【授業☆しょ~かい】今回は『プッシュプル回路』だよ! 電子技術科(都留キャンパス)No.156

2020年01月24日

こんにちは。あんどくんです。
電子技術科をPRしているよ!
みんな、令和2年もリアルに応援よろしくね (*´ω`)/
今日、令和2年1月22日(水)は、1限に1年生の『アナログ回路Ⅰ』におじゃましたんだ。

 

今回は、正の電圧でも、負の電圧でも動作する『電子部品』を動かす回路について、学んだんだよ。『モータ』なんかがそうなんだよ。『モータ』は正の電圧と負の電圧では、回転の向きが逆転するんだ。
実験で使用する『モータ』は、3V の電圧を加えると、300 mAの電流が流れるんだ。

 

この『モータ』に『可変電圧発生回路』の出力電圧3Vから-3Vを加えると、『モータ』が正転から停止して逆転まで、連続的に切り替わるはずだよね。

 

可変電圧発生回路』の出力電圧を、そのまま『モータ』に加えて動かすには、下の写真みたいに『電圧駆動回路』を用いればいいんだよね!
可変電圧発生回路』の出力電圧が、正のときは『モータ』が電流を吸い込むんだ。この電流は、npn トランジスタが電源から供給してくれるんだよ。
一方『可変電圧発生回路』の出力電圧が負のときは 『モータ』が電流を吐き出すんだ。ところが、この電流の向きが トランジスタのコレクタ電流の向きと逆なんで、電流が回収されないんだよ。 なので、電流が流れないため『モータ』が回転しないんだ。

 

こんな時には、 下の写真にある、npn トランジスタ (写真上) と pnpトランジスタ (写真下) を組み合わせた『プッシュプル回路』が使われるんだ。
回路の動作は次のとおりなんだよ。
入力端子 (左側の端子) に3Vが加わると、おそらく 『モータ』には正の電圧が加わると仮定してみるんだ。 このとき『モータ』が吸い込む電流は、npn トランジスタ (Q1) のコレクタ電流として、正電源から供給されるんだよ。また、Q1のベース電圧が、エミッタ電圧より0.6V高くなるんで『モータ』には、予測したとおり、正の電圧2.4Vが加わるんで、はじめの仮定と、つじつまがあうんだよ。そうすると『モータ』が回転するんだ。

 

一方、入力端子に-3Vが加わると、 おそらく『モータ』には、負の電圧が加わると仮定してみるんだ。 このとき『モータ』が吐き出す電流は、pnp トランジスタ (Q2) のコレクタ電流として、負電源に回収されるんだよ。また、Q2のベース電圧が、エミッタ電圧より0.6V低くなるんで『モータ』には、負の電圧 -2.4 Vが加わわるんで、はじめの仮定と、つじつまがあうんだ。そうすると『モータ』が逆回転するんだ。

 

授業をやってる部屋がどうも寒い🐧とおもって、窓から外を見たら、すぐ近くの山の斜面に、先週の土曜日に降った雪が、まだ残っていたんだよ。

 

つぎに、下の写真みたいに『可変電圧発生回路』を『プッシュプル回路』に接続してみるんだ。ただし『可変電圧発生回路』に流れる電流が『プッシュプル回路』に流れこまないように『バッファ回路』を挿入したんだよ。
ここで『可変電圧発生回路』の出力電圧を3Vから-3Vまで変化させると、『モータ』の回転が、正転から停止して逆転まで、連続的に切り替わるんだ。
ただし、トランジスタのベースとエミッタ間に0.6V の電圧を喰われちゃうから『モータ』には 2.4Vから-2.4Vの電圧しか加わらないんだ。

 

そこで、下の写真みたいに、オペアンプに負帰還をかけるポイントを、思いきって『モータ』の位置にしてしまえばいいんだよ。 そうすれば、『可変電圧発生回路』の出力電圧を、そのまま『モータ』に加えることができるんだ。

 

ここで、npn トランジスタ (Q1) でのコレクタ損失を見積もったんだ。『モータ』に正の最大電圧3Vが加わるとき、コレクタ電流が300mAなので、コレクタ損失は 3.6 W ( = 12 V・300 mA ) になるんだ。
なので、トランジスタ2SC1815も、パワトラ2SC5171も、まるでダメ男 (T_T)

 

仕方がないんで、電源電圧を±15Vから、±6Vに変更することにしたんだ。そしたら、トランジスタ(Q1)でのコレクタ損失が0.9W (=3V・300mA)になって、パワトラ2SC5171が使えるようになったよ。

 

ホワイトボードの回路を『回路図面』に製図したあとで、さっそく、必要な部品を用意して、ブレッドボード上に回路を組み立てたんだ。

 

回路設計図』を何度も確認しながら、配線していくんだよ。

 

今回は、回路が完成したところで終了。次回、動作確認を行う予定だよ。

 

時間なんで、この辺で。
電車』で帰るよ ≡3

 

みんな、今日も1日おつかれさま☆彡
プッシュプル回路』を使うと、いろんな電子部品を動かすことができるよ!
今日も『産短大の毎日』をみてくれてありがとう!
また、明日からがんばろっ٩( ‘ω’ )و

それじゃ ≡3 ≡3 ≡3

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