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■問題 図1 の回路(a)と(b)は,トランスとトランジスタを使って発振昇圧回路を製作したものです.電源は乾電池1本(1. 2V)で,負荷として白色LED(3. 6V)が接続されています.トランスはトロイダル・コアに線材を巻いて作りました.回路(a)と(b)の違いは,回路(a)では,L 2 のコイルの巻き始め(○印)が電源側にあり,回路(b)では,コイルの巻き始め(○印)が,抵抗R 1 側にあります. 二つの回路のうち,発振して昇圧動作を行い,乾電池1本で白色LEDを点灯させることができるのは,回路(a)と(b)のどちらでしょうか. 図1 問題の発振昇圧回路 回路(a)と回路(b)はL 2 の向きが異なっている ■解答 回路(a) 回路(a)のように,コイルの巻き始めが電源側にあるトランスの接続は,トランジスタ(Q1)がオンして,コレクタ電圧が下がった時にF点の電圧が上昇し,さらにQ1がオンする正帰還ループとなり発振します.一方,回路(b)のようなトランスの接続は,負帰還ループとなり発振しません. 回路(a)は,発振が継続することで昇圧回路として動作し,乾電池1本で白色LEDを点灯させることができます( 写真1 ). 写真1 回路(a)を実際に組み立てたブレッドボード 乾電池1本で白色LEDを点灯させることができた. トランスはトロイダル・コアに線材を手巻きした. 電源電圧0. 6V程度までLEDが点灯することが確認できた. ■解説 ●トロイダル・コアを使用したジュール・シーフ回路 図1 の回路(a)は,ジュール・シーフ(Joule Thief)回路と呼ばれています.名前の由来は,「宝石泥棒(Jewel Thief)」の宝石にジュール(エネルギー)を掛けたようです.特徴は,極限まで簡略化された発振昇圧回路で,使い古した電圧の低い電池でもLEDを点灯させることができます. この回路で,使用されるトランスは,リング状のトロイダル・コアにエナメル線等を手巻きしたものです( 写真1 ).トロイダル・コアを使用すると磁束の漏れが少なく,特性のよいトランスを作ることができます. インダクタンスの値は,コイルの巻き数やコアの材質,大きさによって変わります.コアの内径を「r1」,コアの外径を「r2」,コアの厚さを「t」,コアの透磁率を「μ」,コイルの巻き数を「N」とすると,インダクタンス(L)は,式1で示されます.
●LEDを点灯させるのに,どこまで電圧を低くできるか? 図7 は,回路(a)がどのくらい低い電圧までLEDを点灯させることができるかをシミュレーションするための回路図です.PWL(0 0 1u 1. 2 10m 0)と設定すると,V CC を1u秒の時に1. 2Vにした後,10m秒で0Vとなる設定になります. 図7 どのくらい低い電圧まで動作するかシミュレーションするための回路 図8 がシミュレーション結果です.電源電圧(V CC )とD1の電流[I(D1)]を表示しています.電源電圧にリップルが発生していますが,これはV CC の内部抵抗を1Ωとしているためです.この結果を見ると,この回路はV CC が0. 4Vになるまで発振を続け,LEDに電流が流れていることがわかります. 図8 図7のシミュレーション結果 この回路はV CC が0. 4Vになるまで発振を続け,LEDに電流が流れている. ■データ・ファイル 解説に使用しました,LTspiceの回路をダウンロードできます. ●データ・ファイル内容 :図2の回路 :図4の回路 :図7の回路 ※ファイルは同じフォルダに保存して,フォルダ名を半角英数にしてください ■LTspice関連リンク先 (1) LTspice ダウンロード先 (2) LTspice Users Club (3) トランジスタ技術公式サイト LTspiceの部屋はこちら (4) LTspice電子回路マラソン・アーカイブs
概要 試作用にコンデンサーを100pFから0. 01μFの間を数種類そろえるため、アメ横に久しぶりに行った。第二アメ横のクニ産業で、非常にシンプルな、LED点灯回路を組み立てたものがおいてあった。300円だったのでどんな回路か興味があったので組み立てキットを購入した。ネットで調べると良くあるブロッキング発振回路であった。製作で面倒なのはコイルをほどいて、中間タップを作り巻きなおすところであったが、部品数も少なく15分で完成した。弱った電池1. 2Vで結構明るく点灯した。コイルについては定数が回路図に記入してなかったので、手持ちのLCRメータで両端を図ると80μHであった。基板は単なる穴あき基板であるが回路が簡単なので難しくはない。基板が細長いので10個ぐらいのLEDを実装することはできそう。点灯するかは別にして。 動作説明 オシロスコープで各部を測定してみた。安物なので目盛は光っていません。 80μ 3. 3k 2SC1815-Y LED 単3 1本 RB L1 L2 VCE:コレクタ・エミッタ間電圧 VBE:ベース・エミッタ間電圧 VR:コレクタと反対側のコイルの端子とGND間電圧 VRB:ベース抵抗間の電圧 3.
5V変動しただけで、発振が止まってしまう。これじゃ温度変化にも相当敏感な筈、だみだ、使い物にならないや。 ツインT型回路 ・CR移相型が思わしくないので、他に簡単な回路はないかと物色した結果、ツインT型って回路が候補にあがった。 早速試してみた。 ・こいつはあっさり発振してくれたのだが、やっぱりあまり綺麗な波形ではない。 ・色々つつき廻してやっと上記回路の定数に決定し、それなりの波形が得られた。電源電圧が5Vだと、下側が少々潰れ気味になる、コレクタ抵抗をもう少し小さめにすれば解消すると思われる(ch-1が電源の波形、ch-2が発振回路出力)。 ・そのまま電源電圧を下げていくと、4. 5V以下では綺麗な正弦波になっているので、この領域で使えば問題なさそうな感じがする。更に電圧を下げて、最低動作電圧を調べてみると、2.
7V)を引いたものをR 1 の1kΩで割ったものです.そのため,I C (Q1)は,徐々に大きくなりますが,ベース電流は徐々に小さくなっていきます.I C (Q1)とベース電流の比がトランジスタのhfe(Tr増幅率)に近づいた時,トランジスタはオン状態を維持できなくなり,コレクタ電圧が上昇します.するとF点の電圧も急激に小さくなり,トランジスタは完全にオフすることになります. トランジスタ(Q1)が,オフしてもコイル(L 1)に蓄えられた電流は,流れ続けようとします.その結果,V(led)の電圧は白色LED(D1)の順方向電圧(3. 6V)まで上昇し,D1に電流が流れます.コイルに蓄えられた電流は徐々に減っていくため,D1の電流も徐々に減っていき,やがて0mAになります.これに伴い,V(led)も小さくなりますが,この時V(f)は逆に大きくなり,Q1をオンさせることになります.この動作を繰り返すことで発振が継続することになります. 図6 回路(a)のシミュレーション結果 上段がD1の電流で,中段がQ1のコレクタ電流,下段がF点の電圧とLED点(Q1のコレクタ)の電圧を表示している. ●発振周波数を数式から求める 発振周波数を決める要素としては,電源電圧やコイルのインダクタンス,R 1 の抵抗値,トランジスタのhfe,内部コレクタ抵抗など非常に沢山あります.誤差がかなり発生しますが,発振周波数を概算する式を考えてみます.電源電圧を「V CC 」,トランジスタのhfeを「hfe」,コイルのインダクタンスを「L」とします.まず,コイルのピーク電流I L は式2で概算します. ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・(2) コイルの電流がI L にまで増加する時間Tは式3で示されます. ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・(3) Q1がオフしている時間がTの1/2程度とすると,発振周波数(f)は式4になります. ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・(4) V CC =1. 2,hfe=100,R 1 =1k,L=5uの値を式2~3に代入すると,I L =170mA,T=0. 7u秒,f=0. 95MHzとなります. 図5 のシミュレーションによる発振周波数は約0. 7MHzでした.かなり精度の低い式ですが,大まかな発振周波数を計算することはできそうです.
26V IC=0. 115A)トランジスタは 2SC1815-Y で最大定格IC=0. 15Aなので、余裕が少ないと思われる。また、LEDをはずすとトランジスタがoffになったときの逆起電圧がかなり高くなると思われ(はずして壊れたら意味がないが、おそらく数10V~ひょっとして100V近く)、トランジスタのVCE耐圧オーバーとさらに深刻なのがVBE耐圧 通常5V程度なのでトランジスタが壊れるので注意されたい。電源電圧を上げる場合は、ベース側のコイルの巻き数を少なくすれば良い。発振周波数は、1/(2. 2e-6+0. 45e-6)より377kHz
57 超能力で無茶展開を正当化するのはあっぱれやわ ギャグ漫画のお約束を作品内でちゃんと消化するのが斬新やった 35 名前: 風吹けば名無し 投稿日:2020/07/02(Thu) 00:48:55 爆発力は無いけど手堅く面白かった 【関連記事】 ⇒ 斉木楠雄のψ難記事一覧 ⇒ ジャンプ速報記事一覧 【掲示板一覧】 ◆ワンピース ◆食戟のソーマ ◆ニセコイ ◆磯部磯兵衛物語 ◆斉木楠雄のΨ難 ◆銀魂 ◆ハイキュー ◆トリコ ◆ワールドトリガー ◆こち亀 ◆BLEACH ◆火ノ丸相撲 ◆僕のヒーローアカデミア ◆鬼滅の刃 ◆ブラッククローバー ◆背すじをピン!と ◆左門くんはサモナー ◆ゆらぎ荘の幽奈さん ◆たくあんとバツの日常閻魔帳 ◆約束のネバーランド ◆ラブラッシュ! ◆レッドスプライト ◆HUNTER×HUNTER ◆ドラゴンボール ◆ジョジョの奇妙な冒険 ◆ナルト ◆SOUL CATCHER(S) ◆読み切り ◆ジャンプ掲載順 ◆スレッド一覧 元スレ⇒ 1001 名前: ジャンプ速報 投稿日:2012/12/12(日) 22:22:22. 22 ID:jump 尾田栄一郎先生を超える漫画家ってもう絶対出ないよね 真面目に火ノ丸相撲が売れない理由考えようぜ・・・ ワールドトリガーとかいう面白くなれるのに極めて残念な漫画wwwwwww 悟空よりルフィのほうが壮絶な人生を送っていることが判明 「背すじをピン!と」ってマンガって面白いの? 僕のヒーローアカデミアで一番カワイイ女の子といえばwwwww ナルトがいまいち世間的に有名になれなかった理由ってなに? 初版100万部超えを果たしたジャンプ漫画一覧wwwwwwww おまえら正直に銀魂の事どう思ってんの? 斉木楠雄のΨ難【斉木楠雄のψ難 2期 最高の瞬間 #12】孫からの貴重な食べ物 - YouTube. ◆ワンピース ◆食戟のソーマ ◆ニセコイ ◆磯部磯兵衛物語 ◆斉木楠雄のΨ難 ◆銀魂 ◆ハイキュー ◆トリコ ◆ワールドトリガー ◆こち亀 ◆BLEACH ◆火ノ丸相撲 ◆僕のヒーローアカデミア ◆鬼滅の刃 ◆ブラッククローバー ◆背すじをピン!と ◆左門くんはサモナー ◆ゆらぎ荘の幽奈さん ◆たくあんとバツの日常閻魔帳 ◆約束のネバーランド ◆ラブラッシュ! ◆レッドスプライト ◆HUNTER×HUNTER ◆ドラゴンボール ◆ジョジョの奇妙な冒険 ◆ナルト ◆SOUL CATCHER(S) ◆読み切り ◆ジャンプ掲載順 ◆スレッド一覧
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