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?

  • 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。

  • 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