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アナログ電子回路コミュニティサービス終了のお知らせ

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なお、コミュニティに掲載しているコンテンツは編集の上、アナログ・デバイセズ社のウェブサイトに随時掲載していく予定です。詳細は追って会員の皆様にお知らせいたします。

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NAKA
タイトル
LEDが完全に消灯しない!
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アクセス808
カテゴリーアンプ&コンパレータ
キーワード 定電流   OPアンプ   MAX1.5   定電流駆動回路   遅い低入力オフセット(   Powered by Yahoo
投稿日時17/09/21 18:29
こんにちはNAKAといいます。

添付のようなLEDの定電流駆動回路を作りました。
定電流の動作はしているようなんですが5個製作した中の2つだけがD/Aの出力を0VにしてもLEDが完全に消えず、わずかに"もやぁ~"と点灯しています。
LEDが完全に消灯しない原因があるのでしょうか?
点灯している時のOPアンプの+端子には1[mV]位の電圧がありました。D/Aの出力があるのか?とR1を外してみましたがやはり点灯しています。
NAKA考えたのが①OPアンプの入力オフセットがMAX1.5[mV]とやや大きいのでこの影響がある?
②FETに漏れ電流がありそれでLEDが点灯している。
1[KHz]程度のパルス的に駆動してるんですが速度の遅い低入力オフセット(0.1[mV]程度)OPアンプにすれば改善するのでしょうか?残りの3枚は全くLED点灯していないのも気持ち悪いです。OPアンプとかFETの特性に左右される部分なのでしょうか?
※フィルタ定数は発振しないようにシミュレーションで決めました。
皆様のご意見を聞きたいと思いました。よろしくお願いします。
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NAKA 回答番号 12
タイトル
取りあえず消えました。
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アクセス496
投稿日時17/09/25 16:11
こんにちはNAKAです。

今日、いろいろやってみましたが、位相補償側をいろいろ変えてもダメでした。
結局OPアンプのマイナス側を無理やりオフセット分引き上げるために、200KΩ位でプルアップしたら、LEDが消灯しました。
ちょうど、OPアンプの4pin5pinが電源と反転入力端子のため、1608サイズの抵抗を端子間に半田づけできるサイズでした。

今、低オフセットのOPアンプが入荷されましたので、これからこちらも実験してみます。
※追伸
低オフセットのOPアンプへの交換だけではダメでした!!......涙)
1005サイズ部品のサンプルBOOKありました!!


みなさま、いろいろご意見くださりありがとうございました!!。

NAKA 回答番号 11
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みなさん
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アクセス527
投稿日時17/09/25 09:43
みなさんありがとうございます。NAKAです。

>「いまさらパターンを変更したくない」と、いじけている顔も目に浮かびます。
⇒そうなんです。基板を作り直す納期がありませ~ん!

結構、チップ部品の取り換えも大変でして、LCDの表示器の半田を外さないと部品にアクセスできないし、使ってあるサイズが1005以下なので、値が揃っていません。毎回購入orサンプルが必要です。1608はありますが乗りません!
でも、いろいろやってみたいと思ってます。

逆にOPアンプ交換が都合が良い点が2点①割合アクセスいやすい場所にある②34MHz 35V/usレートのデバイスから低いオフセットで5.5MHz 6V/usのデバイスに変更することで、消費電力を1/3に低減できる。なので、ここをまずやってみたいと思ってます。
1ms程度のパルスなのでこれで良いかな?と思ってます。

OPアンプの出力が0Vか?の件ですが、レールtoレール品かということであれば、このメーカの表現では入出力フルスイング品なのでYESですが、入力オフセットが1.5mVなのでここの影響が怪しいです。

>フィルタ部分の設計主旨を教えて頂けないでしょうか。
⇒設計主旨とい言えるかは?なんですが添付のように位相補正しないと発振を確認したので、発振を抑え立ち上がり下がりを出来るだけ訛らせない定数にシミュレーション&バラック基板で調整した感じです。回答になりましたでしょうか?
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toshio 回答番号 10
タイトル
Re.OPアンプの出力は0Vでしょうか
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アクセス522
投稿日時17/09/25 09:28
電圧-電流変換回路にて電流値をゼロにするとオペアンプの帰還がオープン状態になります。オペアンプの出力は飽和しています。
やまさんの方法が良いかと。

今日は良い天気 回答番号 9
タイトル
OPアンプの出力は0Vでしょうか
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アクセス560
投稿日時17/09/25 00:40
OPアンプの型式が書かれていませんが、OPアンプによっては出力が完全に0Vにならず、FETがかすかにONしているのではないかと推測します。
OPアンプの出力を抵抗でプルダウンしたら改善されるでしょうか。
基板を変更しないとなると、0.01μFのコンデンサに抵抗を抱かせるとか、いかがでしょう。

yoshi05 回答番号 8
タイトル
Re: やすいさんの説・・
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アクセス605
投稿日時17/09/24 00:18
 MUSUSU2さんに同感なのですが、

「いまさらパターンを変更したくない」と、
いじけている顔も目に浮かびます。

FETのVgsがどの程度かによりますが・・0.1Vくらいだとして、
1000pFを 1k-10kΩ位の抵抗にしては、
あとできれば10Ωを100Ωくらいにしたら、
どうでしょう。
ここに10μAくらい流して、少し(10μ×100 = 1mV)だけ持ち上げようという意図です。
その分、電流値が狂いますが、どうせOP1のオフセット分は狂っているので・・

実装済部品を交換するのも、OP1を外して(オフセットの小さいのに)交換するより、1608か1005のコンデンサをほぼ同サイズの抵抗に交換するほうが楽でしょう。

ps. 
フィルタ部分の設計主旨を教えて頂けないでしょうか。
フィルタ定数が妥当かという前に、フィルタが必要なのかがわかっておりません。

必要だとしても、100Ω+0.01uFで足りないのかな?と感じるのですが・・

MUSUSU2 回答番号 7
タイトル
やすいさんの説が
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アクセス622
投稿日時17/09/23 18:53
ちょっと考えると、やすいさんの判断が、真相に思えます。
OFFを確実にするには、いくらかオフセットを欠ける回路にした方が良いと思います。
 電流センスのところの10Ωをもっと大きな値にして、電源の3.3VからOP1のマイナス入力へ高い抵抗を一つつなげばよいのと思います。

やま 回答番号 6
タイトル
漏れ電流のようですね
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pt.
アクセス662
投稿日時17/09/22 21:43
NAKAさん お疲れ様です。

FETの漏れ電流のようですね。
影響のない値の抵抗をLEDにパラに入れるときっちり消えます。

MUSUSU2 回答番号 5
タイトル
OPアンプの出力は?
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アクセス700
投稿日時17/09/22 16:00
NAKAさんへ

二つアドバイスします。

① OPアンプはどのくらい0V近く出力できるアンプか調べる。
  --場合によっては、FETのゲートからGNDに数kオームの抵抗を付けて対応

② FET特性、特にOFF特性をバラつきも含めて確認する。
  
 基本的なことですが、発振していないなら、個々の動作をバラつきも含めて、確かめれば、解決すると思います。

NAKA 回答番号 4
タイトル
早速のレスポンスありがとうございます!
ポイント
pt.
アクセス725
投稿日時17/09/22 09:46
YOshimさま
やすいさま
yoshi05さま

早速のレスポンスありがとうございます!NAKAです。

最初、シミュレーションして定数を決め、一応本番基板を作る前にこの部分だけのバラックで動作確認したのち本番基板を作りました。発振はしてないようです。最初もっと定数を大きくしてましたが、1ms以下のパルスを定電流にすると結構、角部が訛っちゃいます。そこそこ電流値が方形になるように定数を調整しました。バラック作製時はLEDの点灯はありませんでした。
本番基板は基板メーカに実装までお願いしてますので、半田付け不良はOKと思いましたが、5枚中1枚にLDOからの電圧が出ない不良があったので微妙です。最初からLDOに不良があったかもしれませんでしたが。
その後、OPアンプ用3.3V電源を切って(制御付LDOのEN端子OFF)確認したら、LEDが消えたのでFETのリークではなさそう?(FETは普通のMOSです。)
やすいさまが言われるように入力オフセットに当たりを付けて、実験してみます。①4.7Ωの抵抗を大きくしてみる(LEDのVfと電源の関係で限界はありますが)②オフセットの少ないOPアンプに交換(早速、同じパッケージのOPアンプを発注しました)
本番用基板の部品は1005以下なので手で交換も大変なんです。(涙)
>LED点燈だけのために贅沢だなぁ、っと感じましたが、
NAKAさんのお仕事を想像して、勝手に合点しました。
⇒そうなんです。このLEDの光をフォトセンサで精密にとっているんです。

★ただ、実はLEDを消さない方が良いメリットもあって(最小輝度で点灯させる)外乱について安定度が出ます。なので逆にこちらの方向で行く可能性もありますが、消費電力がぁ~.........悩ましい!


yoshi05 回答番号 3
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YOshimさんに一票
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アクセス740
投稿日時17/09/22 00:25
#このオペアンプ、3.3vの単電源で動作して、1000pFをほぼ直結できるのかしら、
と思ったり、LED点燈だけのために贅沢だなぁ、っと感じましたが、
NAKAさんのお仕事を想像して、勝手に合点しました。

「起きている現象はLEDに若干の電流が流れている」だから、順に調べればわかると思います。

僕なんかがよくやるのは、どこかのピンのハンダ付け失敗での接触不良です。
 
回路的には、・・、
FET(MOS? J-FET?)を BJTにしたほうが良さそうな・・
#ゲートのところのインピーダンスが高杉心配。0.1uF//?? で時定数は・・
 
ずっと前に、GreenLineさんがクイズに出していた回路はつかえないかしら?

---
「Howlandタイプのフィードバック回路」
・・
添付の資料を拝見いたしますと、さらに便利な回路なようですね。
定電流にもなるなんて(ましてや入出力がGNDリファレンスなので!)
---

やすい 回答番号 2
タイトル
高輝度LEDならぼんやり光るかも
ポイント
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アクセス778
投稿日時17/09/21 19:31
OPアンプのオフセットが1mVあって、電流検出抵抗が4.7Ωなら、入力0Vでも200uAくらい流れますから、高輝度LEDならぼんやりと光るような電流ですね。

YOshim 回答番号 1
タイトル
色々測定してみては?
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アクセス775
投稿日時17/09/21 18:45
オペアンプの+端子が1mVのオフセットがあったと仰っておりますが
4.7Ωの両端電圧や、FETのVgsや、オペアンプの出力端子などを測定すべきかと思います。

>フィルタ定数は発振しないようにシミュレーションで決めました。
本当に発振していないかは確認されましたでしょうか。
発振のような過渡応答はシミュレーションでは不十分かと思います。
*オペアンプの出力にコンデンサを直接接続するのは一般的には発振を誘発しますので、実測すべきかと思います。

急ぐ気持ちはわかりますが、
不具合の原因究明やその対策方法はエンジニアにとって最高の肴ですから、楽しんで手を動かして頂ければと思います。

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