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2014年2月14日 (金)

MC34063 / NJM2360 というスイッチングレギュレーター

ココ最近,検索していると同じような内容とか,内容が薄い,結果しか書いていないサイトが多くてうんざりですね。
で,とにかく通販のサイトが死ぬほど表示されてイライラしてきます。
除外する条件を考えるのすら嫌になってきます。
あぁ,そう言えばこんな珍事が今月の頭にありましたね・・・

「内容薄い」コピペサイトにペナルティ Googleがアフィリエイト運営者に警告

てか,コレまじめに問題な話で,こんな事続けていたら検索サイトはたまったものではありません。
要は『下らない情報』ばかり表示されるようになってしまい,このまま放置すれば情報の陳腐化や偏りを起こし,検索が困難・・・と言うより,検索の妨げになります。
こういった内容は検索サイトへの妨害であるのと同時に,私たちへの妨害行為でもあります。


まぁ,難しい話はいい。何でこんな事かいてるかと言うと,ココでタイトルの件な訳です(苦笑


古くからあるスイッチングレギュレーター用ICとして,MC34063というものがあります。
セカンドソース品として,国内では新日本無線がNJM2360という型番で製造しています。
で,このスイッチングレギュレーター,スイッチングレギュレーターとしてはちょっと変わった動作をします。

Njm2360

図はNJM2360のブロック図です。MC34063も同じです。
スイッチング電源の動作が分かっている人は不思議な構造ですね(苦笑

はい,エラーアンプやPWMコンパレーター(またはPFMコンパレーター)がありません(・ω・

ではこのIC,どうやってスイッチング動作をしているのか?と言うと,RSフリップフロップとANDゲートが味噌です。

基準電圧(Vref)よりもコンパレーター反転入力の方の電位が低い間,コンパレーターの出力はHiとなり,ANDゲートは発振回路(OSC)の出力がHiになれば出力がHiとなります。
で,フリップフロップのリセット入力は丸がついているので反転です。

要約すると,この状態では発振回路がHiになればセット,Loになればリセット,つまり発振回路の出力がそのまま出力されている状態になります。

では,ココでコンパレーター反転出力の電位が基準電圧よりも高くなったらどうでしょう?
コンパレーターの出力はLoとなり,ANDゲートの出力は発振回路の入力に関係なくLoになります。
なので,フリップフロップがセットされなくなります。
なので出力はOFFのままになります。


はい,長いっすね。


全体を要約すると,電圧が低いうちは固定のディーティ比で発振し,いずれ出力電圧が上がってくるので上がりすぎたら発振をやめます。
発振をやめればいずれ電圧が下がりますので,そうしたら発振を再開し,またあげると言う動作をします。
間欠発振をして,長い目では電圧を一定に保っているわけです。
因みに,フリップフロップを使っているのは発振回路のパルスのタイミングに回路を同期させて動作させるためです。


つまり,『簡易』スイッチング電源なんですね(-w-;


で,実は私,このICを毛嫌いして使っていませんでした。
理由は単純で,電圧の制御がON/OFFで,エラーアンプやPWMコンパレーターを使って個構成された回路に比べれば,出力電圧が不安定だからです。


で,さっきの話です(苦笑
みんなどうしてるんだろう?と思い検索したんですね(-w-;

根本的に,私が今書いたような説明すら見当たらない始末。
5年前ぐらいに検索した時は,そういったサイトが検索の先頭に表示されたんですけどね。
最近はなんだか・・・
まぁ・・・・
自粛いたします。
こっちも人を頼ったので。

面白かったのはねがてぃぶろぐさんの所でしょうか?
というか,面白くて時折読んでいますし,参考にしていたりします。

てか,そこでふとアナログエンジニア氏のブログのリンクがあり,ちょっと寂しかったり・・・


まぁ,思いふけってても仕方ないので仕組みから逆に考えて見ました。
スイッチング電源には電流を蓄えるコイルと出力の平滑化コンデンサがあります。

Njm2360_2

このコイル・・・チョークコイルと呼ばれたりしますが,どちらかと言うとフライホイールに近いです。
それはさておき,コイルとコンデンサがつながっており,その部分だけ見れはLCローパスフィルターになります。
で,『L』と『C』なので時定数を持ちます。
これに関しては,過去にオペアンプでスイッチング電源を書いてみたときに気がついた点です。

と,言うのがポイントです。

で,時定数を持っている以上,応答に時間がかかります。
この時間よりもスイッチングが十分に早ければ実用なのでは?と思い,Spiseで試してみるとやっぱそういう事のようです。
逆に大きくしすぎると,『全体の応答が悪くなり』かえって不安定にもなってしまいますが・・・

スイッチング電源全般にいえることではありますが,この回路の場合,仕組みが仕組みなので,その傾向がかなり強いです。
このICを上手く使うポイントは,スイッチング周波数を高めにとることのようです。


さて,取っ掛かりはつかんだもののまだどうも上手くいかない。
もうちょっと弄ってみます・・・
あぁ,μPC1933ほしいなぁ・・・
それとも手持ちのLT1170使うか,それとも,またオペアンプで作っちゃおうか?

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