工作と競馬

電子工作、プログラミング、木工といった工作の記録記事、競馬に関する考察記事を掲載するブログ

タグ:レールスプリッタ

背景と目的

 以前の記事で、レールスプリッタを用いて正負電源を作ってみたが、電圧の安定化の精度がよくないので改良してみる。


活動の詳細
1.改良方法

 前回の回路では、Q2周辺の構成が悪く出力電流に対する電圧の安定化性能が悪かった。そこで、図1のように改良してみた。具体的には、Q3のエミッタ電位をR6を通してQ2のベースにフィードバックするようにした。なお、R14は目標電圧の調整用である。要するに一般的な帰還型の安定化回路になった。

回路図改良後
図1 改良した回路

2.作製

 回路は、以前制作した基板を改良した。見た目はほとんど変わらないので写真は割愛。

3.動作確認

 出力電流に対する出力電圧を測定してみたところ、図3のとおりとなり、以前は100mA出力時の電圧変化がおよそ6%あったのに対し、今回は約3%と半分にすることができた。初めからこれにすればよかったと思う。

出力電圧特性改良後
図3 出力電流に対する出力電圧の特性


まとめと今後の課題

 レールスプリッタ回路を用いた正負電源を改良し、電圧の安定化性能を向上させられた。

背景と目的

 以前の記事で、レールスプリッタを作成した。今回はその回路を用いて正負電源を作ってみる。


活動の詳細
1.設計

 回路の仕様は以下のとおりとした。

  • 入力はDC12Vのスイッチング型アダプタを使用
  • 出力は±4V程度
  • 出力電流は最大100mA
  • 出力電圧ノイズは入力側ノイズよりも小さくしたい
  • できるだけ小型に作りたい

 設計した回路は図1である。まず、レールスプリッタにより±6Vの正負電源を作成し、その後段にシリーズレギュレータ回路を取り付けた。なお、本来シリーズレギュレータの基準電圧源はツェナーダイオードや電源ICなどが必要であるが、手持ち部品でどうにかしたかったのでトランジスタのベース-エミッタ間電圧で無理やり作ることにした。なので精度はあまり期待できないかもしれないがとりあえずこれにする。

回路図
図1 設計した回路

2.作製

 回路は、図2に示すとおりユニバーサル基板に組んだ。47mm×72mmの基板に実装できた。レールスプリッタ部のトランジスタが大きいので高さが少しあるが、そこそこ小型にできたので、とりあえずサイズはOKとする。

IMG_0535
図2 組みあがった回路

3.動作確認

 配線チェックを行い、入力側に電源をつないでみたところ、無事動作した。出力電流に対する出力電圧を測定してみたところ、図3のとおり100mAでほぼ4Vを維持できることがわかった。もちろん、基準電圧源としてツェナーダイオードを使ったり、フィードバックをかけたりすればもう少し電流に対する依存性が低くなると思うが、とりあえずOKとしたい。また、出力電圧のノイズであるが、PCオシロスコープのスペアナ機能でオーディオ帯域における入力(青)、出力(赤)それぞれのAC成分を比較してみたのが図4である。これより、オーディオ帯域においては出力のノイズが下がっていることがわかる。
 以上より、基本的には仕様を満足できているようである。

出力電圧特性
図3 出力電流に対する出力電圧の特性

AC成分比較
図4 入力(青)と出力(赤)のAC成分(ノイズ)を比較した結果


まとめと今後の課題

 レールスプリッタ回路を用いた正負電源を作製し、仕様を満足する動作が確認できた。

概要

 レールスプリッタを作ってみる。今回はブレッドボードに実装し正しく動作することを確認できた。


背景と目的

 アナログ回路の実験用として簡単な両電源回路が必要となった。しかし、手元には単一電源のACアダプタしかない。そこで、単一電源から両電源を作り出すレールスプリッタ回路を自作してみる。前回設計を行ったので、その回路を実際に組み立て動作を確認する。


活動の詳細
1.回路組み立て

 今回は、簡単に実験を行うためブレッドボードに回路を組んだ。図1.1がその写真である。設計段階では、トランジスタのコレクタにつながる抵抗が1本で表現されていたのだが、実際には手元に電力容量が適当なものが無かったので、小容量のものを並列接続してある。また、定数も回路図どおりではない。

レールスプリッタ組み立て
図1.1 ブレッドボードに組み立てた回路

2.動作確認

 まず、電源を投入し、出力電圧を確認したところ、中点を基準にそれぞれ+6V、-6Vとなった。発振等もなかった。そして、出力に負荷をつなげ電流が流れるようにしたところ、100mAまで出力しても入力電圧の中点を中心に正側と負側の電圧バランスが崩れることなかった。ということで、最大出力100mA程度という仕様を満足した。


まとめと今後の課題

 レールスプリッタ回路を設計および製作し正しく動作していることが確認できた。今後の工作に生かしたい。

概要

 レールスプリッタを作ってみる。今回は、まず設計を行う。


背景と目的

 アナログ回路の実験用として簡単な両電源回路が必要となった。しかし、手元には単一電源のACアダプタしかない。そこで、単一電源から両電源を作り出すレールスプリッタ回路を自作してみる。今回は、まず設計を行う。


活動の詳細
1.レールスプリッタ回路

 レールスプリッタ回路は、単一電源から両電源を作る回路で、最も簡単な回路は図1.1のとおりである。この回路は、0Vラインに流れる電流が大きくなるとオペアンプの吸い込みまたは吐き出し電流が足らなくなり、出力電圧が下がってしまう。
そこで、0Vラインに流せる電流を強化した回路が、図1.2である。要するにオペアンプ後段に電流増幅段を用意し大きな電流を0Vラインに供給することができるので、図1.1よりも出力電圧の低下が起こりにくい。

レールスプリッタ1
図1.1 簡単なレールスプリッタ


レールスプリッタ2
図1.2 出力電圧の低下を起こりにくくしたレールスプリッタ


2.設計

 2.1 仕様

 仕様は以下のとおり。

  • DC12V出力のACアダプタを使用
  • 出力電流は約100mA程度
2.2 回路

 設計した回路は図2.2のとおり。図1.2と異なる点は、オペアンプの出力に100Ωを追加したこと。また、電流増幅段には電流制限抵抗33Ωを入れたこと。

レールスプリッタ_設計した回路
図2.2 設計したレールスプリッタ


まとめと今後の課題

 レールスプリッタ回路を設計した。次回は実際に組み立てて動作確認を行う。

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