トランジスタ式マルチバイブレータ・ＬＥＤ点滅回路の改良

[やねのすずめ]

トランジスタ式マルチバイブレータ・ＬＥＤ点滅回路の改良

図１が基本的な回路です。
むかし電子工作をしたことのある方は、一度は作ってみたのではないでしょうか。

　　＋―――――――●―――●―――――――●――（＋）
　　│　　　　　　　│　　　│　　　　　　　│
　　そ　Ｒ１　　Ｒ　そ　　　そ　Ｒ’　　　　そ　Ｒ２
　　そ　　　　　　　そ　　　そ　　　　　　　そ
　　そ　　　　　　　そ　　　そ　　　　　　　そ
　　│　　　　　　　│　　　│　　　　　　　│
　―――　ＬＥＤ１　│　　　│　　　　　　―――　ＬＥＤ２
　＼　／　→　　　　│　　　│　　　　　　＼　／　→
　―――　→　　　　│　　　│　　　　　　―――　→
　　│　　　　　Ｃ　│　　　│　Ｃ’　　　　│
　　│　＋｜　｜　　｜　　　｜　　｜　｜＋　│
　　●――│　｜――●　　　●――｜　｜――●
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　　　＼　　　　　　　　×　　　　　　　　／
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　　　　　｜―――――　　　―――――｜
　　　　／｜　　　　　　　　　　　　　｜＼
　　　▲　　　　　　　　　　　　　　　　　▲
　　｜　　　　　　　　　　　　　　　　　　　｜
　　＋―――――――――――――――――――●――（－）

図１　トランジスタ式マルチバイブレータＬＥＤ点滅回路

Ｒ１とＲ２を１本にまとめたのが図２です。
一度に光るのは１個だけなので、ＬＥＤ１とＬＥＤ２の定格が同じなら、
同じ制限抵抗で兼用できます。
これも雑誌で見たことがあります。

　　　　　　　　　　●―――●―――――――●――（＋）
　　　　　　　　　　│　　　│　　　　　　　│
　　　　　　　　Ｒ　そ　　　そ　Ｒ’　　　　そ　Ｒ１
　　　　　　　　　　そ　　　そ　　　　　　　そ
　　　　　　　　　　そ　　　そ　　　　　　　そ
　　　　　　　　　　│　　　│　　　　　　　│
　　＋―――――――⌒―――⌒―――――――●
　　│　　　　　　　│　　　│　　　　　　　│
　―――　ＬＥＤ１　│　　　│　　　　　　―――　ＬＥＤ２
　＼　／　→　　　　│　　　│　　　　　　＼　／　→
　―――　→　　　　│　　　│　　　　　　―――　→
　　│　　　　　Ｃ　│　　　│　Ｃ’　　　　│
　　│　＋｜　｜　　｜　　　｜　　｜　｜＋　│
　　●――│　｜――●　　　●――｜　｜――●
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　　　＼　　　　　　　　×　　　　　　　　／
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　　　▲　　　　　　　　　　　　　　　　　▲
　　｜　　　　　　　　　　　　　　　　　　　｜
　　＋―――――――――――――――――――●――（－）

図２　制限抵抗を１本にした回路

これをもうひとひねりしてみました。

　　　　　　　　　　Ｒ　　　Ｒ’　　　　　　　　Ｒ１

　　＋―――――――●―――●―――――――●―ＷＷＷ―（＋）
　　│　　　　　　　│　　　│　　　　　　　│
　―――　ＬＥＤ１　そ　　　そ　　　　　　―――　ＬＥＤ２
　＼　／　→　　　　そ　　　そ　　　　　　＼　／　→
　―――　→　　　　そ　　　そ　　　　　　―――　→
　　│　　　　　Ｃ　│　　　│　Ｃ’　　　　│
　　│　＋｜　｜　　｜　　　｜　　｜　｜＋　│
　　●――│　｜――●　　　●――｜　｜――●
　　｜　　│　｜　　　＼　／　　　｜　｜　　｜
　　　＼　　　　　　　　×　　　　　　　　／
　　　　＼｜　　　　　／　＼　　　　　｜／
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　　　　／｜　　　　　　　　　　　　　｜＼
　　　▲　　　　　　　　　　　　　　　　　▲
　　｜　　　　　　　　　　　　　　　　　　　｜
　　＋―――――――――――――――――――●――（－）

図３　改良した回路

実験してみましたら、
図２の回路より図３の回路のほうが発振周期が遅いことがわかりました。
同じ発振周期なら図３のほうがＣ×Ｒの積（時定数）が小さくてすむことになります。

コンデンサ（Ｃ）は値が大きくなるほど価格も高くなり、
サイズも大きくなりますから、小さなＣですむのは有利です。

また、Ｒ１で電圧が下がりますから、その分Ｃの耐圧が低くてすむかもしれません。
この点はよく分からないので自信がありませんが。

周期が遅くなるのは、ＲやＲ’の両端電圧が低くなるため、
流れる電流が少なくなり、コンデンサの充電に時間がかかるためと思われます。


■　その他の方法

Ｃの容量を小さくするには、
ＬＥＤに高輝度品を使って順電流を小さくするほうが効果的です。

コレクタ電流を小さくできれば、ベース電流も小さくでき、
バイアス抵抗Ｒに高い値が使えるので、同じＣＲ時定数ならば小さなＣですみます。

古いタイプを１０ｍＡで点灯するよりも、高輝度ＬＥＤを１ｍＡで点灯したほうが
明るかったりしますから、技術の進歩には驚かされます。


■　回路定数の一例

簡単のため、Ｒ＝Ｒ’、Ｃ＝Ｃ’としています。値はおおよそです。

◆ＬＥＤ在来品
接続　電源電圧　　Ｒ１　　　Ｒ　　　Ｃ　　　　周波数または周期　Ｒ１電流
図２　５．４４Ｖ　３３０Ω　２０ｋ　１００μ　　約５Ｈｚ　　　　１０．０ｍＡ
図２　２．６７Ｖ　３３０Ω　２０ｋ　１００μ　約１０Ｈｚ　　　　　２．２ｍＡ

図３　５．４５Ｖ　３３０Ω　２０ｋ　１００μ　　約０．４７秒　　　９．９ｍＡ
図３　２．６９Ｖ　３３０Ω　２０ｋ　１００μ　　約５Ｈｚ　　　　　２．２ｍＡ

◆ＬＥＤ高輝度品
接続　電源電圧　　Ｒ１　　　Ｒ　　　Ｃ　　　　周波数または周期　Ｒ１電流
図２　５．４９Ｖ　２ｋΩ　　１ＭΩ　１０μ　　（速い）　　　　　　１．８ｍＡ
図２　２．６８Ｖ　２ｋΩ　　１ＭΩ　１０μ　　　約０．６秒　　　　０．４３ｍＡ

図３　５．５４Ｖ　２ｋΩ　　１ＭΩ　１０μ　　　約０．３５秒　　　１．１ｍＡ
図３　２．６８Ｖ　２ｋΩ　　１ＭΩ　１０μ　　　約０．９秒　　　　０．４１ｍＡ


■　まとめ

こんな簡単な回路にまだ改良の余地があったとは驚きでした。

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