12Vが24Vに! 昇圧コンバーターの製作 その2

今回もLM2577(ナショセミ)を使って昇圧コンバータを作ってみました。

このICは降圧、昇圧と各種のシリーズが出ている、電源用のICです。

機能はステップアップ(昇圧)、フライバック、およびフォワー ドコンバータ型スイッチング・レギュレータの電力/ 制御機能のす べてを内蔵したモノリシック集積回路です。
このデバイスには12V、15V の固定出力電圧バージョン、およびADJ の可変出力電圧バージョンがあります。

今回はLM2577−ADJの可変型を使用しています。
回路構成はメーカーの推奨回路を元に製作をしております。

今回の実験結果です

  • 入力電圧:12V、電流:2.4A
  • 出力電圧:24V、電流:1A
  • 効率:80%以上
  • 基板サイズ:45mm(w)×40mm(d)×25mm(h)

以上のように、安定した24V電圧が得られました。
入力電圧を10V〜24Vに変化させても、出力電圧の変動は0.2V以内です ので、入力電圧は安定化していなくても、問題なく使用できます。

24V昇圧コンバーター基板



フライバック型コンバーターですので、出力電圧にスパイク状の波形が観測されます。
発振周波数は100KHzで、電流1A出力時のスパイク電圧は1.5Vp−p有りますが、無線機に 使用しても可聴範囲外の周波数ですので、問題ないようです。

出力側のスパイク電圧(24V)
0.5V/DIV,10uSEC


電源の出力波形をオシロスコープで観察してみました。
  • 入力電圧:12V 電流:2.3A 
  • 出力電圧:24V 電流:0.98A
  • 負荷抵抗:24.6オーム

周波数は100KHzでスパイク電圧は1.2Vp−p有ります。

24V出力側のスパイク
1V/DIV,10uSEC

そこで、スパイク電圧を除去するために、出力側に10000μFのコンデンサー を挿入すると、かなり軽減されました。

24V出力側のスパイク(コンデンサー付)
1V/DIV,10uSEC





次に入力側の波形を観測してみましたところ、出力と同じように50KHzのスパイク電圧を観測することができました。
4.2Vp−pのスパイクを観測できます。

入力側のスパイク
1V/DIV,10uSEC

入力側がバッテリーでは問題ないのですが、他の装置から電源を使う場合は、 場合によりますが、影響が出るかもしれません。
そこで、電源フィルターを製作して、スパイク電圧の軽減をさせてみました。

入力側のスパイク(フィルター付)
1V/DIV,10uSEC

ほとんど波形を観測出来ないまでに軽減できました。これで入力側には影響がなくなるとお思います。
自動車等で使用するときは、かなり有効です。



電源フィルター
・電源フィルター




最近、問い合わせを多く頂きましたので、基板を製作しました。



基板のサイズは45mm×46mmで1.6mm厚のガラエポ基板で製作しています。
今回はシルク印刷もしましたので、容易に製作することが出来ると思います。

早速、部品を実装してみました。15分も有れば製作できると思います。

電圧調整は10KオームVRで調整します。
このままの定数ですとDC12Vを13.5V〜25Vまで可変できます。
もし6Vを12Vに可変するときは、10Kオームの抵抗を2K〜5Kオームに交換してください。




簡単な負荷テストを行ってみました。負荷抵抗にはセメント抵抗を使用しています。


6V入力:12V出力
入力電圧入力電流出力電圧出力電流負荷抵抗値
6V1.44A12V0.6A20オーム
6V1.20A12V0.8A15オーム
6V2.81A12V1.0A12オーム
6V不可不可不可10オーム


6V入力:13V出力
入力電圧入力電流出力電圧出力電流負荷抵抗値
6V1.73A13V0.65A20オーム
6V2.45A13V0.87A15オーム
6V不可不可不可12オーム





9V入力:12V出力
入力電圧入力電流出力電圧出力電流負荷抵抗値
9V0.83A13V0.6A20オーム
9V1.11A13V0.8A15オーム
9V1.46A13V1.0A12オーム
9V1.76A13V1.2A10オーム


9V入力:13.8V出力
入力電圧入力電流出力電圧出力電流負荷抵抗値
9V1.14A13.8V0.69A20オーム
9V1.54A13.8V0.92A15オーム
9V2.0513.8V1.15A12オーム
9V2.47A13.8V1.38A10オーム





12V入力:13.8V出力
入力電圧入力電流出力電圧出力電流負荷抵抗値
12V0.81A13.8V0.69A20オーム
12V1.08A13.8V0.92A15オーム
12V1.41A13.8V1.15A12オーム
12V1.70A13.8V1.38A10オーム





12V入力:24V出力
入力電圧入力電流出力電圧出力電流負荷抵抗値
12V1.30A24V0.60A40オーム
12V1.36A24V0.63A38オーム
12V1.49A24V0.69A35オーム
12V1.65A24V0.75A32オーム
12V1.78A24V0.80A30オーム
12V1.90A24V0.86A28オーム
12V2.12A24V0.96A25オーム
12V2.49A24V1.09A22オーム
12V2.86A24V1.20A20オーム
12V不可不可不可18オーム

以上の様な結果となりました。入出力の電圧差が大きいと、出力電流は多くは取れないようです。
この基板を使って、いろいろと応用できそうです。
例えば、DC12VのACアダプターで鉛蓄電池の充電(13.2V)とか、12V電源で24Vのモーターとか リレーの駆動、鉛蓄電池(12V)orニッカド電池で13.8Vの無線機に使用する。・・・
色々と工夫して使ってください。

24V昇圧コンバーターの回路図はこちらです(PDF)

基板が出来上がりました、配布を致します。

基板の配布、ご質問はこちらまで 



購入はコスモウェーブ・オンラインショップ




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