電子回路―負の電源の作り方

質問

7.4Vの一つのバッテリを用いて、+3.3Vと0Vと-3.3Vの電位を作り出すことは可能でしょうか？

今わかっている知識としては、
(1)単に7.4Vから3.3Vを作り出すのは３端子レギュレータなどでできるということ。
(2)バッテリが二つあれば、直列につないだそれらの間をGNDとし、直列のプラス端側が正電位、マイナス端側が負電位、となって、上記の目的（３つの電位を作り出すこと）は可能であるということ。

どなたかご回答願いますm(_ _)m

回答No.2

inara1 · ベストアンサー

回路図をここ（http://upp.dip.jp/01/img/4212.jpg）に upload しておきます。この回路は動作確認済みです。
主な使用部品は低ドロップ可変電圧３端子レギュレータ PQ20RX11 [1]、汎用OPアンプ LM358N [2]、小信号用トランジスタ2SC1815・2SC1015 [3], [4] で、いずれも秋月電商（http://akizukidenshi.com/）で入手できます。

調整方法は回路図に書いてありますが、２箇所の可変抵抗で 6.6V と 3.3V の電圧を調整するだけです。精度の高い電圧（3.300Vなど）が必要なければ、可変抵抗はをなくしてショートしてもいいです（その場合の出力電圧は±0.1Ｖ程度ズレます）。

この回路の最大出力電流はおよそ150mA です（それより大きな電流を流すと出力電圧が低下する）。しかし、連続通電での最大電流は 100mA 程度までです（トランジスタの許容損失による制約）。

100mAを越える電流で常時動作させる場合には、トランジスタをたとえば 2SA1358 と 2SC3421の組み合わせ [7], [8] に変更し、R7 と R7 を 330Ωに変更すれば、最大連続電流は500mA 程度は取れます。その場合、トランジスタのコレクタ損失（発熱量）が 0.5A×3,3V =1.65W にもなるのでトランジスタには放熱器を取り付けてください。出力電流が大きいと３端子レギュレータの発熱も大きくなりますが、500mAの出力電流のときの発熱量は 0.5×0.7V = 0.35W なので、３端子レギュレータの放熱器は特に必要ありません。

以下の資料に部品の価格とデータなどを載せておきます。可変抵抗は多回転型 [5] である必要はありません。安いもの [6] でも構いません。

[1]　PQ20RX11（低ドロップ可変電圧レギュレータ）
　　　　　データシート　http://www.sharp.co.jp/products/device/lineup/data/pdf/datasheet/pq20rx05_j.pdf
　　　　　価格（4個で100円）　http://akizukidenshi.com/catalog/items2.php?q=%22I-01178%22&s=popularity&p=1&r=1&page=0&cl=1
[2]　LM358N（２回路入りOPアンプ）
　　　　　データシート　http://www.national.com/JPN/ds/LM/LM358.pdf
　　　　　価格（5個で100円）　http://akizukidenshi.com/catalog/items2.php?q=%22I-01012%22&s=popularity&p=1&r=1&page=0&cl=1
[3]　2SC1815価格（20個で100円）　http://akizukidenshi.com/catalog/items2.php?q=%22I-00881%22&s=popularity&p=1&r=1&page=0&cl=1
[4]　2SA1015価格（20個で100円）　http://akizukidenshi.com/catalog/items2.php?q=%22I-00882%22&s=popularity&p=1&r=1&page=0&cl=1
[5]　多回転型可変抵抗（外観・価格）
　　　　　100Ω　http://akizukidenshi.com/catalog/items2.php?q=%22P-00971%22&s=score&p=1&r=1&page=
　　　　　1kΩ　http://akizukidenshi.com/catalog/items2.php?q=%22P-00973%22&s=score&p=1&r=1&page=
[6]　１回転型可変抵抗（千石電商）
　　　　　外観　http://www.sengoku.co.jp/modules/sgk_cart/image.php
　　　　　価格　http://www.sengoku.co.jp/modules/sgk_cart/search.php?toku=%C4%F1%B9%B3%C8%BE%B8%C7%C4%EA&cond8=or&dai=&chu=&syo=&k3=0&pflg=n&list=3
[7]　2SA1358（千石電商）　50円　http://www.sengoku.co.jp/modules/sgk_cart/search.php?toku=%C8%BE%C6%B3%C2%CETr&cond8=or&dai=A&chu=&syo=&k3=0&pflg=n&list=2
　　　　　　　　　　　　　　　　　データシート　http://www.semicon.toshiba.co.jp/docs/datasheet/ja/Transistor/2SA1358_ja_datasheet_061107.pdf
[8]　2SC3421（千石電商）　50円　　http://www.sengoku.co.jp/modules/sgk_cart/search.php?toku=%C8%BE%C6%B3%C2%CETr&cond8=or&dai=C&chu=&syo=&k3=0&pflg=n&list=2
　　　　　　　　　　　　　　　　　データシート　http://www.semicon.toshiba.co.jp/docs/datasheet/ja/Transistor/2SC3421_ja_datasheet_061107.pdf

お礼

むちゃくちゃご丁寧な説明本当にありがとうございます。

わかりすぎるほどよくわかりました！やってみようと思います！

わざわざ図もご自分で書いてくださったんですか？頭がさがります。

本当にありがとうございました！

回答No.1

inara1

＞7.4Vの一つのバッテリを用いて、+3.3Vと0Vと-3.3Vの電位を作り出すことは可能でしょうか
可能です。
出力電圧の -3.3V はバッテリーのGND(-)と同じ（つながっている）、出力電圧の0Vは、バッテリーのGNDより 3.3V高い電圧になりますが不都合はないでしょうか。

それと、+3.3Vと-3.3Vにつながる負荷の電流はどれくらい必要でしょうか。100mA程度なら、３端子レギュレータ（低ドロップ・可変電圧型）１個と汎用OPアンプ（LM358）１個と、安いトランジスタ２個（2SA1015、2SC1815）でできます。

ここには回路図を描けないので回路図だけで作れますか？部品は秋月電商で扱っているものだけでできますが入手可能でしょうか？