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回路図の添削願い

miz********さん

2011/10/2518:45:46

回路図の添削願い

以下の回路を作ろうと思っております。
当方、電子工作は初心者です。

動作内容は、cdsに光が入っているときは、コイルL1へ電流が流れ、
光が遮られたとき、コイルへの電流もシャットアウトされるというものです。
光源には650nm波長のレーザーを、
受光に使うcdsは
http://akizukidenshi.com/catalog/g/gI-00248/
を使おうと思っております。

増幅後の回路(外枠)は動きました。
あとはセンサ部なんですが、入光時に約2V取り出し、ベースに入れたいです。
cdsには外部からの遮光用の筒をつけるつもりです。
もちろん、入光の強さなどにもよるとは思いますが、
回路的に間違いや、改善点などありますでしょうか。
特に真中のセンサ部について、動くかどうかなどお教えいただけたらと思います。

補足ご回答有難うございます。Trは
http://akizukidenshi.com/catalog/g/gI-02474/
を使っています。耐圧230V、15A、150Wです。
L1に2Aを流したく、hfe=80として、ベースに80mA流したいです。
のでベース側へ2Vかけて15Ωで受けて130mAほど流れるようにしたいです
L1はトランスから流用したものなのでちょっとわからないです
半径3cm、長さ4cm、100巻として530μHぐらいでしょうか
L1がジワーというのはTrの応答速度が悪いということでしょうか

CDS,電流,回路,コイルL1,センサ部,hfe,kawagoelonvic

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ベストアンサーに選ばれた回答

tam********さん

編集あり2011/10/2613:04:37

一応問題ないと思いますが・・・

L1はどういうスペックを持つものでしょうか?
これにより、Trの性能を決定する必要があります。

>・・・入光時に約2V取り出し、ベースに入れたいです。

この考え方はちょっとおかしいです。
Trの動作は”電流”で決定するものです。
例えばL1の仕様が100mAであって、TrにHFE=100のものを使うのであれば、そのベース電流は余裕で1mA以上流さなければなりません。
(また、Trのコレクタ電流は余裕で100mA流せるものでないといけない)

本回路図の場合、100lxで4kΩということなので、
(6-0.7)V/4k=1.3mA
で十分動作します。
しかし、もし、L1がより大電流ならTrはダーリントン回路を持ったものを使う必要性も出てきます。
L1のスペックと、どういうTrで行くか、という構想を補足で入れてください。

それと「添削」ということで、遠慮のないことを言わせてもらえれば・・・ふつうのTrでなく、できればコンパレータICを使いたいですね。
この回路図では、L1がジワーっと働くので気持ちが悪い・・・

[補足へのご回答]
>L1がジワーというのはTrの応答速度が悪いということでしょうか

いやー 表現がまずくてすみません。
明るくなるにつれてベース電流が少しずつ増えて行きます。
コレクタ電流もこれにつれてゆっくりと増えて行きます。
L1電流もゆっくりと増えて行きます。
もし、これがメカニカルリレーなら、動作域近くになるとリレーはビビビビビと振動し始めます。
更に明るくなると、カチッと閉じますが、この過渡状態のことを「気持ちが悪い」と表現しました。
場合によっては接点はチャタリングを起こしているかもしれません。

今、これを書きながらもう一つ大きな問題があることに気づきました。
それは、この過渡状態にあるときは、Trには大きな電圧がかかったままなので、その「消費電力」がばかにならない、ということです。
on/off動作だけなら消費電力はほとんど問題になりませんが、この過渡状態での電力消費=発熱は無視できません。
もちろん、明るくなるのが”急速に”行われるなら問題はありません。
通常はこの中途半端な動作状態を防ぐために、ヒステリシス動作付きの「コンパレータ」を用いるのが一般的です。

blackrosarioさんの書き込みは全面的に正しいと思います。
(hfeは交流の増幅率であり、直流の場合はhFEと書くのが正しい)
80mA流すとCDSもかなり発熱しますね。
温度管理に気をつけてください。
わたしとしては50mAで十分と思いますが、最終的には15Ωの電圧降下でベース電流を測定、コレクタ-エミッタ間電圧測定で十分な導通がなされているかどうかを判定されるとよいでしょう。

質問した人からのコメント

2011/10/30 10:07:11

成功 詳しく教えていただきありがとうございました。
お二方には感謝しています。
うまく動きました!!

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bla********さん

編集あり2011/10/2609:56:01

質問主です。
副垢にて失礼たします。
kawagoelonvicさん、ご回答ありがとうございます。

許容電力は、最大電力と同義でしょうか?
cdsの最大電力は500mWとなっております。
この回路でのcdsの消費電力計算方法がわからないのですが、
BE間が2Vの場合、cdsには4Vかかっており、ベースに流れる電流が80mAならば、cds電力は80mA×4V=320mWでしょうか?

また、
>アナログ領域と違いTrのON/OFF領域でのhfe計算はおかしい。一度ONしたらVceを上げれば破壊するまで幾らでも流せる。
とはどういうことでしょうか?
トランジスタは、ベースに入った電流のhfe倍までしか流せないわけではないのでしょうか?
2A流すためには、hfe=80として、25mA、余裕をもってその3倍の75mA流す必要があると考えて80mAという数字にしたのですが。

編集あり2011/10/2609:10:53

CDS電源が6Vの時、CDSの抵抗が8KΩ以下でTrはONします。
Vc=コレクタ電圧。

■追加
Baseに80mAも流せばTRのON抵抗は0.8Ωだから16Vだったら7.5Ωで2A程は流せるよ。
アナログ領域と違いTrのON/OFF領域でのhfe計算はおかしい。一度ONしたらVceを上げれば破壊するまで幾らでも流せる。
ただしCDSの許容電力は持つのかな?。

CDS電源が6Vの時、CDSの抵抗が8KΩ以下でTrはONします。
Vc=コレクタ電圧。

■追加...

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