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zoom RSS HPH05001M 改造

<<   作成日時 : 2018/07/23 10:47   >>

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酷暑で外出を控え、部品の整理をしています。そこで出てきたのが、日ケミの電解コンデンサSXFシリーズと新電元のスイッチング電源モジュールHPH05001Mです。捨てようと思ったのですが、動かしてみました。
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基板は、aitendo様のスルーホール基板、コンデンサは、日ケミのSXFシリーズ、820uF/25V/105℃です。このコンデンサには思い出があります。絶対使わないと思っていたので、部品箱の中から4個でてきました。30年前に、有名になった、四級塩の液漏れ対象品です。ESRは実測60mΩ@10kHzと当時としては、低ESR、長寿命で、みんなで飛びつきました。しかし、出荷後3年すると、液漏れによって、基板のパターンが腐食してしまう故障が多発しました。この次に問題となった電解コンデンサは、水系電解液(P-60?)のパチモンを使った、台湾製電解コンデンサでした。水系の電解コンデンサは、インテルの要求で製造された、スイッチング電源専用の超低ESRなのですが、電解質の組成を間違うと、寿命は極端に短くなる、困ったチャンでした。今となっては思い出の中にしかありません。
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写真の左から、日ケミのSXF(ESR60mΩ)、KZG(ESR13mΩ)、東信の一般用(ESR200mΩ)です。KZGは長寿命を狙って、縦長のケースに入っています。電解液も、ちょっと濃い、日ケミの人が見れば、誰が使っていたのか解ってしまうかもしれません。このKZGは、日本で製造されていました。私にとっては、東信の一般用が、使いやすいので、沢山使っています。ESRが10mΩを切ると、スイッチング電源の設計が難しくなります。間違っても、3端子レギュレータに接続してはいけません。配線が悪いと発振します。

さて、本題の「HPH05001M」ですが、入力電圧範囲が、24V以上40V以下、定格32Vと、使い道を選ぶモジュールです。
入力24Vで、出力5Vは、変換比率が、21%と効率が悪いので、いきなり分解して、セラミック基板上の27kΩを除去して、約12Vの、なんちゃって「HPH12001M」に改造してしまいました。
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モジュールの底面にあるツメを外すと、フタとインダクタが取り除けます。セラミックの左中央にある(あった)27kΩを除去すると、モジュールの基準電圧が、2.09Vから、5Vになり、出力電圧が、2.4倍(5V×2.4=12V)になります。
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内部の機能等価回路図ですが、過電流保護回路は、この等価回路とは異なります。27kΩは、内部の42kΩに並列に接続することで、比較用の基準電圧を、5Vから、2.09Vにすることができます。ただし、これだけでは、出力電圧が、11.95V前後になります。12V仕様と5V仕様では、電圧のフィードバックのデバイダ抵抗の値も0.1kΩ位違うようです。もし、このモジュールを買うのであれば、「HPH12001M」を購入する方が得です。出力電圧も外付け抵抗で、かなり広範囲に変更できます。
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発振周波数は、約35kHzで、電解コンデンサの選定にちょっと迷います。低ESRのルビコンのZLHや日ケミのLXJでも問題ないと思われます。個体アルミは、持っていないのでわかりません。
結構安定して動作するように、位相補償のポールが低いようです。(無負荷では、発振周波数が17kHz程度まで下がります。どこかで、PWMとPFMの切り替えがあるようです。
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変換効率は、仕様の85%を満足していますし、負荷電流が少なくても、変換効率の悪化が穏やかです。これなら、5V仕様でも、仕様の75%を満足できそうです。
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入力電圧は、定格最少の24Vで使うのがよさそうです。ただし、ACアダプタは、24V/0.5Aなので、12V/0.7Aの出力電力までと考えるとよさそうです。
効率が高いので、発熱はそれほど気になりません。
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使う場合に、注意するのは、ピン配置です。蛇の目基板に載せて気付いたのですが、インダクタの端子が、1.27mmずれています。このサイズのモジュールで、ハーフピッチはつらいですよね、秋月の昔の基板AE-HPH12002M()を見て、思わず納得してしまいました。
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さっそくまねさせていただきました。でも、このキットを使って、本当に3Aも流せたのでしょうか?このキットを使うには、24V/50Wクラスの電源が必要です。まあ、ノートPC用の19V/90W電源でチャレンジしてもよさそうですが、並列接続回路には、100mΩ以下の抵抗を挿入したり、負帰還の制御にOPアンプを追加して、2個のモジュールの電流を平均化させるのが良さそうです。ただし、同期運転ができないので、入力用のコンデンサの選定を間違えないようにしたいところです。
今日も、朝から、30度で、エアコンの範囲から離れられません。

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