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5Vからニキシー管用の高電圧を発生する小型なDCDCコンバータを作りました

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5Vからニキシー管に必要な高電圧を発生するDCDCコンバータが完成しました。作る過程をご紹介します。

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Fusion PCBから基板とステンシルが届く

いつもはJLCPCBに注文しているのですが、JLCPCBでは端面スルーホールの面が多いと、その分コストが上がるようだったので、コストが一定なFusion PCBで基板とステンシルを作ってもらいました。

JLCPCBに比べると、基板やシルクが綺麗ですね。

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はんだを印刷

同じ厚みの捨て基板で、前後を挟みます。

ステンシルと基板には、あらかじめ周囲に穴を開けるようデータを作っておきます。その穴に画鋲を刺すことで、基板とステンシルの位置合わせが正確で簡単にできるようになります。穴の径はこれまでの経験上1.0mmがちょうど良いようです。

はんだペーストをステンシルに載せます。はんだペーストは容器の中で数分間まぜまぜして、滑らかにしておくと、ステンシルの細かい穴にも入りやすく綺麗に印刷できますよ。

マルツの会員カード(でなくても良い)をスキージ代わりにして、1cm/秒くらいのスピードで手前にずらしていき、はんだペーストを印刷します。

位置ぴったりにはんだが印刷できました。

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部品をHAKKO394で実装

電動バキュームピック HAKKO 394で表面実装部品を実装していきます。ピンセットよりも簡単に楽に実装できて超絶便利なので、絶対おすすめです。騙されたと思って使ってみてください。絶対ピンセットには戻れません。

HAKKO 394に付いているボタンを押すと、ポンプが動作します。この状態でリールテープからノズルの先に部品を吸いつけます。

目的の場所まで来たら、部品を基板に置いてボタンを離します。ポンプが止まり部品が離れます。

実装が捗りますよ。

写真左の白い物は、3Dプリンタで印刷したSMDフィーダーです(テープを固定するジグ)。テープから部品を直接ピックアップすることで、常に一定方向に部品をピックできてとても楽です。詳しくはこちら👇の記事をご覧ください

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ホットプレートでリフロー

ホットプレートでリフローします。熱電対温度計があると、温度がわかって便利ですよ。

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動作チェック

特製のジグで、DCDCコンバータが正常に動作するかチェックしていきます。全てOKでした。

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特性チェック

実際、どれほどの負荷に耐えられるのか、特性をチェックしたいと思います。

ピンヘッダを取り付けて、ブレッドボードに刺さるようにします。

出力に抵抗をどんどん並列につないでいって、抵抗値と出力電圧、入力電流を測定していきます。

こちらが、測定結果です。左が、出力電流と出力電圧の特性です。5mAを超えたあたりからガクッと電圧が下がっていますね。ニキシー管は160V程度は欲しいので、5mA程度が最大でしょう。

右のグラフは消費電流と効率のグラフです。ピンクが消費電流(左軸)。オレンジが効率(右軸)です。出力電流が増えるに従い消費電流が増えています。普通ですね。効率は50%くらいて一定です。

このDCDCコンバータには、電圧調整用のボリュームが付いています。最低電圧は175V程度なのですが、ちょっと電圧が足りないなという時には、このボリュームを反時計回りに回すことで、電圧をアップすることができます。最大220V程度まで上げられます。その代わり、取り出せる電流は下がってしまいますけどね。

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ニキシー管用DCDCコンバータ完成!!

ニキシー管用のDCDCコンバータ完成しました!ニキシー管もしっかり光ってくれます。高圧電源さえあれば、ニキシー管は手軽に実験できるようになりますね。

出力に触るとビリッとしますので、触れたりショートにはご注意くださいね。

ここで紹介した5Vで動作するニキシー管用の小型なDCDCコンバータは、こちらで販売しています。
電子工作
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