電源を作ってみる

夏ごろからLED大量に光らせたり、MOSFETのゲートドライバ用に
スイッチング電源を作ってみたかったのでちょこちょこ試作をしていました。
定番ICのNJM2360を使った12V→200V昇圧回路や100V→12V降圧回路です。しかし、使ってたインダクタが大きい（秋月のφ12,H15mm）のと外付けのパワーMOSFETのおかげで何やら大げさになってました。外付けなのは、NJM2360に内蔵しているスイッチング用パワートランジスタが40V耐圧のためです。

そこで、内蔵素子の耐圧が大きいFairchild製FSD210Bを使用してみることにしました。このICはAC85～230Vまで対応できるマルチ入力のACアダプタ向けのようで、耐圧は700Vと十分でした。こういう感じの電源制御ICは、需要が少ないからか趣味で個人が買えるのはあんまりない気がします。いい加減なことして商用電源つなぐと危ないし、ACアダプタ買ったほうが安いですもんね～


目指す仕様ですが、まずMOSFETのゲートドライブ用が作りたいので、出力電圧はDC12Vとします。ゲートドライブはあんまり電流くわないので数百uA出力でもいいんですが、制御マイコンと異常をフィードバックするフォトカプラの駆動を考慮して数十mAとしました。調べていると、このクラス（0.75W以下）のDC/DCコンバータはあんまりなくて、最小でも1～数Wが多いみたいです。MOSFETはどうしても絶縁電源持ったほうが、Hブリッジ組んだときとか便利だと思うんですが、スイッチング損失だけで0.2Wくらいあるのでもったいないですし、コストメリット無いんでしょうね。かといってフォトボルを使ったリレーにすると、フィードバックのフォトカプラの電力が賄えないというトレードオフに・・・。まあ、ともかく作ってみようって感じです。

＜目標仕様＞
入力電圧：DC100V（直流安定化電源で試作する都合）
出力電圧：DC12V
出力電流：数十mA
起動時間：10msec以下


苦戦するかなーと思って、1回目は作り直す前提でやったんですが、あっけなく動いてしまいました。IC恐るべし。
できるだけ小さく作りたかったので、秋月で取り扱いが始まった村田製作所製78250Cを使いました。トランスも電源製作の壁だと思うんですよね。スイッチング用は基本的に市販されてなくて自分で巻くか流用するしかないみたいです。このトランスはRS232の絶縁トランスでMaxim社のICとセットで使うようですが、なんとなく動いてくれるのでチョイスしました（笑）
トランスってどう測定すればいいかイマイチわかってないですが、LCRメータで測定したところ、巻線抵抗比1:1のインダクタンスそれぞれ2mHくらいでした。2次側のインダクタはチップインダクタを使用。つまり、部品ありきの設計になっております。

まだ特性が取りきれてないのですが、それなりに動きました。心配だった起動時間もまずまずです。
後日追加レポートしようと思います。いい加減、電子負荷もつくっときたいですね。最近、大活躍のオシロと眠っていたサーモの出番だ（笑


＜設計めも＞
・トランス巻線に合わせて、回路トポロジはフォワードコンバータ
・電源制御ICのVccは、絶対最大定格が20Vなので18Vのツェナーダイオード(ZD)で作成。R1、R2はもうちょっと調整したほうがいいかも
・1次側の平滑コンデンサは、とりあえず無し（起動時間短くするため）
・2次側の平滑コンデンサは、現物あわせで10uFにした
・R3は役割がイマイチ不明（データシートの応用回路は680k)
・ほとんどの部品は、ありあわせで効率度外視（2次側のL値も）



＜回路図＞（）表記は参考




＜結果＞

↑電源投入5分後のサーモ撮影結果（FLIR ONE[2015年モデル]により撮影）
・DC100V→DC12Vは成功。出力10mA程度はOK
・再測定の結果：DC100V,13mA[1.3W]→DC10.5V,10.5mA[0.11W](効率 8.4%,損失1.19W)
・起動時間　5msec程度

＜考察と検討事項＞
・1次側の電流制限がないのでトランスの絶対最大定格こえてるかも知れない
・2次側のノイズがひどい（パスコン追加？）
・発熱が大きい（制御IC表面が70℃）そんなもんな気もするけれど・・・


※回路の製作は自己責任で行ってください。試作のため、動作確認くらいしかしていません。いい加減な部分を多く含んでいます。

ＶＦＤとかね

ニキシー管じゃないです、蛍光表示管♪
(蛍光表示管＝ＶＦＤ：文字通り蛍光っぽく青白く光りますＹＯ)

これが、きれいややねんなー。

昨日ぐらいに書いてたあれです。

今日は、部品不足で悩んでた。

昇圧に、百均のケータイ充電器のICが使えるとの情報を某掲示板から拾ったけど同じものが見つからず、どうしようか店頭でボー然としてるところを知り合いに声かけられて、そりゃあもう酷い取り乱しようやった（笑）
まあ、なかったんですよIC。試しに買ってみたら、ディスクリートやったという・・・。1.5V→5Vの回路部品で流用かー。表面実装やねんなーこれ・・・。とれるかな？ありあわせで、昇圧回路ってのは無理があるかなー。
とりあえず、そっちはおいといて、基板に半田づけしてみたところ（写真）。

思ったより良いかんじやな！きれいに、光ってくれ！！
結局、USB I/Oも手をつけず、今日はどういう形にするか考えてただけで終わった。名刺くらいの大きさの直方体になる予定です。
なんか、カッコいい実装ないかな～

おしろん

だーいぶ前に注文してたオシロが今日、届きました！PDS5022ってやつです。安物です(笑)

さっそく、その辺の電解コンの放電波形を見てみました！画像の波形がそれです。最初はマイクからチューナーの波形見ようと思ったけどうまく行かんかった・・・。

パソコンにも取り込めるし、画面でっかいし、割としっかり出来てるっぽい。予想より画面も含めて全体のサイズは大きかったけど(笑)　部屋がどんどん怪しくなっていきますね～♪

さー、なに作ろっかな～♪