Noriaki Ono
過去ログ3
2022/9/10 14:03
▼Tesshoアンデスの乙女3日遅れの〜〜〜♪
https://i.imgur.com/KFpifcW.jpghttps://i.imgur.com/NKVRogG.jpghttps://i.imgur.com/eEzib9u.jpg
▼LappアーサーCクラークおっしゃる通り，大御所ではあるが，ワクワクしない「空想科学小説」で，私も好きじゃない。
ただ，「３００１年」のアマゾンページを見ると，初めの数ページのサンプルが出ているのを
読むと，なんとなく後が読みたくなる「書き出し」で，まあ，これに騙されたもの。
（サンプルに出てくるので，ここに引用しても著作権侵害にはならんだろう）
ただ，このプロローグで「展開が分かってしまった（予想がついた）」ので，最後の最後まで
意外性が無かった。これをエピローブで書いたらよかったのに・・・
https://i.imgur.com/WQCqkgk.jpghttps://i.imgur.com/1Nxlsvb.jpghttps://i.imgur.com/V9gLIiZ.jpghttps://i.imgur.com/hs4uIDo.jpg
▼Tesshoアメダス20220824アメダス
日時気温湿度
℃%
10:0032.372
9:0031.172
8:0029.977
7:0028.882
6:0027.387
5:0027.484
4:0027.285
3:0027.484
2:0027.785
1:0027.886
24:00:0028.185
23:0028.285
22:0028.486
21:0028.686
20:0028.785
19:002984
18:0029.582
17:0030.574
https://i.imgur.com/kN7LxN8.jpghttps://i.imgur.com/3vjcdnN.jpg Up 8/24 11:01
▼Tessho図が５つ５つでどのくらい？
https://i.imgur.com/hNJQmny.jpghttps://i.imgur.com/14Wdg2w.jpghttps://i.imgur.com/5Mcun51.jpghttps://i.imgur.com/5dhupR6.jpg簡易可変電源最終結論
LM358＋NMOSの回路を見て，LM358は何をしているか考えると，NMOSのソースの電圧をLM358の−in端子に
フィードバックし，+in端子の電圧と同じにする役目をしている。単にこれだけ。しかし，NMOSのゲートは電圧制御
だから，オペアンプで駆動する必要はない。単に，ボリュームの中点を繋げて，ゲート電圧を可変にすれば
ソース電圧を直線的に制御することができる。・・・ということに「気が付いた」（遅い！！）。
そこで，図1上の設計にして，LTspiceの応答を見てみた。（図１）
図1上は，ソースフォロア回路であるが，出力波形Vout（NMOSのソース電圧）を赤線，ボリュームの中点の
ゲート電圧（Voと書いてあるがVgとすべきだったな）を青線で示す。欠点は，Voutはボリュームがある程度
回転しないと立ち上がらないことである。これは，ソースフォロア回路の宿命で，ゲート電圧がある一定値以上
にならないとドレイン電流（ソース電流）が流れださないのだ。この電圧を「ゲートしきい値電圧」（Gate Threshoid Voltage）
というが，通常Vgsthと書かれるが，ここではVtoと表すことにしている。
よって，ゲート電圧Vgとソース電圧VsにはVgsth（Vto）の差が必要である。よって図１上のように，Vo（Vg）＜Vtoでは
NMOSに電流は流れないので，ソース電圧Vs（ソースフォロアではVout）はゼロのままなのである。これが
この可変電圧源の「欠点」なのだが，図１下のように，ボリュームVRに下側に「ゼロ調整用抵抗」R1=2kΩを
付けると，VR=50kΩとすると，24V*(2k/52k)=0.92Vとなり，Vtoをほんのわずかに超えるので，ここをゼロ
とすれば，Voutはボリュームでゼロから直線的に増加することになる。なお0.92Vは使用したNMOSのIFRZ44N
のVto=1.6Vより低いのだが，実は，VtoはId（ドレイン電流）依存性があり，通常はIs=1mAで定義されているが
I=0付近では，このように1V以下になるようだ。
図１
図２はIRFZ44Nを2台使った2ch可変電圧源の基本回路（ゼロ調整用R1なし）とそのBB組立実験回路とである。
図３はその測定結果である。
IFRZ44Nの放熱タブはドレインで２つに共通なので１つのヒートシンクの表裏に取り付けた。ボリュームを回し切った
ところでのVoutmaxは1ch目は21.84V，2ch目は21.70Vとなった。図に書き込んであるようにVcc-Vtoの
22.4Vより若干低いが， 220mA×2=440mAもの電流を細いジャンパー線とBB端子に流しているので，その分の
電圧降下があってVccが24Vより低かったのであろう。
図２ 図３
図４はゼロ調整用抵抗のR1=2kΩを追加した回路と実験ボードだが，この効果を確かめるために図５のように
右側は，50kΩボリュームに直列に2kΩの固定抵抗を挿入した状態で，左側は，R1なしの状態である。
右側では，左に回し切った状態で，Vout＝0.5mVでほゞゼロ。左側は，左に回し切った状態ではゼロVを示しているが，
少しずつ右に回していくと，ほんの10度くらい回したとこで，表示がVout=0.3mVになった。
これで，ボリュームで0〜22Vを直線的に可変できることになった。OK,OKである。
図４図５
あとは，これを実際に基板で作って「実験用簡易電源装置」にしなくちゃいけないんだが・・・まあ，そのうちね。
（50個以上あるLM358の消化にはならなかったが・・・また何か考えよっ。）
https://i.imgur.com/D3Rns7u.jpg Up 8/23 11:00
▼Tessho簡易可変電源の設計と製作（その２）出力電流を数100mA取れるような可変電圧源を作るには，出力側に，それなりの電流が出せるトランジスタや
FETなどで電流増強をしなければならない。
https://i.imgur.com/vMkAVJ7.jpgその例を図１に示す。図１上はIc=1Aまで出せるパワーNPNトランジスタの2SD1898をボルテージフォロア
の負帰還回路（出力：トランジスタのエミッタからオペアンプの-in入力へ）に入れて，エミッタから高電流を
取り出すことができる設計で，この例では，25Ω負荷に対して最大でVoutmax=21.7Vを得ている（出力電流は
880mA）。この回路ならIout=1Aくらいまでの可変電圧源が作れる。トランジスタの駆動はLM358の出力電流
で行うのだが，1A/40mA=25倍以上の電流増幅率のトランジスタであれば，Iout=1Aは出る。
一方，オペアンプの負荷にならずにフィードバックをするには，FETを使えばいい。そこで大電流が出せる
パワーNMOSトランジスタのSiR158DPでシミュレーションすると，図１下のようにVoutmax＝20.2V程度
までの可変電圧源が出来る。なお，LM358の出力より，ΔV=2.3V程度低い。この電圧降下は当該NMOSのVto
（ゲートスレッショルド電圧：NMOSがオンになるためのVgs電圧）の2.3V分で，NMOSの宿命である。Vto
の低いパワーNMOSを探して使うといい。
https://i.imgur.com/gFbU5SE.jpgというわけで，これらの回路を実際にBB上に作ってVoutmaxを測ってみた。使用パワートランジスタは2SD1828,および
パワーNMOSはお馴染みのIRFZ44Nで，実測図（左は2SD1828のカソード電圧，右はIRFZ44Nのソース電圧）
で，それぞれVoutmax1=21.63V,，Voutmax1=20.61Vとなった。ほぼシミュレーション通りである。
さて，ここまでやってきて「はたと気が付いてしまった」。NMOSを使うなら，オペアンプはいらないということに。
▼Lappゼロ調整用抵抗の効果図１はゼロ調整用抵抗のR1=2kΩを追加した回路と実験ボードだが，この効果を確かめるために図２のように
右側は，50kΩボリュームに直列に2kΩの固定抵抗を挿入した状態で，左側は，R1なしの状態である。
右側では，左に回し切った状態で，Vout＝0.5mVでほゞゼロ。左側は，左に回し切った状態ではゼロVを示しているが，
少しずつ右に回していくと，ほんの10度くらい回したとこで，表示がVout=0.3mVになった。
これで，ボリュームで0〜22Vを直線的に可変できることになった。OK,OKである。
https://i.imgur.com/4fPFlfg.jpghttps://i.imgur.com/ZLpamlu.jpgあとは，これを実際に基板で作って「実験用簡易電源装置」にしなくちゃいけないんだが・・・まあ，そのうちね。
（50個以上あるLM358の消化にはならなかったが・・・また何か考えよっ。）
・・・
Up 8/22 15:11
▼Lapp画像の大きさいろいろ
PPT
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