電源部

WLA1640では、電源は+5V、−5V、−25Vを使用します。供給源は、内蔵7.2Vバッテリーないし12V外付けスイッチングタイプACアダプターを使用します。−5や−25はスイッチングタイプのコンバータを使用しなければなりませんが、+5Vも、効率と放熱を考えてチョッパレギュレータを使用します


−5,−25V

−5,−25VについてはTL497を使用しました。これは、この系統の消費電力がそれほど多くないので、多少効率が悪くても、安いからです。しかし、あとで少しこれは問題になりました。古いICなので、スイッチング周波数の上限が低いのでした。電源の雑音を取るには、スイッチング周波数が高いほうが有利です(コイルが小さくて済みます)。


+5V

この系統は消費電力が大なので注意が必要です。バッテリー駆動の場合、使用時間を延ばすため、電源効率を上げたいわけですが、実際、効率と供に発熱をどうやって放熱するかが問題になりますから、その辺で発熱を少なくするためにも効率を上げる必要があります。

通常定電圧用として良く使われるのは、俗称”三端子レギュレータ”です。正負各電圧用のものが、出力電流の規格で0.1Aから1A、(ものによって3A程度のものもある)ドロップ電圧(入出力電位差)は最小2Vが基本で、その他に電圧可変タイプや、低ドロップ電圧タイプのものもあります(しかし自分で電力消費を行って電圧を下げるといういかさま低ドロップタイプもありますので注意。低ドロップ電圧時の自己消費電流が140mAとか、ふざけています)。

このタイプは、基本的には余分な電圧分をトランジスタのC−E間で吸収する形になっていますので、入力と出力の差分電圧と、出力電流を掛けたものがほぼ、レギュレータでの損失(発熱)になります。

最近は、プロセッサの関係で5V−>3.3などへ落とす作業が増えてきましたので、もともと低ドロップで、大電流(>5A)のレギュレータもかなり出回っています。

 

ところで、今回は、LM2576を使用します。これは、今度始めて使ってみるのですが、チョッパタイプのレギュレータで、5ピンのTO220パッケージ、外付け部品も最小、非常にイージーに使えるレギュレータです。効率はあまり良くありませんが、省スペースにもなります。いちおう始めて使うものは自分で試してみます。

(回路図・手書きにて失礼)


効率試験 それぞれ入力電圧[V]、入力電流[mA]、出力電圧[V]、出力電流[A]、効率[%]
12.065.000
12.01145.000.273
12.02554.980.581
12.05024.981.0181
12.08054.981.6082
7.265.040
7.21784.960.277
7.24264.960.581
7.28374.961.082
7.214804.951.7280

入力電圧を下げて行った時。それぞれ入力電圧[V]、入力電流[mA]、出力電圧[V]、出力電流[A]
7.08994.961.04
6.59684.951.04
6.210154.951.04
6.19954.841.01
6.09844.781.00

温度試験。右のような環境で、5V1A出力にて放置。約46℃程度て平衡。放熱器は、TO220パッケージぎりぎりサイズの、比較的小さいものを使用しています。


出力波形。200mV/DIV
とんがっているのはおそらくスイッチ切り替わり時、ショットキーダイオードの立ち上がり・下がり時間分コイルが絶縁しかけているからか何かと思われます。しかしこれはフィルタでとれる。スイッチング周波数は51kHz。


20mV/DIVの波形


ちなみに、LM2576のデータですが、とんでもなく親切です。使用状況に合わせたコイル、コンデンサの選択一覧が何ページにもわたって有る他、それを作っているメーカー一覧と型番、代理店の電話番号まで

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