Ｇな電源

┌───────────────────────────┐
｜ ●ポケコン用外部電源を作ろう　　　　　　　　　　　　｜
｜　　　～電池１本（１．５Ｖ）でＥ５００を駆動する～　｜
└───────────────────────────┘

ポケコンは乾電池で長時間動作するのが利点ですが、使用する単４電池は単３電池と比べて４０％程の容量しか無いのに価格は同等かそれ以上と不経済です。
また、単４電池は入手困難とまでは言いませんが、電池を売っている店なら何処でもあるというわけでも無いという不便さもありますね。でも、もうこれがあれば大丈夫(^^)。

■特長
外部電源と言っても携帯性に優れたポケコンをヒモ付き（要コンセント）にしては面白くありません。かと言って、大きな蓄電池や、単１電池４本では重くてかさばりますね。今回は出力可変型のシリーズ／スイッチング・レギュレータＩＣ［ＴＬ４９９Ａ］を使って単１電池１本（もちろんお好みによって単１～単３を１～３本使えばいいですよ）でポケコンを動かすことにします。単１電池の容量は単２電池の約２．３倍、単３電池の約６．５倍、単４電池の約１６倍程あります。もちろん、１本に４本分の仕事をさせるわけですから、今回の例では単４を４本使う場合の４倍弱のライフしか期待出来ませんが充分な経済性でしょう？

■設計
回路図を見て下さい。抵抗Ｒと出力Ｖoutの関係は
　Ｖout＝１．２６＊（１＋Ｒ／４７００）
です。Ｒを変えることで、２．９～３０Ｖの任意の出力電圧を得ることが出来ます。今回は６Ｖということで、１８ｋΩを使用します。
欲を出せばロータリースイッチで色んな抵抗に切り換えるようにするとか、ボリュームと電圧計を装備して無段階調整にすれば万能電源になりますが、出力電流は増幅でもしない限り１００mＡまでですので、使う機器の消費電流に注意して下さい（マンガン電池ではこんな大きな電流を流せませんので、アルカリやＮｉ－ｃｄを使って下さい）。

■ＡＣ電源等の使用
ＴＬ４９９Ａは外部入力端子（１番ピン）に出力電圧より高い電圧（４．５～３２Ｖ、今回の場合６Ｖ～３２Ｖ）を供給してやれば、自動的に電池から外部入力に切る換わり、普通の安定化電源（シリーズ・レギュレータ）として動作するので、このピンに適当なＡＣアダプタ等を接続できるようにしておけば、近くにコンセントのある時や車のシガープラグから取れる時はそれらを利用することも出来ます。

■弱点
入力電流が充分に取れなったり、入力電圧が１．１Ｖ以下になると、突然出力が１Ｖ以下になってしまいます。ポケコンの電池を抜いて使うことはさけて下さい(^^;)。

■使い方
ポケコンとの接続はＰＣ－Ｅ５００シリーズの場合、３０～５０cmの細い平行電線の先に基板用ヘッダピン２ピン分をつけて、ポケコン左側の１１ピン・オプションコネクタの上から２番目に＋、上から３番目に－を差し込めばＯＫです。間違えないように、ポケコンとヘッダピンに＋･－のレタリングを入れておいて下さい。また、このヘッダピンは電極がむき出しなので、ここをショートさせないように、ポケコンに差し込んでる時以外は電源のスイッチを入れない等、注意して下さい。

					
■回路図

　　　　　　　　　　　ｲﾝﾀﾞｸﾀL
　　　　　　　　 +-----OOOOO-----+
　　　　　　　　 |　　　　　　　 |
　　　　　　　　 |　　+------+　 |
ｼﾘｰｽﾞ入力　　D　 |　　|TL499A|　 |
Vin1--------＞|--|----+1　　8+---|-----+----＋--出力電圧Vout
　　　　　　　　 |　　|　　　|　 |　　 |　　｜
　　　　　　　　 |　+-+2　　7+-+ |　　 |　　｜+
　　　　　　　　 |　| |　　　| | |　　 |　　￣ ﾌｨﾙﾀ･ｷｬﾊﾟｼﾀCL
　　　＋-----＋--+--|-+3　　6+-|-+ ＋--+ 　 Ｔ-
　　　｜　　 ｜　　 | |　　　| |　 ｜　|　　｜
電池 ￣￣　　｜ +---|-+4　　5+-+　 ｜ ＜　　｜
1.5V　Ｔ　　 ｜ |　 | |　　　| |　C￣ ＜R　 ｜
　　　｜　　 ｜ ＞　| +------+ |　 Ｔ ＜　　｜
　　　｜　　 ｜ ＞Rc|　　　　　|　 ｜　|　　｜
　　　｜　　 ｜ ＞　+----------|---＋--+　　｜
　　　｜　　 ｜ |　　　　　　　|　　　 |　　｜
　　　｜　　+｜ |　　　　　　　|　　　＜　　｜
　　　｜ Cin ￣ |　　　　　　　|4.7kΩ＜　　｜
　　　｜　　-Ｔ |　　　　　　　|　　　＜　　｜
　　　｜ ／　｜ |　　　　　　　|　　　 |　　｜
GND---＋-o o-＋-+--------------+-------+----＋
　　　　　SW

ここで、各部品の推奨値です。

コイルL（50μH～150μH・直流抵抗0.1Ω程度以下）
最も重要な部品で抵抗が大きいと動作しません。
協同通信工業（株）のＫ－５００Ｋ等がいいです(200円くらいだったかな？）。
なお、ここは通販してくれます。
連絡先は
　　〒221 横浜市神奈川区西神奈川１－１４－１
　　TEL:045-324-2244　FAX:045-321-2450
です。
デカップリング・コンデンサCL（100μF～470μFの電解コンデンサ。耐圧は出力電圧＋α）大きい方がリップル除去出来ますが、大きすぎるとＩＣが動作しません。
パスコンデンサC（0.05μF～0.1μF）
スイッチング電流制限抵抗Rc（150～1kΩ）
小さすぎるとスイッチング電流が極度に増え効率が悪化し、大きすぎると内蔵増幅器の返還量が減り安定した出力電圧の設定が得られません。
このＲｃと入出力電圧差で最大出力電流が変わります（最後に添付した表を参考にして下さい）。
E500はCLOCK UPしてメモリ増設しても最大20mA程度ですので電池が減って1.1Vまで使うには470Ωではギリギリなので、300～360Ωがいいでしょう。
入力コンデンサCin（別に無くていいです）
つけるとしたら3V･100μFの電解コンデンサくらいでいいかな？
保護用ダイオードD（外部入力端子を使わない場合不要）

あと、配線ですが、出来る限り太くＩＣの近くに他の部品を配置して下さい。

					
 　　　　　　　　　　　　パ　ー　ツ　リ　ス　ト
┌─────────────────────────┬────┐
｜レギュレータIC　TL499A（テキサスインスツルメンツ）｜　　１ケ｜
├─────────────────────────┼────┤
｜セラミックコンデンサ　0.1μF　　　　　　　　　　　｜　　１ケ｜
├─────────────────────────┼────┤
｜電解コンデンサ　　　　3V・100μF　　　　　　　　　｜　　１ケ｜
｜※電池を２本以上使う時は耐圧を上げて下さい　　　　｜　　　　｜
├─────────────────────────┼────┤
｜電解コンデンサ　　　　9V・330μF　　　　　　　　　｜　　１ケ｜
├─────────────────────────┼────┤
｜抵抗　　　　　　　　　　　　　　330Ω（150～1kΩ）｜　　１ケ｜
├─────────────────────────┼────┤
｜抵抗　　　　　　　　　　　　　　4.7kΩ　　　　　　｜　　１ケ｜
├─────────────────────────┼────┤
｜抵抗　　　　　　　　　　　　　　18kΩ（6V出力用） ｜　　１ケ｜
├─────────────────────────┼────┤
｜ダイオード　　　　　　10D1　　　　　　　　　　　　｜　　１ケ｜
｜※外部入力を使用しない場合は不要　　　　　　　　　｜　　　　｜
├─────────────────────────┼────┤
｜コイル　　　　　　　　50μF（0.1Ω以下）　　　　　｜　　１ケ｜
├─────────────────────────┼────┤
｜２接点スイッチ　　　　　　　　　　　　　　　　　　｜　　１ケ｜
├─────────────────────────┼────┤
｜単１電池ケース（１本用）　　　　　　　　　　　　　｜　　１ケ｜
├─────────────────────────┼────┤
｜アルカリ単１乾電池　　　　　　　　　　　　　　　　｜　　１ケ｜
├─────────────────────────┼────┤
｜細い平行リード線　　　　　　　　　　　　　　　　　｜30～50cm｜
├─────────────────────────┼────┤
｜基板用ヘッダピン　　　　　　　　　　　　　　　　　｜　　１ケ｜
｜※必要なピン数をニッパで切って使うやつが便利　　　｜ (2ピン)｜
├─────────────────────────┼────┤
｜熱収縮チューブ　　　　φ４～５　　　　　　　　　　｜　　少々｜
｜※ビニールテープでも可　　　　　　　　　　　　　　｜　　　　｜
├─────────────────────────┼────┤
｜ユニバーサル基板等　　２×４cm程度　　　　　　　　｜　　１ケ｜
├─────────────────────────┼────┤
｜細いリード線（ジャンパ用）　　　　　　　　　　　　｜　　少々｜
└─────────────────────────┴────┘

■参考

						
　スイッチング動作時推奨負荷電流（mA）

(1)Ｒｃ：１５０Ωのとき
　+---+---+---+---+---+---+---+---+---+---+---+---+---+
　| 30|   |   |   |   |   |   |   |   |   | 65| 90| 90|
　| 25|   |   |   |   |   |   |   |   | 50| 80|100|100|
　| 20|   |   |   |   |   | 20| 25| 30| 80|100|100|100|
出| 15|   |   |   | 15| 20| 30| 45| 55|100|100|100|100|
　| 12| 10| 15| 20| 25| 30| 40| 55| 70|100|100|100|100|
力| 10| 15| 20| 25| 30| 35| 45| 65| 80|100|100|   |   |
　|9.0| 20| 25| 25| 35| 40| 50| 70| 90|100|100|   |   |
電|6.0| 30| 35| 44| 45| 55| 75| 95|100|   |   |   |   |
　|5.0| 35| 40| 45| 55| 70| 85|100|100|   |   |   |   |
圧|4.5| 35| 45| 50| 60| 75| 95|100|100|   |   |   |   |
　|3.0| 50| 65| 75| 95|100|   |   |   |   |   |   |   |
　|2.9| 60| 70| 75|100|100|   |   |   |   |   |   |   |
　+---+---+---+---+---+---+---+---+---+---+---+---+---+
　|   |1.1|1.2|1.3|1.5|1.7|2.0|2.5|3.0|5.0|6.0|9.0| 10|
　+---+---+---+---+---+---+---+---+---+---+---+---+---+
　　　　　　入　　力　　電　　圧

（２）Ｒｃ：２００Ωのとき
　+---+---+---+---+---+---+---+---+---+---+---+---+---+
　| 30|   |   |   |   |   |   |   |   |   | 50|100|100|
　| 25|   |   |   |   |   |   |   |   | 50| 70|100|100|
　| 20|   |   |   |   |   | 15| 25| 30| 70| 90|100|100|
出| 15|   |   |   | 10| 15| 25| 35| 45| 90|100|100|100|
　| 12| 10| 10| 15| 20| 25| 35| 40| 60|100|100|100|100|
力| 10| 15| 20| 20| 25| 30| 40| 55| 70|100|100|   |   |
　|9.0| 20| 20| 25| 30| 35| 45| 60| 80|100|   |   |   |
電|6.0| 25| 30| 35| 45| 50| 65| 90|100|   |   |   |   |
　|5.0| 30| 35| 40| 55| 60| 75|100|100|   |   |   |   |
圧|4.5| 35| 40| 45| 55| 65| 85|100|100|   |   |   |   |
　|3.0| 50| 55| 65| 80| 90|   |   |   |   |   |   |   |
　|2.9| 50| 60| 85|100|   |   |   |   |   |   |   |   |
　+---+---+---+---+---+---+---+---+---+---+---+---+---+
　|   |1.1|1.2|1.3|1.5|1.7|2.0|2.5|3.0|5.0|6.0|9.0| 10|
　+---+---+---+---+---+---+---+---+---+---+---+---+---+
　　　　　　入　　力　　電　　圧

（３）Ｒｃ：３００Ωのとき
　+---+---+---+---+---+---+---+---+---+---+---+---+---+
　| 30|   |   |   |   |   |   |   |   |   | 40| 70| 70|
　| 25|   |   |   |   |   |   |   |   | 40| 55|100|100|
　| 20|   |   |   |   |   | 10| 15| 20| 55| 70|100|100|
出| 15|   |   |   | 10| 10| 20| 30| 35| 75| 95|100|100|
　| 12| 10| 10| 10| 15| 20| 25| 35| 45| 95|100|100|100|
力| 10| 15| 15| 15| 20| 25| 30| 45| 55|100|100|   |   |
　|9.0| 15| 15| 20| 25| 30| 35| 50| 60|100|100|   |   |
電|6.0| 25| 25| 30| 35| 45| 55| 70| 90|   |   |   |   |
　|5.0| 30| 30| 35| 45| 50| 65| 85|100|   |   |   |   |
圧|4.5| 30| 35| 40| 45| 55| 70| 95|100|   |   |   |   |
　|3.0| 45| 50| 55| 70| 90|   |   |   |   |   |   |   |
　|2.9| 45| 50| 60| 75| 95|   |   |   |   |   |   |   |
　+---+---+---+---+---+---+---+---+---+---+---+---+---+
　|   |1.1|1.2|1.3|1.5|1.7|2.0|2.5|3.0|5.0|6.0|9.0| 10|
　+---+---+---+---+---+---+---+---+---+---+---+---+---+
　　　　　　入　　力　　電　　圧

（４）Ｒｃ：５１０Ωのとき
　+---+---+---+---+---+---+---+---+---+---+---+---+---+
　| 30|   |   |   |   |   |   |   |   |   | 30| 50| 50|
　| 25|   |   |   |   |   |   |   |   | 25| 40| 75| 75|
　| 20|   |   |   |   |   |   |   |   | 40| 55| 90| 90|
出| 15|   |   |   |   |   |   | 15| 20| 55| 70|100|100|
　| 12|   |   |   |   | 10| 15| 25| 35| 65| 80|100|100|
力| 10|   |   |   | 10| 20| 25| 30| 40| 70| 85|   |   |
　|9.0| 10| 10| 10| 15| 20| 25| 35| 45| 75|100|   |   |
電|6.0| 15| 20| 20| 25| 30| 35| 50| 60|   |   |   |   |
　|5.0| 20| 20| 25| 30| 35| 45| 55| 70|   |   |   |   |
圧|4.5| 20| 25| 30| 35| 40| 50| 65| 90| 　|   |   |   |
　|3.0| 35| 35| 40| 50| 75|   |   |   |   |   |   |   |
　|2.9| 35| 35| 40| 55| 80|   |   |   |   |   |   |   |
　+---+---+---+---+---+---+---+---+---+---+---+---+---+
　|   |1.1|1.2|1.3|1.5|1.7|2.0|2.5|3.0|5.0|6.0|9.0| 10|
　+---+---+---+---+---+---+---+---+---+---+---+---+---+
　　　　　　入　　力　　電　　圧

（５）Ｒｃ：１ｋΩのとき
　+---+---+---+---+---+---+---+---+---+---+---+---+---+
　| 30|   |   |   |   |   |   |   |   |   |   | 35| 35|
　| 25|   |   |   |   |   |   |   |   |   | 35| 50| 50|
　| 20|   |   |   |   |   |   |   |   |   | 35| 60| 60|
出| 15|   |   |   |   |   |   |   | 10| 30| 45| 65| 65|
　| 12|   |   |   |   |   |   |   | 20| 40| 45| 85| 85|
力| 10|   |   |   |   |   |   | 15| 25| 40| 50|   |   |
　|9.0|   |   |   | 10| 10| 15| 25| 30| 45| 60|   |   |
電|6.0| 10| 10| 10| 15| 20| 20| 30| 35|   |   |   |   |
　|5.0| 10| 15| 15| 20| 20| 25| 35| 40|   |   |   |   |
圧|4.5| 15| 15| 15| 20| 25| 30| 40| 45| 　|   |   |   |
　|3.0| 20| 25| 25| 30| 35|   |   |   |   |   |   |   |
　|2.9| 20| 25| 25| 30| 45|   |   |   |   |   |   |   |
　+---+---+---+---+---+---+---+---+---+---+---+---+---+
　|   |1.1|1.2|1.3|1.5|1.7|2.0|2.5|3.0|5.0|6.0|9.0| 10|
　+---+---+---+---+---+---+---+---+---+---+---+---+---+
　　　　　　入　　力　　電　　圧

・参考文献：半導体技術資料Ｎｏ．３７、５１（テキサスインスツルメンツ）
　　　　　　スイッチング・レギュレータ　アプリケーション・ノート
　　　　　　（テキサス・インスツルメンツ）
　　　　　　乾電池定電流連続放電持続時間特性グラフ（パナソニック）

■おまけ
速いクロックを使ってると、電池が減ってきたら暴走しますが、もうこの電源があればダイジョウブですね(^^)。
ちなみにこのＩＣの応用として、外部入力がＯＦＦ（停電）したら自動的にバッテリーに切りかわってＶoutに安定して一定の電圧を出力し続ける停電保証付電源として使うことも出来ます(^^)。

写真は単四電池サイズにおさめて、LowBatteryの電池3本＋この電源をポケコン本体の電池ケースに入れて使えるようにしたものです。
写真をマウスでポイントすると裏面がみれます。

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