コンデンサって、やっぱ難しい…

オペアンプ用の負電源を8ピンＰＩＣで作っちゃおうという
実験をしてきました。
今回の実験で、どうしても理解できないことがいくつか
出てきたので、今日はコンデンサについて色々調べていました。

コンデンサは高周波は通しても直流は通さないもの。それが
周波数を上げると性能が落ちる…うーん、変だなぁ、と。

周波数特性が悪いのは、やはり使ったのが電解コンデンサ
だからでしょうかねえ？と思って…。

まずは理想状態の回路で動かしたらどうなるのかと思って、
昔買ったまま放置してあった「シミュレーター」を
使ってみることにしました。↓これです。
http://picavr.uunyan.com/making_p_books.html#circuit

で、これを使ったシミュレーションの結果。

やっぱり、周波数を高くすると出力電圧も出力電流も大きくなり、
ノイズの電圧幅も小さくなっているように見受けられます。

一方電解コンデンサについて色々調べてみると、関連する
情報サイトがいくつか見つかったので、それらを挙げて
おきたいと思います。

http://www.openreel.net/esr_vc.htm
http://www.nsm.co.jp/products/bunya/ldo/capacitance.html
http://www.chemi-con.co.jp/catalog_j/technote/al_t.html
http://www-nh.scphys.kyoto-u.ac.jp/~enyo/kougi/elec/node5.html
http://www.ne.jp/asahi/comp/tarusan/main91.htm

1つ目のリンクにＥＳＲのことが触れられてますが、
これは抵抗と同じ働きだから、多分原因ではないだろうなぁと。

2つ目のリンクには電解コンは１ｋＨｚ程度までとかかれて
います。今回は１ｋＨｚを越える領域でテストしてるん
だから、１ｋＨｚが妥当なら結果も納得の行くことに。
理由がかかれていないので、これだけでは理解不能。

３つ目以降のリンクを見ると、電解コンの等価回路には
キャパシタンス以外にも抵抗とインダクタンスの性質を
持ち合わせていることが描かれています。
多分、このインダクタの性質が悪さしているんだろうなぁ…
ｔａｎδ？　というのがキーワードかな？

調べてみたんですが、イマイチ理解できませんでした。
大体、電流って本来実数のくせに、虚数が出てくる
じゃ無いですか！　あの辺りから全然理解できなく
なるんですよ。

まぁ、追々勉強していこうと思います。

ログインまで…

http://headlines.yahoo.co.jp/hl?a=20080411-00000076-zdn_n-sci

ログインが休刊だそうです。残念…

この記事にもある「ぽげむた」マークや、
月二回刊にともなって「月に貝缶」とか、
「まかまか」とか、「ロス疑惑の三浦サン」
とか、あのころの記事には勢いがあって
おもしろかったなぁ…

ということで、スタパ斎藤さんの所を見にいって
見ました。どうかなぁ？
http://bb.watch.impress.co.jp/stapa_blog/

…まだ触れられてませんでした。イヤホーンと
猫ちゃんの記事でした。

それにしても、また一時代が終ったなぁ、と老け込む
今日この頃でした。

オペアンプ用負電源

オペアンプ用の負電源、一通り書き終えました。
http://picavr.uunyan.com/experiment_nega.html

８ピンの１２Ｆ６２９で作ってみましたが、オマケ
としてリプル低減も考えてみました。

１６Ｆ６２８を使って、２つのポンプでチャージを行う
という代物です。回路図だけ書いておきました。（実験未済）
２つのポンプが交合に働くことで、かなりのリプル低減
が期待できるのと、ＬＴＣ１１４４に比べたらはるかに
安いコストで実現できるかと思います。

負電圧が完結したので、昇圧回路も考えてみました。
http://picavr.uunyan.com/experiment_double.html

昇圧回路の話は早々に切り上げようと思ってます。

でもその先に、さらにオペアンプがらみでもう一つ
書きたいことがあったりして…。

なかなかネコロジーの記事が進みませんねぇ。
まぁ、オペアンプ関係の記事がもう少し進んだら
ちゃんと書きますのでしばしお待ちを…。

富士重工の軽自動車

http://headlines.yahoo.co.jp/hl?a=20080410-00000602-reu-bus_all

富士重工は軽自動車生産のコストを
　「トヨタと共同開発する小型スポーツカーを生産」
することに注力するみたいですね。

トヨタはスポーツカーからすっかり足を洗ったまま
の状態が続いていましたが、昨今の国内需要低迷
を真剣に考えてのことか、「クルマの楽しさ」を
作り出すことに本気に乗り出したようです。

自動車雑誌（ベストカーなど）では、いぜんから
初代レガシィのフレームを流用しつつ、トヨタ製の
小さいエンジンを載せたスポーツカーの開発に
前向きであるという情報がありましたが、
軽自動車の生産ラインを止めることで（正確には
ダイハツ系に一本化することで）、本格的に
コンパクトスポーツカー（ボーイズレーサー？）の
市販化に向けてｇｏサインが出たという理解で
いいんでしょうかね？

いずれにしても、期待が持てますね。

他のメーカーもこれに続いて欲しいなぁ…。

負電源の実験を

ふとした思い付きから、チャージポンプＩＣ
ＬＴＣ１１４４の代わりに、１個１００円の
８ピンＰＩＣを使ってオペアンプ用の負電圧を
生成してみようという実験をしています。

http://picavr.uunyan.com/experiment_nega.html

まだ文章化出来てませんが、プログラムも組み終わり、
一応ブレットボード上である程度実験が済みました。
シリコンダイオードでもショットキバリアダイオード
でも、それなりの電圧が生成できることを確認
しています。

いずれにしても、ダイオードを２回通過するために
合計で約１Ｖ程度の電圧降下（負電源なので上昇ですね）
は起こりますが、簡単な部品、簡単な回路、
簡単なプログラムで負電圧が生成できました。

掛ける負荷抵抗が小さいと、一気に電圧幅が小さく
なってしまいますが、実験した範囲では１３ｍＡ
程度取り出しても－４Ｖ程度の負圧が確保できました。
（元々の電源としては＋５Ｖを使っています。）

それよりも大きな電流を取り出すには、もっと
沢山のテストを消化するなり、もしくはＥＳＲの
小さいコンデンサを使うなりする必要がありそうです。

現在使っているパーツは、１２Ｆ６２９が１００円、
コンデンサが１０円×２個で２０円、ダイオードは
ショットキの１０本入り２５０円から２本使って５０円。
合計１７０円の計算です。（秋月及び千石の価格）

コンデンサを電解からＯＳ－ＣＯＮ等にグレードアップ
すればもう少し効率よくなりそうですが…専用ＩＣと
値段的に変わらなくなってしまいます…。

ちなみに、プログラムはこのままで、ダイオードの向きや
コンデンサの向きを変えるだけで、倍圧を生成する回路
にも応用できるはずです。

その場合の最大の欠点は、なんと言ってもメイン電源が
５Ｖということ。今はチャージポンプが１段なので、
せいぜいプラス４Ｖ乗せられる程度（５Ｖからダイオード
の電圧降下を引いた電圧程度）。
ポンプをあと数段重ねればもうちょっと高い電圧も生成
出来るかと思いますが、電流は取れそうにありませんね。

まぁ、まずはオペアンプ用の電源が作ることが目的なので、
あまり手を広げず実用的な負圧生成を目指そうと思います。

そうそう。シリコンダイオードやはりショットキと比べて
若干効率が落ちるみたいですね。高周波はショットキの
ほうが向いているようです。