定電圧電源

質問

DC電圧を得るのに3端子レギュレーターとツェナーダイオードを使用する方法があると思うのですが、両者の原理とどういった場合に向いているかを教えていただけないでしょうか？
またツェナーダイオードを使用した場合の回路図を教えていただけたら助かります。

初心者です。よろしくお願いいたします。

回答No.5

noname#230359 · ベストアンサー

温度保証の件ですがどのようなことでも言えることですが極端な精度、安定度を３端子レギュレータに求めることは無理と言うことであって使用目的によると思います。例えば代表的な計測器であるデジボルの基準電圧にに３端子レギュレータを使用することは考えられないでしょう。そのように程度問題だと考えております。例えば６．５桁の精度で読めるデジボル（単純に桁数のみではありません）に使用する温度保証型ツエナーダイオードはビックリするほど値段が高く（要は選別のコストが大部分）また長期精度を保つため安定させるための長時間エージングのコストも膨大なものです。一般に半導体を使用する製品は安定性を求める場合温度を一定にすることがまず考えられその点電流をとることが前提である３端子レギュレータはそれ自身温度が上がりますから精度を３桁とることは難しいと思います。その点ツエナーダイオードはどのような回路構成でもとれますからコストを考えなければ設計技術（部品選択技術を含む）でどうにでもなりますから有利だと思います。

お礼

非常に分かりやすい説明ありがとうございました。今後の回路製作の参考にしたいと思います。

回答No.8

noname#230359

もう既に良い回答が出てるので余計な事かもしれませんが
少し気になったので
> 回路図を見るとスイッチング電源からでた15Vを10Vに降圧しているところで使用しています。
>そのあとはポテンショメーターに接続して電圧を取り出しています。

そのポテンショメータの出力は何でしょうか？
>用途としては定電流電源をコントロールするための入力電圧です。
http://www.kikusui.co.jp/
にあるような電源をポテンショメータで手動調節するだけならば

１５V－[R＝1K]－－＋
　　　　　　　　　　　　｜3
　　　　　　　　　　［VR=2K］2－－－－－＞定電流電源１０V入力
　　　　　　　　　　　　｜1
０V－－ －－－－－＋

実用上はただの抵抗の組み合わせで十分なんすが

補足

市販の定電流電源を動かすためのものではありません。この範囲の電圧を取り出すのに抵抗でdivideというのはあまり見かけないですね。電流が流れてもったいないからとか精度の問題なんですかね。

回答No.7

noname#230359

> 回路図を見るとスイッチング電源からでた15Vを10Vに降圧しているところで使用しています。そのあとはポテンショメーターに接続して電圧を取り出しています。

参考回路があって同じ物、或いは更に精度の高い物を作ろうとしているのでしょうか？

> プロが作るような回路を必要としているわけではないので(お金とスペースをさほど気にしなくて良いので)電気的特性が(電圧の安定性など)優れているものがよいです。

自作で量産するわけでは無いのですね。
電圧の安定性が優れているを数値化出来れば回答も付けやすいかも知れません。

15Vを10Vにダウンさせるだけ（工夫をしない）なら三端子レギュレータが簡単です。
何も考えないでデータシート等にある参考回路通りにコンデンサを入れる。
それだけで安定した電圧を失敗せずに得られます。（精度は？）

補足

お返事ありがとうございました。
補足が足りずに度々申し訳ありません。

参考回路があって同じものを自作で作ろうとしているところです。精度はポテンショメーターで取り出した後の回路の解読が出来ていないので数値化できません。用途としては定電流電源をコントロールするための入力電圧です。

みなさんのコメントから察するにコストの面から現在の回路はツェナーを利用しているようで、自分たちで作るときは三端子レギュレーターでも構わないようです。

回答No.6

noname#230359

三端子レギュレータは損失も比較的少なく、使い易いパッケージICです。反面、容量が小さく、大型の回路では、ツェナーダイオードのような素子で回路を作ることになります。

回答No.4

noname#230359

自分で作った場合、トランジスターのエミッター－コレクタ間の飽和電圧を
小さくすることがなかなか出来ません。
そういう意味では、低飽和の三端子レギュレータの方がいいと思います。
結局、熱が発生して熱くなるだけですから。
また、保護回路など、一寸工夫が必要です。この辺まで勉強する気なら、
トランジスターで組むのもいいでしょう。
どちらにしても、時間をとるか、お金を取るか、はたまた、安全性をとるかなど
じっくり考えても損はありません。
量産をしていると、まずは原価ですが。

回答No.3

noname#230359

もしかしたら温度保証を必要としているのではと考えましたので！
ツエナーダイオードは温度保証タイプがあります。（ツエナーと逆特性をもつダイオードを順方向で接続したもの）
特に精度と安定度を特に必要とした場合温度保証ダイオードとオペアンプ、ポテンショを使って必要な電圧を作っています。

補足

お返事ありがとうございます。
3端子レギュレーターは温度に対してツェナーと比べると安定でないということでしょうか？

回答No.2

noname#230359

>ご指摘されたHPを拝見すると、ツェナーのほうは電流が少ない場合に適用できるとのこと。3端子レギュレーターより優れている点というのはないのでしょうか？

ということですが、ツェナーの方が部品点数が少なく、回路の面積も少なくてすむことがメリットだと思います。（価格も安いのではないでしょうか？）
しかし、使用する電流の変化が大きい場合には電圧が変化することがあると思います。

逆に３端子の場合は定格電流以内であれば電流を気にする必要が無いので使いやすいのではないでしょうか？

つまり、消費電流の変化が少ないのであればツェナーで十分だと思います。

補足

お返事ありがとうございます。
安価ならびに面積を取らないということ以外に3端子レギュレータにまさる長所はないのでしょうか？
プロが作るような回路を必要としているわけではないので(お金とスペースをさほど気にしなくて良いので)電気的特性が(電圧の安定性など)優れているものがよいです。だとすると3端子レギュレーターで構わないということでしょうか？

回答No.1

noname#230359

何のために、「DC電圧を得る」のでしょうか？
それによって方法は色々あります。
電源（AC-DC、DC-DC、昇圧、降圧、デジ／アナ）なのか、基準電圧なのか等々
目的を具体的に教えてください。

3端子レギュレーターとツェナーダイオード
http://www.apony.com/elec/elec4/elec4.html

補足

コメントありがとうございます。
回路図を見るとスイッチング電源からでた15Vを10Vに降圧しているところで使用しています。そのあとはポテンショメーターに接続して電圧を取り出しています。
ご指摘されたHPを拝見すると、ツェナーのほうは電流が少ない場合に適用できるとのこと。3端子レギュレーターより優れている点というのはないのでしょうか？
お返事よろしくお願いいたします。