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スイッチングレギュレータモジュール(LM2596)のリプル測定

AliExpressで調達した、スイッチング式のDC-DCコンバータモジュール。

基本的にはデータシートそのままの回路に、電圧計を付けたものだと思う。

フィルタ追加

データシートには、リプルを低減させるために追加のLCフィルタを付けた例が出ている。onsemiのLM2596のデータシートからその部分を引用。

ということで、それを載せた基板を作った。Lは入手の都合で27μH。Cは図のとおりに100μFだけど、それに加えて0.1μFのセラミックコンデンサをパラに入れた。

この上にモジュールを重ねる。

出力電圧は二段階の切り替えができるようにした(手前のスイッチ)。

御本尊近影。放熱のため、下の基板にワイヤでつないだ。

リプル測定

負荷は51Ω(5W)の抵抗を三本パラで17Ω。

電圧は6Vと9Vに設定したので、電流は約0.35Aと約0.47A。電力では、約2.1Wと約4.8W。

では、測定結果。まずは、無負荷の状態。

CH1(黃)がモジュールの出力、CH2(青)が追加フィルタの出力。スケールはどちらのCHも50mV/div。CH1では約27mVpp(54kHz)のリプルが見られるが、フィルタを通ったあとでは約10mVppに減少している。とは言え、はっきりとは見えないので、ときどき薄っすらとヒゲが出ているのだろう(周波数の表示もないし)。6Vでも9Vでも同じ結果だった。

では、負荷をつないだ状態。電圧設定は6V。

モジュールからの出力は180mVppに上昇。フィルタを通ったあとは23mVpp。

続いて9V。

9Vの場合は、負荷をつないだら8.9Vに下がった。電圧計の精度は高くないだろうが、若干下がるのは確かなんだろう。

モジュール出力のリプルは大きくなり、周波数が不安定。フィルタ通過後もそれはわかるがリプル電圧は30mVppほどに抑えられている。しっかり効いているようだ。高々0.5A程度でこれなので、もっと電流を流せはリプリも増えるのだろうけど、適当なダミーロードがない。フィルタが効いてくれることを期待。

なお、この程度ではLM2596からの発熱は感じなかった。定格は3Aなので、もっと上げられるが、そうすると発熱するのだろう。二台作ってみて、リプルも発熱もほぼ同じ状況だった。

簡易ケース

ケースと言えるほどではないけど、底板とカバーもある。モジュール上にスイッチがあるので、それを操作できるように敢えて上下だけのカバーにした。

サイズは秋月C基板と同じ。秋月のアクリル板を使うつもりでこのサイズにしたのだけど、Elecrowがアクリルのカットサービスをやっており、5枚で$1なので、基板を作るついでにアクリル板も注文してみた。穴あけ加工もやってくれるので楽だし。

Elecrowを使ったことがなければこちらから。これは私の紹介リンクなので、ここから登録してもらえると紹介ポイントがもらえて嬉しい。

自作
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