JPS6236248B2

JPS6236248B2 -

Info

Publication number: JPS6236248B2
Application number: JP11149478A
Authority: JP
Inventors: Osamu Tada; Ichiu Watabe; Kyoharu Inao
Original assignee: YOKOKAWA DENKI KK
Current assignee: YOKOKAWA DENKI KK
Priority date: 1978-09-11
Filing date: 1978-09-11
Publication date: 1987-08-06
Also published as: JPS5539918A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は電圧・電流出力回路に関するものであ
る。

プロセス制御においてはアナログ制御信号を電
圧または電流の形で受信回路に与える。制御信号
を電圧とするか電流とするかは信号受信回路の構
造に応じて定め、内部抵抗の大きい受信回路に対
しては電圧信号を与え、内部抵抗の小さい受信回
路に対しては電流信号を与える。アナログ信号の
発信回路は電圧信号、電流信号のいずれも送出で
きるようになつていると便利である。

従来の電圧・電流出力回路の例としては第１図
および第２図のようなものがある。第１図の回路
はトランジスタＱのコレクタ側から電流信号を出
力し、エミツタに直列な抵抗Ｒ_Eの両端から電圧
信号を出力するようにしたものであるが、電流源
としてのふところが狭い、信号出力端子が電圧と
電流で別になる、電流信号がコモンから浮いたも
のとなる等の欠点を有し、実用上は使いにくいも
のである。第２図の回路はトランジスタＱのエミ
ツタ側から電流信号を出力するもので、電圧信号
を出力するときは出力端子間に所定の値（例えば
250Ω）の抵抗Ｒ_Eを接続し、これによつて電流を
電圧に変換して出力するようになつている。この
回路は第１図の回路のような欠点は持たないが、
電圧出力時に出力端子間に接続した抵抗が電圧信
号源の出力抵抗となるので、受信回路はこの抵抗
を問題としない程度に入力抵抗の大きいものでな
ければならず、また端子間抵抗において電力を消
費すること、端子間抵抗として精密抵抗部品を要
すること、その接続作業を要することなどの点で
不満足なものである。

また、負荷の状態に応じて自動的に定電圧動作
と定電流動作を切換えるようにした出力回路があ
るが、この回路では、切換え時の負荷の抵抗をＲ
_Lとすると出力電流Ioと出力電圧VoをVo＝Ｒ_L・
Ioを満たすようにしなければ切換えができない。
このため、切換えを行うときに出力電圧と出力電
流が制約されるという問題点があつた。

本発明は上述した問題点を解決するためになさ
れたものであり、出力端子が共通でそこに電圧変
換抵抗を設ける必要がなく、負荷に応じて自動的
に電圧と電流が切換えられて、しかも切換え時に
電圧と電流が制約されない電圧電流出力回路を提
供することを目的とする。

本発明は、電源から与えられる電圧または電流を制御信号
に従つて調節して負荷に与えるレギユレータ、出
力電圧検出信号と電圧の基準値との差に基づいて
制御信号を生じる電圧用誤差増幅器、出力電流検
出信号と電流の基準値との差に基づいて制御信号
を生じる電流用誤差増幅器、負荷の抵抗の規定値
にたする大小関係に応じた制御信号を生じる負荷
検出増幅器、および、この負荷検出増幅器の制御
信号に従つて前記電圧用誤差増幅器の制御信号と
前記電流用誤差増幅器の制御信号のうちいずれか
一方を実質的に優先化して前記レギユレータに与
えて電圧出力動作または電流出力動作を行わせる
とともに、電圧と電流の関係を示すグラフが、電
圧出力動作では電圧一定、電流出力動作では電流
一定で、電圧一定部分と電流一定部分の間が負荷
抵抗の規定値を比例定数とする比例直線で繋がれ
たフの字垂下特性を有するグラフで与えられる出
力を前記レギユレータに発生させる優勢化手段を
具備した電圧・電流出力装置である。

以下図面によつて本発明を説明する。第３図は
本発明の原理的構成図である。第３図において、
REGはレギユレータ、OUTは出力端子、Ｖは電
圧用誤差増幅器、Ｉは電流用誤差増幅器、Ｌは負
荷検出増幅器、Ｓは優勢化手段、Ｖ_Rは基準電圧
源である。電圧用誤差増幅器Ｖは出力電圧と基準
値の差に対応した制御信号を生じる。電流用誤差
増幅器Ｉは出力電流と基準値の差に対応した制御
信号を生じる。負荷検出増幅器Ｌは出力端子
OUTに接続される負荷に応じた制御信号を生じ
る。電圧用誤差増幅器Ｖの制御信号と電流用誤差
増幅器Ｉの制御信号は優勢化手段Ｓにより負荷検
出増幅器Ｌの制御信号に応じていずれか一方が優
勢化されてレギユレータREGに与えられる。レ
ギユレータREGはこの制御信号に従つて、電源
（図略）から与えられる電圧または電流を調節し
て負荷に供給する。

負荷抵抗が規定値より大きいときは、優勢化手
段Ｓにより電圧用誤差増幅器Ｖの制御信号が優勢
化されてレギユレータREGに与えられるので電
圧出力動作が行われ、負荷抵抗が規定値よりも小
さいときは、優勢化手段Ｓにより電流用誤差増幅
器Ｉの制御信号が優勢化されてレギユレータ
REGに与えられるので電流出力動作が行われ
る。すなわちこの回路は負荷抵抗の大小に応じて
電圧と電流を切換えて出力する電圧・電流出力回
路となる。動作切換点の負荷は任意に定めること
ができるが、例えば1kΩとすると、それより大
きな負荷に対しては電圧出力が与えられ、それよ
り小さな負荷に対しては電流出力が与えられる。
プロセス制御に適用する場合は基準電圧Ｖ_Rは例
えば調節計の出力電圧等であつて、所定の範囲に
わたつて値が変化するものであるから、それに応
じた定電圧出力または定電流出力が負荷に与えら
れる。

優勢化手段Ｓの構成法はいく通りかあり、それ
らの例を第４図、第６図、および第８図に示す。
第４図において、Ａは出力引戻し機能付の優勢選
択回路であつて、入力端子に与えられる負荷検出
増幅器Ｌの制御出力と電圧用誤差増幅器Ｖの制御
出力のうち優勢な方を出力するとともに、この出
力を、引戻し端子に与えられる電流用誤差増幅器
Ｉの制御出力に従つて引戻すものである。このよ
うな優勢選択回路Ａは後述するように例えばダイ
オード回路によつて実現される。

第４図の装置の動作は次のとおりである。動作
説明図を第５図に示す。負荷抵抗が規定値よりも
大である間は電圧用誤差増幅器Ｖの制御出力が負
荷検出増幅器Ｌの制御出力よりも優勢なので、優
勢選択回路Ａによつて電圧用誤差増幅器Ｖの制御
出力がレギユレータREGに与えられ、これによ
つて電圧出力動作が行なわれる（第５図のab区
間）。この間電流出力は基準電圧Ｖ_Rで規定される
値よりも小さいので、電流用誤差増幅器Ｉは電流
出力を規定値まで増加させようとする極性の制御
出力を生じるが、優勢選択回路Ａはこの極性の制
御出力には応答しない。

負荷抵抗が規定値を下まわつたときは負荷検出
増幅器Ｌの制御出力が優勢になり、これが優勢選
択回路Ａによつて選ばれてレギユレータREGに
与えられる。このときの負荷検出増幅器Ｌの制御
出力は、負荷抵抗が規定値を下まわつたことによ
り、電流出力を増加させる極性になるので、レギ
ユレータREGの電流出力が増加する。負荷抵抗
の規定値は比較的高く（例えばばlkΩ）定められ
ているので、電流出力の増加につれて電圧出力も
基準電圧Ｖ_Rで規定される電圧以上に増加する
（bc区間）。電圧出力が規定値より高くなつたこ
とによつて、電圧用誤差増幅器Ｖは電圧出力を下
げようとする極性の制御出力を生じるが、この制
御出力は負荷検出増幅器Ｌの制御出力に対します
ます劣勢なものとなる。

一方電流出力が基準電圧Ｖ_Rに対応した規定値
を上まわるまでに増加すると、電流用誤差増幅器
Ｉは電流出力を規定値まで下げようとする極性の
制御出力を生じる。そうすると優勢選択回路Ａは
この極性の制御出力には応答し、この制御出力に
応じて負荷検出増幅器Ｌの制御出力を引戻す。制
御出力が引戻されたことによつて電流出力は規定
値に一致するまで引戻される。以後負荷抵抗が規
定値より小さい間は負荷検出増幅器Ｌと電流用誤
差増幅器Ｉの働きにより電流出力は規定値に一致
するように制御され、電流出力動作が行われる
（cd区間）。

このようにして電圧用誤差増幅器Ｖの制御信号
と電流用誤差増幅器Ｉの制御信号は、負荷抵抗の
値に応じていずれか一方が実質的に優勢化されて
レギユレータREGに与えられる。なお上述の動
作は負荷抵抗が大きな状態から小さな状態に変わ
つてゆくときの動作の遷移であるが、負荷抵抗が
小さな状態から大きな状態に変わるときは、動作
は第５図の経路を逆に辿つて遷移する。第４図の
装置において電圧用誤差増幅器Ｖと電流用誤差増
幅器Ｉとを入れ替えると、第５図とは双方のＶ―
Ｉ特性を持つ電圧・電流発生回路が得られる。こ
れは第６図および第８図の装置についても同様で
ある。

第６図は電流用誤差増幅器Ｉと負荷検出増幅器
Ｌを引戻し端子付とし、電流用誤差増幅器Ｉの制
御出力をレギユレータREGに与え、負荷検出増
幅器Ｌの制御出力を電流用誤差増幅器Ｉの引戻し
端子に与え、電圧用誤差増幅器Ｖの制御出力を負
荷検出増幅器Ｌの引戻し端子に与えるようにした
ものである。引戻し端子付の増幅器の具体例につ
いては後述する。

第６図の装置の動作は次のとおりである。動作
説明図を第７図に示す。負荷抵抗が規定値より小
さい間、負荷検出増幅器Ｌの制御出力は電流用誤
差増幅器Ｉに対して引戻し無効の極性にあり、こ
のため電流用誤差増幅器Ｉの制御出力により規定
値どおりの電流出力動作が行われる（dc区間）。
この間電圧出力は負荷抵抗の値に応じて規定値よ
りも高くなつたり低くなつたりするので、電圧用
誤差増幅器Ｖは電圧出力を規定値に一致させよう
とする制御出力を生じるが、この制御出力が印加
されている負荷検出増幅器Ｌは無効な極性の制御
出力を生じているので、電圧用誤差増幅器Ｖの制
御出力も結果的に無効となる。

負荷抵抗が規定値近くまで増加すると、電圧出
力は電圧の規定値を越えて上昇する。負荷抵抗が
規定値を上まわると負荷検出増幅器Ｌの制御出力
は引戻しを有効化する極性に変わる。このため電
流用誤差増幅器Ｉの制御出力が引戻され、電流出
力が低下する（cd区間）。電流用誤差増幅器Ｉは
電流出力が規定値よりも下まわつたことにより、
それを増加させようとする制御出力を生じるが引
戻しの方が勝つているので電流出力は低下する。

電流出力の低下に伴つて規定値以上あつた電圧
出力も低下する。電圧出力が規定値を下まわるよ
うになると、電圧用誤差増幅器Ｖの制御出力は引
戻しを有効化する極性に変わる。そうするとこれ
によつて負荷検出増幅器Ｌの制御出力が引戻され
この負荷検出増幅器Ｌの制御出力によつて引戻さ
れていた電流用誤差増幅器Ｉの制御出力の引戻し
が抑制され、電圧出力が規定値に一致するように
制御される（ba区間）。

このようにして電圧用誤差増幅器Ｖの制御信号
と電流用誤差増幅器Ｉの制御信号は、負荷抵抗の
値に応じていずれか一方が実質的に優勢化されて
レギユレータREGに与えられる。なお上述の動
作は負荷抵抗が小さな状態から大きな状態に変わ
つてゆく場合であるが、負荷抵抗が大きな状態か
ら小さな状態に変わるときは、第７図の経路を逆
に辿つて動作が遷移する。

第８図は電圧用誤差増幅器Ｖおよび電流用誤差
増幅器Ｉとして出力禁止端子付のものを用い、負
荷検出増幅器Ｌの制御出力に応じて両増幅器のう
ちどちらか一方の出力を禁止するようにしたもの
である。ここでＢは両増幅器の出力を合流させる
合流器、Ｎは極性反転器である。極性反転器Ｎに
より、電圧用誤差増幅器Ｖと電流用誤差増幅器Ｉ
の出力禁止端子に与えられる負荷検出増幅器Ｌの
制御出力は互いに逆の極性のものとなるので、両
増幅器の出力は一方が有効のときは他方が無効と
なる。極性反転器Ｎは負荷検出増幅器Ｌの出力の
極性によつて電圧用誤差増幅器Ｖ側に設けられ
る。

第８図の装置の動作は次のとおりである。動作
説明図を第９図に示す。負荷抵抗が規定値よりも
大きいとき、負荷検出増幅器Ｌの制御出力により
電圧用誤差増幅器Ｖの制御出力が有効化される。
これによつてレギユレータREGは電圧用誤差増
幅器Ｖの制御出力によつて制御されて電圧出力動
作を行う（ab区間）。これに対して負荷抵抗が規
定値よりも小さいときは、負荷検出増幅器Ｌの制
御出力により電流用誤差増幅器Ｉの制御出力が有
効化される。したがつてこんどはレギユレータ
REGは電流用誤差増幅器Ｉの制御出力によつて
制御されて電流出力動作を行う（cd区間）。

このようにして電圧用誤差増幅器Ｖの制御信号
と電流用誤差増幅器Ｉの制御信号は、負荷抵抗の
値に応じていずれか一方が優勢化されてレギユレ
ータREGに与えられる。

このようにいずれの装置によつても全く同じ動
作結果が得られ、電流出力動作から電圧出力動作
への移行はフの字垂下特性に従つて行われる。こ
のフの字垂下特性の傾斜は負荷抵抗の規定値に相
当する。

本発明の装置において用いられる電圧用誤差増
幅器Ｖは、定電圧電源においてレギユレータの制
御に用いられる通常の電圧用誤差増幅器と共通の
ものであつてもよい。また電流用誤差増幅器Ｉと
しては第１０図および第１１図のようなものを用
いることができる。第１０図の回路は第２図の従
来例と同様のものである。第１１図はレギユレー
シヨン・トランジスタＱの負荷側で出力電流を検
出し、それに基づいてレギユレーシヨン・トラン
ジスタＱを制御するようにしたものであつて、回
路定数の関係をR₁／R₂＝（Ｒ_S＋R₃）／R₄に選ぶ
と、負荷抵抗Ｒ_Lへの出力電流としてＩ_L＝Ｖ_R
（Ｒ_S＋R₃）／Ｒ_S・R₄という電流が得られる。こ
の回路は、レギユレーシヨン・トランジスタＱの
エミツタとコモン・ラインの間に何んらかの分流
抵抗があつたとしても、その影響が出力電流にお
よばないという利点がある。これに対して第１０
図の回路はそのような利点を持たない。

負荷検出増幅器Ｌとしては第１２図および第１
３図のようなものを用いることができる。第１２
図は負荷検出増幅器Ｌがレギユレーシヨン・トラ
ンジスタＱの電源側に設けられ、出力電流に基づ
いて負荷抵抗Ｒ_Lの大小を検出するものであつ
て、第１０図および第１１図のいずれの回路とも
組合わせることができる。これに対して第１３図
は負荷検出増幅器Ｌがレギユレーシヨン・トラン
ジスタＱの出力側に設けられ、抵抗R₅，R₆，Ｒ
_S，Ｒ_Lによつて形成されるブリツジの不平衡電圧
の極性によつて負荷抵抗Ｒ_Lの大小を検出するよ
うにしたもので、第１１図の回路と組合わせるの
に適する。

このような電圧用誤差増幅器Ｖ、電流用誤差増
幅器Ｉ、および負荷検出増幅器Ｌの組合わせによ
つて構成される電圧・電流出力回路の具体例を第
１４図、第１５図、および第１６図に示す。これ
らはそれぞれ前記の第４図、第６図、および第８
図の具体例に相当するものである。

第１４図において、A₁は電圧用誤差増幅器の
主体をなす演算増幅、A₂は電流用誤差増幅器の
主体をなす演算増幅器、A₃は負荷検出増幅器の
主体をなす演算増幅器である。以下便宜的に演算
増幅器A₁，A₂，A₃をそれぞれ電圧用誤差増幅
器、電流用誤差増幅器、および負荷検出増幅器と
呼ぶ。各増幅器A₁，A₂，A₃の出力信号はダイオ
ードD₁，D₂，D₃および抵抗R₇からなる引戻し端
子付優勢選択回路Ａを通じてレギユレーシヨン・
トランジスタＱのベースに与えられる。ダイオー
ドD₁とD₃が極性をそろえて一端が共通に接続さ
れていることにより、電圧用誤差増幅器A₁と負
荷検出増幅器A₃の出力に対する優勢選択回路が
形成されており、またダイオードD₂が逆極性に
接続されていることにより引戻し端子が形成され
る。

電圧用誤差増幅器A₁は負荷抵抗Ｒ_Lへの電圧出
力が規定値より低くければ正、高ければ負の制御
出力を生じる。負荷検出増幅器A₃は負荷抵抗Ｒ_L
が規定値より低くければ正、高ければ負の制御出
力を生じる。電流用誤差増幅器A₂は負荷抵抗Ｒ_L
への電流出力が規定値よりも低くければ正、高け
れば負の制御出力を生じる。

このため、負荷抵抗Ｒ_Lの値が規定値より高い
ときは、負荷検出増幅器A₃の制御出力が負であ
るからダイオードD₃はオフであり、また負荷抵
抗Ｒ_Lが大きいことにより電流出力が規定値より
も低いから、電流用誤差増幅器A₂の制御出力は
正であつて、ダイオードD₂もオフである。した
がつてダイオードD₁を通じて電圧用誤差増幅器
A₁の制御出力だけがレギユレーシヨン・トラン
ジスタＱに与えられ電圧出力動作が行われる。

負荷抵抗Ｒ_Lの値が規定値を下まわるようにな
ると、負荷検出増幅器A₃の制御出力が正とな
り、これが電圧用誤差増幅器A₁の制御出力より
大きいときは、ダイオードD₃がオンになりダイ
オードD₁がオフとなる。このため負荷検出増幅
器A₃の制御出力がレギユレーシヨン・トランジ
スタＱに与えられて、レギユレーシヨン・トラン
ジスタＱの導通性が増し、その電圧出力と電流出
力がともに増加する。電圧用誤差増幅器A₁は電
圧出力が規定値より高くなつたことによつて、そ
れを下げようとして負の制御出力を生じるが、こ
れはダイオードD₁によつて阻止される。また電
流出力が規定値に達しないうちは電流用誤差増幅
器A₂の制御出力が正なのでダイオードD₂はオフ
である。

負荷検出増幅器A₃のゲインが高いので、電圧
出力と電流出力は速やかに増加し、やがて電流出
力は規定値を越える。そうすると電流用誤差増幅
器A₂の制御出力が負になり、ダイオードD₂を通
じてレギユレーシヨン・トランジスタＱに与えら
れている制御信号を引戻す。以後電流用誤差増幅
器A₂と負荷検出増幅器A₃の拮抗動作によつて、
電流出力は規定値に一致するように制御される。

第１５図は第６図の回路の具体例に相当するも
ので、P₂は電流用誤差増幅器A₂の引戻し端子に
相当するトランジスタ、P₃は負荷検出増幅器A₃
の引戻し端子に相当するトランジスタである。電
圧用誤差増幅器A₁と電流用誤差増幅器A₂の構成
は第１４図の場合と同様になつている。負荷検出
増幅器A₃は第１４図の場合とは極性が逆になつ
ている。

負荷抵抗Ｒ_Lの値が規定値よりも低いと、負荷
検出増幅器A₃の制御出力は負であるからトラン
ジスタP₂はオフであつて、電流用誤差増幅器A₂
の制御出力の引戻しは行われない。したがつて電
流用誤差増幅器A₂の制御出力により電流出力動
作が行われる。その間電圧用誤差増幅器A₁の制
御出力により、トランジスタP₃のオンオフが行わ
れるが、トランジスタP₂はオフに保たれているの
で、何んら影響を与えない。

負荷抵抗Ｒ_Lの値が規定値よりも大きくなる
と、負荷検出増幅器A₃の制御出力が正となり、
これによつてトランジスタP₂がオンにされる。こ
のため電流用誤差増幅器A₂の制御出力が引戻さ
れるので電流出力が減少する。

電流出力の減少につれて電圧出力も減少し、こ
れが電圧の規定値を下まわると、電圧用誤差増幅
器A₁の制御出力が正になつてトランジスタP₃を
オンにする。このため負荷検出増幅器A₃の制御
出力が引戻されて、その分だけトランジスタP₂に
よる電流用誤差増幅器A₂の制御出力の引戻しが
抑制される。電流用誤差増幅器A₂は規定値より
低くなつた電流出力を元どおりに増加させようと
して正の制御出力を生じているが、この制御出力
の引戻しが電圧用誤差増幅器A₁によつて調節さ
れることにより、結局出力電圧が定電圧化され
る。

第１６図は第８図の回路の具体例に相当するも
ので、電圧用誤差増幅器A₁の制御出力と電流用
誤差増幅器A₂の制御出力はダイオードD₁，D₂か
らなる合流器によつて合流されて、レギユレーシ
ヨン・トランジスタＱのベースに与えられる。負
荷検出増幅器A₃の制御出力は、電圧用誤差増幅
器A₁の出力端にはダイオードD₃と極性反転器Ｎ
を通じて作用され、電流用誤差増幅器A₂の出力
端にはダイオードD₄を通じて作用される。極性
反転器Ｎは抵抗R₇とダイオードD₅の直列回路に
よつて順バイアスされたトランジスタＰからな
る。

負荷抵抗Ｒ_Lの値が規定値よりも小さいとき
は、負荷検出増幅器A₃は正の制御出力を生じる
ので、ダイオードD₃，D₄はオフとなる。ダイオ
ードD₃がオフであることにより、トランジスタ
Ｐは順バイアスによつてオンとなり、電圧用誤差
増幅器A₁の出力端をコモン・ラインに落とし、
その制御出力を無効化する。一方ダイオードD₄
がオフであることにより、電流用誤差増幅器A₂
の制御出力は何んらの影響も受けない。すなわち
このときレギユレーシヨン・トランジスタＱに対
しては電流用誤差増幅器A₂の制御出力だけが有
効化されるので、電流出力動作が行われる。

負荷抵抗Ｒ_Lの値が規定値よりも大きいとき
は、負荷検出増幅器A₃の制御出力は負となるの
で、ダイオードD₃，D₄はオンとなり、かつそれ
らのアノードは負の制御出力に引かれて負とな
る。このため電流用誤差増幅器A₂の出力端が負
に引かれてその制御出力が無効化され、またトラ
ンジスタＰが逆バイアスされてオフになり、電圧
用誤差増幅器A₁の出力端をコモン・ラインから
解放し、その制御出力を有効化する。このため電
圧用誤差増幅器A₁の制御のもとに電圧出力動作
が行われる。

上記の各具体例はレギユレータとしてNPNト
ランジスタを用いたものであるが、PNPトランジ
スタを用いる場合は各演算増幅器の極性を逆にす
ることによつて同等の回路を実現することができ
る。また同等の機能を実現するための回路構成に
ついては上記以外に種々の態様がありうる。

上記各例は負荷抵抗の規定値を境にして電圧出
力と電流出力を切換えるようにしたものであり、
その場合の切換えは第１７図のように、負荷抵抗
Ｒ_Lが規定値Ｒ_L1を上まわると電圧出力側に、負
荷抵抗Ｒ_L規定値Ｒ_L1を下まわると電流出力側に
切換わるものであるが、負荷抵抗Ｒ_Lがちようど
Ｒ_L1に一致しているときにどちら側になるかは微
妙な問題である。

そこで負荷抵抗Ｒ_Lが規定値の近傍にあるきの
動作状態を安定なものにするために、第１８図の
ように移行特性にヒステリシスを持たせる。それ
には負荷検出増幅器にバイアスを与えフの字垂下
特性線を直線ｆのように負にバイアスたものとす
ればよい。そうすると、電圧出力動作から電流出
力動作への移行は負荷抵抗がＲ_L1を下まわつたと
きに行われ、電流出力動作から電圧出力動作への
移行は負荷抵抗がＲ_L2を上まわつたときに行われ
る。ここでＲ_L1＜Ｒ_L2であるから移行はヒステリ
シスを持つて行われる。

またフの字垂下特性を正にバイアスすると、動
作の移行を滑らかなものとすることができる。す
なわちフの字垂下線が正にバイアスされたとによ
り、負荷抵抗の値がＲ_L1とＲ_L2の間にあるときは
動作点はフの字垂下線上にくるので、負荷抵抗の
変化にともなつて動作状態は滑らかに移行する。

また負荷の検出を出力電流に基づいて行うよう
にすれば、第２０図のような動作移行が行える。
すなわち、電圧出力動作中は電流出力が規定値Ｉ
_THに達するまでは同じ動作を継続し、負荷抵抗が
Ｒ_L1を下まわつて出力電流が規定値Ｉ_THを越すと
電流出力に移行し、電流出力状態において負荷抵
抗がＲ_L1を上まわるとその装置のふところ電圧に
応じた飽和電圧出力状態に移行し、負荷抵抗がＲ
_L2を上まわつて出力電流が規定値Ｉ_THを切ると電
圧出力状態に復帰する。このような動作の飽和電
圧出力状態はあまり好ましい状態ではないが、そ
れを問題としないような用途に対しては出力電流
に基づく動作切換えの特徴を生かした使い方がで
きる。

以上のように本発明は、電圧用誤差増幅器の制
御信号と電流用誤差増幅器の制御信号のいずれか
一方を負荷に応じて実質的に優勢化して出力レギ
ユレータに作用させるようにした。このため、出
力端子が共通でそこに電圧変換抵抗を設ける必要
がなく、かつ負荷に応じて自動的に電圧と電流を
切換えて出力する電圧・電流出力回路が得られ
る。本回路は電圧源としては出力抵抗が小さく、
電流源としては出力抵抗が大きく、いずれとして
も理想的な信号源となる。また本回路には従来例
のような電圧変換抵抗を用いる必要がないので、
その分だけ高精度抵抗の使用数と接続工数を削滅
できる。また電圧変換用抵抗がないので、そこに
おける電力消費の問題もない。

これに加えて、優勢化手段は、電圧と電流の関
係を示すグラフが、電圧出力動作では電圧一定、
電流出力動作では電流一定、電圧一定部分と電流
一定部分の間は負荷抵抗の規定値を比例定数とす
る比例直線で繋がれたフの字垂下特性を有するグ
ラフで与えられる出力を前記レギユレータに発生
させる構成になつている。このため、電圧出力動
作と電流出力動作の切換え時には出力電流I₀と出
力電圧V₀がV₀＝Ｒ_L・I₀の関係を満たす必要がな
く、電圧と電流が制約されない。例えば、プロセ
ス制御用の電圧信号として１〜5V信号、電流信
号として４〜20mA信号を用い、負荷抵抗の規定
値が1kΩの場合は、Ｒ_L・I₀＝４〜20Vになるた
め、従来のフの字垂下特性を有しない回路では、
電圧信号の範囲の中で４〜5Vの範囲でなければ
上記関係を満たさないが、本発明にかかる回路で
はこのような制約を受けない。このため、プロセ
ス制御への適用に有効である。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は従来例の電気的接続図、
第３図は本発明の原理的構成図、第４図、第６
図、および第８図は本発明実施例の構成図、第５
図、第７図、および第９図はそれぞれ上記実施例
の動作説明図、第１０図および第１１図は電流用
誤差増幅器の具体例、第１２図および第１３図は
負荷検出増幅器の具体例、第１４図、第１５図、
および第１６図は本発明の具体例の電気的接続
図、第１７図、第１８図、第１９図、および第２
０図は電圧出力動作と電流出力動作の間の種々の
移行態様である。 REG……レギユレータ、Ｖ……電圧用誤差増
幅器、Ｉ……電流用誤差増幅器、Ｌ……負荷検出
増幅器、Ｓ……優勢化手段。

Claims

【特許請求の範囲】

１電源から与えられる電圧または電流を制御信
号に従つて調節して負荷に与えるレギユレータ、
出力電圧検出信号と電圧の基準値との差に基づい
て制御信号を生じる電圧用誤差増幅器、出力電流
検出信号と電流の基準値との差に基づいて制御信
号を生じる電流用誤差増幅器、負荷の抵抗の規定
値に対する大小関係に応じた制御信号を生じる負
荷検出増幅器、および、この負荷検出増幅器の制
御信号に従つて前記電圧用誤差増幅器の制御信号
と前記電流用誤差増幅器の制御信号のうちいずれ
か一方を実質的に優先化して前記レギユレータに
与えて電圧出力動作または電流出力動作を行わせ
るとともに、電圧と電流の関係を示すグラフが、
電圧出力動作では電圧一定、電流出力動作では電
流一定で、電圧一定部分と電流一定部分の間が負
荷抵抗の規定値を比例定数とする比例直線で繋が
れたフの字垂下特性を有するグラフで与えられる
出力を前記レギユレータに発生させる優勢化手段
を具備した電圧・電流出力回路。