オペアンプ回路が期待どおりに動作しない

私が望んでいること（冷却ファンを制御する）を正確に実行するはずの回路がネット上に見つかりましたが、常に「オン」になっています。回路図にエラーがあるのか​​、それとも他に見逃していないのかわかりません。

サーミスタが「冷たい」場合は、ファンをオフにする必要があります。加熱すると、ファンが作動するはずです。現時点では、ファンは常にオンです。私は私の配線などを再確認しました、そして私は写真に従ってそれを持っていると確信しています。一時的なトリガー調整を可能にするために、R4を10Kトリマーに置き換えました。

これは回路図です：

これは私が働いている記事です。

UPDATE： 回路がどのように参照するには（Qucsを使用して）シミュレーション作らなければならない振る舞いを。マルチメータで測定した抵抗の実際の値を使用しました（以下の説明を参照）。ここにスクリーンショットがあります：

（注：パーツビンにファンが見つからなかったため、効果のためにダイオードを挿入しました）

電圧レベルをめちゃくちゃにしているオペアンプの端子の問題はありますか？まったく新しいものですが、静的に圧縮されていないわけではありません。

別の更新： サーミスタが「加熱」された場合の回路の動作を確認するためにQucsを使用することを決定しました。R1の値をランダムに選択すると、次のようになりました。 このシミュレーションは、オペアンプバイアスが変化して「低」出力を生成することを示していますが、Q1のベースはまだ高く、ファンで約2.4Vの低下を引き起こしています。以下の@vicatcuとの会話をフォローしている人にとって、これは回路にデザインフロアがある可能性があることを示唆しています。Q1を「オン」の位置に保持している可能性のある他のことを誰かが知っていますか

741 OP-AMP データシート

更新＃3： 与えられたポインターのいくつかを使用して、回路の実際のシミュレーションを作成することができました。

一番上の回路はサーミスタが「コールド」であり、リーク電流以外は、ファンは実質的に「オフ」です。下の回路は、サーミスタが「ホット」で、快適な11.4Vで駆動していることを示しています。ここでの秘訣は、単一の電源を使用してこれを実現する方法です。回路を駆動するために単一の12V電源パックを使用するつもりでした。これらの回路には2つの電源があります。私は分圧器を使用してシミュレーションを試みて、単一の電源から電圧を分割しましたが、サーミスタが「高温」になると、回路全体の電圧が約2Vになり、ファンは約0.8Vになります。正確に「ON」ではありません。予備の9V電源パックがいくつかあるので、上記の構成で12Vと9Vパックを使用して回路に電力を供給できますが、単一の電源で済むのであれば理想的です。

更新＃4：これ は、温度変化（摂氏度）としてのサーミスタ抵抗の大まかなプロットです

設計にいくつかの提案を追加します。

1. レールツーレールではない741 OP-AMPを使用しており、それをトランジスタのベースを駆動するために使用しています。何が起こるかというと、741の出力が高い場合、約Vccになります。 -1V、これはトランジスタをオンに保つのに十分です。レイルトゥレイルOPAMPを使用するか、トランジスタのエミッタに小さな抵抗を追加して、入力が高いときに電流を制限することをお勧めします（ファンを低速で維持しながら冷却しているため、さらに良いでしょう）。

2. フォトレジスターやサーミスターなどのセンサーを使用して設計する場合は、まずこれらのセンサーの室温での値を把握し、次にこのセンサーの動作をシミュレートするためにより大きなポテンショメーターを選択して、回路が機能していることを確認することをお勧めします。

更新：データシートから、標準的な電圧スイングは13〜14 V（正の飽和電圧を測定するだけで正確な最大値を測定できます）であり、設計上、範囲の損失は上部レールで大きくなる傾向があります。出力ステージにはます。${V_{CE}}^{sat} + {V_{BE}^{ON}} \simeq 0.2 + 0.6 \simeq 0.8 V$

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アップデート2：+ 12V / 0Vで回路に電力を供給していることがわかります。これは、741 OPAMPに指定された正確な供給電圧ではありません。デュアルレールが必要です。これを最初に修正します。$\pm 15V$

OPAMPが12ではなく10 V、0ではなく1.2 Vを出力していることがわかります。1つ目は、ベース電圧が11Vであり、オンを維持するのに十分であることを確認できるように、抵抗でのドロップにより、トランジスタが常にオンになります。

そして、なぜファンをシミュレートするためにダイオードを使用したのですか？まったく異なる負荷のようです。

更新の更新：

少なくともシミュレーションが機能してうれしいです。ただし、まだ単一のレール電源（+12：0、+ 15：0）を使用しています。741は+15：-15を望んでいるので、最善の方法はOPAMPを変更することです。それはまったく高価ではなく、レールツーレール（これも）を使用できます。これは、必要に応じて3.3Vまでの単一電源アプリケーションに適しています。または、あなたの場合、+ 12または+5。

これはオプションです。ここにはたくさんありますが、主に目的の可用性に基づいて選択するだけです。シミュレーターについては、多くのオプションを見つけることもできます。

ここにあるのは、基本的にはPNP BJTのベースを駆動するコンパレータです。

簡単な説明は、BJTがコンパレータから「ロー」を検出するとファンがオンになり、コンパレータから「ハイ」を検出するとファンがオフになるということです。

コンパレータは、負端子（ピン2）の電圧が正端子（ピン3）の電圧を超えると「ロー」を出力し、正端子の電圧が負端子の電圧を超えると「ハイ」を出力します。

R3とR4は、マイナス端子の電圧を固定値に設定する分圧器を形成します。R3とR4の両方の値が10kOhmの場合、マイナス端子の電圧はVcc / 2になります。

同様に、R2とR1（サーミスタ）は、正端子の電圧を設定する分圧器を形成し、その電圧は結果として温度とともに変化します。

要約すると更新：

• マイナス端子の電圧は次のとおりです。 Vcc * R4 / ( R3 + R4 )
• プラス端子の電圧は次のとおりです。 Vcc * R1 / ( R1 + R2 )
• ファンは次の場合にオンになります。 R1 < R4 * R2 / R3

人々から与えられたアドバイスと情報を使用して、私は回路を修正し、レールツーレールオペアンプであるLM339オペアンプを使用しました。1つのパッケージに4アンペアがあるので、冷却を補完するためにファンなどを追加しました。ここに回路があります：

ファンオフ

ファンオン

ファンオン-4つのオペアンプをすべて使用