締切済み

Arduinoで電圧の切り替え

2019/10/29 15:45

Arduinoを使って5V,12V,14Vの電圧を切り替える回路を考えています添付図SW1、SW2をArduinoからオン・オフして、それぞれ12V,14Vを切り替えようと思っています。74595からはショットキーバリアダイオードを介し5Vを出力しますここで、12V,14Vを出力した場合、Q3,Q6のコレクタに12Vや14Vの電圧が印加されてしまうと思うのですが、これはトランジスタが損傷するなど問題があるのでしょうか？ダイオードを入れたり、回路の見直しをした方がいいのでしょうか？

fkjtek
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電気・電子工学
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久保泰臣（@omi3_）
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2019/10/31 02:52 回答No.4

一番の問題、SW1, SW2：ONの時、 14Vから12Vへ電流がながれ　最悪 12Vが≒13.6Vになってしまいます。二番の問題、SW1：OFF SW2：ONの時、　R7 10kΩに ≒-1.3Vの電圧が印加され　Q3のコレクタ→ベースに 0.13mAの電流が流れ、　hFEが60だとすると 14V→12Vに7.8mA流れます。　私だったら、R7の抵抗を外します。　　ただし、温風で60度に上昇させ　　　SW1：OFF Q4の漏れ電流が微少である事、　　　74595が停止していれば、0Vになる事、を確認します。ショットキーで保護するのでなく　面倒なFETを使ってもフェールセーフである設計が　省電力時代に適していると思います。

質問者

お礼 2019/10/31 15:31

ご返信ありがとうございますトランジスタを使うことに縛りを入れているわけではなく、fetやicを使って作れるのならば、より良い方を採用しようと思っています SW1,SW2同時ONについては、回路図2のように74HC138や139で対処しようと思っています https://fkjp.github.io/circuits/20191030.jpg MOSFETを使う場合は、PNPトランジスタをPch MOSFETに置き換えるだけでいいのでしょうか？ https://fkjp.github.io/circuits/20191031.jpg https://fkjp.github.io/circuits/20191031.jpg

cwdecoder
ベストアンサー率20% (200/997)

2019/10/29 22:27 回答No.3

＞SW2をオン、SW1をオフの時、Q3のトランジスタは支障ないという認識でよろしいでしょうか？回路シミュレーションでは問題ありません。設計の作法としては分かりません。もっとスマートな方法があるような気がします。

質問者

お礼 2019/10/30 08:09

シミュレーションまでしていただきありがとうございましたこちらでもシミュレーションで試してみましたが、腑に落ちず質問させていただいた次第ですやはりQ3,Q6のコレクタにもダイオードを入れ設計しようと思っています他の方法でスマートにできそうですが、不勉強でありましてこのような形に収まっております今回は大変ありがとうございました

kuro804
ベストアンサー率29% (523/1762)

2019/10/29 21:19 回答No.2

こんばんはダメでしょう。１４V側をオンにすると、たとえ１２V側がオフだとしても１２V側へ１４Vから電流が流れ込みます。トランジスターはコレクターとエミッターとは相似であり、例えPNPタイプであってもコレクター側がエミッター側より電圧が高く、かつベースがコレクター電圧より低ければ、コレクターがエミッターと同等の動作をして電流が逆流します。よって、やはりダイオードは２個追加が必要です。補足ですが、通常はソフトで適正に制御されれば問題ない動作であっても、ハード的にソフトの誤動作時を考えてハード側で万が一の問題には対処します。今回の例では、ソフトの電源立ち上がり、立ち下がり時のリセット時間に出力ポートの作動が明確に処理されなければ、電源同士の衝突があり、トランジスターの破損があり得ます。

質問者

お礼 2019/10/30 09:06

ダイオードを追加する設計にすることにしました通電時の初期状態を考慮すれば、ハードでも対応すべきですね最初に思いついたのは、手持ちの部品を使い74HC138でデコードする方法でした https://fkjp.github.io/circuits/20191030.jpg これでうまくいくかわかりませんが、実験しながら設計を進めたいと思います今回は誠にありがとうございました