電気回路についての質問です。

質問

電気回路についての質問です。
http://akizukidenshi.com/catalog/default.aspx
こちらで手に入る部品で、できるだけ安く、エネループ（1本から３本？）なければほかの電池などから、閾値電流25ｍAのLD（定格電流はわかりませんがデータシートを見る限りおそらく50ｍAくらいです）を動作させるため２Vでノイズの少ない回路（三端子レギューレーターなどを使った定電流回路）を作りたいので使う部品と配線を教えていただきたいです。

回答No.8

inara1

うまくいって良かったです。レーザモジュールってこれ（http://akizukidenshi.com/catalog/g/gM-00765/）ですか？これにエネループ3本直列（3.6V）をつなぐだけでレーザポインタとして使えると思いますが。レーザ単体はここ（http://akizukidenshi.com/catalog/g/gI-01330/）のを買ってはどうでしょうか。

補足

レーザーモジュールでは出力が足りなく、ＬＤから光らせることにしたので、まずはそのＬＤでやりました１００円でしたしお試しで買って見ました。そのうちもっと出力の大きいのでやろうと思います。

回答No.7

inara1

この回路は、スイッチを入れてから、レーザに流れる電流が設定電流に落ち着くまでに 0.2秒 くらいかかりますが、もっと早くしたいのなら、C3 の容量を 1μF 程度と小さくしてください（逆に容量を 100μF などと大きくすれば、ゆーっくりと点灯するようになります）。

動作確認はブレッドボード（http://akizukidenshi.com/catalog/g/gP-00285/）でやるといいです（私もよく使ってます）。それで動作することが分かってから、ちゃんとハンダ付けした回路を組むといいと思います。この質問はこのままにしておいて、うまく動作したら教えてください。回答してもうまくいったのかいかなかったのか分からないことが多いので。

お礼

早速ブレッドボードで試作してみました。
ＬＥＤで動作確認をした後ＬＤでやってみたんですがうまくいきました！
ただ、コリメートレンズのために買った秋月のレーザーモジュールが接着剤でくっついていて
分解できずにＬＤの足を折ってしまいました・・・・どこかでコリメートレンズを調達してこなければポインターとして活用できないようです・・・

親切に対応していただきありがとうございました。おかげさまで回路を完成させることができました。これからユニバーサル基盤で作ってみます。

回答No.6

inara1

＞LDに2.5V近くの電圧がかかってしまう
シミュレーションではそうなっていますが、これはレーザの代わりに赤色LEDを使ったからです（このLEDは2.1Vの電圧で20mA流れ、2.5Vで50mA流れる特性）。この回路は R6 の両端の電圧（レーザに流れる電流）が、オペアンプの反転入力端子の電圧と等しくなるように、レーザ（LED）にかかる電圧を自動的に調整してます。したがって、動作電圧が異なっていても、常に一定の電流を流します（周囲温度や電源電圧が変わっても）。動作電圧が 2V のレーザなら、レーザにかかる電圧はちゃんと 2V になります。

＞電源電圧が3.6Vのときにはどのようになるのか
電源電圧が 3.6V でも、もっと高くても、可変抵抗で設定した電流になります（可変抵抗を動かさなければ、レーザを取替えても同じ電流になります。ただし、取替えは１度電源を切ってから行ってください）。電源電圧が 3V のときの電圧や電流値を書いたのは、そのような低い電圧でもちゃんと動作していることを示すためです。電源電圧が高いぶんには問題ありません（部品の耐圧の範囲内なら）。

お礼

非常に親切でわかりやすい説明をありがとうございます。
LDには２V以上の電圧がかかるとすぐ壊れてしまうそうなのでとても心配でした。
自動で電圧まで設定してくれる回路があったなんて・・・
便利な回路を、部品のリストや回路図まであげていただきありがとうございます。非常に助かりました。
部品を注文して作ろうと思います。本当にありがとうございました。

回答No.5

inara1

ANo.3です。
添付図は、LMC662を使い、電源電圧が3Vのときの各部の電圧と電流の回路シミュレーション結果を書き込んだものです。三端子レギュレータのドロップアウト電圧は最大 0.28V なので、入力電圧（電源電圧）が 2.08V 以上あれば 1.8Vの出力が±1%の誤差で得られます。トランジスタはエミッタ接地で動作させ、電流検出抵抗も極力小さくしているので、電源電圧が 3V と低くても、レーザに印加される電圧は2.4V程度確保できます。駆動回路は実物では動作確認していませんが（全ての部品が手元にないので）、回路シミュレータを使って、電源電圧を入れたときの過渡応答や定常状態での動作は見ています。

駆動電流を絞るには、トランジスタのベース電圧を2.4V以上に上げる必要がありますが、電源電圧が 3V のとき、LM358の出力電圧はそこまで大きくならないことに気づきました（LM358は使用しないでください）。この回答の添付回路では R3 （150kΩ）を新たに追加しました。これは可変抵抗の可動部に接触不良があったとき、オペアンプの入力端子がオープンにならないようにするためのものです。添付図の過渡応答波形はシミュレーション結果ですが、三端子レギュレータのモデルを持っていないので、その部分は理想電圧源に置き換えて、電圧が瞬時に立ち上がるものとしてシミュレーションしました。三端子レギュレータの出力電流は 1mA 未満ですが、その条件で三端子レギュレータが正常動作するか確認していません（データシートには最低負荷電流の記載はなさそうですが）。レーザは壊れやすいので、まず、電圧-電流特性が似ている赤色LEDを使って、電流制御範囲や過渡応答の確認をしたほうがいいと思います。駆動電流は R6（1Ω）の両端の電圧を見れば分かります（50mVなら50mA）。

補足

何回も質問しなおしてごめんなさい・・・
この回路をこのまま使うとLDに2.5V近くの電圧がかかってしまいますよね？
これは抵抗を入れて調整すればいいんでしょうか？
あと電源電圧が3.6Vのときにはどのようになるのか知りたいです。
↑が私の勘違いでこの回路で問題ないようでしたら実際にこの回路を作成し
近い特性のLEDで実験しようと思います。

お手数を掛けてしまい申し訳ありません。よろしくお願いしたします。

回答No.4

shokker02

口はさんですみませんが

＞入力がエネループ３本3.6Vですと、
＞LD動作電圧２V＋
＞オペアンプ動作電圧3V＋
＞三端子レギュレーターが1.8V（出力電圧）＋0.18V
＞になり電圧が足りなくなるような気がするのですがどうですか？

エネループ３本分の電圧 3.6V は 3.6V のままで各部に到達してます、
「足りなくなる」とは意味不明です。
電圧と電流と混同してませんか。

ここまで丁寧に「教えてもらってる」のにくだらないケチ付けるって
どういうつもりですか。

補足

ケチをつけているつもりはありませんが、私の無知のせいで、ほかの方には
初歩的なことかもしれませんがわからないことはきちんと知っておきたいので
質問をしたのです。

回答No.3

inara1

半導体レーザの動作電圧は2V程度（赤色）でしょうか。半導体レーザは過電流に弱いので、オペアンプを使った高精度の定電流回路で駆動する必要があります。秋月で扱っているオペアンプで最低電源電圧が低いのは [1] にあるようなものです。NJM2115は2Vでも動作するのでエネループが2本直列でも動くかもしれません。3本直列にすれば LMC662 や LM358 でも動作します。

添付図に定電流駆動回路を紹介します。可変抵抗（VR）を調整すると、半導体レーザに流れる電流を 20mA から 75mA の範囲で変えることができます（レーザの動作電流はこの範囲にありますね？）。この電流値は1.8Vの三端子レギュレータを使って作っているので、周囲温度が変化しても、電源電圧が変化してもほとんど一定です。コンデンサ C3は、電源を入れた直後にレーザに過度な電流が流れないように、駆動電流を少しずつ大きくしていくためのものです（電源投入後 300msくらいで電流が一定になる）。可変抵抗（VR）の調整は、つまみを絞りきった状態（設定電流が最低の状態）から始めてください。可変抵抗を回しすぎるとレーザが劣化しますので注意してください。

[1]　オペアンプ
　　　　LMC662CN（最低電源電圧3V）　http://akizukidenshi.com/catalog/g/gI-00067/
　　　　LM358N（最低電源電圧3V）　http://akizukidenshi.com/catalog/g/gI-03419/
　　　　NJM2115（最低電源電圧2V）　http://akizukidenshi.com/catalog/g/gI-02488/
[2]　トランジスタ
　　　　2SA1015　http://akizukidenshi.com/catalog/g/gI-00882/
[3]　三端子レギュレータ
　　　　NJM2845DL1-18（1.8V）　http://akizukidenshi.com/catalog/g/gI-02246/
[4]　抵抗
　　　　1Ω（1本）　http://akizukidenshi.com/catalog/g/gR-16010/
　　　　1kΩ（3本）　http://akizukidenshi.com/catalog/g/gR-16102/
　　　　150kΩ（1本）　http://akizukidenshi.com/catalog/g/gR-16154/
　　　　可変抵抗（5kΩ）
　　　　　　　頻繁に調整する場合　http://akizukidenshi.com/catalog/g/gP-00245/
　　　　　　　頻繁に調整しない場合　http://akizukidenshi.com/catalog/g/gP-00974/
[5]　コンデンサ
　　　　0,1μF（2本）http://akizukidenshi.com/catalog/g/gP-02211/
　　　　10μF（2本）　http://akizukidenshi.com/catalog/g/gP-03116/

補足

入力がエネループ３本3.6Vですと、LD動作電圧２V＋オペアンプ動作電圧3V＋三端子レギュレーターが1.8V（出力電圧）＋0.18Vになり電圧が足りなくなるような気がするのですがどうですか？
初歩的な質問ですみません。

回答No.2

shokker02

レーザーダイオードですか？
http://akizukidenshi.com/catalog/g/gI-01330/

定電流回路ですか、OPアンプを使って
電圧降下をフィードバックさせればいいんじゃないですかね。
http://www.google.co.jp/search?hl=ja&q=OP%E3%82%A2%E3%83%B3%E3%83%97+%E5%AE%9A%E9%9B%BB%E6%B5%81%E5%9B%9E%E8%B7%AF&btnG=%E6%A4%9C%E7%B4%A2&lr=&aq=f&aqi=&aql=&oq=&gs_rfai=

補足

レーザーダイオードです。

オペアンプは使ったことがありません、なので自分の目的に合った回路を自分で考案することができないです。回路を設計してくださるとうれしいです。

回答No.1

tatsu01

LDとは何でしょうか？LEDのことですか？

電池でLEDを光らせるのに三端子レギューレーターは必要ありません。
006P（9V）から5Vを取り出して光らせたいというなら話は別ですが
三端子レギュレーター自体の消費電力が無駄です。

LEDを光らせるだけなら抵抗だけで十分です。
抵抗値は参考URLを見てください。
エネループなら5本直列で6Vが得られますが、これくらいが最小です。

参考URL：

http://bake-san.com/led012.htm

補足

LDとはレーザーダイオード（半導体レーザー）のことです。
LEDよりも格段にデリケートですので、今回は自分の知識外のことをしようと思い質問しました。