AC100Vからマイコンの電源を(再)

お世話になります、AC100Vからマイコンの電源を取ろうと考えて、添付図のような回路を考えています、この回路で問題点がありますR1の抵抗の過熱です、できればこれをスイッチング的なものに変更すれば熱的には解決できるのではないかと思案しています、電流容量ですが最大50mA~5mAぐらいでもなんとかなりますのでこの抵抗に代わるもの、コンデンサーでも良いのですが、サイズが大きくなりますし、やまさんのシリアルオッシレータのようななにか使用できるデバイスがありましたらお教えいただけませんでしょうか?

Parents
  • Shoji Yamamoto さん

    ありがとうございます、MAX610ですね、これから調べてみます、CQ出版社の「実用電源回路 設計ハンドブック」は参考にします。

  • MAX610でも例えばデータシートの図3でも判る様に最大電流を支配しているのはACラインに入れられたコンデンサなので、結局大きな物になると思いますよ。

  • @chobichanさんも書いていますが、MAX610はこれ単体では動かないです。MAX610はAC入力の範囲は11.5Vを超えないように直列に入れたCとRがあります。Cは交流なので無極性となりそれなりに大きいパッケージになってしまいます。AC200VもOKというのはCRの定数で対応しているというのが実際のところです。

    これなんかはどうでしょうか?

    http://www.ti.com/lit/ds/symlink/ucc28880.pdf

  • 2Aは、短絡時電流と書かれていますよ。

  • Shoji Yamamoto さん

    なるほど良くわかりました、きっと以前使用された経験お持ちなんでしょうね、すごく詳しいですね、もしかしたらマキシムさんですか?やはりメーカー提供の「汎用ICではカスタムと異なり多少使い勝手が犠牲になるようだ」というのは私だけなのでしょうか、なるべくシンプルな方がいいですよね。

    http://www.ti.com/lit/ds/symlink/ucc28880.pdf

    ですが今から調べてみます。

  • @chobichan さん

    「この場合2A」これは間違いでした、お許しください。

  • Shoji Yamamoto さん

    一応みてみました、外付け部品が結構あります、15の部品でなります、写真ですが、結構サイズ大きいです、ただ単価的には2500個購入で85円でGOODです、全部の部品をいれるとちょっと

  • IKUZOさん

    当初IKUZOさんの想像していた回路は以下のような構成かと思います。
    一応、以下のような回路でPSEを取ったことはあります。
    ただ、平均50mAだと初段のフィルムコンデンサ(5uF必要)のサイズがとっても大きくなるので、余りお勧めできません。

    PS
    この回路でマイコンの電源を生成した場合、マイコンをデバッグする時は必ずUSBアイソレーターを入れてください。
    コンセントの接地側端子が逆に向きになると、パソコンやエミュレーターが燃えますから、、、

  • Kirin さん

    おっしゃるとうりです、貴重な資料を公開していただきありがとうございます、この回路100V→フィルムコンデンサ(5uF必要)11V→10V→3端子レギュレータ→3.3Vですね、3端子レギュレータが重要な役割をしていて、これがほとんどのノイズの吸収をするのでしょう、私も当初3端子を利用したものを考えたのですが、もっと単純化できないかと、ダイオードなど何本使用しようが5円以下なので、ただKirin さんの回路は段数を取ってドロップするのでノイズに対して強いのではないでしょうか、私の投稿回路図では例えばACの瞬断の問題等他ノイズ等の問題あるかと思います、単純な素人的な考えですが、抵抗の部分R1はOFFでC1の電圧が下がり、ONでC1の電圧が上がる動作をすると思いますので空想的な(妄想?)ことを申しあげますがサーモスタットのような半導体でできた定電流素子(電流が多く流れるとOFF、流れないとON)するような、そのようなものがあればそんなに発熱することもなくと考えました、

  • IKIZOさん

    R2(10Ω)は別に0Ωでも構いませんよ。ツェナーダイオードなどの突入電流保護なので、AC波形が最大振幅時にコンセントに差した時に各部品が耐えられれば。

    NTCサーミスタは一度温まると、次に接続したら突入電流保護が利かなくなるので、微妙なところですねー。

  • Kirin さん

    突入電流保護ということで、なるほど安全対策をしないといけないのですね、AC波形が最大振幅時の部品の耐圧等のことでしょうか、10Ωであれば常時発熱ということはないと思いますので、付けておいたほうが無難ですよね、NTCサーミスタですか、NTCサーミスタは、「温度が上がると抵抗値が下がる電子部品」と説明がありましたが、この場合どのように使用するのですか?

  • IKUZOさん

    R2(10Ω)の所をNTCサーミスタに置き換えるだけです。
    例えば、常温で10Ωで、電流が流れて温まると0.1Ωとかになります。

    突入電流制御用NTCとしてムラタとかTDKとか各種ラインナップがあるようです。

Reply
  • IKUZOさん

    R2(10Ω)の所をNTCサーミスタに置き換えるだけです。
    例えば、常温で10Ωで、電流が流れて温まると0.1Ωとかになります。

    突入電流制御用NTCとしてムラタとかTDKとか各種ラインナップがあるようです。

Children
  • Kirin さん

    わかりました、電源ON時の突入電流を緩和するため抵抗値があるが、負荷がかかると抵抗値が減り、そのものの存在を少しの消費に切り替わる、すみません言葉にするのが難しくて、仕組みはご説明で理解できました

  • IKUZOさん

    NTCサーミスタですが、装置が接続されていない時の状態は冷たいので抵抗が大きく、抵抗が大きいために電圧が加わった後、自己発熱によって抵抗値を下げます。一方コンデンサですが装置が接続されていない時は電荷がほぼゼロなため接続直後って電流をドン!(今流行の爆発の音ではないです)と流せちゃう訳です。それに対して固定値の抵抗だと常時抵抗値が同じです。NTCサーミスタに変更すれば動作後の抵抗値は小さい値になります。固定値の抵抗だと最初にドン!と流れる電流を制限する値で保証するわけですから抵抗値が大きくなってしまいます。

    でも、NTCサーミスタの温度が高い状態でコンデンサの電荷が抜けた後に再接続すると抵抗値が低いままなので熱設計が悪いと役立たずになります。あと、経年劣化で煤ける代表選手です!FA業界なんかだとモータを駆動させるため整流後のDCバスに容量の大きいコンデンサがぶら下がりますが直列にコンデンサ充電用の抵抗がついて、その抵抗に並列接続されたリレー回路をコンデンサ電圧を監視して、充電完了後にリレー回路を駆動して抵抗をバイパスすることで抵抗による損失をなくしています。

  • Shoji Yamamoto さん

    NTCサーミスタの注意点が良くわかりました、Kirin さんも指摘されていましたが、NTCサーミスタが温まっていた場合の動作の考慮が必要ということですね、経年劣化もしやすいこと、FAの場合NTCサーミスタの代わりに抵抗とリレーが使用されているということで、なるほどと思いました

  • まだ半導体でできた定電流スイッチング素子は開発されていないようですね、その代わりに見受けられるのがコンデンサーと抵抗に負荷を持たせた添付のような回路が主流のようですね、アナログの定電流ダイードというのは熱的にはどうなんでしょう?

  • IKUZOさん

    定電流ダイオードは、入力電圧が高くなると抵抗値が大きくなるので、100Vを入れると10Wくらいの発熱になるかもです^^;

  • Kirin さん

    10Wくらいの発熱、そうですね、アナログ的動作ですので、最悪5mAでも可能とは思うのですが、なにかSCRと組み合わせて定電流スイッチングみたいなものができればと思うのですが。

    Kirin さんの回路で重要な役割の箇所がありました4個のゼナーダイオードですね、これ4個で熱を分散させているのでしょう、1個当たり5.5Vでしょうか、しかも両波整流になっている、工夫が見られますね

  • IKUZOさん

    4個使っているのは単一部品の故障対策(PSE)ですね。
    コンデンサが入っているのでそんなに電流も流れませんから、熱量的には1個にしても大丈夫です。
    フィルムコンデンサも5uFを1個にしてもいいんですけどねー。

  • Kirin さん

    そうだったのですか、私の勘違いだったのですねゼナーダイオードではなくて故障対策部品(PSE)だったのですね、ところで故障対策部品(PSE)とはネット検索してもそれらしい答えが見当たらないのですが、どんな部品なんですか?

  • IKUZOさん

    SCRの駆動ですが、フォトトライアップを使ってトリガをかけるようにして電源は例えば菅野電機研究所PK06016のようなトランスで絶縁して実現したほうが良いように思えてきます。AC100Vの位相検出も必要なんでしょうか?トランスの二次側はAC波形なのでダイオード整流回路の手前で検出できると思います。

    ※燃えるの怖いですから・・・

    www.suganodenki.co.jp/products_pk06016.htm

  • Shoji Yamamoto さん

    トランスですよね、菅野電機から探していただきありがとうございます、しかしダイソーの充電アダプターのトランスは小さいですよね、中国のトランスメーカは目の付け所がいいですよねー、山水電気も同じようなことをしてたら、倒れずに済んだのかもしれませんねー、このマイコン電源では単にDCが出れば良いので位相などの心配はしていません、ただ、マイコンポートからトランジスタを駆動してトライアックでON/OFFすることはしますので、電源のホットから引き出します、ただ良く考えるとフォトトライアックでないといけないのかもしれません、あるいはフォトカプラ?