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デジタルオシロキット DSO138用モバイルバッテリー自作 [電子工作]

デジタルオシロキット DSO138用モバイルバッテリー自作

注意:リチウムバッテリを使った工作なので、発煙、発火の危険性あり


DSO138を組み立てたので、移動時にも使える様に8V出力のモバイルバッテリを作って見た。幾つか問題が残っているが、とりあえず使える。

allset43.jpg

仕様と言う程ではないが、DSO138用電源として使えることを目標とする。
・USBコネクタから充電
・出力:8V150mA
・リチウム電池使用
・できるだけ小型に。

主要部品
充電コントローラ:TP4057
DCDCコンバータ :FP6291
FET      :IRLML6402
リチウム電池  :3.6V1.3A
ポリスイッチ  :350mA

TP4057,FP6291はAitendo、FET、ポリスイッチは秋月から購入。リチウム電池はジャンクノートのバッテリパックを分解して流用。分解時に個々の電池電圧を測定し、電圧が残っているものを選別。電池電圧が非常に低いか、0Vのものは使えない。充電して持ち直すのもあるが、期待は薄い。リチウム電池には、絶縁シートと、絶縁紙を両面テープで貼り付け、ショートを防止する。絶縁に十分注意。
sep303.jpg

ケースは、100円ショップの3個108円のプラケースを利用。
TP4057とFP6291は外形がSOT23なので、変換基板を利用。プラケースに電池を入れ、隙間に入る様にユニバーサル基板をカット。カットしたユニバーサル基板にSOT変換基板に載せたTP4057とFP6291を実装。
base01.jpg

TP4057は充電電流500mAが可能であるが、発熱を考慮し電流を300mAに制限(R=3.3K)。

DCDCコンバータFP6291の推奨コイルは3.3~4.7uHであるが、手持ちの33uHを使った。推奨より一桁インダクタンスが大きい為か、効率が50%前後と悪かった。そのうちコイルを交換の予定。
電池に流れる電流を測定するため、40mΩの抵抗をシリーズに入れた。またショート保護の為ポリスイッチを入れたが、電池電流が思ったより多く、350mAのポリスイッチでは電圧降下が0.3Vと大きかった。

完成したモバイルバッテリーの特性
あまり良くない。出力8.5V140mA。ポリスイッチの電圧ドロップが0.3Vと大きい。電力変換効率は50%程度と悪い。
DCDC_VI-12.jpg

DCDCコンバータの特性。
外部電源から3.8Vを供給した時の特性。8V出力に250mA以上流せるがDCDCの入力に1A流れたので、測定中断。保護電流見直し必要。
DCDC_VI-2.jpg
参考回路図
dcdc_all.jpg
見え難いので、最後にpdf回路図を追加。

充電中
chg17.jpg
充電完了
chg29.jpg

不具合、改善点
1.DCDCの効率改善。コイル見直し。
2.ポリSWの動作電流見直し
3.FET SWの動作電圧が低い。Vd1.1V+FET Vgs2.5V=3.6Vと予想したがもっと低い電圧で導通している
4.DCDCの保護電流が大きい。
5.リチウムのケース側電極が+極になっている。ショート防止を強化。

DSO138接続で、バッテリから270mA流れている
dcdcx_fet04.jpg

DCDC8Vpdf


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