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555タイマーでリレーを駆動させる際に発生する問題と解決方法
- 現在、555タイマーを用いてリレーを１分間駆動させる際に問題が発生しています。
- リレーの駆動に2SC1815を利用した回路を使用しており、出力の３ピンに100Hzの矩形波が乗ってきてしまい、リレーが正常に駆動しない状態です。
- 解決方法を知りたいので、どなたか教えていただけないでしょうか。
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毎度ＪＯです。 参照ＵＲＬ 抜粋 http://bbradio.hp.infoseek.co.jp/555_02/fig10.gif 質問内容から見える問題点は「電源」です、 >>電源トランス（6V,0.5A）を通した後、3端子レギュレーターで5Vをつくりそのまま利用しています 電源の整流に「ブリッジダイオード」を使用した場合、平滑後の電源電圧は、 ６Ｖを整流・平滑する訳ですが、ここで「ブリッジダイオード」の電圧降下が考慮されていません ６Ｖ－１．２Ｖ（電圧降下分）ｘ√２＝６．７２Ｖとなります、この電圧は「無負荷」の電圧で、 リップルも含有されており、負荷がかかると、さらに低下します。 さらに3端子レギュレーターです、通常の3端子レギュレーターは入力・出力間に２Ｖの電圧差を必要とします、この状態では到底５Ｖは維持できません。 低ドロップアウトタイプを使用すれば０．２Ｖ程度なんですが、これを使用したとて、 平滑後の電圧が低下すれば、５Ｖを維持できません。 電源の平滑コンデンサは「十分に大きな容量」が確保されていますか？？ １０００μＦとか大きな値にしましょう、又 3端子レギュレーターの出力側にも電解コンデンサを挿入してください。 以上の事から、文面から見て取れる問題は「トランスの電圧が低すぎる」につきます。 追記 トランス電圧を上げたとして、リレーの電源を５５５と同じにしないほうが賢明です、 １０Ｖ程度のトランスを使用するなら、平滑後の電圧が１２Ｖ程度となるので、 リレーの電源を、3端子レギュレーターの出力から取らず、１２Ｖのリレーを使用して、 平滑部（１２Ｖ程度）3端子レギュレーターの入力部から取りましょう。 毎度ＪＯです。 >>リレーの駆動を12Vに変更し、3端子レギュレーターの入力部よりとる この変更の理由は、リレーの消費電力です、小型のリレーであれば１Ｗ程度の消費が有ります、 １２Ｖタイプですと８３ｍＡ ５Ｖタイプですと２００ｍＡ 3端子レギュレーターの負荷に２００ｍＡは「重い」ですね、 重いと言う意味は3端子レギュレーターの消費電力です、仮に１２Ｖが入力されていると、 12V-5V X 200mA = 1.4W もの発熱があります、リレーの電源は安定化する必要はありませんし、 電圧に変動（8V～15V)があっても動作できます。 >>リレーの電源を５５５と同じにしないほうがなぜ良いのでしょうか リレーのようなコイル負荷「Ｌ成分」の場合、ＯＮ－ＯＦＦ時にスパイクが発生します、 回路図では「クリップ」の為のダイオードが挿入されていますが、 このような「ノイズ発生源」を、デリケートな制御回路の電源と共有するのは好ましく有りません。 >>５５５よりリレーの電源をとってみたのですが、やはりノイズ（100Hz)がのりました。 リレーを動作させると3端子レギュレーターの出力電圧が５Ｖを維持できていないと思われます。 平滑後の電圧にリップルが含まれており、この時の最低電圧が７Ｖを切っているものと思われます（3端子レギュレーターの入出力電圧差≒２Ｖ）
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>この100Hzはどこから来るものなのか、どうしたら解決できるのか全く分からないでいます。 回答１さんと２さんの投稿からこの１００Ｈｚは電源周波数と推測できます お住まいは５０Ｈｚ地域ですよね（６０Ｈｚ地域だと？？？） ３端子レギュレータの出力電圧をオシロで見れば一発
お礼
ご回答ありがとうございます。 電源周波数は50Hz地域です。 ３端子レギュレータの出力は、555の出力端子（3ピン）がOpenの時は きちんとDC出力されているのですが、出力端子を2SC1815に繋いだ とたんに100Hzの矩形波が現れてしまいます。 他のお二方にもアドバイスを頂いていますので、そちらを試して みたいと思います。 ありがとうございました。
補足
おかげさまで無事解決しました。 ありがとうございました。 リップルとの関連もみられましたので、ご指摘の通り電源周波数が 影響していたみたいです。
電源の状態がわかりませんが、そちらに問題はありませんか 平滑回路でリップルの少ない電源になっていますか？ 三端子レギュレータの入力側に発信止めのコンデンサはありますか？ また、三端子レギュレータの入出力間電圧差が小さい（2V以下）場合 低飽和三端子レギュレータを使用していますか？ その場合、異常発振防止のため、出力側には 大容量のコンデンサが必要ですが、100uF程度は入ってますか？
お礼
ご回答ありがとうございます。 JOさんの所にも記載しましたが、電源トランスを変更して試してみたい と思います。 三端子レギュレータの入出力間電圧の事も知りませんでした。 ありがとうございました。 部品交換、動作確認後に再度報告させていただきます。
補足
おかげさまで無事解決しました。 ありがとうございました。 やはり平滑回路でリップルもあり、これはリレー出力にのっていました。 リレー自体のノイズはJOさんの指摘どおりでした。 低飽和の三端子レギュレータが異常発振する等、とても参考になりました。 ありがとうございました。
お礼
ご回答ありがとうございます。 ・電源トランスの件 トランスの表記には6V、0.5Aと記載されてますが、オシロスコープで トランスの出力を見ると±10Vあったので大丈夫かと勝手に判断して 作っていました。電圧降下等も知りませんでした。 早速トランスを変えて試してみたいと思います。 ・電源の平滑コンデンサの件 こちらはトラ技Spに載っていた、「C=X/(ωR)」という式より 22μFの電解コンデンサを入れていました。 念のため100μFの電解コンデンサを入れてみましたが、こちらは改善 されませんでした。 また3端子レギュレーターの出力側はデータシートにあった0.1μFの コンデンサしか入れてませんでした。 こちらも試してみたいと思います。 いろいろと詳細を教えて頂き、ありがとうございました。 変更後、また報告いたしますのでよろしくお願い致します。 ご回答ありがとうございます。 リレーと三端子レギュレータの件、とても分かりやすい説明と 具体的な解決方法、大変勉強になりました。 おかげさまで回路が無事に動作することができました。 ありがとうございました。
補足
・電源トランスを9V出力に ・平滑コンデンサを1000μに ・リレーの駆動を12Vに変更し、3端子レギュレーターの入力部よりとる 以上、アドバイス頂いた事をすべてやったところ、見事に解決しました。 ありがとうございました。 回答にまた質問して申し訳ないのですが、リレーの電源を５５５と 同じにしないほうがなぜ良いのでしょうか？ 試しに５５５よりリレーの電源をとってみたのですが、やはりノイズ （100Hz)がのりました。 なぜ、この様な事が起こるのでしょうか？ ３端子レギュレーターはこの場合、十分な電圧を得ているとは 思うのですが・・・ 質問ばかりで申し訳ございません。 以上、よろしくお願い致します。