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designideas
2005年4月号
ソフトウエア制御ができる高精度な定電流源

Joe Neubauer 米Maxim Integrated Products社
 安価な部品をいくつか追加するだけで、昔ながらのハード結線式電圧制御電流源を、ソフトウエアで制御可能な電流源に変えることができる(図1)。デジタル・ポテンショメータIC1は高精度オペアンプIC2に接続されて、パストランジスタ(P)を流れる電流ISETの値を決める。並列型レギュレータIC3は一定の基準電圧をデジタル・ポテンショメータに供給する。パストランジスタは線形領域で動作させて、負荷電流の制御をゲート電圧に従って行えるようにしている。デジタル・ポテンショメータのステップ設定により、オペアンプの正相入力VIN+を変えることができる。このようにして、VIN+は基準電圧に従って変化し、電源電圧が変化しても安定に保たれる。
  VIN+=(VREF×RTOTAL(DP)/(ステップのトータル数))/RTOTAL(DP)
 今日入手可能なデジタル・ポテンショメータの制御インターフェースには、ハード結線式に加えて、
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1線〜3線式がある。例えば、図1のIC1は3線SPIインターフェースで、50kΩを256段階に設定できる。従って、デジタル・ポテンショメータ1ステップのVIN+の変化は、VREF=3Vとして、次式で与えられる。
 VIN+=3V(50kΩ/256)/50kΩ=11.72mV
 オペアンプIC2はパストランジスタを流れる電流を制御し、デジタル・ポテンショメータは抵抗RSENSEを流れる電流を設定する。RSENSEにかかる電圧によって、パストランジスタを流れる電流ISETが決まる。つまり、ISET=(VCC−VIN+)/RSENSEとなる。
 この回路は、外付け部品RSENSEとパストランジスタがその消費電力(P=IV)に耐えられる限り、任意の電流レベルを供給できる。デジタル・ポテンショメータでは、抵抗比設定値の温度係数が標準5ppm/℃と良好なため、電流源の精度と安定性はIC3とRSENSEの組み合わせの精度と安定性に依存する。

「design ideas」への寄稿のお願い
米国EDN誌の日本語版「EDN Japan」は、米EDN誌と同様に「電子技術者の仕事に役立つ」誌面作りをモットーに掲げ、米EDN誌で注目を集めた記事の翻訳のほか、日本国内で独自に取材し執筆した記事を掲載して行く予定です。
弊誌「EDN Japan」では、「design ideas」と呼ぶ1ページ前後のコラムを毎号6ページ〜8ページ掲載しています。これは、米EDN誌の「名物コラム」で、電子回路設計などの現場で働く電子技術者の皆様からのご寄稿により成り立っています。そこで半導体メーカーや電子機器メーカーの電子技術者のほか、大学などの研究者、一般の方(コンサルタント業務に携わる方など)の皆様からの「design ideas」へのご寄稿を募集します。
【記事内容】
電気/電子回路の新たな提案とその説明。
半導体製品に組み込まれた新たな回路の紹介。
半導体/電子部品の面白い使い方。
半導体/電子回路の性能を引き出す、あるいは部品の弱点を補う回路の提案。など。
上記以外のテーマについては、別途ご相談ください。
【原稿の長さ】
原則として1〜2ページ。文字数は約1000〜1500、図版は1〜3点程度です。
【原稿料】
採用原稿に対して、400字当たり3000円(税込み)。
【注意点など】
未発表のものに限定します。
ご寄稿いただいた原稿は、EDN Japan誌で選考させていただき、採用/不採用を決めさせていただきます。
掲載した原稿の著作権はEDN Japan誌に帰属します。
ご寄稿いただいた原稿は、EDN Japan誌のほか、米国EDN誌やEDN Asia誌、EDN China誌、EDN Europe誌に掲載される可能性があります。
原稿のご寄稿ほか、ご質問・ご要望などは こちらまで。
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