昇降圧チョッパ回路製作，デューティ比，NE555

質問

現在,昇降圧チョッパ回路を製作しようとしています。

デューティ比を変化させて,降圧および昇圧した電圧を取り出したいので,
NE555というタイマーに可変抵抗を取り付けてデューティ比を変えようと考えました。

そしてネットや文献で調べていたところ,
High時間とLow時間の関係から,デューティ比を0.5より大きくできないような感じで困っています。

デューティ比を0.1～0.9くらいまで可変できるようなタイマーや仕組みがあったら教えてください。
また参考になるサイトなどありましたらよろしくお願いします。

回答No.3

tance · ベストアンサー

NE555でデューティを0.1から0.9まで可変したいということですが、
普通の推奨回路ではできません。ただ、少々部品を追加するとできない
ことはありません。

要は、コンデンサへの充電と放電を別々に制御できればよいだけのこと
です。充電と放電は電流の向きが逆なので、ダイオード２つで充電
方向用の抵抗と放電方向用の抵抗を分ければ実現できます。

７番ピンと2,6番ピン間の抵抗を、可変抵抗１個と固定抵抗２本と
ダイオード２個で構成する回路に置き換えます。

７番ピンから電源までの抵抗は許される限り低い値にします。そして、
７番ピンに可変抵抗のスライダをつなぎます。可変抵抗の両端は
それぞれ固定抵抗（２個）をつなぎ、その先にダイオードをつなぎます。
ダイオードはそれぞれ逆向きになるようにします。ダイオードの先は
一緒にして2,6番ピンにつなぎます。

ダイオードの向きにより放電時だけ使われる抵抗（固定＋可変分）と
充電時だけ使われる抵抗（もう一方の固定＋可変の残り）とが独立に
可変できます。

固定抵抗は、可変抵抗を端まで回しきったときに０Ωにならないように
入れるものです。そして、これらの抵抗の値は、７番ピンからVccへの
抵抗値よりずっと大きい値を使います。これは充電時はこの抵抗も
充電抵抗の一部になるが、放電時は無関係となるため、ここに大きな
値を使うとアンバランスが目立つからです。数10:1くらいにしてくだ
さい。

文章だけでお解りになりますか？

お礼

今，ピンときて，納得しました！
ダイオードの向きで充電と放電時の経路が、、、そうか。

これで先に進めそうです。
ありがとうございました！

補足

回答どうもありがとうございました。
実は初めに，以下のような基本回路を参考にしました。

http://www.cypress.ne.jp/f-morita/parts/ic/555_free.html

そして，これではデューティ比を変えられないようなので，
次のボリュームを入れた回路を参考にしました。

http://www.cypress.ne.jp/f-morita/parts/ic/555_free2.html

この後者のやり方が，おっしゃられているような回路でしょうか。
しかし，自分が勘違いしているのか，HとL期間の算出の仕方がマズイのか，デューティ比が０．５以上にならなそうなんです。

タイマー動作期間：tH=0.693*(r1+r2)*ct
タイマー停止期間：tL=0.693*r2*ct
ということですが，例えばr1=10k(固定抵抗)，r2=10k(固定抵抗)+1M(可変抵抗)，c=1μ
として計算しても，
tH=0.0707，tL=0.0700
になり，デューティ比は約0.5ということでしょうか。

たぶんここらへんで勘違いしてるのだと思うんですが，
ダイオードと可変抵抗を追加したときに，どのようにH，L期間を算出すればいいのか教えてください。

回答No.2

xs200

デューティー比を変えるのにはいくつか方法があります。
簡単なのは6ピンと7ピンの間に抵抗と並列にダイオードを入れてしまうことです。これでチャージの時間が減らせますからデューティ比を0.5より小さくでき0.1から0.9なら可能です。

補足

回答ありがとうございました。

ANo.3の方がより詳しい回答というようにとらえて大丈夫でしょうか。
たぶん，H，L期間の算出の仕方が基本回路と違うのかと思うのですが，
もう少し考えてみます。

回答No.1

anachrockt

NE555単体では難しいと思います．
2個乃至NE556を使ってできるかどうか？
簡単にデューティ比を0.1～0.9くらいまで可変するには，専用ICがエエでしょう．
これのエラーアンプにフィードバックしてゲインを落として使ったらどうでしょうか？
http://focus.tij.co.jp/jp/lit/ds/symlink/tl494.pdf
日本製の同等品もあります．
http://www.necel.com/nesdis/image/G12649JJ5V0DS00.pdf

ところで，昇降圧チョッパ回路ってどんなんでしょうか？
これの「Figure 12. Voltage Inverting Converter」ですか？
http://www.onsemi.com/pub_link/Collateral/MC34063A-D.PDF
それともこちらですか？
http://www.onsemi.com/pub_link/Collateral/AN954-D.PDF
降圧＋昇圧だと，NE555ではドライブ回路が難しいと思います．
MC34063(A)は，100円ショップの充電器に使われているそうですが，エラーアンプが無くていきなりコンパレータですから，手動でデューティ比を可変するのは難しいです．

補足

昇降圧チョッパは前者の回路図が近いです。
NE555だとそのままでは使えないというのはすぐに直面したのですが，
どうも可変抵抗の入れ方がわからず困っていました。

専用のICがあるそうなので頑張って探しています。
使用法もデータシートを見ながら勉強しています。

回答ありがとうございました。