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やま
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トランジスタアレイのクランプダイオードの使い方
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アクセス8415
カテゴリーインターフェース&スイッチ
キーワード トランジスタアレイ   クランプダイオード   UPA2003C   SN75468   使い方トランジスタアレイ   Powered by Yahoo
投稿日時11/02/04 12:01
トランジスタアレイは非常に便利でしたので、30年以上前ですが、最初にSN75468の5V仕様のトランジスタアレイが出た時に、民製品向けに直ぐ使いました。
その後日本製のUPA2003Cを始め、各社からコンパチ品が出され価格がどんどん下がりました。

このトランジスタアレイには出力トランジスタにクランプダイオードが付いていますが、このクランプダイオードは皆さんどんな風に使っていますか?

単にトランジスタの保護に使うにはもったいないですね。
今まで数種類の使い方をしたことがありましたので、少しずつ紹介します。

皆さんの使い方も紹介下さい。

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やま 回答番号 6
タイトル
トランジスタアレイの活用例
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アクセス8882
投稿日時11/02/08 11:04
プランジャーの駆動回路 
もう10年以上前ですが、CADが使え無かった時にExcelで描いた回路図が見つかりました。
トランジスタアレイ1個の各Gateをいろいろな使い方でプランジャの駆動回路を構成しています。
プランジャーは大電流を短時間で流して、インクジェット等の液の吐出に使用されますが、1秒以上ONすると、コイルが焼損してしまいます。このため、25mS程度ONする回路を作り、焼損防止を図りました。IC一個と抵抗、コンデンサ等で構成できるので、小形で場所を取りません。
これはWafer Prober用のインクマーカのプランジャの駆動回路でした。
参考までに回路図もつけます。






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やま 回答番号 5
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Re:トランジスタアレイの使い方
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アクセス8830
投稿日時11/02/07 15:18
tamanyanさん ありがとうございます。
ULN2004は12V入力用のトランジスタアレイですね。
30年ほど前は、部品の自動組立がありませんでしたので、Sip部品やDip部品は組立項数削減にかなり効果がありました。
私も製品にトランジスタアレイをダイオードアレイとして使ったことがありました。トランジスタアレイのほうが生産数量が格段に多いため、ダイオードアレイよりも安かった記憶があります。

トランジスタアレイの効果がもう一つありました。それは片面基板のパターンに向いているということです。30年ほど前は片面基板ではICのピン間に1本の線も通せませんでしたので、このトランジスタアレイのように片側が入力で反対側が出力のICを使うと片面基板でもパターン設計が楽に出来ました。

現在は片面基板はほとんど死語ですが、表面実装部品でパターン設計する時には、昔の片面基板のパターン設計の技法が生かせます。

tamanyan 回答番号 4
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トランジスタアレイの使い方
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アクセス9206
投稿日時11/02/07 11:31
みなさん、いろんな使い方を考えているのですね.
私が考えたものではないのですが、いくつか.

もう20年も前ですが、ヘリコプター用ホイストの制御装置の修理をしたとき、トランジスタアレイをロジック回路の一部として使っているのを見たことがあります.
マイコンの周辺に簡単なロジック回路があって、たしかULN2004だったか、ダイオードと組み合わせてゲートを構成していました.
クランプダイオードもロジックの一部として使われていたように思います.
ゲートICを使えば簡単なのに、なんでこんな面倒なことをしているのかと思ったのですが、ULN2004は他のところでたくさん使われていたので、部品の種類を減らしたかったのでしょうか.

初期の液晶ディスプレイで、5Vからバイアス電圧を得るのに、昇圧コンバータとして使っているのもありました.
コイルで昇圧する回路で、クランプダイオードを出力整流用に使っていましたが、ファーストリカバリではないので、動作周波数は500Hzくらいだったでしょうか.
こちらも、なんだか無理矢理使ったという感じもありますが.

ダーリントン・トランジスタアレイは飽和電圧が大きくて、速度が遅いのが欠点ですね.5V電源で7セグメントLED表示器をダイナミック駆動しようとすると、ちょっと苦しいものがありました.
負荷電流が小さいときは、74LS06はスイッチングが速く、そこそこ耐圧もあって使い易かったです.
最近はMOSFETでしょうか.

やま 回答番号 3
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3.リレーのサージ吸収
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アクセス8759
投稿日時11/02/07 10:03
最後の使い方は、一般的なトランジスタの保護ですが、特にリレーのサージ吸収回路にも使えます。
ただし、部品の配置やパターンの引き方には注意が必要です。
トランジスタアレーを中心にリレーを配置し、リレーのコイルとの配線長を可能な限り短くすれば使えます。

このように一つの部品の機能を100%使うことで、小さく、安価にそして高い信頼性の製品を作ることが出来ます。

過去に経験した警報装置の設計は信頼性が最優先でした。それは機器の誤動作をなくすことで、警備員の現場への出動回数が減り、大幅な経費削減が出来るということがPointです。
顧客を知り、回路を知り、部品を知ることが設計者に求められる重要なアイテムです。
まあ、自分を知るということも重要ですが、、。(^^;)

やま 回答番号 2
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2、OR回路とラッチのリセット
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アクセス9382
投稿日時11/02/06 18:46
警報出力をリレーでラッチする回路に使いました。リレーの接点をトランジスタアレイの入力に置き、トランジスタアレイの出力にリレーのコイルを接続します。
センサ異常になるとトランジスタがOFFしリレーのコイルの電流を切ると、リレーの接点で入力を切るので異常信号をラッチします。
トランジスタアレイは正常時には0.8VくらいのON電圧になっているので、トランジスタアレイのクランプDiodeのコモン側を10KΩ程度の抵抗でプルダウンします。全てのセンサが正常な時はクランプダイオード出力にはほぼ0V,いずれかの出力が異常なときはVccの電圧が出ます。このクランプ出力の電圧を監視することで、警報のOR信号を得ることが出来ます。
この出力をスイッチ接点に接続し、接点の反対側をGNDに接続すると、スイッチを押すとリレーが強制的にONされ、ラッチのリセットが出来ます。

このように、警報出力のOR回路と、リレーでのラッチのリセットがクランプダイオードを使うことで簡単に実現できました。
最後は、一番簡単な使い方です。 次回へ

やま 回答番号 1
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1.ランプテスト
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アクセス9770
投稿日時11/02/05 10:14
30年ほど前は、警報装置の設計をしていました。当時はベンチャーでしたが今は国内最大手の警備保障会社向けでした。
警報装置は、警備やセンサの状態をランプで表示します。
昔はLEDではなく、電球を使って表示する製品もありましたので、ランプテストの機能が必要でした。
トランジスタアレイの出力トランジスタでランプを駆動するとともに、クランプダイオードを通してランプテストスイッチに接続します。
クランプダイオードは順電流が500mA程度流せますので、このまま使用できました。
ランプテストスイッチを押すと、全てのランプが点灯しますが、いっせいに電流が流れますので2つ問題が出ました。
一つ目は電流が急増するので、電源に無理が来ること、2つ目は頻繁にランプテストスイッチを押すと電球が切れてしまうことです。
このため、以下の対策をとりました。
1、ランプテストスイッチと直列に小さな値の抵抗を入れる。ランプテストではランプが点灯することが確認できれば良いので、薄く点灯してもOKです。この方法をとりランプテスト時の消費電流を減らしました。
2,ランプにブリーダ電流を流す。ランプは低温のときは抵抗値が低いので点灯時にラッシュ電流が流れます。このため、ランプに目立たない程度の電流を流し、予熱しておきます。こうすればラッシュ電流が少なくなり、電球が切れにくくなりました。

トランジスタアレイの使い方に、あと二つあります。次回へ

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