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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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この度、アナログ電子回路コミュニティは2018年3月末日をもってサービスを終了することとなりました。それに伴いまして、本サービスへの新規会員登録は2月末日をもって締切りといたします。約10年という大変長い間、たくさんの皆様にコミュニティをご利用いただきましたこと、深く感謝申し上げます。

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。

今後ともEDN Japanをご愛顧くださいますようお願い申し上げます。


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fas19df
タイトル
下のダイオード整流回路でなぜシミュレーションと実測結果が違うのでしょう?
ポイント []
pt.
アクセス675
カテゴリーパワーマネジメント
キーワード ダイオード整流回路   シミュレーション   実測結果   添付   Powered by Yahoo
投稿日時17/12/07 16:21
添付のダイオード整流回路でなぜシミュレーションと実測結果が違うのでしょう?よろしくお願いします。
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fas19df 回答番号 14
タイトル
表現間違っていました.
ポイント
pt.
アクセス411
投稿日時17/12/10 13:26
MUSUSU2さん
表現間違っていました.無負荷のとき流れる電流は0なため,ダイオードDropはほぼ0ですね.抵抗を入れることによって電流が流れダイオードDropが生じたということですね.
MUSUSU2にはロードスイッチの質問のときにたいへんお世話になりました.今もあの質問は何回も参考にしています.実はこの回路はそのロードスイッチの駆動電源です.ありがとうございました.よろしくお願いします.

MUSUSU2 回答番号 13
タイトル
リンギングのおかげではありません
ポイント
pt.
アクセス431
投稿日時17/12/10 10:09
fas19dfさんへ

 疑問が解消したようで良かったですね。
 一つだけ、誤解なさらぬようにコメントします。

 回答12で、「リンギングのおかげで所望の電圧が得られた」と書いていますが、リンギングのおかげではないと思います。
 基本的な動作を大ざっぱに考えてみます。
ダイオードが順方向にバイアスされるのは、周期の動作の内、半分の期間。 出力が約5Vになるとして、約10kΩの抵抗負荷だと約0.5mA流れることになるので、ダイオードが順方向に導通する期間では平均約1mA流れることになる。 
 当該のダイオードのデータシートを見ると、1mA流れる時の電圧降下は、約0.13Vです(@25℃)。したがって、細かいリンギングを除いた矩形波のプラトーの電圧から0.13V低いくらいの出力電圧の観測を期待できます。 もう少し細かく見れば、ダイオードの電流変化は、矩形波にはならず、充電開始の初期に大きめの電流がながれ、後に電流値が下がるので、非線形特性から電圧降下は、この推定値よりも低くなります。
 リンギングは無くてもしかるべき電圧は得られているはずです。

 

fas19df 回答番号 12
タイトル
コンデンサと並列に9kΩをつけたらピーク値をホールドしなくなりました.
ポイント
pt.
アクセス441
投稿日時17/12/09 19:08
皆様
返信が遅くなり申し訳ございません.様々なアドバイスありがとうございます.
添付写真のようにコンデンサと並列に9kΩをつけたらピーク値をホールドしなくなりました.コンデンサと並列に抵抗を入れたのですが,ここが一番抵抗を入れやすかった場所だからです.抵抗を入れることでリンギングの影響を少なくすることができました.ありがとうございます.
僕のアプリケーションについてなのですが,今までのせてきた矩形波は降圧コンバータのブートストラップコンデンサ電圧の波形です.入力電圧より5V大きい電源が必要だったため,ブートストラップコンデンサ電圧の波形を,ダイオード整流したわけです.そのとき気になっていたのが,ダイオードDropの影響です.ダイオードDropにより入力電圧+5Vより明らかに小さな値が出てきたらどうしようか考えていたのですが,結果が入力電圧+5Vより大きな値が出てきて驚いたため,この質問をしました.僕にとってリンギングはダイオードDropの影響をなくしてくれるため,好都合でした.皆様のアドバイスのおかげで抵抗を入れることで所望の電圧を得ることができました.ありがとうございました.
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リカルド 回答番号 11
タイトル
ピーク値をホールドしている。
ポイント
pt.
アクセス495
投稿日時17/12/09 10:57
 波形のオーバーシュートは、プローブの接続が長いときに起こり易い。
 しかし今までの症状の報告から、回路の配線にインダクタンスが有り実波形にオーバーシュートが有り、そのピーク値をホールドしていると考えられます。
 ダイオードのアノード側とコンデンサの下側に抵抗を入れれば、オーバーシュートが小さくなるかも知れません。
 そうなれば、シミュレーション波形に近付くでしょう。
 
 入力波形の立下りで出力が下がるのは、ダイオードと並列に入っていると考えられる浮遊容量の影響です。

MUSUSU2 回答番号 10
タイトル
先ずは
ポイント
pt.
アクセス503
投稿日時17/12/08 20:01
fas19dfさんへ

 寄生インダクタンスなどでリンギングが生じることに気が付いたようですね。
 パルス波とダイオードの間に抵抗を入れてみようと考えたようですが、それよりも大事なことがあります。

 まず、パルス波源と当該の回路の間はすぐそばでしょうか、信号線の長さや遷移の速さなどによっては波形に影響が出ます。 ターミネーションを考えるか、波形を変えられるなら遷移をいくらかゆっくりにした方がよい。

 次にすでにyoshi05さんが言ったように、コンデンサ部の直流インピーダンスを少し下げます。 提示の回路は、コンデンサの放電経路がないですよね。 リンギングなどのピークが極わずかな時間のものであっても、その電圧まで充電されます。少し遅いオシロでは観測できないような短い時間のものでもです。 それは、コンデンサに少しの放電経路を設ければ消えることがあります。

 自分の経験ですが、小さな絶縁電源を作り、トランス出力を整流しただけの状態、下流の3端子レギュレータやさらに下流の負荷を付けずに中間的にテストしたところ、想定した電圧の2倍の電圧になっていてビックリしたことがあります。まさに2倍だったので、設計のどこかで勘違いしたかと思いました。
 間違いではなく、3端子レギュレータを付けただけで、設計通りの電圧になりました。

fas19df 回答番号 9
タイトル
考え方が短絡すぎました。
ポイント
pt.
アクセス513
投稿日時17/12/08 18:46
リカルドさん、yoshi05さん
返信が遅れて申し訳ございません。お二人の意見を読み、自分の思考が短絡すぎると思いました。貴重なご意見ありがとうございました。
プローブに問題はありませんでした。同じ測定箇所を測定してみたのですが、添付ファイルのように波形が完全に一致しています(CH4はCH2に重なっているため見えません)。
リンギングが出ているのは寄生成分の影響だと思います。個人的に、hirocyan-sanが述べた通り、リンギングのピーク値をダイオード整流でホールドしていると考えます。パルス波とダイオードの間に抵抗を入れて、その抵抗の値を変えて様子を見てみたいと思います。
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yoshi05 回答番号 8
タイトル
言わずもがなですが
ポイント
pt.
アクセス554
投稿日時17/12/08 12:53
リカルドさんも言葉を端折っているけれど、
 これでスッキリしてはいけないのでは? 
という思いだと思います。(同感です)

現象から真っ先に考えること: 観察や測定が正しいか、に始まり、
 
- なぜ、シミュレーションと実験をあわせないのか
- 入力波形にリンギングが生じたのは何故?
- デバイスモデルのどこが異なることが影響するのか?
 
を考えてみたでしょうか?
 
あと、実験で用いたV1の特性を把握したでしょうか。
 

リカルド 回答番号 7
タイトル
校正はしましたか?
ポイント
pt.
アクセス615
投稿日時17/12/08 00:19
>シミュレーションだとV1-Pの最大値がD1-cathodeより大きいですが、実測だと常にD1-cathodeの方がV1-Pより大きい点です。
 
 考えられるのは、両チャンネルの感度の違いや、ゼロ点の違いです。
 プローブで同じ波形を測ってみましょう。ピッタリと重なりますか?

fas19df 回答番号 6
タイトル
リカルドさん
ポイント
pt.
アクセス621
投稿日時17/12/07 22:22
リカルドさん
返信ありがとうございます。書き方が悪くてすいません。最初の質問の画像ファイルで、シミュレーションだとV1-Pの最大値がD1-cathodeより大きいですが、実測だと常にD1-cathodeの方がV1-Pより大きい点です。他の方が仰られた通り、シミュレーションと実波形では入力波形が異なっているから、結果が異なると今では理解しています。よろしくお願いします。

リカルド 回答番号 5
タイトル
実波形の何処が納得行きませんか?
ポイント
pt.
アクセス641
投稿日時17/12/07 20:43
実波形の何処が納得行きませんか?

fas19df 回答番号 4
タイトル
入力波形が異なるから結果も異なるのですね。解決しました
ポイント
pt.
アクセス640
投稿日時17/12/07 19:06
皆様
こんな短時間に、返信ありがとうございました。入力波形にリンギングが出ていること、デバイスモデルが異なるため、出力波形が異なるのですね。疑問が解決して、非常にスッキリしています。ありがとうございました。

hirocyan-san
こんな短時間にシミュレーションで、検証できるなんてすごいと思いました。hirocyan-san含め、このサイトには優秀な方がたくさんいらっしゃいますね(僕が知識不足だけなのかもしれませんが、率直な感想です)。

hirocyan-san 回答番号 3
タイトル
入力波形が異なるから結果も異なります
ポイント
pt.
アクセス655
投稿日時17/12/07 18:49
fas19dfさんへ
 ひろちゃん3号 こと "hirocyan-san" です。

まず、最初にお断りしておきますがシミュレーターは魔法の道具ではありません。単なる計算機と考えてください。
 したがって、誤った入力を与えれば結果も誤ったものになります。

 添付されていた波形を入力した結果を添付しますが正しい波形を入れてやればそれなりの結果が得られます。

原因は入力波形にリンギングを生じて最大電圧以上の電圧で充電されているからと思われます。
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yoshi05 回答番号 2
タイトル
こういうときは、
ポイント
pt.
アクセス636
投稿日時17/12/07 17:49
rhom のHPから
RSX201VAM30 のパラメタを入手してシミュレーションするか、
1N4148 を使って実験してみてください。

ヒントとしては、シミュレションで、
- 100nF に並列に数十K位の抵抗を入れてみる。
- D1の電流を観察してみる。

 


YandH 回答番号 1
タイトル
IN4148はシリコンダイオードです
ポイント
pt.
アクセス655
投稿日時17/12/07 17:40
IN4148はシリコンダイオードです。ショットキーダイオードではありません。ショットキーダイオードのモデルを使われると実測とあうかもしれません。
しかし波形を見ると低いのではなく波形のピークをホールドしているように見えます。どっちにしろショットキーダイオードでもう一度シミュレーションされることをお勧めします。

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