• ベストアンサー

昇降圧チョッパ回路製作,デューティ比,NE555

現在,昇降圧チョッパ回路を製作しようとしています。 デューティ比を変化させて,降圧および昇圧した電圧を取り出したいので, NE555というタイマーに可変抵抗を取り付けてデューティ比を変えようと考えました。 そしてネットや文献で調べていたところ, High時間とLow時間の関係から,デューティ比を0.5より大きくできないような感じで困っています。 デューティ比を0.1~0.9くらいまで可変できるようなタイマーや仕組みがあったら教えてください。 また参考になるサイトなどありましたらよろしくお願いします。

質問者が選んだベストアンサー

  • ベストアンサー
  • tance
  • ベストアンサー率57% (402/704)
回答No.3

NE555でデューティを0.1から0.9まで可変したいということですが、 普通の推奨回路ではできません。ただ、少々部品を追加するとできない ことはありません。 要は、コンデンサへの充電と放電を別々に制御できればよいだけのこと です。充電と放電は電流の向きが逆なので、ダイオード2つで充電 方向用の抵抗と放電方向用の抵抗を分ければ実現できます。 7番ピンと2,6番ピン間の抵抗を、可変抵抗1個と固定抵抗2本と ダイオード2個で構成する回路に置き換えます。 7番ピンから電源までの抵抗は許される限り低い値にします。そして、 7番ピンに可変抵抗のスライダをつなぎます。可変抵抗の両端は それぞれ固定抵抗(2個)をつなぎ、その先にダイオードをつなぎます。 ダイオードはそれぞれ逆向きになるようにします。ダイオードの先は 一緒にして2,6番ピンにつなぎます。 ダイオードの向きにより放電時だけ使われる抵抗(固定+可変分)と 充電時だけ使われる抵抗(もう一方の固定+可変の残り)とが独立に 可変できます。 固定抵抗は、可変抵抗を端まで回しきったときに0Ωにならないように 入れるものです。そして、これらの抵抗の値は、7番ピンからVccへの 抵抗値よりずっと大きい値を使います。これは充電時はこの抵抗も 充電抵抗の一部になるが、放電時は無関係となるため、ここに大きな 値を使うとアンバランスが目立つからです。数10:1くらいにしてくだ さい。 文章だけでお解りになりますか?

jackal777
質問者

お礼

今,ピンときて,納得しました! ダイオードの向きで充電と放電時の経路が、、、そうか。 これで先に進めそうです。 ありがとうございました!

jackal777
質問者

補足

回答どうもありがとうございました。 実は初めに,以下のような基本回路を参考にしました。 http://www.cypress.ne.jp/f-morita/parts/ic/555_free.html そして,これではデューティ比を変えられないようなので, 次のボリュームを入れた回路を参考にしました。 http://www.cypress.ne.jp/f-morita/parts/ic/555_free2.html この後者のやり方が,おっしゃられているような回路でしょうか。 しかし,自分が勘違いしているのか,HとL期間の算出の仕方がマズイのか,デューティ比が0.5以上にならなそうなんです。 タイマー動作期間:tH=0.693*(r1+r2)*ct タイマー停止期間:tL=0.693*r2*ct ということですが,例えばr1=10k(固定抵抗),r2=10k(固定抵抗)+1M(可変抵抗),c=1μ として計算しても, tH=0.0707,tL=0.0700 になり,デューティ比は約0.5ということでしょうか。 たぶんここらへんで勘違いしてるのだと思うんですが, ダイオードと可変抵抗を追加したときに,どのようにH,L期間を算出すればいいのか教えてください。

その他の回答 (2)

  • xs200
  • ベストアンサー率47% (559/1173)
回答No.2

デューティー比を変えるのにはいくつか方法があります。 簡単なのは6ピンと7ピンの間に抵抗と並列にダイオードを入れてしまうことです。これでチャージの時間が減らせますからデューティ比を0.5より小さくでき0.1から0.9なら可能です。

jackal777
質問者

補足

回答ありがとうございました。 ANo.3の方がより詳しい回答というようにとらえて大丈夫でしょうか。 たぶん,H,L期間の算出の仕方が基本回路と違うのかと思うのですが, もう少し考えてみます。

回答No.1

NE555単体では難しいと思います. 2個乃至NE556を使ってできるかどうか? 簡単にデューティ比を0.1~0.9くらいまで可変するには,専用ICがエエでしょう. これのエラーアンプにフィードバックしてゲインを落として使ったらどうでしょうか? http://focus.tij.co.jp/jp/lit/ds/symlink/tl494.pdf 日本製の同等品もあります. http://www.necel.com/nesdis/image/G12649JJ5V0DS00.pdf ところで,昇降圧チョッパ回路ってどんなんでしょうか? これの「Figure 12. Voltage Inverting Converter」ですか? http://www.onsemi.com/pub_link/Collateral/MC34063A-D.PDF それともこちらですか? http://www.onsemi.com/pub_link/Collateral/AN954-D.PDF 降圧+昇圧だと,NE555ではドライブ回路が難しいと思います. MC34063(A)は,100円ショップの充電器に使われているそうですが,エラーアンプが無くていきなりコンパレータですから,手動でデューティ比を可変するのは難しいです.

jackal777
質問者

補足

昇降圧チョッパは前者の回路図が近いです。 NE555だとそのままでは使えないというのはすぐに直面したのですが, どうも可変抵抗の入れ方がわからず困っていました。 専用のICがあるそうなので頑張って探しています。 使用法もデータシートを見ながら勉強しています。 回答ありがとうございました。

関連するQ&A

  • 昇降圧チョッパと降圧チョッパについて質問です

    今パワーエレクトロニクスを学んでいるのですが、昇降圧チョッパと降圧チョッパの入力電流が教科書を何度も読んだのですが、よくわかりません。昇降圧チョッパと降圧チョッパの入力電流はインダクタLに流れる電流と等しいのでしょうか?それともスイッチ部分(トランジスタ)に流れる電流(ドレイン部分)と等しいのでしょうか?

  • スイッチングコンバータDuty比について

    スイッチングコンバータのDuty比についてご質問です。 上記について本で調べると降圧チョッパは[Vout/Vin], 昇圧チョッパは[(Vout-Vin)/Vout)]と記載がありました。 しかしコントロールICを使った昇圧DC/DC回路では負荷電流の増加により スイッチングFETを駆動するゲート信号のDuty比は大きくなっていました。 ただ、今回の実際の回路で確認したことについてはコントロールIC が負荷電流の増加によって出力電力が増加したことを察知し、コイルに流す電流を増やし、 貯めるエネルギーを増やすためにFETのON時間を大きくさせたのではないかなと なんとなくおもっています。(うまく説明できません。間違っていたらすみません) ただ、上記確認のように負荷電流によってDuty比が変わってしますのであれば、 本に書いてあった式は何なのかなとわからなくなってしまいました。 本に書いてあった式をもとにコイルやFETに流れる電流を机上検討することは 間違いののでしょうか 大変初歩的な質問で申し訳ございませんが、ご回答よろしくお願いします。

  • デューティー比について

    デューティー比はHIGHを分子にして1周期(HIGH+LOW)を分母にする つまり常にHIGHの状態が続いたとき100%だと思ったのですが LOWが続いている状態を100%としてるところもあるのでこれは決まったルールは無いのですか?

  • チョッパ回路の電流振動

    トランジスタを使ったチョッパ回路で、入力と出力の電位差     (ゼロ付近)が特定の値になると、オシロで見ている 電流の波形が振動します。また同時にリアクトルからチョーク音と違う 音がします。(ジーと聞こえます) チョッパ回路は前段が昇圧チョッパ、後段が降圧チョッパに なっています。 なぜ、電流が振動するのか? またどうすれば振動を無くすことができるのか、わかりません。 回答お願いします。

  • コンバータについて

    降圧のスイッチングコンバータについてなんですが、 回路の中に昇降圧、昇圧、降圧回路が組み込まれているものがあると聞きました。 全体としては降圧の特性を持つコンバータなのに、 なぜ昇圧回路などを組み込む必要があるんでしょうか?

  • 昇圧チョッパ回路の出力電圧

    昇圧チョッパ回路を製作し、負荷に電子負荷装置を用いて時間ごとに負荷の値を変化させて出力電圧を調べました。 この時、入力電圧はAC100V、デューティ比は0.5として入力電圧の2倍を出力しています。なるべく出力電圧が一定となるようにしたいのですが、どなたかアドバイスをお願いします。 負荷には0~500Ωの範囲の値をとる電子負荷装置を用いています。

  • 昇降圧コンバータについて

    電気回路初心者です。 DC-DCコンバータについてわからないところがあったので質問させてください。 昇降圧コンバータを↓のような回路で作ってみました。 http://upload.fam.cx/cgi-bin/img-box/9t281106002504.jpg 降圧のときは、 ・Tr1をPWMスイッチング ・Tr2をOFF 昇圧のときは、 ・Tr1をON ・Tr2をPWMスイッチング (PWMのDuty値はFBによって決まる) そこで昇圧のとき、 Tr2がONになるとき、Iのような電流が流れると思います。 Tr1、Tr2ともにON抵抗値が200mΩ程度。 そのとき、たとえばVinを3Vとして、電流を計算すると I = 3 / 0.2 * 2 = 7.5 7.5Aも流れることになります。 実際やってみたところ、電源装置に電流を制限され電圧も下げられてしまいました。 (実測値 電流0.5A 電圧0.35V) それでも出力は設定した電圧に昇圧されているのですが・・・。 7.5Aの電流が流れるべきところ、500mAの電流しか流れていないのに設定した電圧が出力されるのは何故でしょう? というか、7.5Aも流れてもいいのでしょうか・・・?

  • 昇圧回路のオーバーシュート

    昇降圧チョッパ回路において、リアクトル電流がゼロ付近で振動しており、高昇圧比の場合に電圧がオーバーシュートしてしまいます。 昇圧電圧は入力電圧とリアクトル電圧の和で求まるはずなので、オーバーシュートが発生するということはリアクトル電圧が急激に上昇(リアクトル電流の時間変化大)したため考えていますが、なぜ上記条件のときにリアクトル電圧が急激に上昇するのか、その原理がわかりません。

  • インターリーブ 昇圧チョッパ

    インターリーブ方式の昇圧チョッパにおいて 例えば2相の場合だと昇圧比は2倍まで等の制限はあるのでしょうか 180度位相ずらしだとデューティが50%以下だとつねに入力側がグランド短絡した状態になるかと思ったのですが

  • PWM回路

    次のようなパルス信号を得るにはどのような回路、デバイスがありますでしょうか? 精度、波形品位は厳しい要求はありません。  ・周波数 10kHz~100kHz 可変           周波数を可変中にDutyが変わらないこと。  ・Duty   10%~90% 可変           Dutyを可変中に周波数が変わらないこと。   555のようなタイマーICでは難しいでしょうか? アドバイス頂ければ幸いです。