電子工作について質問――負荷デバイスに応じて消費電力を変える電源、作れませんか?


用語などが変かもしれず、失礼します。

LEDやファンなど、負荷となるデバイスが要求する電力に応じて、
消費電力を変える(電力を捨ててしまうのではない)電源を作りたいです。

目的は、省電力化です。

どのようにすればよろしいのでしょうか?

回答の条件
  • 1人2回まで
  • 13歳以上
  • 登録:2011/02/25 20:36:14
  • 終了:2011/03/04 20:40:03

回答(7件)

id:ykanzaki No.1

ykanzaki回答回数267ベストアンサー獲得回数82011/02/25 21:02:30

ポイント10pt

そのような目的には通常PWMと呼ばれる方法で電力を供給します。

最近の省エネの機器はたいていこの方法が利用されています。

次のページに いろんな場合の例があります。

初心者であれば、Arduinoと呼ばれるマイコンの出力で制御する方法が

分かり易いと思います。




http://www.eleki-jack.com/index.html

id:ElectronicCraft

キーワード、ありがとうございます。

が、リンクが適当すぎます。

2011/02/26 03:46:19
id:Galapagos No.2

Galapagos回答回数963ベストアンサー獲得回数892011/02/25 21:34:56

ポイント10pt

電源は、実際に使った電力しか流しませんから、電力を捨ててしまうということはありません。


質問で「負荷デバイス」と仰っているものが、自身へ流れる電圧を制御することで省電力化することは考えられます。パソコンでは、CPUやGPUの電源回路がそうなっています。

一般的には、LM317などの可変型3端子レギュレータを使って実現します。

id:ElectronicCraft

ありがとうございます!

しかし、ACアダプタが熱を持ちますよね?あれは電力を捨てているのだと思いますが。

2011/02/26 03:48:25
id:yoneto164 No.3

ヨネちゃん回答回数809ベストアンサー獲得回数942011/02/25 22:29:14

ポイント19pt

スイッチング方式のDC-DCコンバータをお勧めします。

http://akizukidenshi.com/catalog/g/gK-02190

最大で95%程度の効率です。

スイッチング方式の場合、

余分な電圧を熱に変えるという発想ではないので効率が良いです。


必要になる最大の電圧+4V以上の電源を別途ご用意ください。

id:ElectronicCraft

DCでも、LEDを使えるのでしょうか?

2011/02/26 03:49:53
id:garyo No.4

garyo回答回数1782ベストアンサー獲得回数962011/02/25 23:32:35

ポイント18pt

>LEDやファンなど、負荷となるデバイスが要求する電力に応じて、

>消費電力を変える(電力を捨ててしまうのではない)電源を作りたいです。

この場合の消費電力とは「電源の消費電力」ではなくて「デバイスの消費電力」という意味で宜しいでしょうか。


LEDの場合、点灯には一定の順方向低下電圧が必要なため、PWM(パルス幅変調 Pulse Width Modulation、PWM)が使われます。

http://zone.ni.com/cms/images/devzone/tut/a/dadc74b4230.jpg

LEDのチラつきを感じない程度の周期で、ON/OFFを繰り返し、ONとOFFの比を変えることで、明るさ(LEDの消費する電力)を制御します。


通常のマイコンであればタイマーにPWMモードがあると思います。無くてもタイマー機能があれば簡単に作れます。


マイコンを使用せず、ボリュームなどで制御したい場合はタイマーICのNE555というICを使用すれば可能です。

http://www.geocities.co.jp/Technopolis/5348/00-10pwne.html

上記は1例ですが、「555 PWM」でgoogle検索すれば色々でてくると思います。

http://www.google.co.jp/search?hl=ja&q=555+pwm&aq=f&aqi=g2g-m1&a...



NE555自体はICを扱っている電気屋または秋月電子などの通販で入手できます。

http://akizukidenshi.com/catalog/g/gI-01496/


ファンのようなモーターの負荷を変える場合は、モータードライバICを使ってPWM制御を行うと良いと思います。

http://www9.plala.or.jp/fsson/NewHP_elc/H8/H8_53mterDrv.html

id:ElectronicCraft

>この場合の消費電力とは「電源の消費電力」ではなくて「デバイスの消費電力」という意味で宜しいでしょうか。

いいえ、電源の、です。LEDなどをいくつつないだ場合でも、最大限省電力な状態にしたいのです。

2011/02/26 03:51:55
id:ykondo813 No.5

ykondo回答回数4ベストアンサー獲得回数02011/02/25 23:48:43

ポイント18pt

「負荷が要求する」を満たしているかどうか分かりませんが、降圧コンバータは如何でしょうか?

以下に説明があります。

http://hirachi.cocolog-nifty.com/kh/files/20060918-1A.pdf

DUTYで負荷にかける電圧を可変で制御できます。

抵抗などを使わずに所定の電圧を得ることができるので、省電力という点で満足しているかと思います。

id:ElectronicCraft

ありがとうございます。検討させていただきます。

2011/02/26 03:55:40
id:taroe No.6

taroe回答回数1099ベストアンサー獲得回数1322011/02/26 05:41:51

ポイント18pt

ACアダプターでしたら、スイッチング形式を選択することです。

スイッチング形式のAcアダプターは、80%程度の効率を出せる物が存在します。

このあたりが大体限界ですので、20%は捨てるしかありません。

消費電力のよりますが、充電と併用するのが良いと思います。

ためた電気で駆動してる場合はAC電源の電源を大元からカットします。

http://www.sony.co.jp/SonyInfo/News/Press_Archive/200104/01-021/

id:ElectronicCraft

なるほど。ありがとうございます。

ただ、疑念があります。

1) 充電を併用すると、ハードが高価にならないか?

2) システムのシンプリシティと、充電併用のメリットとをてんびんにかけた場合、どちらが重いか?

ですね。

2011/02/26 06:02:57
id:syntaxerror No.7

syntaxerror回答回数354ベストアンサー獲得回数562011/02/26 07:06:19

ポイント27pt

これまでの回答に対する返事から判断すると、電源自体の消費する電力を減らしたいということですね。

この場合キーワードは

になると思います。

技術としてはスイッチング電源を利用し、スイッチングのモードを共振型を使いスイッチング時のロスを減らしたり、スイッチングに同期して動作する擬似ダイオード(SYNCHRONOUS RECTIFIER STSR30など)のデバイス自身の低消費電力化などが挙げられます。

またさらなる効率化をめざす場合はトランスの過度の小型化などを避け、スイッチング周波数、コアの選定、巻き線径や構造などを注意深く吟味する必要があるでしょう。

id:ElectronicCraft

いろいろありがとうございます。参考に致します。

2011/02/26 11:11:08
  • id:yoneto164
    >DCでも、LEDを使えるのでしょうか?
    質問の意図を間違っていたら済みません。
    LEDは通常直流(DC)で駆動します。

    スイッチングタイプのACアダプタですと、それほど熱を持ちません。
  • id:ElectronicCraft
    ありがとうございます。

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