秋月電子の１０００ｍＡＬＥＤドライバーキット

質問

秋月電子の「１０００ｍＡ　可変定電流パワーＬＥＤドライバーキット」を使った応用回路を検討しています。
秋月電子でキットの商品ページはこちらです。
http://akizukidenshi.com/catalog/g/gK-06300/

やりたい事は、
最大電流700mAでLEDを点灯したい。
PWM入力または0-10V電圧可変入力でLEDの明るさを0-100%で変化させたい。

キットのLEDドライバは、CL6807というもので、ADJ端子にDC0.5V-2.5Vすると調光できるとなっています。
キットには、LEDの明るさを可変するためのボリューム抵抗（VR1）が付いています。

このようなテストを行いました。
追加装置
電源DC24V、テスト用LED　3WパワーLED 1個、手持ちの0-10VDC電圧可変ユニット

テスト１
パワーＬＥＤドライバーキットのVR1を取り付けしない状態で、基板上のA(明るさスイッチ CDS取り付け)部にリード線を取り付けました。
このリード線に0-10V可変電源を分圧して0-2.5Vを作り入力しました。
結果は、調光が全くできませんでした。LEDは点灯状態のままです。

質問１
この考えは間違っていますか？この考えが正しく動作する方法はありますか？

テスト２
パワーＬＥＤドライバーキットのVR1を取り付けます。
この状態でDC24Vを入力し、VR1で700mA出力に合わせます。
この時、基板のA端子につないだリード線をショートさせるとLEDは消えます。
これは、CDSによる明るさスイッチの機能と同じと思います。
キットに添付している説明書では、A端子にCDSを取り付けないでPWM入力する場合は、VR1を取り付けないようにと記載されています。

質問２
調光信号が入力されない場合でもLEDには最大700mA以上の電流が流れない状態にしたいのです。VR1を付け、A端子にPWM信号を入力する方法は駄目でしょうか？

アドバイスよろしくお願いいたします。

回答No.5

teppou · ベストアンサー

No.1,2,3,4です。解決してよかったですね。

　説明しますと。

　デジタル出力でも抵抗分圧で中間の電圧を出すことは可能なのですが、非常に難しい事と、IC が発熱して壊れることもありますので、あまりお勧めできません。（意味もありませんし。）

　オープンコレクタ出力端子は、内部でプルアップされています。

　2.5V という電圧は、ADJ 端子に何も接続されていない状態でしょうか、それだとちょっと変に思えますし、回路図通り組み立てた場合の電圧ですと納得できます。

　IC 内部にツェナーなどで定電圧回路が作られていると思われます。
　その定電圧回路のマイナス側は GND に接続され、プラス側は抵抗を通して ADJ 端子につながっていると思われます。

　ADJ 端子に何もつながないと ADJ 端子と GND 間の電圧は、内部電源電圧になります。

　ADJ 端子と GND の間に、抵抗であれ電池であれ何かの回路を接続し IC 内部の電源から抵抗を通して GND に電流が流れると、内部の抵抗に流れる電流により、ADJ 端子の電圧は内部電源の電圧より低くなります。

　ふつう電源の電圧を２本の直列抵抗で分圧すると、抵抗の比により分圧できますが、これは抵抗に流れる電流により各抵抗に電圧が発生し、２本の抵抗に発生する電圧の和が電源電圧と同じななるという事です。
　もし分圧による電圧を 1.5V にして下側の抵抗の代わりに乾電池を入れると、分圧点の電圧は 1.5V になりますが、このときプラス側の抵抗に流れる電流は最初と同じになります。（実際には乾電池に逆方向の電流が流れるので少し違ってきます。）
　くどくなりますが、マイナス側の抵抗の代わりにどんな回路を入れようと、分圧点の電圧は、流れる電流によって決まり、その流れる電流によりプラス側の抵抗に発生する、オームの法則で計算される電圧だけ電源電圧より低くなります。
　このような電流により抵抗に発生する電圧で抵抗ごとに電圧が下がる事を電圧降下と言います。
　マイナス側で計算しても同じになります。

　かえって分かりにくくなったかもしれませんが、ADJ 端子と GND の間にどのような回路を接続しようと、ADJ 端子の電圧は、IC 内部の抵抗に流れる電流で決まります。

　ADJ 端子と GND の間に電流が流れれば ADJ 端子の電圧は変化します。その電流を測定するのは面倒ですが。

　疑問が解消されなければ、いくらでも補足質問をしてください。

　分りにくい説明で済みません。これ以後もいろいろ経験して、また勉強もしてください。

お礼

ご連絡が遅くなりまして申し訳ありません。
回路を電流面から見るということに考えがまわりませんでした。
助かりました。

回答No.4

teppou

No.1,2,3です。

　電源電圧を変更すると、ADJ 電圧がそんなに変化するのは変だと思います。（IC 不良？）

　IC 内部で電源電圧からツェナーなどで 5V の電圧を作り、抵抗を介して ADJ 端子につながっていると思います。

　電源電圧を変更しても、LED に流れる電流を変化させないために、IC の中で基準電圧を作ることが必要です。

　IC 内部の 5V プルアップ抵抗は、流れる電流を電圧として取り出すために必要です。

　この抵抗がないと、ADJ 端子に抵抗をつないだり、トランジスタをつないだりしても ADJ 端子の電圧が変化しません。

　＞ADJとGND間の抵抗がツェナーダイオードやVR1を含めた回路と思えます。

　これは、その通りだと思います。

　別の電源でも ADJ 端子と GND の間に電流を流せれば制御可能と思えます。

　別の電源が、5V 以上だと抵抗分圧しても、ACJ 端子から GND に電流が流れない場合もあります。

　0-10V 電源の出力電圧を 5V にして、抵抗で分圧し ADJ 端子と GND の間につなげば調光できるのではないかと思います。

補足

度々のご回答ありがとうございます。
まず、外部電源を変えてもADJに出る電圧が変化するというのは間違いでした。
外部電源を12Vにしても24VにしてもADJで検出される電圧は2.5Vでした。
これは、外部から調光する場合の最大値に近いですね。
簡単なテストとしてADJとGND間に乾電池を入れてみました。
1.5Vの電圧をかければADJ-GNDをオープンにしている状態のLEDより暗くなるはずです。
実際に暗くなりました。
つまり、ご指摘の通りでした。
0-10Vを分圧して0-1.5V程度を作り出している側が問題でした。
2.4Kと470で作っていた分圧回路に同じサイズの抵抗を並行に入れてみました。
1.2Kと235でしょうか。
また、逆電流防止のために入れていたダイオードを分圧後の場所から10V側にしました。
この電源をADJ-GNDにつないだところ無事調光が可能になりました。
分圧回路の抵抗値により電流が不足していたということでしょうか。

本来、解決したのでお礼とさせていただくものですが、甘えさせていただきもう一度質問させて下さい。
PIC等のコントローラーで入出力ピンをデジタル入力にする場合はプルアップ抵抗付けると思います。
5Vにプルアップした場合の入力検知は0V（GND)または5Vとなると思います。
それに対し、アナログ入力の場合は、プルアップ抵抗は使用せず入力した電圧を基準電圧と比較して検出すると思います。
疑問点というのは、なぜCL6807のADJ端子はプルアップされて5Vに接続されているのに0-2.5Vの電圧を検知できるのか？です。
秋月の回路様に同じ基板上でVCCとGNDが共通の回路でプルアップ側の抵抗が分圧回路のR1抵抗、ADJ端子につながるVR1側の抵抗が分圧回路のR2抵抗と考えればADJには分圧された電圧が入力されると思います。
しかし、外部に用意した電源から2.5VをADJ端子に入れてもVCCは別ですので分圧回路は構成されないように思います。
ADJは5Vに内部接続されているので5Vの検出を続けるのではないかと思うのですが。
ご教授いただけましたら幸いです。

回答No.3

teppou

No.1,2です。

　IC 内部で 5V の電圧を作り、抵抗で吊ってあると書いてありますので、キット組み立て回路図に次のように書き込んで下さい。

　IC の中に抵抗の記号を描き、D1 の上側から R2 の上側に横に伸びている線を、IC の中まで延長して、抵抗の一方の端につなぎ、抵抗の反対の端を ADJ 端子につないでください。

　D1 の上側から IC の中の抵抗と ADJ 端子を通り A 点までの回路ができたでしょうか。

　この図で考えると、VR1 を回すと ADJ 端子の電圧が変化することはわかると思います。

　10V 電源を分圧した場合、抵抗の値によっては、A 点から ADJ 端子と抵抗を通り、ツェナーの頭に電圧がかかるかもしれません。実際には、IC の中では逆電流は流れないようになっていると思います。

　分圧抵抗の 2.4k を 10k 程度にすれば調光できるかもしれません。　

　回路をよく見て考えてみてください。

　疑問がありましたらいくらでも補足質問をしてください。

補足

度々のご回答ありがとうございます。

５Vプルアップは、入力電源に直接接続している感じと思います。
CL6807の入力電圧は、7.5Vから25Vです。
CL6807に12V電源を接続すると、ADJ端子は、3.8Vを示します。
CL6807に24V電源を接続すると、ADJ端子は、4.91Vを示します。
これは、25Vだと5Vになるということだと思えます。

5Vプルアップ抵抗は、PWM入力時の信号のキレを考えた場合に必要かと思います。
この抵抗をADJ端子に対する分圧抵抗のVCC側と考えた場合、ADJとGND間の抵抗がツェナーダイオードやVR1を含めた回路と思えます。
分圧回路は、VCCとGND間に２つの抵抗を置いてその比率で電圧を取り出す回路と思います。
ということは、0-10V電源のプラス(VCC)は、CL6807とは別なので分圧回路が成り立たないということになるのかと思いました。

この考え方が合っているならVCCと抵抗で接続しているCL6807のADJ端子の電圧可変をする場合は、キットの様な回路でないと無理ということになります。

いかがでしょうか。

回答No.2

teppou

No.１です。　秋月電子が賑わっているのは、嬉しいですね。

　ご教授などと言われるような者ではありませんが、考えた事を書きます。

　ADJ 端子は、内部で電源のプラスから抵抗を通して繋がっていると考えられます。
　ADJ 端子の電圧で、内部の調光回路を制御しているのでしょう。

　通常に組み立てたときには、R3 にはツェナーの頭から来た電流と、ADJ端子から来た電流の両方流れているのでしょう。
　ツェナーと VR1 の回路は電源電圧が違っても LED の明るさが変化しないためなのではないでしょうか。
　VR1 を外した状態で A 点に可変抵抗を入れて変化させても作動すると思います。

　ただ ADJ に繋がる抵抗の値がわかりませんので、（実際には内部で半導体をつかって抵抗の働きをさせていると思います。）どのくらいの抵抗で、明るさがどう変化するのかは、やってみないとわかりません。

　テスト１で分圧をどのようにして取り出したのかわかりませんが、ADJ端子の電圧を変化させなければ、調光できないと思います。

　実際にどのように実験するかは、よく考えてやってみてください。

補足

ご回答ありがとうございます。
電子回路の知識が乏しいので質問がトンチンカンかもしれませんが、もう少しお付き合い願えればと思います。
0-10V電源からは、2.4KΩと380Ωの抵抗で分圧し、約1.37V程度の電圧を取り出すようにしました。
この＋側をADJ端子に、マイナス(GND)側をA端子のGND側につないでいます。

お教えいただいた様に、VR1を外した状態で手持ちのボリューム（８５０K)をA端子に接続してテストした所、確かに調光ができました。

ちなみに、LED点灯用の電源を12VにするとA端子に出る電圧は3.8Vになりました。

http://www.ne.jp/asahi/o-family/extdisk/CL6807/CL6807_mJP.pdf
LEDドライバのCL6807のADJピンの説明には、

多機能な、オン/オフおよび輝度調節ピン：
・通常動作では、浮かせておいて下さい。（フローティング）
（VADJは内部で5Vにプルアップされています）
平均出力電流IOUTnom (A) = 0.1 (V) / RS (Ω)
・出力電流をオフにするには、0.4Vより低い電圧に駆動して下さい。
・IOUTnomの出力電流を0%～100%まで調節するために、
DC電圧（0.5V < VADJ < 2.5V）によって駆動して下さい。
・出力電流を調節するために、オープンコレクタまたはオープンドレインの
トランジスタから、PWM信号によって駆動して下さい。
調整範囲は下記の通りです。
f > 10kHzの場合、IOUTnomの25％～100％
f < 500Hzの場合、IOUTnomの1％～100％
・ソフトスタートの時間を長くする場合は、このピンとグランドの間に
コンデンサーを接続して下さい。

との記述があります。
申し訳ありません、どうしてもわかりません。

24V電源を接続しVR1を接続しない場合、ADJ端子とGND間には4.91Vの電圧がでています。VR1を接続してボリュウームを最も絞るとA端子は、0.5Vを示します。
VR1付けた場合にも何故4.91Vにならないのでしょうか？
ADJとGND間の電位差なら4.91Vになってもよいように思います。
LEDドライバのCL6807は、何かの方法で4.91Vを出してはいけないと判断しているのでしょうか。

素人だと思われますでしょうが、お教え下さい。

回答No.1

teppou

東京をはなれてだいぶ経ちますが、秋月電子は懐かしいですね。だいぶ買いました。創業当時から知っていますよ。

　本題です。
　A 端子にトランジスタをオープンコレクタ接続で、調光できるという事は、ADJ 端子に電圧が出ているという事だと思われます。

　テスト１の状態で、A 点をショートするとどうなるのでしょう。
　電圧をかけるテストを行うときに、ADJ の電圧を測りながら行ってみると何かわかるのでは。

　質問２は、うまくいくのではないでしょうか。
　回路の故障などもないと思います。

補足

秋月電子は、メモを持った高校生から白髪の方まで今でも賑わっていますよ。

テスト１の時のA端子には4.91Vの電圧が出ています。
このA端子をショートするとLEDは消えます。
VR1抵抗を付けて、LED側電流が600mAになるようにつまみを調整た時のA端子は、1.50Vを示します。1000mAで2.5Vなら600mAで1.50Vなら合っているように思います。

改めて質問です。
オープンコレクタのADJ端子が4.91Vを示す時は、ADJ端子とGND間の電圧が4.91Vとなるはずです。
VR1を付けつまみを回した時の1.50VはD1の5.1VツェナーダイオードとR1の4.7K抵抗、R2の12KとR3の2.7Kで作られた分圧電圧をVR1で調整してADJに入力していると思います。
それでは、この時の4.91Vはどこにいったのでしょう。
VR1を含めた分圧回路があっても、ADJは4.91Vを示さなければならないのではないでしょうか。

テスト１で外部電源で0-2.5Vを作り、A端子のGNDと外部電源のGNDを接続し、A端子のADJ側に外部電源の＋側を接続してテストしても調光はできません。
この時にADJ端子の電圧を測ると4.91Vあります。
つまりADJ端子が電圧を出していることになります。
ADJが4.91Vを出す出さないは、何を見ているのでしょうか。

ご教授いただけましたら幸いです。