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ダイソーの500円モバイルバッテリー (リップル対策改造)

 ダイソーの500円モバイルバッテリーの話の最終回です。前回の調査では、携帯機器の充電に使う場合、つまり普通に使う時は特に問題は無いだろうと判断しました。これは、相手の機器の電源間に普通は、比較的容量の大きなコンデンサが入っていることを考慮したものです。

 ところで、このモバブを電子工作の電源として使う場合にはそういう想定は通用しません。こういう制約があることを忘れていると、電源の大きなリップル(1Vpp)が原因になって思わぬトラブルに見舞われそうです。

 ということで、単体のままで使ってもリップルが小さくなるように改造することにしました。

▼回路図 (データーシートより抜粋、追記)
回路図
 リップルを小さくするにはC2かC3の容量を増やせば良さそうです。まずはC2の容量を増やしてみました。

▼C2を増量
コンデンサ追加テスト
 既存のコンデンサに並列に22μFのチップセラコンを入れてみました。このコンデンサはESRが小さくて特性が良い物(X7R)です。

 この対策で、ものすごくリップルが小さくなったのですが、一つ問題が発生しました。それはミニオシロのDSO Shell と aitendo で買った9Vの昇圧ケーブルの組み合わせで使うと、モバイルバッテリーの起動に失敗することです。aitendo の昇圧ケーブルの使用をあきらめて他の昇圧ケーブルを使えばいいのですが、これは気に入っているので、何とか使いたいものです。

 ということで、この対策はボツ。次はC3を増量してみます。

 オリジナルのC3が接続されている場所にコンデンサを追加することは難しいので、USBコネクタの位置に22μFのチップセラコンを接続しました。でもやはり起動不良が発生します。

 22μFでは容量が大きすぎるのか、ESRが低すぎるのがまずいのか、と考えて10μFのリード部品タイプのチップセラコンを入れると問題が解決して、正常に起動するようになりました。

▼追加したC3
出力に10μFのセラコン追加
 10μF(106)のチップコンデンサをここに入れました。

 これで aitendoの昇圧ケーブルでDSO Shellが使えるようになりました。起動不良になった原因はよく判りませんが、ソフトスタート中に過電流でトリップしていたような気がします。スイッチング電源は難しいです。

 リップルは少し大きいですが、これで電子工作でも安心して使えるようになったので、もう一度特性を測ってみます。

▼出力電流vs電圧特性
出力電流電圧特性
 前回の測定より電圧が低めなのはバッテリーが放電気味だったのだと思います。(前回のデーターは満充電時)

▼出力電流vsリップル特性
リップル特性
 この測定では負荷に47μFのコンデンサは接続していませんが、その時よりリップルは小さくなっています。なお、改造無しでは1V(PP)以上のリップルが発生します。

 グラフの負荷電流の小さい領域でリップルが大きいのは、この領域はDCDCコンバーターがバーストモードで運転されるためです。小出力時の効率低下を防ぐには仕方ない仕様でしょう。

 以下、追加情報をあれこれ書いておきます。

▼ミニオシロDSO Shellを動かす
DSO Shell
 このモバイルバッテリーは薄いので、こういう使い方が似合います。

▼使用中に充電すると
充電すると出力は遮断される
 取説には「充電中は使用しないでください」と書いてあったと思いますが、試しに使用中に充電してみると、出力が遮断されました。これはこれで有りの仕様でしょうね。

 ちなみにダイソーの300円のモバブは使用中に充電してもそのまま使えていました。というか充電と出力のコネクタは単にパラに接続されているだけなので、仮想的な5Vの二次電池とみなすことが出来てこれはこれで面白いです。でもそんなことやっちゃダメと書いてあった気がします。

 あと、出力電流が小さくなると自動遮断されますが、その閾値が約20mAと前の記事に書きました。でもこれ正しくなかったようです。というのは出力に大容量のコンデンサを接続すると自動遮断されませんでした。具体的には470μFのコンデンサだけ負荷に接続すると自動遮断されませんでした。ダイナミックなインピーダンスを見ている感じになっているようです。

◆まとめ
 あと一桁リップルを小さくしたかったのですが、どうにもうまくいかなかったのでここで妥協しました。DCDCコンバーターは難しいです。特にこれは500kHzのインバーターなので、部品の特性や取り付け位置の違いがシビアに結果に現われている感じです。

 ともかく、540円で買ったおもちゃでいっぱい遊ばせてもらいました。ダイソーさん大好きです。
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起動失敗

いつも楽しみに拝見しています。

最近DSO150+aitendoの9V出力ケーブルを入手しましたがダイソーの300円のモバイルバッテリーで起動失敗が続きます。
以前のaitendoのUSB昇圧ケーブルの起動失敗対策と今回のコンデンサ追加両方必要でしょうか?

やって見ろよと言われそうですがご意見をお願いしたいです。

re:起動失敗

jh3gpnさん今晩は。

その組み合わせで起動に失敗する本当の理由が知りたいのですが、残念ながら判っていません。いつか調べたいと思っているのですが、なかなか手が回らないです。

ちなみに秋月で買ったLMR62421を使った昇圧コンバーターだと
http://radiopench.blog96.fc2.com/blog-entry-633.html
全然問題無いんですよね。

DSO起動失敗の対策

ガイガー以来御無沙汰しております。
私も昨年の9月くらいに遅ればせながらDSOにはまってしまい、5vから昇圧し使おうとしました。
おそらくラジオペンチさんと同じSDB628チップを使用した昇圧ケーブルの基板をDSOに内蔵して使おうとしたのですが、とくにダイソーのモバイルバッテリー使用時に起動失敗するようになり、対策を考え、ほぼ確実簡単に解消できました。
推測した原因は、DSOの起動時に要求される電流値を満たすためにSDB628が頑張りすぎて、モバイルバッテリーの過電流保護が動作するというもので、
対策は昇圧基板出力の+側に直列に0.5~1Ωの抵抗を挿入するというシンプルなものです。
私の場合はこれで起動に失敗することはなくなりました。簡単なのでお試し下さい。

re:DSO起動失敗の対策

y.utsunomiaさん、ご無沙汰してます。

9Vへの昇圧回路をDSOに内蔵させたということは、USBの5V電源で直接動かせるようにしたということですね。

あと、なるほど、コンデンサを入れて頑張らせることばかり考えていたのですが、抵抗入れて軽く受け流すのも手ですね。アドバイスありがとうございます、頭に入れておきます。

No title

早速のお返事ありがとうございます。
この昇圧ケーブルやSDB628がおもしろく、中国から直接まとめて購入したのですが、もともと昇圧ケーブルには起動失敗しやすいものとそうでないものがあり、さらにDSOに内蔵したところほぼ確実に起動失敗するようになりました。
違いを調べてみると、昇圧基板とDSO本体の間にあるケーブル分の有無とそのケーブル材質の違いということになり、とくに等価の直列抵抗分が怪しいと。
実際には0.3Ω程度で顕著に効果があるのですが、マージン見ての0.5Ωです。
記事、しばしば参照させていただいています。ありがとうございます。
とくにDSOで起こる問題について、最も詳しい記述と思います。
DSOの問題のひとつ、帯域フィルター(アンチ・エリアシング)がほぼ無いため、真の値よりも低いところに折り返しのおばけがでるのですが、折り返しノイズについて学べる良い教材とも思います。
またAC電源とは無縁のバッテリー動作できるので、グランドフロートした使い方ができるため、とても重宝しています。
今年もよろしくお願いします。
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