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直列ダイオードの電圧降下と負荷電圧を計算

この直列ダイオード電圧降下計算ツールは、直列経路にある各ダイオードの順方向電圧を合計し、使用可能な電源電圧から差し引きます。合計電圧降下、負荷に残る電圧、電源が十分かどうかを明確に確認できます。シリコン、ショットキー、LED、または混在した直列回路について個別の順方向電圧を入力すると、使用予定の部品と動作点に即した結果が得られます。

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実際的な順方向電圧を入力します

まずダイオード列に供給される直流電圧を指定し、直列接続された各ダイオードの順方向電圧を1項目ずつ入力してください。順方向電圧は一定の共通値ではなく、素子の材料、電流、接合温度、製品ごとの特性によって変化します。小信号用シリコンダイオードは 0.6～0.7 ボルト程度で概算されることが多い一方、ショットキーダイオードはより低く、LED はかなり高くなる場合があります。初期設計では、予定電流に近い条件でデータシートに示された標準値をご使用ください。余裕を保守的に確認する場合は、規定された最大順方向電圧でも計算を繰り返してください。異なる種類や動作特性の部品を混在させる場合は、各ダイオードを別々の項目として保持します。結果にも入力一覧が表示されるため、前提条件を容易に確認できます。理想ダイオードのモデルでは 0 ボルトも入力できますが、実際に導通するダイオードには通常、正の電圧降下があります。負数、有限でない値、空欄、または過大な値は、有効な順方向電圧を表さないため受け付けません。

合計降下と残りの電圧を読み取ります

直列接続されたダイオードには同じ電流が流れるため、各素子の順方向電圧降下は加算されます。本ツールでは、1番目と2番目の値を足し、一覧の末尾まで同様に加算して合計順方向電圧降下を求めます。次に、電源電圧からその合計を引いて、負荷に残る電圧を算出します。たとえば 0.7、0.7、0.65 ボルトの3個では、合計は 2.05 ボルトです。電源が 12 ボルトなら、この前提では負荷に 9.95 ボルト残ります。結果にはダイオード数と、電源が十分かを示す判定も含まれます。合計降下が電源を上回ると、残りの電圧は負数になり、判定は偽になります。この負数の絶対値は、簡略モデルにおける不足電圧を表す有用な値です。実回路が負の負荷電源を生成するという意味ではありません。指定した電源では、想定した順方向導通状態を維持できないことを示します。実際には電流が減少し、それに伴って各ダイオードの順方向電圧も変化します。

適切な設計余裕を加えて利用します

この結果は電圧配分を確認するためのものであり、非線形なダイオード特性を完全にシミュレーションするものではありません。残りの電圧は、直列ダイオードの後段にある抵抗、レギュレーター、トランジスター、充電器、センサーなどの負荷に利用できる電圧です。負荷の最低動作電圧と比較し、電源公差、配線損失、リップル、温度、部品ばらつきに対する余裕を含めてください。逆接保護を設計する場合は、最大負荷電流における順方向電圧曲線を使用し、損失電力も別途確認する必要があります。LED 用抵抗の選定では、本ツールで LED の電圧降下を合計できますが、電流制限には抵抗または定電流ドライバーが必要です。残りの電圧は、その電流制限素子が受け持つ値になります。スイッチングコンバーターやリニアレギュレーターでは、全動作範囲にわたり必要な入力余裕やドロップアウト余裕が残るかご確認ください。アルゴリズムは決定的でネットワークを使用しないため、同じ入力からは常に同じ丸め済み結果が得られます。自動化された API 呼び出しは1回 $0.002、ブラウザーでは設計確認をローカルで実行できます。

活用例

保護ダイオード後の電圧を見積もる

逆接保護や絶縁に使用する1個以上の直列ダイオードを通過した後、負荷に残る電圧をご確認いただけます。

異なる LED の直列列を評価する

色の異なる LED の順方向電圧を合計し、抵抗や電流レギュレーターが受け持つ電圧を求められます。

レギュレーターの入力余裕を確認する

ダイオードによる電源合成、逆流防止、保護回路の後でレギュレーターに届く最悪条件の電圧を見積もれます。

よくある質問

直列ダイオードの合計電圧降下はどのように求めますか？

diode_forward_voltages の全値を加算します。直列素子には同じ電流が流れるため、この簡略モデルでは個々の順方向電圧降下を足し合わせます。

残りの負荷電圧が負数になるのはなぜですか？

想定した合計順方向電圧が指定電源を上回っています。絶対値はモデル上の不足分であり、実回路はその電源で想定した電圧降下を維持できません。

標準値と最大順方向電圧のどちらを使いますか？

公称値の見積もりには標準値を、保守的な余裕確認には該当する電流と温度でのデータシート最大値をご使用ください。両方を計算すると想定範囲を把握できます。

シリコン、ショットキー、LED を混在できますか？

はい。各素子の順方向電圧を別々の項目として入力してください。各素子を直列の電圧降下として扱えることだけが条件です。

ダイオードの電流や電力も計算できますか？

いいえ。本ツールが求めるのは電圧配分だけです。電流は回路のほかの部分で決まり、ダイオード電力は概算で順方向電圧と電流の積になります。

開発者向け — APIアクセス

このページの機能はすべてAPIからも利用できます。自社システムに組み込みたいチーム向けのセクションです。それ以外の方は上のツールをそのままお使いください。

エンドポイント

POSThttps://api.kit.forhosting.com/elec/diode-voltage-drop

Bearerトークンで認証し、POST1回でタスクをキューに登録します。結果はWebhookまたは署名付きリンクで受け取れます。

お使いのスタックから呼び出す

curl -X POST https://api.kit.forhosting.com/elec/diode-voltage-drop \
  -H "Authorization: Bearer $KIT_KEY" \
  -H "Content-Type: application/json" \
  -d '{"supply_voltage":12,"diode_forward_voltages":[0.7,0.7,0.65]}'

const res = await fetch("https://api.kit.forhosting.com/elec/diode-voltage-drop", {
  method: "POST",
  headers: {
    "Authorization": `Bearer ${process.env.KIT_KEY}`,
    "Content-Type": "application/json"
  },
  body: JSON.stringify({
    "supply_voltage": 12,
    "diode_forward_voltages": [
      0.7,
      0.7,
      0.65
    ]
  })
});
const { task_id } = await res.json();

import os, requests

res = requests.post(
    "https://api.kit.forhosting.com/elec/diode-voltage-drop",
    headers={"Authorization": f"Bearer {os.environ['KIT_KEY']}"},
    json={
    "supply_voltage": 12,
    "diode_forward_voltages": [
        0.7,
        0.7,
        0.65
    ]
},
)
task_id = res.json()["task_id"]

<?php
$res = file_get_contents("https://api.kit.forhosting.com/elec/diode-voltage-drop", false, stream_context_create([
  "http" => [
    "method"  => "POST",
    "header"  => "Authorization: Bearer " . getenv("KIT_KEY") . "\r\nContent-Type: application/json",
    "content" => '{"supply_voltage":12,"diode_forward_voltages":[0.7,0.7,0.65]}',
  ],
]));
$task = json_decode($res, true);

body := bytes.NewBufferString(`{"supply_voltage":12,"diode_forward_voltages":[0.7,0.7,0.65]}`)
req, _ := http.NewRequest("POST", "https://api.kit.forhosting.com/elec/diode-voltage-drop", body)
req.Header.Set("Authorization", "Bearer "+os.Getenv("KIT_KEY"))
req.Header.Set("Content-Type", "application/json")
res, _ := http.DefaultClient.Do(req)

リクエスト例

{
  "supply_voltage": 12,
  "diode_forward_voltages": [
    0.7,
    0.7,
    0.65
  ]
}

レスポンス例

{
  "task_id": "tsk_a1b2c3d4e5f6a1b2c3d4e5f6",
  "type": "elec.diode_voltage_drop",
  "status": "queued",
  "_links": {
    "result": "/tasks/tsk_…/result"
  }
}

非同期APIです。task_idは即時に返ります。ポーリングは1秒あたり1リクエストまでです。

料金

1リクエストあたり$0.002

単価はすべて公開しています。トークン換算や独自クレジットはありません。失敗したタスクは課金されません。

制限

`max_diodes`	1000
`max_voltage`	1000000000

エラー

HTTP	コード	意味
`401`	`unauthorized`	APIキーが無効か、指定されていません。Authorizationヘッダーを確認してください。
`402`	`insufficient_balance`	残高が不足しています。チャージ後に再度お試しください。
`404`	`unknown_type`	指定されたタスクタイプは存在しません。タイプ名を確認してください。
`429`	`rate_limited`	リクエストが多すぎます。しばらく待ってから再度お試しください。

KITの完全なドキュメントを見る →