百均ランタンをベースに非常用ランタン(2)
百均ランタンをベースに非常用ランタン(1)の続きです)

 シンプルにまとめた1号機はシンプルな割にまずまずの性能でしたが、より効率の向上を目指して2号機を作ってみます。と言うか、もっと作るように指示が下りました。

 DCコンバータは安価な3.3V DCコンバータであるHOLTEK HT7733Aを使ってみることにしました。HT77xxシリーズはうまく使わないとデータシートに載っているような出力を得られないことで知られていますが、100mA出力の場合、2V入力時に3.25V、1.2V入力時に3.12Vの出力電圧となっています。

 HT77xxシリーズのアプリケーションノートを見ると、高効率を目指すなら次のようにしろと(かなり好き勝手に)書いてあります。
 (1) インダクタは47uHが適当。直流抵抗が20mΩ(おそらく200mΩの誤り <なぜならアプリケーションノート中で挙げられているCDR125の47uH品は120mΩだし)以下の物
 (2) 入出力のコンデンサは低ESRの積セラなどが良い。47uF程度
 (3) 出力ダイオードはSBDでVfが0.3V以下の物
 (4) 上記のすべての部品を可能な限り近づけろ。ただしインダクタとの配線はHT77xxの下を引き回してはいけない

 何はともあれ、とりあえず形にして特性を見てみます。インダクタは秋月で買った47uH、2.1A、75mΩのもの、入出力コンデンサはそれぞれ10uF積セラを3個ずつ(出力には0.1uFを1個追加)、出力ダイオードは11EQS04を使いました。
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 また(4)を実現するためにHT7733Aを中心にして可能な限り近づけて配線しました。このためインダクタは基板の裏側となりました(画像中の薄い丸の位置)。はんだ付けがきちゃないけど、試作なので許してください。

 さて、早速特性を見てみます。33Ω抵抗を負荷(3.3V出力時に100mA)にして、0.7~2.0Vまで入力電圧を変えてみました。
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 リップルのせいか、それとも部品が良かったのか(インダクタの直流抵抗が小さいのが効いたか?)、データシートより高めに出ましたし、出力も安定しています。試作のつもりでしたがこのまま使いましょう(えっ?)。

 思ったより安定した出力なので、とりあえず簡単に抵抗での電流制限でモノにします。12Ωを使って40mA程度を狙いました。LEDは1号機と同じ日亜NSSW157Tです。せっかく工作したのに製品付属の得体の知れない白色LEDなんか使うのはもったいないです。
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 どうもったいないかはブログ:居酒屋ガレージ日記・まとめ2さんのところの●白色LEDの劣化 (連続通電して寿命を検証してみる)という素晴らしい記録があります。ほかの記録も合わせ、こういう身を張った実験結果は本当に貴重です。

 あとはちゃっちゃっとはんだ付けしてまとめていくだけです。LEDを取り付ける基板は、生基板を切ったものに変更しました。チップLEDで製品の基板を流用すると裏側に漏れる光がもったいないので。
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 一応完成した姿です。写真を撮るために1号機の時にも出てきた2本で解放電圧が1V、使用時0.3Vの弱り切った電池に再登場してもらいましたが、1号機より明るいです。
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 お楽しみの効率測定結果ですが、新品のアルカリ電池を使用して測定したところ
  入力:3.07V、54.7mA
  DCコン出力:3.33V、42mA(その時LEDのVfは2.82V)
ということで、入力に対するDCコン出力効率は83%、LEDへの出力効率は70.5%とほぼ当初の想定通りに収まりました。
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by r34_gtt | 2013-10-19 21:46 | 活動(電気) | Comments(0)


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