色々と昇圧回路を探し、携帯用の緊急充電装置をばらして流用したりしていましたが、やっと満足できそうな昇圧回路が見つかりました。
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「スイッチング式昇圧コンバータキット」(エレ工房さくらい HP から) ＿ DC 1～3V を DC 5V に昇圧することが出来る回路です。
出力電流は、入力が 1.5V の場合最大 100ｍＡ、入力が 3V の場合最大 200ｍＡ です。 無負荷時はおよそ 20μA の、低消費電流です。
インダクタを使用するスイッチング方式ですが、トランジスタと同じ３ピンのＩＣを使用して基板上の部品はわずか５個です。
ＩＣ内部の回路により、出力電圧は 5V に固定されています。 効率は条件によって変化しますが、概ね 60～85％ です (※追加１へ続く)。
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共立エレショップ HP から＿＿ PFM ステップアップ DC-DC コンバータ HT7750A (HOLTEK 製) … 大好評の HT7750 に出力 200mA (Max) のAバージョンが登場! 入力 : 0.7～6.0V、出力 : 5.0V、出力電流 : 200mA (Max)、スイッチング周波数 : 200KHz、消費電流 : 5uA (typ)、効率 : 85％ (typ)、パッケージ : TO-92。 PFM=Pulse Frequency Modulation。 乾電池１本で LED 点灯やマイコン動作など、可能性を広げるデバイスです。 税込売価 504円 (10個)
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秋月電子 HP から＿＿ 積層セラミックコンデンサー 100μF 6.3V 小型で高周波特性の優れたもので、電解コンデンサの置き換えできる 100μF です。 用途：IC のバイパスコンデンサ，DC－DC コンバータなど。 足ピッチ 5mm です。 容量：100μF (＋80％/－20％) 耐圧：6.3V 1 パック（10個入） 400円 (税込)
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鈴商 HP から＿＿ D1NS4 VRRM : 40V Io : 1A テーピング品 リード短タイプ 新電元 10個入 160円 (税込)
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千石電商 HP から＿＿インダクタ (ラジアルリード・φ９) 47μH 1.5Ａ (max) 太陽誘電 単価 ￥50
インダクタ (ラジアルリード・φ7.8) 47μH 0.82Ａ (max) 単価 ￥25
インダクタ (アキシャルリード・φ2.6) 47μＨ 110ｍＡ (max) 単価 ￥20
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携帯用の緊急充電装置は、色んなメーカーがあり、最初に購入した TOPLAND 製 (旧バージョン) はなかなか調子がよく、単２電池１個で24時間点滅させて 数ヶ月連続点滅、今も稼働中です。
で、再び TOPLAND 製をばらして使いましたが、以前のとはバージョンが違い、数日で点滅しなくなりました。 新バージョンだったのですが、私の用途には向いていなかったようです。
TOPLAND 以外の緊急充電装置も色々と試してみましたが、電池が 1.3V 以下になると使えなくなるものが多いようです。 1.5V から僅か 0.2V しか低下していないので、これをとことん電気を絞り出す回路はないかと探したところ、「エレ工房さくらい HP」にある昇圧コンバータが良さそうだと感じました。
実は、６月時点でも知っていたのですが、パーツを揃えることまでしなかったので、忘れていたのです (６月23日「電池１本の LED 点灯回路」参照)。
大阪の共立エレショップから郵送で要の DC-DC コンバータ HT7750A (台湾製？) を取り寄せ、他のパーツを秋葉原で集めて組上げたら、以前使った OSMA 製緊急充電装置で点滅が途切れた 1.3V の電池でも しっかりと 5V が得られ、点滅を始めました。
お手本の回路に採用されているインダクタは大きめのもので、取り出せる電流値が 1.5Ａ のようで、私は LED １個しか点滅させないので、抵抗と同じ形状をした最低のもので十分です。 それで組んだら、パーツ代は 200円 以下でできます。
さあ、これで在庫品の電池を最後の電気までしゃぶりつくせそうです。 写真右下の基板のおかしな形の穴は、以前に使っていた OSMA 製緊急充電装置から「もいだ基板を立てていた名残り」です。
TI 製の専用ＩＣ : TL499 を使った昇圧回路は出力電圧が可変できるのですが、電池を繋ぐたびに出力電圧が一定せず、使いにくかったですが、この HT7750A 回路は 5V に固定されていますから、電圧変動はなさそうです。
ただ、電解コンデンサではなく、セラミックコンデンサを使う理由がよく分かりません。 ＩＣメーカーのデータシートではタンタルコンデンサを推奨していました。 私はブレッドボードで電解コンを使ってみましたが、ちゃんと使えました。 電解コンのほうが安価なので、本当はそちらを使いたいのですが＿＿
「エレ工房さくらい HP」は光り物に関するキットが多く、参考になります。「エレ工房さくらい」さん、お世話になります。
以上
※追加１＿ スイッチング周波数は最大で 200kHz ですが、PFM 方式のため条件によって変動します。
乾電池１～２本で白色や青色 LED を点灯するなどの用途に！ (定格電流 20mA の LED ならば、電池１本で１～２個、電池２本で最大10個まで点灯できます)。
スイッチング方式のため、出力はノイズが乗ります。 輻射ノイズも出ます。 ノイズ対策は何も行っていませんので、場合によっては周囲の回路やこのキットで動かそうとする回路が正常に動かない事もあります。
回路の概略説明
スイッチング式の昇圧 DC－DC コンバータは、インダクタに流れる電流を高い周波数で ON/ OFF し、ON 時にインダクタに貯められたエネルギーを、OFF 時に逆起電力として取り出す事で、電源電圧より高い出力電圧を取り出します。
インダクタの逆起電力は、ダイオードにより取り出され、コンデンサで平滑されて、直流として出力されます。
本キットは昇圧コンバータとしてのほとんどの回路を小信号用トランジスタと同じパッケージに収めた "HT7750A" を使用し、回路に必要な部品を極力減らしています。
HT7750A は、約 200kHz の周波数でインダクタを ON/OFF します。 このため、ダイオードには商用周波数 (50/60Hz) 用のダイオードは使えないので、ショットキーダイオードを使用します。
また、平滑用 (と入力側) のコンデンサは電解コンデンサよりもタンタルコンデンサやセラミックコンデンサが適しています。
本キットでは、極性があったり壊れやすかったりするタンタルコンデンサではなく、積層セラミックコンデンサを使用しています。
出力電圧はＩＣ内部で制御回路の定数が固定されていますので、5V の固定出力で可変は出来ません。 本キットでは、1～3V の電源から、5V の出力を得る事が出来ます。
取り出せる電流は、
・電源電圧 1.2V の時に 40mA
・電源電圧 1.5V の時に、約 100mA
・電源電圧 2V の時に、約 150mA
・電源電圧 3V の時に、約 200mA
です。
例えば、定格電流 20mA の白色 LED ならば、乾電池２本で８～１０本並列接続で点灯できます。
効率は 1.5V 電源の時にはおおよそ 70％、3V 電源ではおおよそ 80％ です。
以上
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「スイッチング式昇圧コンバータキット」(エレ工房さくらい HP から) ＿ DC 1～3V を DC 5V に昇圧することが出来る回路です。
出力電流は、入力が 1.5V の場合最大 100ｍＡ、入力が 3V の場合最大 200ｍＡ です。 無負荷時はおよそ 20μA の、低消費電流です。
インダクタを使用するスイッチング方式ですが、トランジスタと同じ３ピンのＩＣを使用して基板上の部品はわずか５個です。
ＩＣ内部の回路により、出力電圧は 5V に固定されています。 効率は条件によって変化しますが、概ね 60～85％ です (※追加１へ続く)。
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共立エレショップ HP から＿＿ PFM ステップアップ DC-DC コンバータ HT7750A (HOLTEK 製) … 大好評の HT7750 に出力 200mA (Max) のAバージョンが登場! 入力 : 0.7～6.0V、出力 : 5.0V、出力電流 : 200mA (Max)、スイッチング周波数 : 200KHz、消費電流 : 5uA (typ)、効率 : 85％ (typ)、パッケージ : TO-92。 PFM=Pulse Frequency Modulation。 乾電池１本で LED 点灯やマイコン動作など、可能性を広げるデバイスです。 税込売価 504円 (10個)
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秋月電子 HP から＿＿ 積層セラミックコンデンサー 100μF 6.3V 小型で高周波特性の優れたもので、電解コンデンサの置き換えできる 100μF です。 用途：IC のバイパスコンデンサ，DC－DC コンバータなど。 足ピッチ 5mm です。 容量：100μF (＋80％/－20％) 耐圧：6.3V 1 パック（10個入） 400円 (税込)
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鈴商 HP から＿＿ D1NS4 VRRM : 40V Io : 1A テーピング品 リード短タイプ 新電元 10個入 160円 (税込)
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千石電商 HP から＿＿インダクタ (ラジアルリード・φ９) 47μH 1.5Ａ (max) 太陽誘電 単価 ￥50
インダクタ (ラジアルリード・φ7.8) 47μH 0.82Ａ (max) 単価 ￥25
インダクタ (アキシャルリード・φ2.6) 47μＨ 110ｍＡ (max) 単価 ￥20
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携帯用の緊急充電装置は、色んなメーカーがあり、最初に購入した TOPLAND 製 (旧バージョン) はなかなか調子がよく、単２電池１個で24時間点滅させて 数ヶ月連続点滅、今も稼働中です。
で、再び TOPLAND 製をばらして使いましたが、以前のとはバージョンが違い、数日で点滅しなくなりました。 新バージョンだったのですが、私の用途には向いていなかったようです。
TOPLAND 以外の緊急充電装置も色々と試してみましたが、電池が 1.3V 以下になると使えなくなるものが多いようです。 1.5V から僅か 0.2V しか低下していないので、これをとことん電気を絞り出す回路はないかと探したところ、「エレ工房さくらい HP」にある昇圧コンバータが良さそうだと感じました。
実は、６月時点でも知っていたのですが、パーツを揃えることまでしなかったので、忘れていたのです (６月23日「電池１本の LED 点灯回路」参照)。
大阪の共立エレショップから郵送で要の DC-DC コンバータ HT7750A (台湾製？) を取り寄せ、他のパーツを秋葉原で集めて組上げたら、以前使った OSMA 製緊急充電装置で点滅が途切れた 1.3V の電池でも しっかりと 5V が得られ、点滅を始めました。
お手本の回路に採用されているインダクタは大きめのもので、取り出せる電流値が 1.5Ａ のようで、私は LED １個しか点滅させないので、抵抗と同じ形状をした最低のもので十分です。 それで組んだら、パーツ代は 200円 以下でできます。
さあ、これで在庫品の電池を最後の電気までしゃぶりつくせそうです。 写真右下の基板のおかしな形の穴は、以前に使っていた OSMA 製緊急充電装置から「もいだ基板を立てていた名残り」です。
TI 製の専用ＩＣ : TL499 を使った昇圧回路は出力電圧が可変できるのですが、電池を繋ぐたびに出力電圧が一定せず、使いにくかったですが、この HT7750A 回路は 5V に固定されていますから、電圧変動はなさそうです。
ただ、電解コンデンサではなく、セラミックコンデンサを使う理由がよく分かりません。 ＩＣメーカーのデータシートではタンタルコンデンサを推奨していました。 私はブレッドボードで電解コンを使ってみましたが、ちゃんと使えました。 電解コンのほうが安価なので、本当はそちらを使いたいのですが＿＿
「エレ工房さくらい HP」は光り物に関するキットが多く、参考になります。「エレ工房さくらい」さん、お世話になります。
以上
※追加１＿ スイッチング周波数は最大で 200kHz ですが、PFM 方式のため条件によって変動します。
乾電池１～２本で白色や青色 LED を点灯するなどの用途に！ (定格電流 20mA の LED ならば、電池１本で１～２個、電池２本で最大10個まで点灯できます)。
スイッチング方式のため、出力はノイズが乗ります。 輻射ノイズも出ます。 ノイズ対策は何も行っていませんので、場合によっては周囲の回路やこのキットで動かそうとする回路が正常に動かない事もあります。
回路の概略説明
スイッチング式の昇圧 DC－DC コンバータは、インダクタに流れる電流を高い周波数で ON/ OFF し、ON 時にインダクタに貯められたエネルギーを、OFF 時に逆起電力として取り出す事で、電源電圧より高い出力電圧を取り出します。
インダクタの逆起電力は、ダイオードにより取り出され、コンデンサで平滑されて、直流として出力されます。
本キットは昇圧コンバータとしてのほとんどの回路を小信号用トランジスタと同じパッケージに収めた "HT7750A" を使用し、回路に必要な部品を極力減らしています。
HT7750A は、約 200kHz の周波数でインダクタを ON/OFF します。 このため、ダイオードには商用周波数 (50/60Hz) 用のダイオードは使えないので、ショットキーダイオードを使用します。
また、平滑用 (と入力側) のコンデンサは電解コンデンサよりもタンタルコンデンサやセラミックコンデンサが適しています。
本キットでは、極性があったり壊れやすかったりするタンタルコンデンサではなく、積層セラミックコンデンサを使用しています。
出力電圧はＩＣ内部で制御回路の定数が固定されていますので、5V の固定出力で可変は出来ません。 本キットでは、1～3V の電源から、5V の出力を得る事が出来ます。
取り出せる電流は、
・電源電圧 1.2V の時に 40mA
・電源電圧 1.5V の時に、約 100mA
・電源電圧 2V の時に、約 150mA
・電源電圧 3V の時に、約 200mA
です。
例えば、定格電流 20mA の白色 LED ならば、乾電池２本で８～１０本並列接続で点灯できます。
効率は 1.5V 電源の時にはおおよそ 70％、3V 電源ではおおよそ 80％ です。
以上