DC-DC 降圧型コンバーターでラズパイ3を動かす実験(前編)

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 どうも、こんにちは。T・K生です。

 今回はDC-DC 降圧型コンバーターを使った実験に関する記事を書きたいと思います。

 DC-DC降圧型コンバーターとは何か?

 DC-DCコンバーターには昇圧型と降圧型という2種類の違った性質があり、初心者にはちょっと扱いが難しい側面があります。

 前にDC-DC 昇圧型コンバーターでDC5Vの電源をDC10Vに昇圧してレトロゲームのスーパーファミコンを動かした記事を書きましたが、昇圧型DC-DCコンバーターはDC5VからDC10Vが欲しいといったニーズがある場合に活用します。

 今回紹介する降圧型DC-DCコンバーターはDC12VからDC5Vに電圧を降格させて、高い電圧入力から低い電圧入力の機器を動かしたい場合に活用します。

 例えば手元にあるDC12VのACアダプターを活用してDC5VのUSB機器を複数動かしたり、ラズベリーパイの電源DC5Vに活用したいと考えた場合、DC-DCの降圧型コンバーターを購入して活用します。

 DC-DC降圧型コンバーターは電源用の3端子レギュレーターICの7809とかLM317などの半導体と同じようなスタイルで高い電圧から低い電圧を取り出すという役割で活用します。

 スイッチング電源であるがゆえにDC-DC降圧型コンバーターはリップル音が混ざり、若干、オーディオ関係などで雑音が増える問題があるのですが、DC12Vから3端子レギュレーターICを使って定電圧を取り出すのに近い動作が可能なので動作が理解しやすい側面があります。

 今回は手元にあったDC12V 5AのACアダプターを用いてDC5Vの電圧を作り出し、ラズベリーパイ向けに動作させてみることにします。

 DCジャックにDC12VのACアダプターを取り付けてDC5Vに出力電圧を下げて動作確認

 今回、購入したDC-DC降圧型コンバーターですが、2.1㎜のDCジャックがあらかじめ接続できるような仕組みになっているだけでなく、何とUSB端子からDC5Vを直接、出力することも可能な製品でした。

 加えて黄色い2.54㎟の端子台が5つもついていて、小さな消費電流でDC5Vで動く電子機器も複数、動かすことも可能だったりします。

 ある程度、電気の知識がある人ならば結構、使いやすい製品なのではないか?と思いました。

 まずは手始めに動作試験のためにDC12VをDCジャックに接続して、青色の半固定抵抗(ヘリカルポテンションメーター)を回します。マイナスの精密ドライバーを回すと電圧がどんどん下がっていき、DC5.0V付近に到達しました。

 ラズベリーパイ3の最適動作電圧はDC5.3V付近がうまくいくのでとりあえずテスターで電圧を測定したら、DC5.3V程度になりました。

  若干、DC-DCコンバーターのLED表示の電圧よりも、実際、テスターで測定した電圧の方が1V程度、高くなっていますが、この辺の電圧に関しては大丈夫でしょう。

 USB機器の動作電圧は5Vのプラスマイナス10パーセント程度ならば機器はOKなので1V程度、表示電圧が高くても問題はありません。

 動作確認後にレギュレーターIC付近に放熱用のヒートシンクを取り付けます。

 今回、購入した製品ですが最大3A近くまでの電子機器を動かせるようですが、ヒートシンクがないとレギュレーターICが発熱して、ラズパイを動作させようとすると電流不足で電圧降下が発生して、動作が不安定になる稲妻マークが発生してしまいます。

 ヒートシンクですがDC-DCコンバーターのセットには含まれていなかったので手元にあったラズパイ用の銅製の2㎝角の小さな製品を取り付けました。

 ヒートシンクの取り付けですが両面テープで固定した後にヒートシンクの周辺を電子部品に密着するようにゴム系接着剤で固定しました。

 銅製のヒートシンクの方がアルミ製より放熱効果が高いらしいので今回の用途にも使えそうです。

 次回からはDC-DC降圧型コンバーターを活用してまずはラズベリーパイ3を動かしてみます。

 参考:今回、紹介したDC-DCコンバーターを購入する

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