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100円DC充電器でUSBから6~15Vを作る2009/11/08 10:58:55

100円DC充電器でUSBから6~15Vを作る
前回は100円ショップで買い求めたUSBポート付DC充電器で降圧型の安定化電源を紹介したが、今回は、その逆の昇圧型にする方法を紹介する。
警告! 警告
この製作は、研究や学術の目的のため、メーカの意図と異なる改造を行います。製品の分解・改造はメーカー保証が無くなるだけでなく、故障・ショート・発火・副次的な災害の危険、また工作時のケガの危険性があります。機器を改造する場合は十分な電気工作の知識を学習の上、自作の回路・装置として取り扱うことを前提に全て自己責任で行ってください。この改造による動作保障と安全保証はありません。当方は一切の責任を負えませんのでご了承ください。この商品をメーカーの想定外の使用方法にて改造使用している関係上、メーカーへのお問い合わせは大変迷惑になりまので絶対おやめ下さい。
まあ、電子工作野郎なら、こんな事書かなくても(ry 

昇圧回路図

※これは手書きを清書したもの

まずは回路図。メインICは、おなじみのMC34063A(pdf)。回路図中でアスタリスク(*印)がある部品は新規部品である。コンデンサや抵抗は、一部使いまわす所がある。この回路を元に、基板の部品を外したり、基板のパターンをカットしたりして改造していく。
 発振用コンデンサはマイラーコンデンサを使用したが、恐らくセラミックコンデンサでも良いだろう。
 多回転のポテンショメータは今回は10KΩである。前回の降圧型で使用した程調整がシビアではないが、できるだけ多回転タイプを使った方が良いだろう。
 USBのプラグは、マウスのジャンクから外して使用した。
 今回の回路ではパソコンのUSB側に大抵保護回路(ポリスイッチ)が搭載されているはずなので、それを当てにした設計にしているが、心配ならばヒューズやポリスイッチを使った方が良いだろう。
 生成できる電圧は6V~15Vまでなので、これまた便利に使えるだろう。リップルノイズは高い電圧になるほど大きくはなるが、12Vで400mV位なので実用範囲内である。
基板の加工方法。カットしたい部分にカッターで2箇所スジを入れる
基板のカット位置の具体的な説明は行わないが、改造の方法の一つの基板の加工方法を紹介する。何点かのカット部分が発生する。カットしたい部分のパターン部分にカッターで2箇所スジを入れる。カッターの扱いには十分注意しよう。
分離した銅箔の上から半田ごてを当てて暖めると銅箔が剥離する
分離した銅箔の上から半田ごてを当てて暖めると銅箔が簡単に剥離する。この方法で回路図を見ながらカットしていく。
裏の配線の様子
改造後の基板裏。180Ωの抵抗やショットキーバリアダイオードに熱収縮チューブを被せたもの、ジャンパー線などが見える。ポテンショメータは、調整中に曲がったりするので、エポキシ接着剤でガッチリ固定だ。
表の部品位置(参考)
表は、コイルの足を抵抗の足の余りなどで継ぎ足して伸ばして使っている。DCプラグは、端子を短くカットして、端子後ろをコンロで暖めてから、樹脂に圧入して固定したが、結構難しいので、普通に電線を出して配線した方が良いだろう。
今回は15Vに調整
配線ミスが無いかをテスターで調べてから、パソコンのUSBに接続。電圧をテスターで確認しながら希望の電圧になるように、ポテンショメータを回して調整する。
15V製品の秋月のライターもこの通り使用可能
15V製品の秋月のライターもこの通り使用可能だ。尤も、これは既に改造が済んでいるので私は必要がないのだが、TL499などで作るより部品が入手しやすいし、変換効率も良いので、今回の回路を使う方が良いだろう。
前回作った安定化可変電源を繋ぐと、USBから電源を使える
前回作った安定化可変電源を繋ぐと、USBから電源を使える。また、100均ショップは何でも売っているなで紹介した、乾電池2本からUSB電源を作る電池ボックスを繋げると、これまた様々な電源として利用価値が出るだろう。ちなみに、この電池ボックスで昇圧を試みたが、5V出力固定のため、今回のそれ以上に高い電源を作ることは出来なかった。
収納時
これをブレッドボードの保管している箱と一緒に入れておくと、便利に使えそうだ。
波形データー
参考までに測定も行った。波形データは、リップルの状態を表している。負荷は秋月PICプログラマを使用している。

効率について、15V/35mA時は5VはLED込みで256mA、無負荷時で5Vは29mAだったので、大雑把にLED分を引き算して227mAとすれば、

 効率η(%)= (5 * 0.227) / ( 15 * 0.035 )
  ∴ = 46%

効率はあまりよくないが、そもそもコイルなど、全部降圧用の部品で構成しており、最適化もしておらず、使用しているコイルなどを考えると予想通りの結果である。実験用の簡易電源としては申し分ない。

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