直流電源と3端子レギュレータで

質問

反射したレーザ光をフォトダイオードで受光させて、出力の変化を表示する装置を屋内で動かすのに±15Vの直流電源を回路に用いていたのですが、屋外で動かす際にコンセントが近くに無いので、9Vの電池2つを直列に繋いだ後に3端子レギュレータを利用して±15Vの電源装置として利用しようと思いました。実際に作ってみて電圧を測るときちんと15V出るのですが、回路に繋いだ場合直流電源を繋いだ場合では数mv程度の出力なのに、3端子レギュレータで作ったものでは10V近く出力されてしまいました。(何も受光していない状態です)電池の残量を調べても18V以上あるので問題ないと思うのですが、このような場合どのような原因が考えられますでしょうか？

回答No.3

sailor · ベストアンサー

±15Vの電源と言うことは０ＶをＧＮＤとして２電源で構成されている訳で、電源の両端（＋・－での電位差）での電位差は３０Ｖ必要になります。従って９Ｖの電池２本では+９Ｖ・０Ｖ・－９Ｖと言う電源しか作り出していないので、動作が安定しない若しくは動作しなくても当然です。

多分オペアンプなどを使用した回路（オペアンプの動作電圧は一般的に±15Vであるものが多いですね）だと思いますが、回路自体の改造が可能であれば１電源で動作する回路に設計変更するのがもっとも良い方法です。これが不可能であれば、３端子レギュレーター（シリーズレギュレーターですので、ドロップアウトや効率の低さの問題があります）などを使用するのではなく、スイッチング方式のＤＣ-ＤＣコンバーター（市販品のパッケージ品で単一電源から２電源を作り出すタイプも比較的簡単に手に入ります）を使用するべきでしょう。３端子レギュレーターでは一般に３Ｖ程度の電圧降下が生じますし、回路の消費電力が動作させる回路より電源回路での消費のの方が大きくなる可能性がありますので、電池動作ではつらいものがあるでしょう。

もしかして±15Vと言うのがプラスとマイナスの間の電圧が１５Ｖだと言う解釈で考えていたのであれば、それ自体が間違っていますので簡単に説明します。

±15Vとは回路のグラウンドレベルとして０Ｖを規定しその電圧からプラス側に１５Ｖ・マイナス側に１５Ｖの電圧を持っていると言う意味です。従ってプラス側とマイナス側の電圧の差は３０Ｖとなります。このようにプラス・マイナスが0Ｖを中心に対象になるような電源は半導体を使った差動増幅回路を構成する上で便利なのでオペアンプなどでは多用されるのですが、電池電源などの場合は工夫が必要です。

３端子レギュレーターこの回路を実現するとすれば９Ｖ（多分006Ｐ）を４本用意して、すべてを直列につなぎ、それらの中央からＧＮＤを引き出し、プラス側・マイナス側にそれぞれ７８Ｌ１５（プラス１５Ｖのローパワーレギュレーター）・７９Ｌ１５（マイナス１５Ｖのローパワーレギュレーター）を接続して得ることができますが、これでも内部損失が大きいので電池での動作では、安定して動作する時間が短いなどの問題が出るでしょう。

お礼

ありがとうございます。書く方を誤ってしまっていましたが、電池は4つ使っております。やはりDC-DCコンバータを使う方が安定するようですね。ご説明頂きありがとうございました。

回答No.2

AC120V

その回路、+15V と -15V の 2 電源で動作するんじゃないですか？
その場合、006P の電池は 4 ヶ必要ですよ。
たぶん、15V の単電源を +15V -15V 間に接続し動作させて
電池の - 側と out 端子で電圧測定してるんじゃないですか？

お礼

006Pの電池は4個使ってます。+18V、-18Vからそれぞれ+15V,-15Vにしております。説明不足ですいません

回答No.1

picpom

たぶん、電池とレギュレータのアイソレーションが取れていないのでは？
DC/DCコンバーターを使った方が早道です。

お礼

アイソレーションが取れてないですか。なるほど。ではDC/DCコンバータを利用してみます。