CDSを使った電気回路について

質問

CDSを使った以下の検知回路で、CDSを代替品に交換しました。
その結果、感度が高過ぎて明かりを取り込む窓を半分塞ぐなどしないと使えません。
また、頻繁に素子が壊れる事態になり大変困っています。
そこで、質問です。
(1).どこかに可変抵抗を付けることで、窓を半分塞ぐ事態を回避できないでしょうか？
(2)素子が壊れる原因は何が考えられますか？
(3)回路の簡単な解説をお願いします。

回答No.4

xpopo · ベストアンサー

ご質問の

（１）について

　1.5KE10を除いた回路での回路とシミュレーション結果をこちら（http://yahoo.jp/box/iDlaAR）にアップしました。
　対策としてはトランジスタQ1のエミッタに接続されている抵抗R2の値を51kΩから約半分の27kΩに変更します。シミュレーション結果のグラフは横軸がCDSの抵抗値（グラフでは単位がVになってますがVをΩに読み替えてみてください。）を縦軸にはV(Sense_org)*I(R_CDS)がCDSの消費電力、V(sense_org)がオリジナルのCDSの電圧、V(sense_500k)＠R2=27k　が代替品CDSで抵抗R2を27kΩに変更した時のCDSの電圧、そして－Ic(Q1)がトランジスタQ1のコレクタ電流です。
　シミュレーション結果でV(sense_org)とV(sense_500k)＠R2=27kのカーブが良く揃ってる事がお分かりに成ると思います。

（２）について

　シミュレーション結果のCDSの消費電力　V(Sense_org)*I(R_CDS)　を見てください。最大でも400μWと非常に小さな値です。一般的なCDSの最大許容電力損失は100mW程度ですから、この回路で壊れることは考えられません。
　ただ素子とだけしか書かれてませんので、その他の部品で考えられるのはAD7874です。AD7874の入力の最大許容入力電圧は±10Vです。もし電圧保護素子の1.5KE10が外れてた場合にはシミュレーション結果から10Vを超える電圧がAD7874に加えられてしまいます。その場合にはAD7874が壊れる可能性があります。
　いずれにしても壊れる素子はどの部品なんでしょうか？

（３）について。

　トランジスタQ1と抵抗R3、R4とR2で定電流発生回路を構成してます。15Vの電圧をR3(25kΩ）とR4（100kΩ）で分圧された電圧（約１２V）がQ1のベースに加わってます。Q1のエミッタ－ベース間の電圧降下は約０．６Vなので抵抗R2に加わる電流I_R2は

　I_R2＝（15V－12V-0.6V）／51k＝47uA

と計算されます。この電流はQ1のコレクタ電流にほぼ等しくなります。この47uAの電流がCDSへ流れますのでCDSの端子電圧はこの電流とCDSの抵抗値の掛け算になります。R2を半分の値にすればCDSに流す電流を倍にできるわけです。CDSの抵抗値が同じ明るさで半分になっても電流とCDSの抵抗値の掛け算の値は変わりませんので同じ感度にできるわけです。尚、シミュレーション結果のグラフで－Ic(Q2)で示されているのがR2を27kΩに変更した時の電流です。

お礼

ご回答ありがとうございます。

説明不足で申し訳ありません。
壊れるのはCDSです。
壊れると言うより期待通りの検出が出来なくなるため、CDSを交換することで解決させているようです。
実際に取り外したCDSを調査した事はないとのことで、ご指摘の通り壊れていないかも知れません。

実は仕事に使う機械で相談を受けたのですが、私では理解できなかったので、相談させていただきました。

シュミレーションまでして頂き恐縮です。
また素人にも理解しやすい解説をいただいて、感謝と尊敬の気持ちでいっぱいです。

R2の変更、是非試してみたいと思います。

回答No.5

xpopo

回答NO.4です。

　CDSはバラツキがあると思いますので実際はR2を１０ｋΩと１００ｋΩ程度の半固定抵抗をシリーズ接続したものに変えて調整できるようにした方がよろしいかと思います。

お礼

ご提案ありがとうございます。

そうですね。
窓も全開にできるし、劣化？や個体差の影響を緩和することが出来そうですね。

回答No.3

noname#190115

的外れかもしれませんが、トランジスタ周りの抵抗を
25kΩ　→　2.5kΩ
100kΩ　→　10kΩ
51kΩ　→　5.1kΩ
に変更し、コレクタの近くに47kΩを挿入すれば2N4403は保護出来るかもしれません。

窓を取り除くにはCDSに直列に抵抗を挿入して、抵抗値を調節するだけで大丈夫だと思います。

回答No.2

noname#190115

Dark時のCDSの抵抗が小さいので、1.5KE10のしきい値電圧にまで電圧を上昇させるのに必要以上の遮光を必要としていますね。(代替品は抵抗が小さいので電圧が上がりにくい)

ちなみに壊れるのって2N4403のPNPトランジスタですか？
エミッタ-ベース間電圧の定格が-5.0Vとなっていますので、ここが壊れそうな気がします。

以下、拙いですが回路図に書き込みをさせていただきました。

お礼

ご回答ありがとうございます。

抵抗値は間違いありません。
また説明不足で申し訳ありません。
壊れるのはCDSです。

壊れると言うより期待通りの検出が出来なくなるため、CDSを交換することで解決させているようです。

また丁寧な解説ありがとうございます。
大変見やすく勉強になります。

回答No.1

noname#190115

これって抵抗値はこの値であってます？