シミュレーション掛けてみる

ふと思い出して、以前作ったあの

http://brown.ap.teacup.com/nekosan0/2512.html

555の昇圧回路を元に、負電圧回路の構成にして、
LTspiceでシミュレーション掛けてみた。


念頭にある部品は、

http://akizukidenshi.com/catalog/g/gI-02732/
http://www.sengoku.co.jp/mod/sgk_cart/detail.php?code=5A54-LPDF

TO-92でも800mA流せる2SC2120とか、ちょっこい
ラジアルリードのインダクタを使って、コンパクト
に作りたいな、と。

なので、出力はあまり欲張らず、0.2Wくらい（20mA
くらい）を目指してみる。まぁ、制御方法じたいは
色々使いまわせるはずなので、インダクタと
トランジスタをもっとでかいのにすれば、出力自体は
簡単に引き上げられる目論見。



インダクタは、小さいサイズでもそこそこ大電流を
搾り出すために、ちょっと高めの発振にして、
250～300kHzあたりに設定してあるので、それを
そのまま踏襲して、インダクタ周りやフィード
バック周りの定数とか、負電圧を加味した回路全体
の流れとかをちょろちょろっと見直し。

こんな感じ。



（このブログだと、画像縮小されちゃうので、
　多分数値が読めないかな…。あとで纏められたら
　まとめてサイトにアップしたいところ）

汚い回路なんだけど、一番左（もしくは一番下の線）
が出力の負電圧部分。ひとまず300Ω負荷を掛けてる。
パワーソースは、右上から5Vを入力。

下の2個のトランジスタは、例によってトランジスタ
2個だけで作る簡易コンパレータ回路。

1815と1015のペアを想定してて、「Vccと負電圧を
分圧したもの」と「GND電位」を比較して、GND
よりも下がったらRSTをLOWにするっていう仕組み。

出力がある程度下がったら発振を停止するんだけど、
その電圧は、1015のベースに繋いである2個の抵抗
の分圧で設定できるようにしてある。



OUT端子には2120を繋いでスイッチングする想定。
コレクタ電流の定格が800mAなので、700～800
くらい流れるぎりぎり線ってことで、コレクタに
7.5オームをぶら下げておく想定。

発振周波数がそこそこ高めなので、インダクタは
22uH～10uHくらい。22uHだと太陽誘電のちっちゃい
ラジアルリードでは1.2Aまで流せるけど、700とか
流すと結構ぎりぎり感。


という感じで組んでみて、シミュレートしてみる。

グラフ出してみると、とりあえずこんな。



青は、OUT端子の出力波形。結構速い発振させて
るので、塗りつぶしたみたいになってるけど、
実際はパルス波形。
上側はVccの電圧だけど、555のGNDを負電源側に繋いで
あるので、しばらく稼動するとこんな風に
負電圧側にぐぐぐっと落ちてきて、下側の電圧も
それに合わせてこんな風に広がってくる。

緑色は、負電圧出力部分の電圧。100uFで平滑して、
300Ωの負荷掛けた状態。16m秒あたりで指定電圧に
達して、出力がフラットになってる。
この定数だと、だいたい-7.7Vくらい。ここから7905
とかで5V作るなり、このまま負電源として使うなり
できるはず。

赤はコンパレータからRSTに繋がってる信号の電圧。
出力がフラットになるところで、ストンと落ちて
その後はOUT端子が制御できる程度の電圧で上下して
くれてる。

グレーは、インダクタに流れる電流。グラフで
眺めてみるに、始動時に大体-700～-800mAくらい。
出力安定後には450mAくらいで、流れたり止まったり
している感じ。

だいたいよさげな感じ。


フィードバック制御が働き、スイッチングの周波数
が切り替わるあたりをアップにすると、



こんな。

想定どおり動いてくれるなら、この定数で、ぶっ壊われず
にうまいこと負電源として働いてくれるはず。


ちなみに、発振周波数が結構速いので、多分CMOSタイプの
555（LMC555）じゃないと動かないかなと。


シミュレータ上で計測してみると、300Ωの負荷抵抗が
消費する電力は大体0.2W。想定どおり。しめしめ。

インダクタやトランジスタの電流制限用7.5Ωが
どのくらい電力食っちゃうかが、ちょっと気になる
ところ。ここの消費電力が一番無駄になってるかんじ
かな。0.2Wくらい、熱にして捨ててるかんじ？

ここがもうちょっと効率よくできるといいなぁ。




ブレッドボードで、（負荷は減らすにしても）動くかどうか
の確認くらいはしたいんだけど、まぁ、また今度時間が
できたときだな。


そういえば、LTspiceって、シミュレーションの途中で
急に激遅になっちゃって困ることがしばしばあるので、
ちょっと調べてみた。

http://detail.chiebukuro.yahoo.co.jp/qa/question_detail/q1398763553

ここに、その対策が色々書かれてて、そのとおりに
やってみたらバッチリ効いた。アリガタヤ。


あと、NJM2360のasyファイルが公開されてた。

http://www.koka-in.org/~kensyu/handicraft/diary/20050609.html

これ、便利そうだな。





https://twitter.com/Astro_Kimiya/status/647964553293230080

スーパームーンからなのか、やっぱりお月様は
明るいんだな。地球の夜の面が、こんなに明るい。