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* category: 電子回路の備忘録

簡易な定電圧回路 

◎基本の回路
Zd.jpg

■前提
・Vinは18Vとする
・ZDは15V,0.5Wとする

■ZDに流せる最大電流を求める
・W(電力)=電圧×電流,つまり15(V)×電流=0.5(W)なので
・ZDに流せる最大電流=0.5W÷15(V)=0.03(A)
・設計上は10mA~20mAが妥当か

■最大電流時のRsを求める
・Rsの電圧降下は入力電圧Vin(18V)からVz(15V)を差し引いた3V
・抵抗=電圧÷電流
・Rs(抵抗)=3(V)÷0.03(A)=100Ω

■ヒント
・最大電流はZDの定格で制約される(大きな電流はとれない)
・ツエナーの特性上,VZ電圧はツエナー電流(Iz)により変動する
・ツエナー電流(Iz)を小さくするとノイズがでる

◎回路の発展:電流ブースターを追加

boost.jpg

■設計条件
・入力電圧は18V~21V
・出力電圧15V,100mA

■ZDの決定
・VBE0.65Vとするとツエナー電圧は15V+0.65V=15.7V

■トランジスタのスペック
・トランジスタには最大100mA流すと最大コレクタ損失は最大入力電圧(Vin)から出力電圧(Vout)の差分に最大電流を乗算する
・つまりコレクタ損失(W)=(21V-15V)×100mA=0.6W
・パワートランジスタであれば,この程度はヒートシンク無しでOK

■RB,C1~C2の決定
・RBはZDに数mAが流れる程度にする.RBを定電流ダイオード(CRD)に置換えてもいかもね(↓)
CRD.jpg
・C1はZDのノイズとりなので.実装イメージは抱かせる感じ.0.1~数μ,C2は数μ~数十μ

■ヒント
・入力電圧と出力電圧の電圧降下分がトランジスタにより熱として消費される
・帰還制御型ではないので負荷電流に応じて出力電圧は変動する
・帰還制御型に変更するのであればZDをシャントレギュレーターに変える




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