JPH0447846B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は電流電圧発生器等の出力調整装置に
関するものである。

電流電圧発生器は、ダイヤルなどの操作により
所望のレベルの電流又は電圧を正確に発生するこ
とができるようにされており、各種電子装置や電
子部品の試験用電源等に広く利用されている。

しかしながら、例えば部品の電圧特性試験など
においては、加える電圧を上げてゆくと一般には
流れる電流も増加するので、この電流が不用意に
部品定格を超えたりしてその部品を損傷するよう
なことがある。このため、電圧又は電流発生器な
どにおいては、通常電圧発生の場合には最大電流
を、電流発生の場合には最大電圧を設定するよう
にしているが、これはもともと電圧又は電流発生
器の保護が主たる目的であつて、負荷の形態によ
つては発明は望ましい設定の仕方ではなかつた。

この発明は上記の点に鑑みなされたもので、そ
の目的は、電流電圧発生器の出力電圧を変化させ
たとき、その変化する電圧に応じて負荷に供給す
る最大電流をあらかじめその負荷の形態に適合さ
せて設定できるようにした出力調整装置を提供す
ることにある。

以下、この発明を添付図面に示された実施例に
より詳細に説明する。

第１図にはこの発明による出力調整装置を電流
電圧発生器などに適用した場合の要部が示されて
いる。同図を参照すると、例えば図示しないレン
ジ切換器によつて所望のレンジが設定され、次に
出力電圧が所定レベルになるようにダイヤル１が
回転操作されてその目盛合わせが行なわれる。電
圧設定器２は、上記ダイヤル１の回転操作に連動
して指定のレベルに対応する可変の電圧Vsを発
生する。この可変電圧Vsは上記出力電圧の基準
電圧となるものであり、電圧制御回路３を介して
電圧制御信号に変換され電流電圧発生回路４に入
力される。この電流電圧発生回路４は例えば図示
しない電流発生ユニツトと電圧発生ユニツトとか
らなり、上記電圧制御信号は電圧発生ユニツトに
加えられるようになつている。この電圧制御信号
により、ダイヤル１で設定されたレベルの電圧が
上記電流電圧発生回路４から発せられ、検出回路
５を経て出力端子６から図示しない被試験部品等
に加えられる。この場合、一般には出力電圧のレ
ベルが上記検出回路５で検出され、その検出出力
は電圧比較回路７に送られて可変電圧Vsと比較
されるようになつている。この両電圧間に差が生
じた場合にはその差電圧が上記電圧制御回路３に
帰還される。上記電圧制御信号はこの差電圧が零
となるように上記図示しない電圧発生ユニツトを
制御し、これによりダイヤル１で設定された出力
電圧のレベルが正確に維持されるようになつてい
る。

この発明による出力調整装置は、上記検出回路
５おいて出力電圧のレベルが検出されるとき出力
電流のレベルも一緒に検出されるようにし、供給
可能最大電流、言い換えると許容最大出力電流を
設定するために設けられた基準電圧とこの実際に
負荷に流される電流の検出出力とを比較して、も
し検出出力が基準電圧を超えるような場合には負
荷に流れる電流が制限されるようにしたものであ
る。この実施例の場合、上記許容最大出力電流は
例えば出力電圧の増減に比例して増減、出力電圧
の増減に逆比例して増減、出力電圧の増減に関係
なく一定、の３通りのパターンで変化できるよう
にされている。この出力調整装置の構成を大別す
ると、上記電流電圧発生回路４と検出回路５に加
えて上記基準電圧を形成するため基準電圧設定回
路８と、ここで形成された基準電圧と上記負荷電
流の検出出力とを比較する電流比較回路（以下、
「コンパレータ」という。）９と、このコンパレー
タ９からの信号により上記電流電圧発生回路４の
出力電流のレベルを制御する電流制御回路（以
下、「制御回路」という。）１０などを有してい
る。

第２図には上記基準電圧設定回路８の具体的な
回路構成の一例が示されている。同図を参照して
更に説明を加えると、この基準電圧設定回路８
は、上記ダイヤル１の操作に連動して可変の電圧
Vsを発生する電圧設定器２と、例えば上記ダイ
ヤル１の操作に関係なく一定レベルの電圧Vcを
発生する固定電源１１と、これら２つの電圧Vs
とVcを組み合わせて基準電圧Vrを形成するため
の加算器１２と、この加算器１２の加算動作を切
り換えることにより上記基準電圧Vrのレベルを
例えば３通りパターンで変化するようにした切換
器１３等を備えている。この出力調整装置におい
ては、上記基準電圧Vrのレベル変化のパターン
が基準パターンになつており、上記電流電圧発生
回路４から負荷に加えられる許容最大出力電流
Imのレベル変化パターンは、上記基準電圧Vrの
レベル変化パターンに対して相似的になるように
されている。

このように構成された基準電圧設定回路８にお
いて、上記加算器１２は例えば５つのアナログス
イツチＳ１ないしＳ５と、これらのアナログスイ
ツチの各入力側にそれぞれ一端が接続された５つ
の抵抗Ｒ１ないしＲ５と、２つの増幅器１４およ
び１５を有している。これらの各抵抗中、抵抗Ｒ
１の他端は上記電圧設定器２の出力側に接続さ
れ、抵抗Ｒ２ないしＲ４の他端はそれぞれ上記固
定電源１１の出力側に接続されている。また、抵
抗Ｒ５の他端は上記増幅器１４の出力側に接続さ
れている。この増幅器１４は例えば演算増幅器と
抵抗などで構成された増幅度１の反転増幅器であ
つて、その（−）側入力端は上記電圧設定器２の
出力側に接続され、（＋）側は接地されている。
この電圧設定器２の可変電圧Vsは上記抵抗Ｒ１
を介してアナログスイツチＳ１に加えられるとと
もに、上記増幅器１４によりその極性が反転され
た可変電圧となり、この可変電圧が上記抵
抗Ｒ５を介してアナログスイツチＳ５に加えられ
るようにされている。

上記アナログスイツチＳ１ないしＳ５の各出力
側は共通配線で結ばれ、上記増幅器１５の入力側
に接続されている。この増幅器１５は例えば演算
増幅器と抵抗Ｒ１５などで構成されたバツフア増
幅器であつて、上記アナログスイツチＳ１ないし
Ｓ５からの出力はこの増幅器１５によつて合成さ
れ、上記コンパレータ９へ送出されるようになつ
ている。この場合、上記アナログスイツチＳ１な
いしＳ５の各ゲート信号入力側は切換器１３に接
続されており、そのオン、オフの動作は切換器１
３の操作によつて選択的に制御されるようになつ
ている。

上記切換器１３は、この実施例の場合例えば
Ａ，Ｂ，Ｃの３回路を有する押ボタンスイツチが
用いられ、任意の１回路をオンにすると他の２回
路がオフとなるように構成されている。この切換
器１３の上記Ａ回路は、例えばその一方の接点が
上記アナログスイツチＳ１とＳ２のゲート信号入
力側に接続され、同様にＢ回路の一方の接点は上
記アナログスイツチＳ３のゲート信号入力側へ、
また、Ｃ回路の一方の接点は上記アナログスイツ
チＳ４とＳ５のゲート信号入力側へそれぞれ接続
されている。上記Ａ，Ｂ，C3回路の他方の接点
は共通配線で結ばれ直流電源１６などに接続され
ており、例えばＡ回路のスイツチをオンにすると
直流電源１６の電圧が上記アナログスイツチＳ１
とＳ２のゲート信号入力側に加えられ、これら２
つのアナログスイツチがオンとなるようにされて
いる。

次に、第３図ないし第６図は併せて参照しなが
らこの出力調整装置の作用を説明する。

いま、押ボタン形の切換器１３を押してＡ回路
をオンにするとアナログスイツチＳ１とＳ２がオ
ンになり、アナログスイツチＳ１の出力側には例
えば第３図のVsで示されるように、ダイヤル１
の回転操作にしたがつて増加する電圧が現われ
る。アナログスイツチＳ２の出力側には同図Vc
で示されるようにダイヤル１の回転操作に無関係
な一定電圧が現われる。これら両電圧は増幅器１
５において合成され、その出力側には例えば第４
図のイに示されるような基準電圧Vrが現われる。
この場合、基準電圧Vrのレベルはよく知られて
いるように、可変電圧Vsおよび一定電圧Vcのレ
ベルと抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ１５などの値で決めら
れる。

切換器１３を押してＢ回路をオンにするとアナ
ログスイツチＳ３がオンになり、その出力側には
例えば第３図のVcで示されるような一定電圧が
現われる。この一定電圧Vcは増幅器１５に入力
され、その出力側には例えば第４図ロに示される
ような基準電圧Vrが現われる。

切換器１３を押してＣ回路をオンにするとアナ
ログスイツチＳ１とＳ５がオンになり、アナログ
スイツチＳ４の出力側には例えば第３図のVcで
示されるような電圧が現われ、アナログスイツチ
Ｓ５の出力側には同図ので示されるように、
ダイヤル１の回転にしたがつて（−）側に増加す
る電圧が現われる。この２つの電圧Vcととは
上記Ａ回路がオンの場合と同様に増幅器１５にお
いて合成され、その出力側には例えば第４図ハに
示されるような基準電圧Vrが現われる。この実
施例においては、基準電圧Vrのレベルの変化が
上記のように３通りのパターンを有する場合につ
いて説明されているが、その変化は幾通り設けて
もよい。

上記基準電圧Vrはこの基準電圧設定回路８か
らコンパレータ９に送出される。一方、検出回路
５において負荷電流が検出されると、その検出出
力は電圧に変換されてコンパレータ９に入力さ
れ、ここで上記基準電圧Vrとレベルの比較がな
される。いま、上記第４図イの場合を例にとり、
分かりやすくするためこれを第５図のように書き
換えて説明すると、同図横軸はダイヤル１の回転
操作に伴つて発生する出力電圧であつて、ダイヤ
ル目盛を電圧目盛に置き換えたものと考えればよ
い。縦軸はコンパレータ９内において比較される
電圧のレベルを表わしている。同図に示されてい
るように、ダイヤル１の回転操作によつて負荷に
加えられる出力電圧が増加すると、それに伴つて
基準電圧Vrも増加する。制御回路１０は基準電
圧発生回路８から入力された上記基準電圧Vrを
電流制御信号に変換し、上記電流電圧発生回路４
の図示しない電流発生ユニツトに加える。電流発
生ユニツトにおいては、この電流制御信号によつ
てその電流増幅率などが制御され、出力電流の最
大値、すなわち許容最大出力電流Imが例えば第
６図イに示されるように、上記第４図イと相似的
なパターンで変化させられるようになつている。

いま、上記検出回路５からコンパレータ９へ例
えば第５図の点線１に示されるような負荷電流の
検出出力が入力されたものとすると、この検出出
力は上記出力電流の最大値に対応する基準電圧
Vrよりも低レベルのため、コンパレータ９から
は何らの信号も送出されない。負荷電流は上記第
６図イに示された許容最大出力電流Im以下であ
り、電流電圧発生回路４としては余裕があるので
負荷電流がそのまま流される。

ダイヤル１の回転操作によつて出力電圧が上昇
するとともに負荷電流も増加し、その検出出力が
例えば第５図の点線２で示されるように、出力電
圧Voの時点で基準電圧Vrと同じレベルに達した
ものとする。更に出力電圧を上げたとき上記検出
出力がこの基準電圧Vrを超えるような場合には、
その超えた差電圧分に対応する信号がコンパレー
タ９から制御回路１０へ送出される。制御回路１
０においては上記電圧制御回路３の場合とほぼ同
様に、電流電圧発生回路４へ送出している電流制
御信号がコンパレータ９から入力された信号によ
つて変調される。電流電圧発生回路４において
は、例えば電流増幅率などがこの変調された電流
制御信号によつて上記差電圧を零とする方向へ制
御される。これにより、同図２に示される負荷電
流の検出出力はダイヤル１では設定された出力電
圧Voの点で基準電圧Vrの変化パターンに沿うよ
うに折れ曲がり、出力電圧も同時に抑圧される。
したがつて、第６図イに示された許容最大出力電
流Imより大きい電流が負荷に流されるようなこ
とはない。

第４図のロ又はハに示されるような基準電圧
Vrに対して負荷電流の検出出力が大きくなつた
場合も上記と同様であり、第６図ロ又はハに示さ
れる許容最大出力電流Imより高いレベルの負荷
電流が流されないことは明らかなので、その説明
は省略する。

以上、詳細に説明したように、この発明に係る
出力調整装置は、ダイヤル２の回転操作などによ
り電流電圧発生回路４から負荷に所望の電圧が加
えられるとき、その電圧に対して負荷に流し得る
最大電流Imをあらかじめ設定できるようにした
基準電圧設定回路８を備えている。この基準電圧
設定回路８は、上記電流電圧発生回路４から出力
されるさまざまなレベルの電圧に対し、その基準
となる可変の電圧Vsを上記ダイヤル１の回転操
作に連動して発生する電圧設定器２と、上記ダイ
ヤル１の回転操作に関係なく一定レベルの電圧
Vcを発生する固定電源１１と、これらの電圧を
組み合わせることよりそのレベルが３通りのパタ
ーンで変化する基準電圧Vrを形成するための加
算器１２などを有している。この基準電圧Vrの
変化パターンは、接続される負荷を考慮して切換
器１３により任意に切り換えられ、その出力は制
御回路１０を介して電流制御信号に変換された
後、上記電流電圧発生回路４へ加えられるように
なつている。上記電流電圧発生回路４において
は、この電流制御信号によつて負荷に流される最
大電流Imが設定されるとともに、負荷電流がこ
の最大電流Imを超えるような場合にはその検出
出力が上記制御回路１０を介して帰還され、異常
な電流増加が抑制される。これにより、負荷電流
は設定された最大電離Imの変化パターンに沿つ
て流されるようになる。

したがつて、この発明の係る出力調整装置を各
種の電子機器や部品の試験に適用すると、それら
の負荷の形態に合わせて電流の供給の仕方を選択
することができる。例えば第６図イのような場合
は、出力電圧の増加に応じて許容最大出力電流も
増加させられるから抵抗器等の最大許容電力試験
に、また、同図ロのような場合は一定出力電流保
護回路が付加された電源装置の代用として、同図
ハの場合は電力ほぼ一定の出力が得られることか
ら各種部品の試験などに用いられ、試験の際不用
意に定格を超える過大電流を流して部品を損傷さ
せるような事故を防止することに役立つほか、電
流電圧発生回路などの信号源を過大電流から保護
することにも有効である。

なお、上記説明は出力電圧の増減に対して許容
最大出力電流を設定する場合についてなされてい
るが、出力電流を増減させたとき許容最大出力電
圧を設定する場合にも同様にこの発明が適用でき
ることは明らかである。

【図面の簡単な説明】

添付図面はいずれもこの発明の実施例に係り、
第１図は全体構成の要部を示すブロツク線図、第
２図は基準電圧設定回路の具体的構成を示す図、
第３図ないし第４図は上記基準電圧設定回路の作
用説明図、第５図はコンパレータの作用説明図、
第６図はこの発明による出力調整装置全体に係る
作用説明図である。 図中、２は電圧設定器、４は電流電圧発生回
路、５は検出回路、８は基準電圧設定回路、９は
コンパレータ、１０は制御回路、１１は固定電
源、１２は加算器、１３は切換器、１５は加算増
幅器である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 電流電圧発生器４から負荷に供給可能な最大
   電流（又は最大電圧）に対応した電圧信号Vrを
   設定するための基準電圧設定回路８と、該基準電
   圧設定回路８から送出される上記電圧信号Vrを
   受けて前記電流電圧発生器４に前記最大電流（又
   は最大電圧）を出力可能とするための制御信号を
   送出する制御回路３，１０と、検出回路５を介し
   て負荷電流（又は負荷電圧）を検出しその検出出
   力と前記電圧信号Vrとを比較するコンパレータ
   ７，９を有し前記検出出力が前記電圧信号Vrの
   レベルを超えたとき前記制御回路３，１０から前
   記電流電圧発生器４へ負荷電流（又は負荷電圧）
   を減少させるための帰還信号を発生するようにさ
   れた出力調整装置であつて、 前記基準電圧設定回路８は、前記電流電圧発生
   器４の出力電圧（又は出力電流）に対応して増減
   する可変電圧信号Vsを発生する第１の信号源２
   と、一定電圧信号Vcを発生する第２の信号源１
   １と、前記可変電圧信号Vsの極性を反転させた
   可変反転電圧信号を得る反転増幅器１４と、
   前記第１の信号源２、第２の信号源１１および反
   転増幅器１４からそれぞれ可変電圧信号Vs、一
   定電圧信号Vcおよび可変反転電圧信号とが入
   力される複数の半導体スイツチング素子Ｓと、こ
   の複数の半導体スイツチング素子Ｓを所定の組合
   わせにしたがつてオン、オフする切換器１３と、
   該切換器１３にてオンとされた半導体スイツチン
   グ素子Ｓより出力される電圧信号Vs，Vc，を
   合成して複数のパターンの信号を形成する加算増
   幅器１５とを備えてなり、該加算増幅器１５で形
   成された信号を前記負荷に供給される最大電流
   （又は最大電圧）に対応した基準電圧信号Vrとし
   て送出するようにしたことを特徴とする出力調整
   装置。