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| ◎はじめに |
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基準電圧ICはADコンバータの基準電圧または正確な基準電圧が必要な回路で用いられます。 |
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（基準電圧ICについてはパーツまめ知識を参照願います） |
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今回はこのICの応用例として「簡易定電流装置」を製作しましたので紹介します。 |
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| ◎定電流とは |
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★定電圧電源と定電流電源 |
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定電圧電源とは図１ a ) のように、 |
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負荷RLが変化しても負荷電圧Voは |
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いつも一定で変化しません。 |
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これに対し、定電流電源とは図１ b ) |
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のように負荷RLが変化しても負荷電流Io |
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が一定になります。 |
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図１で抵抗Roは電源内部の出力抵抗 |
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です。 |
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定電圧、定電圧は言い方を変えると、 |
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定電圧 → Roがゼロ |
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定電流 → Roが∞ |
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ということです。 |
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★定電流回路 |
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定電流の回路はいろいろあるのですが、オペアンプと基準電圧ICを用いた方式を紹介します。 |
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①吸い込み型 |
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図２ a ) は吸い込み型で定電流Ioの向きは図のとおりです。 |
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基準電圧Vrefをオペアンプのプラス端子に加え、オペアンプの「出力～トランジスタ～Rs～オペアンプ」 |
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は「ループ」（負帰還）になっていますから、バーチャルショートが成立します。 |
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したがって、Rsの両端電圧は常にVrefです。これにより、 |
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Io = Vref/Rs |
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となります。 |
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この方式は計測器の「電子負荷装置」で良く用いられます。 |
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②吐き出し型 |
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図２ b ) はIoの方向が「吐き出し」です。 |
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この方式は抵抗Rsの両端の電圧が基準電圧Vrefと同じ値になります。 |
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したがって、定電流Ioは吸い込み型と同じように |
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Io = Vref/Rs |
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となります。 |
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| ◎本装置の応用例 |
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図３に本装置の応用例を示します。 |
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定電流値を1mA,2mA,・・・・と切り替えられようにし、LEDの明るさチェックに用いたり、アナログメータ |
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の感度チェック等に用います。 |
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| ◎基本設計 |
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図４に基本部の設計を示します。 |
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定電流は吐き出し型でD1が基準電圧Vrefです。 |
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今回はこの部分に2.5Vのものを用いています。 |
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定電流値は図４のRsを例えば100Ωにすれば、 |
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Io = Vref/Rs = 2.5V/100 =
25mA |
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となります。 |
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今回はRsの部分を切り替えて、「25mA,20mA,10mA,5mA・・・・」を発生します。 |
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| ◎回路図 |
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図５に今回製作の回路図を示します。 |
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電源は「単３電池を２本」とし、これをDC/DCコンバータIC(TL499A)にて7.5Vに昇圧しています。 |
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必要となる電源電圧は負荷RLと定電流値により決定されます。 |
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9Vの006P電池でも良いのですが、最大25mAの定電流ですので、電池寿命を考えて |
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単３電池を基本にしています。 |
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定電流値の切換は図４におけるRs部を「１２接点のロータリースイッチ」で切り替えます。 |
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これにより、定電流値の設定は１２ポジションです。 |
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各電流値のRsの値は、 |
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Rs = Vref / Io |
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です。例えば、 Vref = 2.5V Io = 5mA であれば、 |
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Rs = 2.5V / 5mA = 500Ω |
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になります。定電流値の精度は、ほぼ使用するRsの抵抗誤差で決定されます。 |
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今回は各Rsに「金属皮膜抵抗の±1%品」を用いています。 |
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ただし、定電流500μA以下ではトランジスタのベース電流がIoに対して無視できない値になる |
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ので半固定ボリュームにて調整します。 |
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オペアンプは電源が単電源ですから、単電源用の「LM358」を採用しています。 |
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※２SA1015-Y |
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※LM358 |
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※TL431 |
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| ◎製作 |
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★基板 |
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サンハヤトの感光基板を用いてプリント基板で製作しましたが、図５のように「これだけの回路」 |
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ですからユニバーサル基板でも簡単に製作出来ます。 |
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★ケース実装 |
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用いたケースはTAKACHIの「HA1593-YG」です。（66.5×140×27.6) |
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電池ホルダーが収納できる構造になっていて、材質がプラスチックなので加工が楽です。 |
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このケースに同じTAKACHIのチルトスタンド「TI-70S」を追加して操作性を良くしました。 |
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操作パネルには市販の「プリンタラベル」を利用して印刷したものを貼り付けています。 |
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写真１に外観と「LEDの明るさチェック風景」を示します。 |
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この例では1mAにてLEDを点灯させています。 |
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写真２はケース内部の様子です。 |
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ケース内部でロータリースイッチ部を避けるスペースを作るのが少し難しいので、ケース実装 |
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する場合は、もう少し大きめのケースが良いと思います。 |
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★調整 |
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500μA以下は半固定ボリュームにて各定電流値となるように調整します。 |
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| ◎使用感 |
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主にLEDの明るさチェックに用いていますが、すごく重宝しています。 |
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乾電池動作で小型ですから場所を取りません。 |
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LEDチェック専用とすれば、20mAと25mAレンジは不要です。このレンジの替わりに他のレンジ |
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（例えば、4mAその他）に設定すれば良いと思います。 |
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また、ロータリースイッチも６接点とし、 |
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1mA,2mA,3mA,4mA,5mA,10mA |
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の６レンジ（ポジション）でも良いです。 |
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今回は単３電池を基本としましたが、DC/DCコンバータ部を削除して、電源に006P(9V)を用い |
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れば部品点数が少なくなります。 |
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