2013/11/29

零ボルトからの電圧発生器(上)

ツェナーダイオードが届いてから,回路の作成を始めた。電源は 5V2A。基板はサンハヤトの ICB-86G。手元にある緑色の LED を電源表示用とする。使用済みで極性が不明なので PC510 で診た。順電圧 1.8V。電流制限抵抗 680Ω を接続してみると暗い。470Ω としたら,電流値は 5.5mA となり,実負荷における LED の順電圧は 2.4V。

基板の電源ラインに 10uF/25V の電解コンデンサを半田付けして電源のノイズを測ると,120mVp-p。33Ω の電流制限抵抗を付けて,公称 4.3V のツェナー電圧を測ると 4.60V だった。ブリード電流値は設計値の 19mA から実 14.5mA となった。DSO の掃引周波数を変えてツェナー電圧のノイズが最も大きい状態にして観測する。ノイズ電圧は140mVp-p となり,40mV 増加しているようにみえる (100us/div)。FFT で診ると 20dB at 305kHz (62dB at 0Hz)。商用周波数の倍数なので問題になったら,後で考える事にする。

電源電圧5Vを1V以下まで落すにはトランジスタで4V以上電圧降下させれば良い。トランジスタ 2SC1815 のエミッタに負荷抵抗を接続して電圧降下を確認した。ツェナー電圧を 10k の多回転トリマで分圧された電圧をベース電圧とする。ベース電圧を零から 4.56V まで変化させると,出力電圧は零から飽和出力まで滑らかに増大した。 Trimpot のトリマは Tocos に比べると回転させるとスムーズに動くのは良い。Tocos の引っ掛かり感は何故起きるのだろう。機械的触感など仕様になりようがないか。昔,日本のカメラがドイツ製に追いつくのに時間が掛かったのは光学レンズでもなく,フィルムの巻上げだったと恩師から聞いた事がある。

2SC1815 Vc=5V (Vb)max=4.56V
Load(Vout)maxIc
510Ω3.92V7.7mA
100Ω3.80V38mA


ここで,負荷電流Icは出力を公称抵抗で除した計算値である。トリマ出力をベースに接続後のノイズは Vb=0.595V において 160mVp-p と変わらない。

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