コールマン 蛍光灯ランタン LED化計画その3-2 電源回路構想

2020年5月14日木曜日

DIY・自作

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電源回路の構想と作成

1個約300円のダウンコンバータが届きましたのでこれを使った回路配線の構想と配線作成をします。

電源の確認

届いた電源ユニットを確認しました。これで1個300円しないのですから自分で作成したら割が合いませんね。中国すごいね。もう逆立ちしても勝てないな。 
ヒートシンクはオプションで必要に応じて使用するということなのでしょうが、最初から付けて置くことにします。
トロイダルコイルの固定が甘いのであとでヒートシンク共々セメダインSX720で固定します。
調整VRは向かって左が3番ピン、右が1番ピンで摺動子の2番ピンは3番と接続されています。VRはデフォ値で50KΩ(最大値)です。反時計回りに回すと1-2ピン間の抵抗が減少して、出力電圧も減少します。

電源回路と切替の構想

電圧の可変方法がわかりましたので、電圧調整用の可変抵抗に並列に可変抵抗もしくは固定抵抗を接続して、これをHigh-Low切替に合わせてLow時にフォトMOSリレーをONさせて抵抗値を小さくして出力電圧を下げる様にします。

別の電源を準備して2個入れて供給を切り替えるとかするより単純な構成ですし、スペースも取らないためこれが最適だと判断します。

フォトMOSリレーの駆動電源は電池から電源ユニットへ供給するラインから直接取り出してLow時のみ供給します。
幸いに本体側の切り替えスイッチ基板の接点構成は4回路4接点構造なので構成は可能です。スイッチ部分は、見た目は2回路4接点ですが、対極とはCOM短絡されているので、実質的には4回路4接点として考えた方が良いですね。
(下図のスイッチ基板はすでに要らない部分を切断してあるものです。)
フォトリレーと抵抗部品は手近にあったTLP222とトリマー抵抗を利用します。
TLP222は入力12Vとした場合に発光側駆動電流を推奨値付近の7mAにした場合は電流制限として1.5KΩ程度の抵抗を入れておけばいいでしょう。フォトリレーのON抵抗は2Ω程度ありますが、もとがKΩなので無視できるものですし、可変抵抗は大きな値である必要はないはずです。ある程度動かして目的の抵抗値を確認して並列抵抗を計算する様にします。
部品はユニバーサル基板に取り付けて配線し厚みのある両面テープで電源基板裏に貼り付ける様にします。その後熱収縮チューブをかけて軽く収縮しておけばよいかと思います。

本体に収めるには十分な余裕があるので、ユニット自体はアンプベースなどを利用してインシュロックタイで2箇所ほど固定すれば壊れることはないでしょう。

電源動作実測値から計算

最終的には実負荷で調整する必要がありますが、まずはあたりをつける為に電源に+12Vを入力し負荷を1.5Aの定電流にして調整VRの抵抗値を確認してみました。
定格と無負荷で変動が大きいので大雑把な数値となりますが、4.5V時で5.1KΩ程度、3.5V時で3.6KΩ程度のようです。
合成抵抗から計算するとセンターで使用したとして20kΩ程度のものを使用すれば目的の電圧に調整可能ではないかと思います。

あとは実際にやってみて修正するしかありません。

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