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秋月の小型昇圧DCDCコンバータの特性測定

 マイコンを電池駆動する時にDCDCコンバーターモジュールを使います。そういう時に、秋月の8ピンDIP化されたモジュール(M-03451)をよく使ってきました。でも容量は半分の100mAになりますが、6ピンDIP化モジュールのM-08619というのがあります。これ、サイズが小さくて値段も安い(半分)のでなかなか魅力的なパーツです。

 ということで、いつか使おうと思って買ってあるのですが、なかなか出番が来ません。特にやることも無いので、引っ張り出してきて特性を測ってみました。

▼TOREXのXCL101C501BR-Gを使った秋月のDCDCコンバーターモジュール
秋月の昇圧DCDCkンバーター XCL101

▼秋月の取説
秋月の取説、XCL101
 チップメーカーの資料はこちら→ XCL101 コイル一体型昇圧DC/DCコンバータ (micro DC/DC)

 秋月では出力電圧 3.3V と 5V のモジュールが売られていますが、今回は5Vの物を動かしてみます。入力電圧は0.9V~5Vが可能ですが、電池二本で使うことを想定して、3Vで測定します。

▼測定回路
測定回路
 C1に大容量のコンデンサを入れているのは、DCDCコンに鋭いスパイク状の電流が流れても、大きな測定誤差を発生させないためです。

 広い負荷範囲の特性を知りたいので、出力電流を1μAから100mAまで変化させました。測定条件は前に書いた通り、入力電圧3V, 出力電圧5Vです。

▼入出力電流特性
入出力電流特性
 対数グラフなので出力電流=0 はプロット出来ませんが、この時(つまり無負荷)、の入力電流は14μAでした。

▼効率特性
効率特性
 出力電流10μAという極めて軽い負荷で効率45%をキープ出来ているのはなかなか優秀だと思います。また、仕様通り効率85%が出ているのが確認出来ました。1mA付近に段差があるのは、動作モードが少し変わるためだと思われます。

 但し、電流がMAXに近づくと効率が低下しているのは、メーカーの仕様書と少し挙動が違っています。測定回路の配線抵抗の影響で入力電圧が3Vを維持できなくなった可能性が高いと思います。

◆まとめ
 このモジュールはICとコイルが一体というちょっと変わった構造になっています。容量に対してコイルのサイズがなんだか小さい気がしたので、はたしてちゃんとした特性が出るのかちょっと心配していました。

 でも測定結果はそういう心配は杞憂だったことを示しています。スイッチング波形を見るとPFMになっていて、更にパルス数を増減するような制御が行われているようです。また同期整流方式になっているので効率の点で有利だと思います。

 ということで、やっぱり新しい設計の部品はいいですね、積極的に使っていきたいと思います。
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