷装置の電圧−電流特性の一例
を示す図で、たとえば最大電流100A、最大電圧
100V、最大電力600Wとすれば電力600Wの曲線
は、第４図に示すようになる。この特性図で、特
に電圧Ｖの高い図示Ａ部分において、電流の集中
を生じ易く熱暴走による破壊、動作不能状態等に
なり易い。
を示す図で、たとえば最大電流100A、最大電圧
100V、最大電力600Wとすれば電力600Wの曲線
は、第４図に示すようになる。この特性図で、特
に電圧Ｖの高い図示Ａ部分において、電流の集中
を生じ易く熱暴走による破壊、動作不能状態等に
なり易い。
本考案は上記の事情に鑑みてなされたもので、
複数の負荷トランジスタを有するクーリングパツ
ケージを複数個有する電子負荷装置において、簡
単な構成で各クーリングパツケージ間の熱的な平
衡を保つことができる電子負荷装置を提供するこ
とを目的とするものである。
複数の負荷トランジスタを有するクーリングパツ
ケージを複数個有する電子負荷装置において、簡
単な構成で各クーリングパツケージ間の熱的な平
衡を保つことができる電子負荷装置を提供するこ
とを目的とするものである。
以下本考案の一実施例を第５図に示す回路図を
参照して詳細に説明する。すなわち、第５図は３
個のクーリングパツケージCL1，CL2，CL3を有
するもので、それぞれＮ個の負荷トランジスタ
Tr11〜Tr1o，Tr21〜Tr2o，Tr31〜Tr3oを設けて
いる。そして各クーリングパツケージCL1，CL2，
CL3は、たとえば負荷トランジスタTr11〜Tr1o，
Tr21〜Tr2o，Tr31〜Tr3oを装着した放熱器によ
つて中空筒体を構成し、この一端に、フアンを装
着して冷却風によつて強制空冷を行ない、かつ同
一クーリングパツケージ内の各負荷トランジスタ
Tr11〜Tr1o，Tr21〜Tr2o，Tr31〜Tr3oは放熱器
を介して熱的に結合して同一条件に置くようにし
ている。したがつて、同一クーリングパツケージ
内では各負荷トランジスタTr11〜Tr1o，Tr21〜
Tr2o，Tr31〜Tr3oは略、熱的な平衡を保つこと
ができ熱干渉等の問題はクーリングパツケージ
CL1，CL2，CL3を単位として生じる。
参照して詳細に説明する。すなわち、第５図は３
個のクーリングパツケージCL1，CL2，CL3を有
するもので、それぞれＮ個の負荷トランジスタ
Tr11〜Tr1o，Tr21〜Tr2o，Tr31〜Tr3oを設けて
いる。そして各クーリングパツケージCL1，CL2，
CL3は、たとえば負荷トランジスタTr11〜Tr1o，
Tr21〜Tr2o，Tr31〜Tr3oを装着した放熱器によ
つて中空筒体を構成し、この一端に、フアンを装
着して冷却風によつて強制空冷を行ない、かつ同
一クーリングパツケージ内の各負荷トランジスタ
Tr11〜Tr1o，Tr21〜Tr2o，Tr31〜Tr3oは放熱器
を介して熱的に結合して同一条件に置くようにし
ている。したがつて、同一クーリングパツケージ
内では各負荷トランジスタTr11〜Tr1o，Tr21〜
Tr2o，Tr31〜Tr3oは略、熱的な平衡を保つこと
ができ熱干渉等の問題はクーリングパツケージ
CL1，CL2，CL3を単位として生じる。
そして各負荷トランジスタTr11〜Tr1o，Tr21
〜Tr2o，Tr31〜Tr3oはコレクタを共通に端子Ｐ
に接続し、ベースを共通に各ドライブトランジス
タTr10，Tr20，Tr30のエミツタに接続し、エミ
ツタをそれぞれエミツタ抵抗R11〜R1o，R21〜
R2o，R31〜R3oを介して端子N′に接続している。
そして各ドライブトランジスタTr10，Tr20，
Tr30のコレクタを端子Ｐに接続し、ベースへ端
子Ｔを介して与えられる駆動信号Ｓをダイオード
D1，D2，D3を順方向に直列に介して与えるよう
にしている。なお上記ダイオードＤは、１個〜３
個を直列に介挿し、かつ上記駆動信号Ｓを与える
ドライブトランジスタに対応するクーリングパツ
ケージとは異なるクーリングパツケージの負荷ト
ランジスタに熱的に結合させる。したがつて、第
１のクーリングパツケージCL1へ駆動信号Ｓを与
えるダイオードD1は第３のクーリングパツケー
ジCL3へ熱的に結合させ、第２のクーリングパツ
ケージCL2へ駆動信号Ｓを与えるダイオードD2は
第１のクーリングパツケージCL1へ熱的に結合さ
せ、第３のクーリングパツケージCL3へ駆動信号
Ｓを与える。ダイオードD3は第２のクーリング
パツケージCL2へ熱的に結合させる。
〜Tr2o，Tr31〜Tr3oはコレクタを共通に端子Ｐ
に接続し、ベースを共通に各ドライブトランジス
タTr10，Tr20，Tr30のエミツタに接続し、エミ
ツタをそれぞれエミツタ抵抗R11〜R1o，R21〜
R2o，R31〜R3oを介して端子N′に接続している。
そして各ドライブトランジスタTr10，Tr20，
Tr30のコレクタを端子Ｐに接続し、ベースへ端
子Ｔを介して与えられる駆動信号Ｓをダイオード
D1，D2，D3を順方向に直列に介して与えるよう
にしている。なお上記ダイオードＤは、１個〜３
個を直列に介挿し、かつ上記駆動信号Ｓを与える
ドライブトランジスタに対応するクーリングパツ
ケージとは異なるクーリングパツケージの負荷ト
ランジスタに熱的に結合させる。したがつて、第
１のクーリングパツケージCL1へ駆動信号Ｓを与
えるダイオードD1は第３のクーリングパツケー
ジCL3へ熱的に結合させ、第２のクーリングパツ
ケージCL2へ駆動信号Ｓを与えるダイオードD2は
第１のクーリングパツケージCL1へ熱的に結合さ
せ、第３のクーリングパツケージCL3へ駆動信号
Ｓを与える。ダイオードD3は第２のクーリング
パツケージCL2へ熱的に結合させる。
なお上記端子Ｔには、たとえば第２図に示すよ
うな構成により、電流検出抵抗の端子電圧と、所
望の負荷電流Ipに対応する制御電圧との差分を差
動増幅器で得て、この出力を与える。また端子Ｐ
には図示しない外部の電源の正極端子を接続し、
端子N′には負極端子を電流検出抵抗を直列に介
して接続するようにしている。
うな構成により、電流検出抵抗の端子電圧と、所
望の負荷電流Ipに対応する制御電圧との差分を差
動増幅器で得て、この出力を与える。また端子Ｐ
には図示しない外部の電源の正極端子を接続し、
端子N′には負極端子を電流検出抵抗を直列に介
して接続するようにしている。
このような構成であれば、たとえば端子Ｐから
流入する電流をIp、各クーリングパツケージCL1，
CL2，CL3をながれる電流をIo1，Io2，Io3とすれ
ば定常状態では上記電流Io1，Io2，Io3は等しくな
る。ここで何らかの理由で、上記電流Io1，Io2，
Io3の平衡が保てなくなり、たとえば電流Io1が増
加したとする。そして電流Io1の増加により第１
のクーリングパツケージCL1の発熱量が増加する
と、ここに熱的に結合するダイオードD2の温度
が上昇する。しかしながらダイオードD2はトラ
ンジスタのVBEと同様に負の温度係数を有するた
めに加熱されると、順方向電圧VFは減少し、そ
れによつて第２のクーリングユニツトCL2のドラ
イブトランジスタTr20のベース電流を増加しそ
れによつて電流Io2を増加させる。そしてこの電
流Io2の増加によつて第２のクーリングユニツト
CL2の発熱が増加すると、ここに熱的に結合する
ダイオードD2の温度が上昇する、したがつてこ
のダイオードD3の順方向電圧VFも減少する。し
たがつて第３のクーリングユニツトCL3のドライ
ブトランジスタTr30のベース電流を増加し、そ
れによつて電流Io3を増加させる。したがつて第
１のクーリングユニツトCL1の電流Io1は第２、
第３図のクーリングユニツトCL2，CL3の電流
Io2，Io3に比して相対的に少なくなり、同様の制
御により各クーリングユニツトCL1，CL2，CL3
の各電流Io1，Io2，Io3を等しくすることができ
る。したがつて各クーリングユニツトCL1，CL2，
CL3を熱的に平衡させそれによつて、特定のクー
リングユニツトの電流のみが増加して過大な負担
を強いられ遂には熱暴走によつて負荷トランジス
タが破壊されることを防止することができる。
流入する電流をIp、各クーリングパツケージCL1，
CL2，CL3をながれる電流をIo1，Io2，Io3とすれ
ば定常状態では上記電流Io1，Io2，Io3は等しくな
る。ここで何らかの理由で、上記電流Io1，Io2，
Io3の平衡が保てなくなり、たとえば電流Io1が増
加したとする。そして電流Io1の増加により第１
のクーリングパツケージCL1の発熱量が増加する
と、ここに熱的に結合するダイオードD2の温度
が上昇する。しかしながらダイオードD2はトラ
ンジスタのVBEと同様に負の温度係数を有するた
めに加熱されると、順方向電圧VFは減少し、そ
れによつて第２のクーリングユニツトCL2のドラ
イブトランジスタTr20のベース電流を増加しそ
れによつて電流Io2を増加させる。そしてこの電
流Io2の増加によつて第２のクーリングユニツト
CL2の発熱が増加すると、ここに熱的に結合する
ダイオードD2の温度が上昇する、したがつてこ
のダイオードD3の順方向電圧VFも減少する。し
たがつて第３のクーリングユニツトCL3のドライ
ブトランジスタTr30のベース電流を増加し、そ
れによつて電流Io3を増加させる。したがつて第
１のクーリングユニツトCL1の電流Io1は第２、
第３図のクーリングユニツトCL2，CL3の電流
Io2，Io3に比して相対的に少なくなり、同様の制
御により各クーリングユニツトCL1，CL2，CL3
の各電流Io1，Io2，Io3を等しくすることができ
る。したがつて各クーリングユニツトCL1，CL2，
CL3を熱的に平衡させそれによつて、特定のクー
リングユニツトの電流のみが増加して過大な負担
を強いられ遂には熱暴走によつて負荷トランジス
タが破壊されることを防止することができる。
以上詳述したように本考案は、複数の負荷トラ
ンジスタを放熱器を介して熱的に結合したクーリ
ングパツケージを複数個設け、各クーリングパツ
ケージの各負荷トランジスタのコレクタおよびエ
ミツタをそれぞれ並列に接続して外部の電源に接
続するとともにベースを各クーリングパツケージ
毎に並列して接続して当該クーリングパツケージ
とは異なる他のクーリングパツケージに熱的に結
合するダイオードを介して駆動信号を与えること
を特徴とする電子負荷装置。
ンジスタを放熱器を介して熱的に結合したクーリ
ングパツケージを複数個設け、各クーリングパツ
ケージの各負荷トランジスタのコレクタおよびエ
ミツタをそれぞれ並列に接続して外部の電源に接
続するとともにベースを各クーリングパツケージ
毎に並列して接続して当該クーリングパツケージ
とは異なる他のクーリングパツケージに熱的に結
合するダイオードを介して駆動信号を与えること
を特徴とする電子負荷装置。
第１図、第２図は各別の従来の電子負荷装置の
一例を示すブロツク図、第３図はＮ個の負荷トラ
ンジスタを有する電子負荷装置を説明する図、第
４図は電子負荷装置の電圧−電流特性の一例を示
す図、第５図は本考案の一実施例を示す回路図で
ある。 CL1，CL2，CL3……クーリングパツケージ、
Tr11〜Tr3o……負荷トランジスタ、D1〜D3……
ダイオード、Ｐ，N′，Ｔ……端子。
一例を示すブロツク図、第３図はＮ個の負荷トラ
ンジスタを有する電子負荷装置を説明する図、第
４図は電子負荷装置の電圧−電流特性の一例を示
す図、第５図は本考案の一実施例を示す回路図で
ある。 CL1，CL2，CL3……クーリングパツケージ、
Tr11〜Tr3o……負荷トランジスタ、D1〜D3……
ダイオード、Ｐ，N′，Ｔ……端子。
Claims (1)
- 放熱器を介して熱的に結合した複数の負荷トラ
ンジスタを並列に接続したクーリングパツケージ
を有し、複数のクーリングパツケージの各負荷ト
ランジスタのコレクタおよびエミツタをそれぞれ
並列に接続して外部の電源に接続するとともに、
ベースを各クーリングパツケージ毎に並列に接続
して当該クーリングパツケージとは異なる他のク
ーリングパツケージに熱的に結合するダイオード
を介して駆動信号を与えることを特徴とする電子
負荷装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10648283U JPS6014517U (ja) | 1983-07-11 | 1983-07-11 | 電子負荷装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10648283U JPS6014517U (ja) | 1983-07-11 | 1983-07-11 | 電子負荷装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6014517U JPS6014517U (ja) | 1985-01-31 |
| JPH0441369Y2 true JPH0441369Y2 (ja) | 1992-09-29 |
Family
ID=30249167
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10648283U Granted JPS6014517U (ja) | 1983-07-11 | 1983-07-11 | 電子負荷装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6014517U (ja) |
-
1983
- 1983-07-11 JP JP10648283U patent/JPS6014517U/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6014517U (ja) | 1985-01-31 |
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