6VとしてVoutを6Vにしたい場合、(R1+R2)/R2=10となるようR1とR2の値を選択します。 基準電圧Vrefとしては、ダイオードのpn接合で生じる順方向電圧ドロップ(0. 6V程度)を使う方法もありますが、温度に対して係数(kT/q)を持つため、精度が必要な場合は温度補償機能付きの基準電圧生成回路を用います。 発振回路 発振回路は、スイッチング動作に必要な一定周波数の信号を出力します。スイッチング周波数は一般に数十KHzから数MHzの範囲で、たとえば自動車アプリケーションでは、AMラジオの周波数帯(日本では526. 5kHzから1606.
図6 よりV 2 の電圧で発振周波数が変わることが分かります. 図6 図5のシミュレーション結果 図7 は,V 2 による周波数の変化を分かりやすく表示するため, 図6 をFFTした結果です.山がピークになるところが発振周波数ですので,V 2 の電圧で発振周波数が変わる電圧制御発振器になることが分かります. 図7 図6の1. 8ms~1. 9ms間のFFT結果 V 2 の電圧により発振周波数が変わる. 以上,解説したようにMC1648は周辺回路のコイルとコンデンサの共振周波数で発振し,OUTの信号は高周波のクロック信号として使います.共振回路のコンデンサをバリキャップに変えることにより,電圧制御発振器として動作します. 電圧 制御 発振器 回路边社. ■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1の回路 :図1のプロットを指定するファイル MC1648 :図5の回路 MC1648 :図5のプロットを指定するファイル ■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 (5) LTspiceアナログ電子回路入門・アーカイブs (6) LTspice電源&アナログ回路入門・アーカイブs (7) IoT時代のLTspiceアナログ回路入門アーカイブs (8) オームの法則から学ぶLTspiceアナログ回路入門アーカイブs
2019-07-22 基礎講座 技術情報 電源回路の基礎知識(2) ~スイッチング・レギュレータの動作~ この記事をダウンロード 電源回路の基礎知識(1)では電源の入力出力に着目して電源回路を分類しましたが、今回はその中で最も多く使用されているスイッチング・レギュレータについて、降圧型スイッチング・レギュレータを例に、回路の構成や動作の仕組みをもう少し詳しく説明していきます。 スイッチング・レギュレータの特長 スマートフォン、コンピュータや周辺機器、デジタル家電、自動車(ECU:電子制御ユニット)など、多くの機器や装置に搭載されているのがスイッチング・レギュレータです。スイッチング・レギュレータは、ある直流電圧を別の直流に電圧に変換するDC/DCコンバータの一種で、次のような特長を持っています。 降圧(入力電圧>出力電圧)電源のほかに、昇圧電源(入力電圧<出力電圧)や昇降圧電源も構成できる エネルギーの変換効率が一般に80%から90%と高く、電源回路で生じる損失(=発熱)が少ない 近年のマイコンやAIプロセッサが必要とする1. 0V以下(サブ・ボルト)の低電圧出力や100A以上の大電流出力も実現可能 コントローラICやスイッチング・レギュレータモジュールなど、市販のソリューションが豊富 降圧型スイッチング・レギュレータの基本構成 降圧型スイッチング・レギュレータの基本回路は主に次のような素子で構成されています。 入力コンデンサCin 入力電流の変動を吸収する働きを担います。容量は一般に数十μFから数百μFです。応答性を高めるために、小容量のコンデンサを並列に接続する場合もあります。 スイッチ素子SW1 スイッチング・レギュレータの名前のとおりスイッチング動作を行う素子で、ハイサイド・スイッチと呼ばれることもあります。MOSFETが一般的に使われます。 図1. 降圧型スイッチング・レギュレータの基本回路 スイッチ素子SW2 スイッチング動作において、出力インダクタLと負荷との間にループを形成するためのスイッチ素子です。ローサイド・スイッチとも呼ばれます。以前はダイオードが使われていましたが、最近はエネルギー変換効率をより高めるために、MOSFETを使う制御方式(同期整流方式)が普及しています。 出力インダクタL スイッチ素子SW1がオンのときにエネルギーを蓄え、スイッチ素子SW1がオフのときにエネルギーを放出します。インダクタンスは数nHから数μHが一般的です。 出力コンデンサCout スイッチング動作で生じる出力電圧の変動を平滑化する働きを担います。容量は一般に数μFから数十μF程度ですが、応答性を高めるために、小容量のコンデンサを並列に接続する場合もあります。 降圧型スイッチング・レギュレータの動作概要 続いて、動作の概要について説明します。 二つの状態の間をスイッチング スイッチング・レギュレータの動作は、大きく二つの状態から構成されています。 まず、スイッチ素子SW1がオンで、スイッチ素子SW2がオフの状態です。このとき、図1の等価回路は図2(a)のように表されます。このとき、出力インダクタLにはエネルギーが蓄えられます。 図2(a).
水晶振動子 水晶発振回路 1. 基本的な発振回路例(基本波の場合) 図7 に標準的な基本波発振回路を示します。 図7 標準的な基本波発振回路 発振が定常状態のときは、水晶のリアクタンスXe と回路側のリアクタンス-X 及び、 水晶のインピーダンスRe と回路側のインピーダンス(負性抵抗)-R との関係が次式を満足しています。 また、定常状態の回路を簡易的に表すと、図8の様になります。 図8 等価発振回路 安定な発振を確保するためには、回路側の負性抵抗‐R |>Re. であることが必要です。図7 を例にとりますと、回路側の負性抵抗‐R は、 で表されます。ここで、gm は発振段トランジスタの相互コンダクタンス、ω ( = 2π ・ f) は、発振角周波数です。 2. 負荷容量と周波数 直列共振周波数をfr 、水晶振動子の等価直列容量をC1、並列容量をC0とし、負荷容量CLをつけた場合の共振周波数をfL 、fLとfrの差をΔf とすると、 なる関係が成り立ちます。 負荷容量は、図8の例では、トランジスタ及びパターンの浮遊容量も含めれば、C01、C02及びC03 +Cv の直列容量と考えてよいでしょう。 すなわち負荷容量CL は、 で与えられます。発振回路の負荷容量が、CL1からCL2まで可変できるときの周波数可変幅"Pulling Range(P. R. )"は、 となります。 水晶振動子の等価直列容量C1及び、並列容量C0と、上記CL1、CL2が判っていれば、(5)式により可変幅の検討が出来ます。 負荷容量CL の近傍での素子感度"Pulling Sensitivity(S)"は、 となります。 図9は、共振周波数の負荷容量特性を表したもので、C1 = 16pF、C0 = 3. 5pF、CL = 30pF、CL1 = 27pF、CL2 = 33pF を(3)(5)(6)式に代入した結果を示してあります。 図9 振動子の負荷容量特性 この現象を利用し、水晶振動子の製作偏差や発振回路の素子のバラツキを可変トリマーCv で調整し、発振回路の出力周波数を公称周波数に調整します。(6)式で、負荷容量を小さくすれば、素子感度は上がりますが、逆に安定度が下がります。さらに(7)式に示す様に、振動子の実効抵抗RL が大きくなり、発振しにくくなりますのでご注意下さい。 3.
SW1がオンでSW2がオフのとき 次に、スイッチ素子SW1がオフで、スイッチ素子SW2がオンの状態です。このときの等価回路は図2(b)のようになります。入力電圧Vinは回路から切り離され、その代わりに出力インダクタLが先ほど蓄えたエネルギーを放出して負荷に供給します。 図2(b). SW1がオフでSW2がオンのとき スイッチング・レギュレータは、この二つのサイクルを交互に繰り返すことで、入力電圧Vinを所定の電圧に変換します。スイッチ素子SW1のオンオフに対して、インダクタLを流れる電流は図3のような関係になります。出力電圧Voutは出力コンデンサCoutによって平滑化されるため基本的に一定です(厳密にはわずかな変動が存在します)。 出力電圧Voutはスイッチ素子SW1のオン期間とオフ期間の比で決まり、それぞれの素子に抵抗成分などの損失がないと仮定すると、次式で求められます。 Vout = Vin × オン期間 オン期間+オフ期間 図3. スイッチ素子SW1のオンオフと インダクタL電流の関係 ここで、オン期間÷(オン期間+オフ期間)の項をデューティ・サイクルあるいはデューティ比と呼びます。例えば入力電圧Vinが12Vで、6Vの出力電圧Voutを得るには、デューティ・サイクルは6÷12=0. 5となるので、スイッチ素子SW1を50%の期間だけオンに制御すればいいことになります。 基準電圧との比で出力電圧を制御 実際のスイッチング・レギュレータを構成するには、上記の基本回路のほかに、出力電圧のずれや変動を検出する誤差アンプ、スイッチング周波数を決める発振回路、スイッチ素子にオン・オフ信号を与えるパルス幅変調(PWM: Pulse Width Modulation)回路、スイッチ素子を駆動するゲート・ドライバなどが必要です(図4)。 主な動作は次のとおりです。 まず、アンプ回路を使って出力電圧Voutと基準電圧Vrefを比較します。その結果はPWM制御回路に与えられ、出力電圧Voutが所定の電圧よりも低いときはスイッチ素子SW1のオン期間を長くして出力電圧を上げ、逆に出力電圧Voutが所定の電圧よりも高いときはスイッチ素子SW2のオン期間を短くして出力電圧Voutを下げ、出力電圧を一定に維持します。 図4. スイッチング・レギュレータを 構成するその他の回路 図4におけるアンプ、発振回路、ゲートドライバについて、もう少し詳しく説明します。 アンプ (誤差アンプ) アンプは、基準電圧Vrefと出力電圧Voutとの差を検知することから「誤差アンプ(Error amplifier)」と呼ばれます。基準電圧Vrefは一定ですので、分圧回路であるR1とR2の比によって出力電圧Voutが決まります。すなわち、出力電圧が一定に維持された状態では次式の関係が成り立ちます。 例えば、Vref=0.
病気、症状 酒癖が非常に悪い人が会社にいます。 忘年会や新年会、新入社員歓迎会などで大暴れします。 その人は酒を飲まなきゃ普通ですが、楽しくなるはずの飲み会を台無しにするので部署内だけでなく社内のほとんどの人に嫌われてます。 そんな立場なのに飲み会には絶対に参加します。 そいつを嫌がって欠席する人は多いです。 最近コロナで自粛してたら飲み会したいねぇ〜って。 こういう酒癖悪く、皆に嫌われてる人ってのは自分が嫌われてるのを知らないのでしょうか? それとも記憶が無くなる病気なのでしょうか? 病気、症状 夜中に、トイレに起きた時などに、廊下を歩いていて、たまに、まっすぐ歩けず、少しずつ身体が左側に寄っていってしまうって言うのは、何かの病気でしょうか?。 たんに足腰が弱いのなら、まだ良いけど、なにか、そう言う病気ってあるのかな?って思い、質問しました。 病気、症状 コロナになったかもしれないのです。 一昨日から喉が痛く昨日の朝に38度の熱が出ました。 今日朝一で病院に行き、喉が結構腫れてると言われPCR検査を進められたのですが怖くなり断ってしまいました。お医者さんはPCR検査を受けないのであれば1週間誰とも会わない環境であれば大丈夫と言われました。抗生剤等の薬をもらい38度あった熱も今は36度代まで下がり、喉の痛みも軽減して鼻声だけになりました。だるさもありません。 コロナは解熱剤が効かないと言われているのでこれはただの風邪ですかね? 病気、症状 2日一本炭酸飲料飲まないと、気がすまなくて、特に夏だから余計に欲しくなるんですよね(泣) ですが炭酸飲料って砂糖の含有量やばいって聞きました。角砂糖10個分以上入ってるって見た気がしたんですけど、ならやばいですよね…。だって、2日一本飲んでます。 糖尿病になりそうですよね。… どうしたらやめれますかね。 病気、症状 ほくろのことを腫瘍と言うことはありますか? また、ほくろと腫瘍にはどんな違いがあるのですか? 腫瘍ができて入院するときは病気ですか? 病気、症状 整腸剤を飲んだ後にお酒を飲んでしまいました! 良くはないと思うんですが、これってまずいんでしょうか? 薬はビオスリー配合錠です。 病気、症状 AZのワクチンって危ないんですか? 病気、症状 便秘痛の時に飲む薬ってなんですか? 仕事で忙しい時とかに便秘痛が起こると何を飲んでいいのかわからなくて… もちろんすぐにトイレに行ける状況でもないため下剤や便秘薬を飲む訳にも行かないですし 市販の鎮痛剤でいいのですかね?
5mg「JG」 バルサルタン錠80mg「Me」 アムロジピンOD錠5mg「JG」 セレコックス錠200mg テルチア配合錠BP「サワイ」 アレンドロン酸錠35mg「日医工」 サラジェン錠5mg イソバイドシロップ70%分包30mL バルトレックス錠500 PL配合顆粒 サムスカOD錠7. 5mg アベロックス錠400mg アムロジピンOD錠10mg「CH」 テルミサルタン錠40mg「武田テバ」 ノルバスク錠2. 5mg バルサルタン錠20mg「Me」 バラシクロビル錠500mg「NP」 シクロスポリンカプセル25mg「日医工」 モーラスパップXR120mg ロコアテープ アボルブカプセル0. 5mg レルベア200エリプタ14吸入用 レバミピド錠100mg「JG」 KB-083 クラシエ抑肝散加陳皮半夏エキス細粒 エディロールカプセル0. 75μg EK-114 クラシエ柴苓湯エキス細粒 クラリスロマイシン錠200mg「CH」 タミフルカプセル75 ロサルタンカリウム錠25mg「JG」 チラーヂンS錠25μg フルイトラン錠2mg メコバラミン錠500μg「SW」 ピタバスタチンCa錠2mg「サワイ」 ロキソプロフェンナトリウム錠60mg「CH」 テオドール錠100mg メチコバール錠500μg モサプリドクエン酸塩錠5mg「JG」 ピペリジノアセチルアミノ安息香酸エチル錠100mg「日医工」 ファモチジンOD錠10mg「日新」 メマンチン塩酸塩錠5mg「明治」 ファモチジンOD錠20mg「日新」 ブスコパン錠10mg フスタゾール糖衣錠10mg ビソプロロールフマル酸塩錠0. 625mg「トーワ」 ファモチジン錠20「サワイ」 パリエット錠10mg 酸化マグネシウム錠330mg「ヨシダ」 ビラノア錠20mg イナビル吸入粉末剤20mg ロラタジン錠10mg「JG」 イクセロンパッチ4. 5mg カルバゾクロムスルホン酸ナトリウム錠10mg「日医工」 イルトラ配合錠HD ミケラン点眼液1% オキナゾールクリーム1% ナゾネックス点鼻液50μg112噴霧用 オルメサルタンOD錠10mg「DSEP」 オルメサルタンOD錠20mg「DSEP」 アムロジピン錠5mg「科研」 アンブロキソール塩酸塩錠15mg「サワイ」 オメプラゾール腸溶錠20mg「武田テバ」 トランサミンシロップ5% ベタヒスチンメシル酸塩錠12mg「TSU」 ベシケア錠2.