趣味の電子工作２

このスレで質問するのが適当かどうか自信がないので、
もしすれ違いなら適切なスレをご指導ください。

秋月の1.5V白色LED投光キットを組み立てました。
1.5V駆動の555タイマを使って500kHzを作り出しトランジスタと100mHコイルで
昇圧するというものです。
この回路は平滑化と清流を略すことで効率を上げているそうです。

ここで、白色の代わりに７色自動変色LED（IC内蔵）を入れてみました。
結論からいうと期待どおりに動作せず、一番はじめのいろがずっとついたままでした。

質問はここからです。
原因が高周波バルスにあるものと思い、
LEDと並列に0.1uFのコンデンサをいれると、LEDはつかなくなったのですが、
容量を変更すれば点灯するようになるのでしょうか？
また、インダクタの容量にはどんな意味があるのでしょうか？
基礎ができておらずまったく手掛かりがつかめません。
ずばりの答えでなく、何がわかれば理解できるのかだけでも
御指南ください。

ttp://www.annie.ne.jp/~kec-co/trans/induction.html
電磁誘導で、コイルの巻き数を入力側と出力側で1:nして
n倍の電圧を得る。
このコイルがインダクタンス

ですねよね、トーメンエレクトロニクスの先生！！

>>88
｢７色自動変色LED(IC内蔵)｣なので、整流動作をしていないのでは？
整流と平滑を追加すればいかがでしょう、(清流は、整流ね)
もちろん白LEDに交換するとちゃんと点灯しますよね？

というかIC内臓のLEDなんだよね
2色LEDの場合はダイオードの簡単なスイッチ回路なんで
電流の向き変えるだけで色変わるんだけど
7色でしょ？
なんかそのICがカウンタもってて、カウンター用の
パルス信号入力しないと色が変わんないとか
そういうオチじゃない？

>>88
「オシロスコープ」とか持ってないだろうなー。オシロが使えれば、多分解るよ。
俺も>>91に近い考え持っていて、
「電源電圧が大きなリプルを持っているから、カウンタがリプルで毎回リセットされる」
って言う読み。でも、>>91のLEDは、生臭そうだね｡
そのキットを知らないけど、インダクタはスイッチングして昇圧するための回路なんじゃないかな？
そうすると、>>90の言っているようなことが必要になると思う。
ひょっとすると、コンデンサと電圧発生回路との間にダイオードを入れると、
うまく行くかもしれません。
コンデンサは、電流が10mA程度であれば0.1μF位でいいだろうと思います。

>>87
何とぼけてんだよ？
一昔前はＳＶＨＳはあったよ。
だいたい櫛形フィルタ知ってるのかい？

（　＾＿」＾）ごるぁー

>>93
3Dと併用しないで2Dフィルタのみをかけるのが高級機ですか？

>>95
だからー、昔と言ってるだろ。
何をそう拘る？

>88 回路図くらいageとけ。
ttp://science2.2ch.net/test/read.cgi/denki/1072100443/20

秋月のは発振回路が555になってるだけで基本は同じ。
発振周波数が500KHzだから整流するならショットキーDiくらい使えよ。

>>89-92 >>97
ご回答ありがとうございます。また書き方があいまいですみませんでした。

とりあえず、動作を確かめるために白色LEDで試しました。
まず、キットそのものは>>97の回路とほぼ等価です。
LMC555を使ってパルスを生成し、トランジスタのベースに入れ、
電源から100uHのを通してコレクタとLEDのアノードに接続してあります。
エミッタとカソードはグラウンドです。
トランジスタが高速スイッチングすることでインダクタの誘導起電力が
起こり、昇圧するものと思われます。
ここで、LEDは白色のそのままでLEDに並列に0.1uFのCを入れてみたのですが
点灯しなくなりました。再びCを外すと当然ですが点灯しました。
したがって、整流ぜすにCを並列につないだことに問題があるらしいという
結論になるように思います。ただDiを直列につなぐと降圧が起こりますよね？
その分を見込んだ昇圧が出来ればいいのではないかと思うのですが、
方法として
１．コイルの容量を変える
２．発振の周波数を変える
のいずれが良いのでしょうか。あるいは、この解決法は見当違いなのでしょうか。
よろしくお願いします。

>>98
「用語の適切さ」云々を除けば、概ね正しいと思います。
効果が期待出来るのは、1.の方法であろうと思います。
コイルに生じる電圧は、e=L*�冓/�冲で表されます。
�冓/�冲は、主にスイッチング時のトランジスタの遷移速度で決まります。
スイッチング周波数ではありません。しかし、適当に周波数を上げることは、
有効電力の増強に有効であろうと思います。
上式でL（インダクタンス）は、発生電圧に直接的に関与しています。ですから、
インダクタンスを上げることで、高い電圧を得ることが期待できます。
しかし、この回路はトランジスタがON状態で流れる電流の最大値が発生電圧に影響します。
このことからは、インダクタンスを大きくすると、発振周波数を下げる必要が生じることになります。
総合して考えると、「インダクタンスを大きく取って、最大限度発振周波数を高める」ことが
有効な手段と言えそうです。

>>98
>したがって、整流ぜすにCを並列につないだことに問題があるらしいという
その通りです、回路図を良く見てみましょう、ダイオードを入れなければ
トランジスタがONになった時、コンデンサーにせっかく蓄えられた電荷は
トランジスタCE間を通して放電されてしまいます。

>１．コイルの容量を変える
>２．発振の周波数を変える
>のいずれが良いのでしょうか。あるいは、この解決法は見当違いなのでしょうか。

実際に試してみれば直ぐにわかることですが、それはあまり有効ではありません。
どれか一つだけを変えるとしたら、コイルをセンタータップ付のものに変えるか
デューティ比を変えるか等にしましょう。

>>98
５５５の最大出力電流は５０mAは知ってるよね？
効率を上げても５０mA止まりのような気がする。

>>101
98では無いけれど、555の出力にTrを接続する前提の話なんだけど？？？

まぁ秋月のはIcmax=0.15AのC1815なので出力アップをはかる場合には
C2500等に変えたほうが良いけどね

>>99-102
ご回答ありがとうございます。

>>99
インダクタンスの計算式と昇圧のポイント、ありがとうございます。
Trの遷移速度は型番によっても変わるのでしょうか？半導体の物質としての
固有性能という気がするので、材料の違う半導体でない限り同じようにも
思われるのですが…
＞インダクタンスを大きくすると、発振周波数を下げる必要が生じることになります
周波数が高くなるとリアクタンスも大きくなるからと考えてよいのでしょうか。
あるいはインダクタンスが大きくなると誘導起電力が最大に達するのに
要する時間が長くなるからでしょうか。いずれにしても微分方程式が
必要になりそうですね…

>>100
Cの並列接続、お恥ずかしい限りです。ちょっと考えればわかりそうなものでした。
>>99の方はLを大きくすれば…と仰ってましたが、ダメということなのですか…
>>102の方の大出力Trを使うのもダメでしょうか。こちらはむしろ電池の方が制限要因になりそうですね。

>>102
石を変えることで出力が相当変わるのですね。Trスペックで見るべきは
Hfeくらいなのかと思っていました。

やってみればよいのですが、すぐに出来る環境にないので、週末にでも
試してみます。

>>103
秋月のキットの場合Trのスイッチング速度が、発振周波数に比べて
充分に高いため、矩形波による駆動と見なしても差し支えありません。
周波数が同じでLを増やしても、Lは同じで周波数を上げても
Lに充分電流が流れていない段階で放電を開始することになります。
簡単に試すことが可能ですので、ぜひ試してみることをお勧めします。

> >>102の方の大出力Trを使うのもダメでしょうか。こちらはむしろ電池の方が制限要因になりそうですね。
誤解があるような気がしないでもないのですが、秋月のキットに関してはTr-ON時にコイルに
流れる電流の最大値はコイルのインダクタンスと、TrのON時間に依存しています。
TrのON時間を変えるだけでも出力は上がりますが、直ぐにTrのICmaxがボトルネックになります、
アルカリ電池の場合、次がインダクタの飽和でその次が電池くらいの順番です。

>石を変えることで出力が相当変わるのですね。Trスペックで見るべきは
>Hfeくらいなのかと思っていました。
Icmaxもそうですが、特に1.5Vで使用するような場合、Tr-ON時のコレクターエミッター間の
ロスとかの値も重要です。例えばVce=0.2Vだとすれば1割以上が損失になります。

>103
重要なのはトランジスタの特性で、効率に大きく影響します。
これには、ストロボDC-DC用トランジスタが適しています。
HFEが大きく、飽和電圧の低いものを選んでください。
使い捨てカメラのジャンクからも取れます。
ttp://elm-chan.org/works/led1/report.html
ttp://elm-chan.org/works/led2/report_j.html

>105
低VCEトランジスタ
ttp://www.jcss.ne.jp/~yoshiden/2SC3669.pdf
2SC3669 Vce(Sat)=0.15V(Ic1A)
ttp://www.semicon.toshiba.co.jp/td/ja/Transistors/Bipolar_SmallSignal_Transistors/20020201_2SC3279_datasheet.pdf
2SC3279 Vce(Sat)=0.2V(Ic2A)

>>103
なぜ、「インダクタンスを大きくすると、スイッチング周波数を下げる必要が生じる」と言ったか？
は、以下の通りです：
秋月の回路図が手元にありませんが、「本質的に、>>97のURLと同一である」と考えました。
この回路は、Lに通じる電流を短時間のうちにTrでOFFする「変化(�冓/�冲が大)」によって、昇圧を実現させています。
一方で「TrをOFF→ONの遷移点では、何が起こるか？」を考えてみれば、理解は容易です。
昇圧する電圧値を高めるためには、コイルに通じる電流値を大きく取らなくてはなりません。
大きな電流をコイルに流すためには、「TrがONした後に、しばらく待つ」必要がありますよね。
また、「インダクタンスを大きくすると、大きな電流が流れるまでの時間が長くなる」ことになります。
以上のことを、総合して考えると「インダクタンスが大きくなると、スイッチング周波数を下げる必要が出てくる」
わけです。