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遮断機能付きの電源Five7
出力を接地(短絡)しても電源Five7は回路を遮断して保護します。

*  過電流の検出および非反転増幅器の停止

Figure 7
図7

*  説明

遮断機能を有している安定化電源“Five7”の原理を図7に示します。

交流の整流器における脈流電圧、内部抵抗が高い電池など、E3は、変動する電圧です。E2
は、基準電圧です。E1は、ディジタルICの電源です。

2SC1345および2SC789をダーリントン接続してhFEの高いTr3を構成しています。Tr3、IC5
(OP07)、R8、R9は、非反転増幅器を構成しています。R7は0.22Ωであり、R8よりはるかに低
いため、無視できます。この場合、電源出力Eoutは、E2 (R8 + R9)/ R9で算出されます。変動
するE3は、電源出力Eoutに影響しません。すなわち、電源は安定化されています。

PNPトランジスタTr4は、エミッタに関してベース電圧が低すぎるため、オフの状態です。Tr4のコ
レクタ電流が流れないため、R6には電圧が発生しません。したがって、Tr1は、ベース電圧が
ゼロであり、オフの状態です。R2は、ディジタルICのプルアップ抵抗器です。Tr1のコレクタ電流
が流れないため、R2には電圧降下が発生しません。したがって、コレクタ電圧は、ディジタルIC
の電源電圧になります。(コレクタは、ハイの状態です。)

図7において、Sバー(上にバーがついている文字S)は、Sの否定(“not-S”)を意味します。S
バーがハイの状態であるとき、負論理において偽です。Sは、セットを意味します。Tr1がオフの
状態であるとき、セット端子(Sバー)はハイの状態であり、負論理においてセットは偽です。

Five7の初期状態において、QはディジタルICのローにリセットされています。これにより、Tr2は
オフになります。

次に遮断機能を説明します。

Eoutを接地(短絡)したとすれば、R7に過大な電流が流れます。これにより、Tr4がオンになり、
R6(10kΩ)に電圧が発生します。これにより、Tr1はオンになりコレクタ電流が流れるため、R2
(10kΩ)には電圧降下が発生します。かくして、セット端子はローの状態であり、負論理におい
てセットは真です。

セットが真になったときQがハイになるように、フリップフロップが用意されています(図8で説明
します)。Qがハイの状態であるときTr2はオンの状態です。R3に大きな電圧降下が発生して、
Tr3のベース電圧がほとんどゼロになってしまいます。電源出力Eoutは、ほぼゼロです。かくし
て、非反転増幅器は機能しなくなります。

Qがハイの状態であるとき電源出力EoutがほぼゼロになるようにR3を決定します。現在、R3に
は、6.8kΩを使用しています。

E3 > Eoutの条件が成立していればD2は不要ですが、実際は、E3 > Eoutの条件が成立しない
可能性もあります。この場合、D2によって、電流は、Tr3を迂回します。D2はTr3を保護します。

雑音によってTr1がオンになるのをC2は防止します。現在、C2には、332(0.0033μF = 
3300pF)のマイラー・コンデンサを使用しています。

非反転増幅器は、交流信号用ではなく直流用であり、安定化のためにC3を付加しています。
現在、C3には、220μFの電解コンデンサを使用しています。C3が小さすぎますと非反転増幅
器に異常な発振が生じる場合があります。倍電圧整流ユニット付きの電子電圧計によって、容
易に発振を確認できます。

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Five7におけるリセット優先RSフリップフロップ

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