タグ付けされた質問 「h-bridge」

電力を負荷にいずれかの方向で加えることを可能にする回路。可逆モーター制御によく使用されます。


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低電圧電源のL293、L298およびSN754410 Hブリッジドライバー
この質問は、次の3つの統合Hブリッジドライバーに関するものです。- L293またはL293D(D =保護ダイオードを追加) SN754410(保護ダイオードが含まれています) L298(保護ダイオードなし) 同じ質問が次々と出てきます。誰かがこれらのデバイスの1つを使用し(通常は6V以下の低電圧)、十分に機能していません。理由はさらに下にリストされていますが、私の質問はこれです:- What H-bridge drivers are preferred when controlling a low-voltage motor? 情報 L293とSN754410はほぼ同一であり、決定的に重要です。1アンペアの負荷を制御しようとすると、パフォーマンスが著しく低下します。 表は、1Aの負荷を駆動すると上部のトランジスタが約1.4ボルト低下(損失)し、1Aの負荷を駆動すると下部のトランジスタが約1.2ボルト低下(損失)することを示しています(一般的な条件)。結論としては、6V、1Aのモーターと6Vのバッテリーを使用している場合、モーター全体で3.4ボルトを超えることは期待しないでください。- VOUT=6V−(1.4V+1.2V)=3.4VVOUT=6V−(1.4V+1.2V)=3.4VV_{OUT} = 6V - (1.4V + 1.2V) = 3.4V 最悪のシナリオは、2.4ボルトしか表示されない場合があります。 L298はどうですか?L293とSN754410は通常の外観のチップですが、大きなヒートシンクがあります。電圧降下(損失)は次のようになります。- それは同じ話です-1A負荷の場合、最大3.2ボルトの損失が予想され、モーター全体で6ボルトと思われるものは、最高でも4.2ボルト、最低でも2.8ボルトです。 明らかに、記載されているデバイスはどれも、モーターが0.5アンペアを超える電力を消費すると予想される低電圧アプリケーションには適していません。
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DCブラシモーターに理想的なPWM周波数はありますか?
マイクロコントローラーを使用して、モーター制御用のPWM信号を作成します。PWMとデューティサイクルの仕組みを理解していますが、理想的な周波数については確信がありません。私はまだモーターを持っていないので、ただテストして調べることはできません。 電圧が変化するのではなく、与えられた電圧を受け取る時間だけです。線形応答を想定できますか?10%のデューティと24 V電源で、15 RPMの速度で動作しますか? 違いがある場合は、セットアップを含めます。モーターを制御するHブリッジに24 Vを直接実行しています。MCUから2つのイネーブルMOSFETのゲートに接続する2つのPWMピンがあります。 編集:申し訳ありませんが、リンクが機能していないようです。職場のファイアウォールはimgurが好きではないと思います。写真はRPM対電圧のグラフを示しています。8 Vで50 RPMから24 Vで150 RPMまで直線的です。

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ハーフブリッジ回路のハイサイドMOSFETがオンになったときの深刻なリンギング
ハーフブリッジ構成の2つのIRF3205(55V、8mΩ、110A)パワーMOSFETを駆動するIR2113ハイサイドおよびローサイドゲートドライバーを備えたPCB(プロトタイピングビルディングブロックとして使用)を設計しました。 物理的なセットアップの写真 負荷で回路をテストすると、ハイサイドがオンになるたびに、ローサイドがきれいに切り替わる一方で、ハーフブリッジ(X1-2)の出力に多くのリンギングがあることがわかりました。入力波形のデッドタイム設定をいじってみて、負荷(X1-2からX1-3に接続された同期バックコンバーターをシミュレートする直列の電力抵抗器を持つインダクタ)を削除しても、このリンギングは減少しませんでした。以下の測定は、負荷が接続されていない状態で行われました(オシロスコープのプローブを除き、X1-2には何もありません)。 どうやら寄生インダクタンスと寄生容量はそれを引き起こすのに十分ですが、なぜローサイドが同様に機能するのかわかりません。私にとって、両方のゲート駆動波形は十分にきれいに見え、電圧はMOSFETのしきい値電圧をかなり速く遷移します。切り替え時にシュートトラフは存在しません。問題の考えられる原因は何ですか?また、症状を軽減するためにどのような対策を講じることができますか? ここや他のサイトには非常によく似た質問がたくさんあることを知っていますが、投稿された回答は私の特定の問題には役に立たないことがわかりました。 編集 入力(X1-1〜X1-3)に2200uFの電解コンデンサがあり、トランジェントとノイズを抑制しましたが、高周波を抑制することは明らかにできませんでした。電解コンデンサと並列に100nFコンデンサ(Andy akaの回答で提案されている)を追加すると、出力(X1-2からグランド)のリンギングが半分に減少し、電源(X1-1からグランド)のリンギングが1倍減少しました10。

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フルブリッジコンバーター整流器キック
現在、8kWの絶縁型DC / DCコンバーター、フルブリッジトポロジを構築しています。 ダイオードに興味深い現象が見られます。各ダイオードが逆バイアスになると、予想されるDCバス電圧に落ち着く前に、ダイオードに電圧スパイクが現れます。これらは1800Vの高速ダイオード(320nS仕様の回復時間)であり、スパイクは2次側で350VDCのみで1800Vに達し、出力電圧の目標を大きく下回っています。デッドタイムの​​増加は役に立ちません。ダイオードに逆バイアスがかかっている場合でもキックは発生し、同じ大きさです。 私の疑いは、出力チョークがデッドタイム中にダイオードを順方向にバイアスし続けていることです。次に、トランスの電圧が他の半サイクルで上昇し始めると、ダイオードはトランスの巻線に短絡として現れるのに十分な時間だけ瞬時に逆バイアスされます。その後、ダイオードが回復すると、その電流は遮断され、私が見ているキックを引き起こします。 私はいくつかのことを試しました。ある時点で、ブリッジに並列にフライバックダイオードを追加しました。 ブリッジと同じ高速リカバリダイオードを使用しました。これはスパイクに明らかな影響はありませんでした。次に、ブリッジと並行して.01 uFのキャップを追加しようとしました。 これにより、スパイクがより管理しやすいレベルに減少しましたが、そのキャップの反射インピーダンスにより、プライマリで重大な問題が発生しました。スナバキャップの温度が2倍になりました! いくつかの可能性があります。 1)問題を誤って診断しました。私は自分が見ていると思うものを見ていると95%確信していますが、以前は間違っていました。 2)同期整流器を使用します。私はそれで逆回復の問題があるべきではありません。残念ながら、私はこの電力範囲で逆阻止JFETを知らず、逆阻止MOSFETのようなものはありません。この電力範囲で見つけることができる唯一の逆阻止IGBTは、ダイオードよりも損失が大きくなります。 編集:同期整流器の性質を誤解していることに気づきました。逆阻止FETは必要ありません。FETはドレイン-ソース間を導通します。 3)ゼロ回復ダイオードを使用します。繰り返しますが、損失とコストの問題。 4)キックをスナッブします。これは、全体のスループットの20%程度で、あまりにも多くの電力を消費するようです。 5)ダイオードに合わせて可飽和コアを追加します。私が見つけることができる最大の可飽和コアの2つは、キックをほとんど凹ませません。 6)ゼロ電流スイッチング共振トポロジーを使用します。私はその分野での経験はありませんが、一次側の電流がよりスムーズに変化すると、二次側の電圧もよりスムーズに変化し、ダイオードが回復するまでの時間が長くなるようです。 他の誰かが同様の状況に対処しましたか?もしそうなら、どのようにそれを解決しましたか?編集:プライマリ側FETデータシートはこちら。

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DCモーターの周波数を計算する
PWMを使用してH-Bridge MosfetでDCモーターを駆動しています。問題は、どの周波数を使用すべきか正確にわからないことです。 1- DCモーターは最高のパフォーマンスを得るために非常に特定の周波数を持っていますか、それとも動作可能な周波数の範囲を持っていますか? 2-動作可能な高周波数または低周波数のDCモーターを使用するとどうなりますか?私はそれを傷つけていますか?(私はそれをやったので、高い周波数ではモーターがzzzzのような奇妙な音を出し、低い周波数では揺れています)
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Hブリッジフライバック
この質問が少し長い場合は申し訳ありませんが、質問をする前に私が知っている最新技術について議論することをここで慎重に考えています。 問題 Hブリッジを使用してモーターなどの双方向コイルを駆動する場合、フライバック電流に対処する最善の方法について常に懸念を抱いていました。 クラシックフライバック 古典的に、次の回路が使用されており、ブリッジスイッチを横切るフライバックダイオードによって、緑色で示されている駆動電流を電源(赤色で示されている)に戻すことができます。 ただし、この方法、特に電源ラインの電流の突然の反転が電圧レギュレータとC1の両端の電圧にどのように影響するかについて、私は常に重大な懸念を抱いていました。 循環フライバック クラシックに代わる方法は、再循環フライバックを使用することです。この方法では、スイッチペアの1つ(低または高)のみがオフになります。この場合、赤色電流はブリッジ内でのみ循環し、ダイオードとMOSFETで消費されます。 明らかに、この方法は電源の問題を取り除きますが、より複雑な制御システムが必要です。 この方法では、コイルに印加される電圧はダイオードドロップ+オンMOSFETのIRであるため、電流減衰ははるかに遅くなります。そのため、PWMを使用してコイルの電流を調整しながら、従来の方法よりもはるかに優れたソリューションです。ただし、方向を反転する前に電流を消すために、それは遅く、ダイオードとMOSFETの熱としてコイルのすべてのエネルギーを捨てます。 ZENER BYPASS ここに示すように、電源を分離してツェナーバイパスを使用するように修正された従来のフライバック方式も見ました。ツェナーは、電源レールよりも大幅に高い電圧になるように選択されますが、最大ブリッジ電圧が何であっても安全マージンは小さくなります。ブリッジが閉じられると、フライバック電圧はそのツェナー電圧に制限され、再循環電流はD1によって電源に戻るのをブロックされます。 この方法は電源の問題を取り除き、より複雑な制御システムを必要としません。コイルに大きな逆電圧をかけるため、電流をより速く消します。残念ながら、コイルエネルギーのほとんどすべてがツェナーで熱として放出されるという問題に悩まされています。したがって、後者はかなり高いワット数でなければなりません。電流がより速く終了するため、この方法はPWM電流制御には望ましくありません。 エネルギーリサイクルツェナーバイパス 私はこの方法でかなりの成功を収めました。 この方法は、従来のフライバック方法を修正してD3を使用して電源を再び分離しますが、ツェナーを使用する代わりに、大きなコンデンサを追加します。ツェナーは、コンデンサの電圧がブリッジの定格電圧を超えないようにする役割のみを果たします。 ブリッジが閉じると、フライバック電流が使用され、通常電源レベルまで充電されるコンデンサに電荷が追加されます。コンデンサがレール電圧を超えて充電されると、コイルの電流が減衰し、コンデンサの電圧は予測可能なレベルにしか達することができません。正しく設計されていれば、Zenerは実際にはオンにならないか、または電流が低レベルのときにのみオンになります。 コンデンサの電圧が上昇すると、コイル電流がより速く消えます。 電流が電荷の流れを止めると、コイルにあったエネルギーがコンデンサに閉じ込められます。 次回ブリッジのスイッチがオンになると、ブリッジの電圧がレール電圧よりも大きくなります。これには、コイルをより速く充電し、保存されたエネルギーをコイルに再適用する効果があります。 一度設計したステッピングモーターコントローラーでこの回路を使用すると、高ステップレートでトルクが大幅に向上し、実際にモーターをかなり速く駆動できることがわかりました。 この方法は、電源の問題を取り除き、より複雑な制御システムを必要とせず、熱として多くのエネルギーを捨てません。 ただし、PWM電流制御にはまだ適していません。 組み合わせ 位相転流に加えてPWM電流制御を使用している場合は、方法の組み合わせが賢明であると感じています。PWM部品に再循環方式を使用し、おそらくフェーズスイッチにエネルギーリサイクラを使用することが最善の策です。 私の質問は何ですか? 上記は私が知っている方法です。 Hブリッジでコイルを駆動するときに、フライバック電流とエネルギーを処理するより良い方法はありますか?

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これは、MOSFET Hブリッジに適した設計ですか?
私は、RCカーモーター(12Vおよび2〜3A)用のシンプルだが機能するH-Bridgeを設計しようと試みてきました。 このブリッジはマイクロコントローラーから駆動され、PWMをサポートするには高速である必要があります。したがって、私の測定値に基づいて、高速スイッチングと低抵抗に関してはパワーMOSFETが最良の選択です。そこで、ロジックレベルが24V +および6A +で、R DSonが低く、スイッチング速度が速いPおよびNチャネルパワーMOSFETを購入します。他に考慮すべきことはありますか? Hブリッジの設計に進みましょう。私のMCUは5Vで動作するため、PチャネルMOSFETをオフにすると問題が発生します。Vgsを完全にオフにするには12V +にする必要があるためです。NPNトランジスタを使用してPチャネルFETを駆動することにより、多くのWebサイトがこの問題を解決していることがわかります。これは機能するはずですが、BJTの低速スイッチング速度が高速スイッチングFETを支配します。 それでは、この設計のように、NチャンネルFETを使用してPチャンネルFETを駆動してみませんか? これは悪いか間違った設計ですか?表示されない問題はありますか? また、これらのFETに組み込まれた逆ダイオードは、モーターの誘導負荷を停止する(または逆にする)ことによって生じるノイズを処理するのに十分ですか?または、回路を保護するために実際のフライバックダイオードが必要ですか? 回路図を説明するには: Q3およびQ6は、ローサイドNチャネルトランジスタです。 Q1とQ4はハイサイドPチャネルトランジスタ、Q2とQ5はそれらのPチャネルを駆動する(電圧をGNDにプルダウンする)Nチャネルトランジスタです。 R2とR4は、Pチャネルをオフに保つためのプルアップ抵抗です。 R1とR3はMCUを保護するための電流リミッターです(MOSFETに必要なのかどうかは、あまり電流を流さないためわかりません!) PWM 1と2は5V MCUから来ています。 V ccは12V

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H-Bridgeが1つだけ必要な場合、L293DデュアルH-Bridgeの両側を一緒に配線できますか?
背景:L293DデュアルHブリッジを使用してDCモーターを駆動していますが、モーターは1つだけで、パッケージには2つの完全なHブリッジが含まれています。これはすべてVeroboard(ストリップボード)にはんだ付けされています。 質問:チップの2種類の「デュアルワイヤード」を並列で使用することは可能ですか?間違いなく、より多くの電流を供給するために(厳密には必要ありませんが)、実際には、ストリップボードで多くのストリップをカットする必要はありません。 ここに私の推論があります... Vinと 'enable'を除いて、チップの2つの面は鏡像です。つまり、入力、出力、およびグランドピン用のストリップボードをチップ全体にそのまま残すことができたようです。 。モーターの一方の端子に出力1と4を一緒に使用し、もう一方の端子に出力2と3を使用します。次に、入力1を4に結合し、入力2を3に結合します(入力信号はNetduinoから送られます)。 すべてのGNDを接続することをすでに計画していましたが、これらはチップがヒートシンクとしても使用しているためです。 チップのピンアウトが悪いです。 編集:ここのデータシート:http : //oomlout.com/L293/IC-L293D-DATA.pdf 2番目の編集:Olinの回答を参照してデータシートを読んだところ、FETを使用しているかどうかについての参照が見つかりません(実際、「トランジスタ」という単語は、可能な負荷に関して一度しか表示されません)。私がしている(多くの電流を提供するために)互いの上にこれらのチップを積層またはピギーバックの人々への参照を見つけました。それが可能であれば、私は配線がうまくいくと思います。私はそれを試して報告します。


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ペルチェ素子は分極されていますか?
私のプロジェクトの1つにペルチェ要素を追加したいと考えています。ただし、要素の両側の周囲温度によっては、加熱したり、冷却したりしたい場合があります。 ウィキメディアコモンズからの画像。 とにかく、私が最初に考えたのは、Hブリッジを使用して、熱の流れを逆転させるために電力を逆転させることでした。ただし、上の図を見ると、分極している可能性があります。(私にはわかりませんが。) 結論その1:力を入れ替えるので、PタイプはNタイプのように動作し、逆も同様です。これは理にかなっているようには見えませんが、私はエレクトロニクスのクラスを受講したことがないので、それはまさしく本当かもしれません。PとNはおそらく異なる方法で(化学的に)処理されます。 結論2: P型は常にプラス側に接続する必要があるため(およびその逆も同様)、極性を反転できないため、極性が異なります。 どちらでもいいですか?これにHブリッジを使用できますか?

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FETの両端のコンデンサがリンギング/歪みを最小限に抑えるのはなぜですか?
Hブリッジをベースにした24Vから350VのDC-DCコンバーターを設計しています。電力要件は500Wで、回路は20KHzで動作します。デザインはかなりうまくいき、200Wの負荷で約90%の効率を達成しました。回路の主な問題はリンギングです。トランスがH-Bridgeに接続されている場合、波形が歪む/リンギングします。変圧器がなければ、負荷がかかっていても波形は非常にきれいです。下の図は、トランスが接続されているが負荷がない場合の波形を示しています。 すべてのFETにコンデンサを追加すると、歪みを大幅に最小化できることがわかりました。これは、これを示す私のoスコープの写真です(左は負荷なし、右は抵抗負荷200Wです)。トランスからの出力はフルブリッジ整流器で整流され、コンデンサーで平滑化されることに注意してください。 だから私の質問は:FET全体のコンデンサが歪みを最小限に抑えるのはなぜですか?サーキットでは何が起こっていますか?私は最初にFET全体にRCスナバを追加しましたが、回路は抵抗とコンデンサだけなしではるかにうまく機能します! これが回路図とレイアウトの写真です:

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高校生向けの安価な1.5V / 12V DCモータードライバーを設計する
私は専門の工学科目の一環として、9年生の高校生に電気回路を導入しています。学生は、電気回路にこれまで触れたことはありません。 このモジュールの一部として、ブレッドボードまたははんだごてを使用して、学生が構築できるモータードライバーを設計したいと思います。モータードライバーは、コースの後半でいくつかの機械的な危険を駆動するために必要です。 問題のモーターは、以下に示すDCホビーモーターです。私の選択は価格によって決まります(これらのモーターは、クリアランスで1ドルあたり1ドルです)。 1.5VDC、650 mA M-13-2270-1.5V 12 VDC、650 mA MF-26CS-18165-12.0V 必要条件 私の問題は、DCモータードライバーを次の仕様に設計することです。 双方向(フォワードおよびリバースドライブ) 押しボタン/トグルスイッチによる制御。一対の「正方向/逆方向」ボタン、または「正方向/逆方向」トグルと「移動」ボタンのいずれか。 1.5 VDC、650 mA M-13-2270-1.5Vまたは12 VDC、650mA MF-26CS-18165-12.0Vの2種類のモーターのいずれかを駆動します。1.5Vモーターを使用して小さな歯車機構を作動させ、12Vモーターをモデルエレベーターの「ウィンチ」として使用することを計画しています。 安い-パーツが5ドル未満。安いほど良いです。クラスの生徒数は30人程度と推定されるので、50個または100個の大量のパーツを注文すれば、コストを削減できます。 できればブレッドボードにできるので、パーツは来年の学生に再利用できます。 可能な解決策 私は安価に入手できるSN754410 Quad Half-H Bridge ICを検討しました(eBay、つまり香港から$ 0.80 / eaバルク)。しかし、これは4.5-36 VDCの出力電圧を持っています。これにより、1.5Vモーターから煙が出る可能性があります。 一方、2N2222のような安価なディスクリートトランジスタで構築されたHブリッジを検討しました。ただし、そのようなHブリッジの電力制限については不明です。また、少なくとも12個の部品が含まれるため、これまで電子機器を扱ったことがない学生にとっては少し難しいかもしれません。 問題 どのようなトランジスタ、ICの、またはその他のスイッチング部品 Iは、DCモータ駆動そのハンドル1.5&12 VDCモータを構築するために使用することができますか?主なコンポーネントについてのアイデアが得られれば、私はすべての補助的なもの(スイッチ、バイアス抵抗など)を自分で設計できます。 それは安く(そのうち30が必要です)、9年生とその教師が構築できるものでなければなりません。(私は教師ではありません。) SN754410の出力電圧を1.5VDCモーターと相性が良いように下げることができれば、それは私の問題を解決する非常に簡単な方法です。 私自身、実用的な電子機器の経験はほとんどありませんが、指示があればRTFMに進んで対応します。 学校では、必要に応じてフライス盤で基本的なPCBを作成できます。

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これはグラウンドループの場合ですか?
2V 12Vバッテリー、Arduino、Cytron MD10Cモータードライバーを使用して24V DCモーターに電力を供給しようとしています。Arduinoとモーターをドライバーボードに接続する方法については、CytronのWebサイトの説明に従いました。2つのバッテリーは24Vを提供するために一連のプラグインで接続され、次にドライバーボードの電源入力に接続されます。 このスキーマを使用した最初のテストでは、いくつかの問題がありました。最も重要なのは、Arduinoとドライバーボードの間のGNDワイヤーが焼かれ、モーターがArduino信号を使用して起動されたときにドライバーボードに火花が発生したことです。Arduinoにもいくつかの問題があり、再起動し続けました。 これがグランドループの場合かと思っていましたか?はいの場合、Arduino /ドライバーボードのデータセクションを高電流からどのように分離する必要がありますか? バッテリーの1つはArduinoにも接続され、12Vの入力電流を提供します(これは悪い習慣だと知っていますが、役割を果たす可能性があるため、スキーマに残しました)。将来的には、Arduinoは、DC / DCスイッチングレギュレーターを使用して、モータードライバーに接続する同じ24Vケーブルから給電されます。 奇妙なことに、ArduinoがUSB(PCから)で駆動され、ドライバーボードが120V / 5V AC壁コンバーターで駆動されている場合、スキーマは完全に機能します。モータードライバーには、外部MCUを必要とせずにボードをテストしてモーターに電力を供給することができるテストボタンもあります。これらのボタンを使用すると、火花や焼けたワイヤーはありません。 Cytronのデータシートには、ドライバーボードが絶縁されているかどうかは示されていません。そのため、モーター電流がArduinoを経由してバッテリーに戻る可能性があると考えました。 モーターは、フロントガラスワイパーモーターに似た24V DCモーター(消費電流は10A未満)です。バッテリーは12Vカーバッテリーです。 更新: ご回答ありがとうございます。以下は、DC / DCステップダウンレギュレーターを使用して12VをArduinoに提供する推奨スキーマです。バッテリーバンクと直列にヒューズも追加しました。共有接地は短絡の可能性を取り除くと思いますか?

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Hブリッジのフライバックダイオードが電源に損傷を与えないのはなぜですか?
私は現在、小さなDCモーター(〜5V)の駆動について学習しています。これまでの私の調査では、L298Nは何かをすぐに稼働させるには良い選択である可能性があることを示していました。しかし、私は正確に何が起こっているのか(つまり、内部Hブリッジ)を理解しようと試みており、私にはあまり明確ではないものがあります。6ページのデータシートの回路例は、Hブリッジに共通しているように見える構成で4つのフライバックダイオードを使用しています(他のサイトでは同様のHブリッジ回路が推奨されているため)。L298Nをしばらく無視した構成は、基本的に次のようになります。 さて、私がそれを正しく理解していれば、これらのダイオードは、大きな電圧スパイクを防ぐためにMOSFETがオフになったときにモーターが電流を流し続ける経路を提供します。ただし、この電流の経路は、電源を逆方向に通るようです。つまり、電源が通常供給する電流の方向に対して逆になります。これを下の図に示します。 私は電子工学の世界に比較的新しいので、これは奇妙なことのように思えます。電源が理想的な定電圧源であれば、これは紙の上で機能することがわかります。しかし、これは実際に実際に安全ですか?いくつかのアルカリ電池を使用してプロジェクトに電力を供給しているとしましょう。この逆電流は充電中のようです。そして、アルカリ電池に関するウィキペディアのページは言う: 充電しようとすると、破裂したり、危険な液体が漏れて装置を腐食したりすることがあります。 または、ラボの電源または電圧レギュレータを電圧源として使用している場合はどうなりますか?これらの逆電流の処理方法は私にはあまり意味がなく、機器を爆破するのではないかと心配しています。上記の回路が実際に安全である理由を誰かに教えてもらえますか?そして、それが安全でない場合、なぜ多くのサイトがそれを推奨し、代わりにどの回路を使用する必要があるのですか?

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