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學生專區— ADALM2000實驗：穩定電流源
作者：ADI顧問研究員Doug Mercer 及系統應用工程師Antoniu Miclaus
本文將重點討論使用雙極性結型電晶體(BJT)和NMOS電晶體的穩定電流源。
(看到麵包板,讓小編回到年少時光,電子實習時....) ADI有這學生專區, 是學生的粉絲好好來學喔!
https://www.analog.com/cn/design-center/landing-pages/002/tech-articles-taiwan/studentzone-january-2021.html
#電源設計 #可攜式裝置照明 #LED驅動器 #升壓型穩壓器
【串聯OR並聯驅動 LED？同步升壓型 DC-DC 轉換器皆達陣！】
上一篇介紹過降壓型穩壓器，今天就來了解一下「升壓型」吧！
針對發光二極體 (LED) 定電流產生器所優化的同步升壓型 DC-DC 轉換器，具有精簡、高效率、頻率固定特性，可用於一顆或兩顆鹼性／鎳鉻／鎳氫電池供電環境，好處是可以少量外部元件便能驅動單顆 LED，或是多個紅外線、白光和 RGB (紅、綠、藍) LED。例如，將在 1 MHz 固定切換頻率下操作的純脈寬調變 (PWM) 裝置作為簡單 DC-DC 電流源升壓轉換器，可使用電阻設定需要的電流。
相較於鹼性電池，鎳氫和鎳鉻電池的額定電壓較低，因此提供的最大 LED 電流也較低。與所有 LED 電流驅動器一樣，對最大和最小負載電流也有一些限制；若選擇的 LED 電流強制採用大於裝置最大峰值電流的輸入電流，則 LED 電流將無法穩壓，並且會隨輸入電壓波動。電池還必須能供應轉換器所需要的電流量，將單電池 LED 驅動器作為定電流 LED 驅動器是最簡單的應用之一，其設定方式是修改偵測電阻的值來選擇電流，PWM調光的最大頻率受限於內部軟啟動。
用於「串聯」驅動兩個 LED 時，最大電壓會受限於過電壓保護。使用此保護機制時，可處理兩個低電壓 LED，如：遠端控制紅外線和紅光 LED，但不能處理白光和藍光高電壓 LED。若要利用最大輸出電流，可「並聯」低電流 LED，將轉換器的最大輸出電流除以 LED 電流額定值來決定 LED 的最多並聯數量，此外，每顆並聯的 LED 上需串接一個小阻抗的電阻來平均分配電流，適用於可攜式背光裝置之低功耗表面貼裝元件 (SMD) 電阻，排列成一行供 LCD 照明。
這種低成本、元件少的方法取代了對高電壓、定電流升壓轉換器之需求，後者可能需要大電感，並且會佔用較大的 PCB 空間。嵌入式系統 RGB LED 由三個 LED 組成，其共用一個陰極或陽極，可同時驅動或一次驅動一個以發出可見光譜的任何顏色。LED 的每種顏色都有一個不同的順向壓降，因此需要一個電流源來獨立驅動每個 LED。「多功能同步升壓型 DC-DC 轉換器」可作為高功耗 RGB LED 的電流源、也可作為微控制器 (MCU) 的電壓源，只要一顆 AA 電池即可供電。
延伸閱讀：
《適用於低壓啟動用途的 LED 升壓驅動器》
http://compotechasia.com/a/tech_applicati…/…/0328/41446.html
(點擊內文標題即可閱讀全文)
#微芯科技Microchip #MCP1643
新品報到: ADI自動校準電能計量IC簡化嵌入式電力量測
Analog Devices, Inc. (ADI)推出一款可在單相電力量測應用中自動校準的電能計量IC。新型ADE9153A採用mSure®技術，可自動校準計量系統，大幅降低校準所需時間、人力和設備成本。ADE9153A是目前市面上唯一具有自動校準功能的電能計量IC，其使智慧照明、資料中心、電動汽車充電以及工業應用的設計人員能在產品中輕鬆整合計費級的精準電能計量功能。以傳統的電能計量IC進行校準需使用昂貴的外部參考電壓源和電流源，而ADE9153A採用mSure技術，以基於計量系統電能計量訊號路徑的直接測量來校準系統。若在產品的工程設計中使用ADE9153A，則可在生產過程中自動校準，無需在生產車間構建、維護和部署精密的校準架。
ADE9153A支援有功電能標準，包括IEC 62053-21、IEC 62053-22、EN50470-3、 OIML R46和ANSI C12.20。同時也支援無功電能標準IEC 62053-23和IEC 62053-24。ADE9153A具有電能品質測量功能，例如過零檢測、線路週期計算、角度測量、突降和突升、峰值和過電流檢測以及功率因數量測。
ADE9153A產品特點：
• 基於計量訊號路徑的直接量測實現快速自動校準
• 無需外部參考電流和電壓源
• 支援0.5級和1級電能計量精度
• 3個SNR為88 dB的高性能ADC，以及一個高增益電流通道
• 高階計量特性：Watt、VAR、VA、Zx、突降、突升、峰值、過電流等
https://goo.gl/64Y4cY
電池・電気分解のポイントを全てまとめていくよ！
⏱タイムコード⏱
00:00 ❶金属のイオン化傾向
✅「金属のイオン化傾向」は「リッチに貸そうかな、まああてにすんなひどすぎる借金」
✅左に行けば行くほどイオンになりやすく、右に行けば行くほどイオンになりにくい。
－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－
03:46 ❷ダニエル型電池
✅酸化還元反応でやり取りする電子のエネルギーを取り出そうとして作られたのが電池。
✅亜鉛と銅イオンの酸化還元をメインの反応として
亜鉛を片方の電極に、銅イオンをもう片方の溶液に配置した電池をダニエル電池という。
✅１番大事な反応を邪魔しないように残りを埋める。
✅ダニエル電池で聞かれるポイントは４つ！
❶亜鉛側は薄い溶液、銅側は濃い溶液にする。
❷溶液を仕切っている素焼き板の役割は
「溶液が混ざらないようにするため」と「陽イオンと陰イオンの数のバランスをとるため」。
❸電子を受け取る電極を正極。反対側の電極を負極。
活動している物質を、活物質という。
❹電子の流れと逆向きに電流は流れる。
－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－
12:17 ❸鉛蓄電池
✅鉛と酸化鉛の酸化還元をメインの反応として
鉛と酸化鉛を電極に、硫酸を電極に配置した電池を鉛蓄電池という。
✅ダニエル電池で聞かれるポイントは２つ！
❶鉛蓄電池の充電は、もともと電子が動いていた方向とは逆向きに電子を流すように、外部電源をつなぐ。
❷電子を受け取る電極を正極。反対側の電極を負極。
活動している物質を、活物質という。
－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－
17:25 ※ボルタ電池※本動画では扱いません。
▶https://youtu.be/tui1r19hE4Y
✅亜鉛と水素イオンから、亜鉛イオンと水素ができる酸化還元反応をメインの反応として亜鉛を片方の電極に、水素イオンをもう片方の溶液に配置した電池をボルタ電池という。
✅ボルタ電池にはしょぼいてんが３つ！
❶導線に電子が流れづらくなる点。
❷銅電極側で発生する水素が邪魔になる点。
❸銅電極側で発生した水素が水素イオンに戻る点。
－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－
17:45 ❹電気分解
✅電気分解は、外部電源をつないで、電子を無理やり走らせて
酸化還元反応を起こすことで溶液にあるイオンを純粋な物質（単体）として取り出す操作のこと。
✅電源の負極に繋がっている電極を陰極。
電源の正極に繋がっている電極を陽極。という
✅陽極での反応は、
❶基本は、電極の金属が電子を渡す。
❷電極が白金や金、炭素のときは例外的に17族元素かOH－のイオンが電子を渡す。
❸電極も―のイオンも電子を渡せないときは、水が電子を渡す。
✅陰極での反応は、
❶電極は金属だから、電子を受け取ることは基本ない。
❷＋イオンのイオン化傾向が、
亜鉛以下なら+のイオンが電子を受け取る
アルミニウム以上なら水が電子を受け取る。
－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－
23:56 ❺電気分解の演習（陽極・陰極で起こる反応）
✅陽極での反応は、
❶基本は、電極の金属が電子を渡す。
❷電極が白金や金、炭素のときは例外的に17族元素かOH－のイオンが電子を渡す。
❸電極も―のイオンも電子を渡せないときは、水が電子を渡す。
✅陰極での反応は、
❶電極は金属だから、電子を受け取ることは基本ない。
❷＋イオンのイオン化傾向が、
亜鉛以下なら+のイオンが電子を受け取る
アルミニウム以上なら水が電子を受け取る。
－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－
27:16 ❻工業的製法
✅NaOHの工業的製法では、電極で反応が起こったあと、Na⁺が陽イオン交換膜を通ってNaOHの水溶液ができる。
✅Naの工業的製法では、NaClの結晶を水なしでガンガン加熱して、どろどろに溶かした融解液を使う。
－水がないことでNa⁺が仕方なく、電子を受け取ってNaができる反応が起こる。
－融解液を使った電気分解を融解塩電解という。
✅Alの工業的製法では、Al₂O₃融解液を使う。
－水がないことで、電極の炭素と融解液の酸化物イオンが仕方なく反応してCOやCO₂になる反応と、Al³⁺が仕方なく、電子を受け取ってAlができる反応が起こる。
－酸化アルミニウムの融点を低くするために、氷晶石を加える。
✅Cuの工業的製法では、
－陽極で、銅や亜鉛など、イオン化傾向が銅以上ものはとけだして、
－陰極で、銅イオンが銅になる反応が起こる。
－陽極で、銅よりもイオン化傾向が低いものは陽極泥として下にたまる。
－電気分解を使って不純物を取り除くことを電解精錬という。
－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－
34:58 ❼電流A（アンペア）と電気量C（クーロン）
✅帯びている電気の大きさを電気量といってC（クーロン）と言う単位で表す！
✅電子１mol集めたら、96500Ｃの電気量を持って、これをファラデー定数という！
✅１秒あたり何Cの電気量が流れたか。これを表したのが電流で、A（アンペア）と言う単位で表す！
－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－
👀他にもこんな動画があるよ！併せて見ると理解度UP間違いなし！👀
❶ボルタ電池の真実▶https://youtu.be/tui1r19hE4Y
❷半反応式の時短演習（暗記編）▶https://youtu.be/6CADxDty7go
✅抜け漏れがない100％完璧な状態になるまで演習しよう！
❸半反応式の時短演習（立式編）▶https://youtu.be/dtv6AUTMG3w
✅半反応式の立式は
❶まずは、何が何に変わるか。この部分は暗記。
❷酸化数の変化を電子でそろえる。
❸全体のプラスマイナスをH＋でそろえる。
❹酸素の数を水でそろえる。
この手順で半反応式を作っていこう！
－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－
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ただ、どんなにビデオに情熱を注いでも、見てくれた人の感動する顔を見ることはできません。
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⏱時短演習シリーズ⏱
🧪無機化学🧪
❶ハロゲン元素
https://youtu.be/LOwCYpSKKfU
❷硫黄
https://youtu.be/Z7Zjxjg4_nU
❸窒素
https://youtu.be/X8WntLNbZ_c
❹気体の製法と性質
https://youtu.be/O5To2ko9EzE
❺アルカリ金属
https://youtu.be/T8sLlPkfqME
❻２族元素
https://youtu.be/FKSkIEo8yBE
❼両性元素（亜鉛・アルミニウム）
https://youtu.be/p4qo5yzl9dc
❽鉄・銅・銀
https://youtu.be/bIGiqM0PjNs
❾系統分離・無機物質
https://youtu.be/zHqCFnmuuLU
🧪有機化学🧪
❿炭化水素の分類
https://youtu.be/yuF9KTvdHQE
⓫脂肪族化合物
https://youtu.be/hzsvJiFeTk0
⓬油脂とセッケン
https://youtu.be/kugJgOD36a4
⓭芳香族炭化水素
https://youtu.be/yVclexf3z28
⓮フェノール類
https://youtu.be/GTyCuHgISR0
⓯カルボン酸
https://youtu.be/zPSMvrUYBe4
⓰芳香族アミン
https://youtu.be/iA2rc3wlsJ0
⓱構造決定
https://youtu.be/_nIDir874uw
🧪高分子化合物🧪
⓲合成高分子化合物
https://youtu.be/gAJOO9uMWyg
⓳天然高分子化合物
https://youtu.be/F-U21hzFjkw
⓴アミノ酸・タンパク質
https://youtu.be/Xh9bLkEndNg
🧪無機化学（重要反応式編）🧪
❶中和反応
https://youtu.be/29LhghjgYzQ
❷酸化物＋水
https://youtu.be/BmyoYvdPvxg
❸酸化物と酸・塩基
https://youtu.be/hgp3geMeZQo
❹酸化剤・還元剤
https://youtu.be/wCAaQQW2WwY
❺遊離反応
https://youtu.be/DQhfTGMneQY
❻沈殿生成反応
https://youtu.be/UsJBzXw7EYg
⚡『超わかる！授業動画』とは⚡
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09:49 電壓電流安全保護機制
10:12 總結
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