手が黄色くなる電子工作

安いものだからシンプルに

2015/12/05 23:16 投稿

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さて、こんなん作りました。


LED
は100個500円、それを駆動する電源ICは2個100円。コイルコンデンサも秋月で揃えればよく、トランジスタは2SC1815、抵抗は1/4Wカーボン抵抗。
安いものは安いなりに使ったほうがいいだろう、という構成にしています。

LEDを直列にたくさんつなげば100Vで直接点灯できそうだよね、というところから検討をスタートして、そこから現在の非絶縁ブーストコンバータになりました。
昇圧して定電流制御してやればひとつの電源で多くのLEDを駆動でき、フリッカレス点灯を実現できます。またVfのばらつきに関係なく全てのLEDに同じ電流が加わるので明るさのムラなどが気になりません。同じ電力を扱うなら高電圧小電流の方がパワーデバイスは小さくできるというメリットもあったり。

最初は効率と力率を両立できそうな気がしてPFC用コントロールICの使用を考えていたのですが、汎用品はLEDドライブには使いづらく、LEDドライブを意識したデバイスは入手が難しい。結局PFCコントローラを使うのはあきらめました。

非絶縁AC-DCコンバータを作ろうと考えたとき、電子工作が好きならFSD210Bを思い出す方もいらっしゃるのではないでしょうか。秋月でかなり以前から取り扱いがあって、ずっと捨て値のような価格で売られているんだけど、いまひとつ使いづらそうなアレです。

FSD120Bのデータシートを読みながら思いました。

本来の使い方である絶縁5Wフライバックコンバータよりも
ヒネった応用である非絶縁12V降圧コンバータよりも
こいつは定電流昇圧コンバータで使った方が簡単なんじゃね?…と。

このICを定電圧制御するためには、絶縁が必要ならTL431とフォトカプラが、非絶縁ならツェナーダイオードとトランジスタが必要となります。でも非絶縁定電流制御ならトランジスタ1個と電流検出抵抗だけで実現できてしまうのです。

回路図を描きます。


もともと安い部品ばかりなので、ヒューズとバリスタを入れた他は構成部品の破損を防ぐような機構は入れていません。もうちょっと真面目にやるなら昇圧出力にサイリスタクローバを入れるべきなのだろうと思いますし、8直列くらいのLEDに1個の割合でツェナーダイオードを逆並列で入れておくとLED損傷や半田不良による断線の際に全数不灯になる事態を回避できます。

購入したLEDには極性を示す切り欠きがあって、それを目印に実装していくと極性間違いを防ぐのにかなり役立ちます。これがなかったら絶対完成してなかったことでしょう。

もし作ってみる場合、部品の購入と選定に関することを書いておきます。
D1は高速リカバリダイオードにしてください。UF2010なども使えます。
D2とD3は400V1A以上の汎用整流ダイオードなら何でも宜しいです。
L1は秋月で買うのが一番いいでしょう。1mHで0.3A以上に耐えるものなら使えます。
C1,C2,C4の寿命が回路全体の寿命になります。耐圧さえ満たしていれば汎用品でも動作しますが、高リプル対応品で長寿命ならなお良し。
C3はフィルムコンデンサを。C3には高くても5Vくらいの電圧しか印加されませんし、C5は25V耐圧で十分です。
Q1は2SC1815としています。それ以外の小信号トランジスタも使えますが。
出力電流を決定するのはR1です。だいたいR1=0.6/Ioutの関係が成り立ちますが、個体差やフィードバックの都合でちょっと誤差は出ます。

さて、1個だけ入っている緑色LEDですが。
99個から120個に増やしたとき一旦外して、100個目と101個目の間に移設しました。あれがないとどちらがアノードなのかわからなくなりそうだったし、個数と極性を示す目印として残しています。
ですので厳密には129個(白128個+緑1個)ということになりますね。


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