XL6009 昇圧型 可変 DC-DCコンバータ基板高圧改造

ダイオード・チャージポンプ回路による昇圧 

Modified XL6009 DC-DC Step Up (Boost) Module

Diode Charge Pump DC DC converter boost UP 200V / cockcroft-walton

 

 

XL6009 DC-DCコンバータ 100V 改造
XL6009 DC-DCコンバータ 100V 改造

XL6009 昇圧型 可変 DC-DCコンバータ基板に付加回路を追加して100Vまで昇圧してみました。

 

XL6009基板は部品変更等無しです。

 

・Boost Converter XL6009 Module

Price:US $1.24   (ebay)
JPY 139(including shipping)
(AMAZON/ヤフオクでも購入可能)
Xl6009 + ダイオードチャージポンプ 3段 100V 昇圧回路
Xl6009 + ダイオードチャージポンプ 3段 100V 昇圧回路

ダイオードチャージポンプ回路3段昇圧100V

 

XL6009昇圧基板電圧を34V程と致しますと凡そ3倍の100Vの電圧が出力となります。

12V > XL6009 > 34V > チャージポンプ > 100V

 

XL6009は60V定格となりますが基板実装ケミコンは50V耐圧となります。

仮に50Vとしますと3倍で150V、4倍で200Vの昇圧ができることとなります。

(120Vまで昇圧確認済み)

 

使用部品はダイオードに1N4148、コンデンサーは1μF 50Vケミコンで実験的に行いました。

 

無負荷時100Vとして100kΩ抵抗を負荷として電圧を測定してみました。

100Vで100kΩ負荷ですから電流は1mAとなります。

                              

1mA 2mA 3mA 4mA 5mA
 97.7V 97.4V 97.2V 97.1V 97.0V

余り電流の取れる回路では無いので、真空管プリアンプや真空管エフェクターのちょっとした電源に利用できるかもしれません。

なお、負電源が必要なときはダイオードの向きを逆にしますと取り出すことができます。

 

                                       (2016.03.31)

XL6009昇圧基板 + 3段ダイオードチャージポンプ 100V 昇圧回路図
XL6009昇圧基板 + 3段ダイオードチャージポンプ 100V 昇圧回路図
XL6009 + ダイオードチャージポンプ5段 200V 昇圧回路
XL6009 + ダイオードチャージポンプ5段 200V 昇圧回路

ダイオードチャージポンプ回路5段昇圧200V

 

3段100V成功しましたので、5段200Vです。

 

無負荷時(正確には1MΩ負荷)40.8Vで200V

出力となりました。

 

200KΩ抵抗を負荷として電圧測定

 

   1mA     2mA     3mA     4mA     5mA

197.9V  197.1V  196.4V  195.6V  195.1V

 

200V Diode Charge Pump / cockcroft-walton (X5)
200V Diode Charge Pump / cockcroft-walton (X5)

意外と取れそうなので、220V 10W 電球を

負荷として接続。

 

点灯しました。 42mA 183.8V

 

本日、4月1日ですがネタでは有りません。

 

ダイオードチャージポンプ昇圧で真空管B電源

とした例は海外サイトの掲示板でそれらしき画像を見たことが有るぐらいですので、こんなお馬鹿なことはしないのかな?

 

リップル分が多く負荷変動には弱いとは聞きますが、真空管アンプでの実例を知りませんので、弊害は?です。

 

ニキシー管点灯では問題ないかと思われますが実機でのテストとOKなら小型に出来ないか検討の余地有りでしょうか。

               (2016.04.01)

 

 

DC-DC Step up 6-12V to 170-200V  XL6009 + cockcroft-walton (X5)
DC-DC Step up 6-12V to 170-200V XL6009 + cockcroft-walton (X5)

5段200V昇圧チップ仕様

 

基板上に収まるようにチップ部品で組み上げてみました。

 

元の出力コンを外し、代わりに1μFのチップコンを取り付け、高圧ケミコンスペースを確保しました。

 出力特性はケミコン使用時と同様でした。

 

*片面SMD基板使用しておりますがランド間距離は0.25mmとなりますので、耐圧的に考慮願います。

 

170-200v boost converter for Nixie tube
170-200v boost converter for Nixie tube

 使用部品

・積層セラミックコンデンサー 1μF 100V

 GRM31CR72A105KA01 (秋月)

・ダイオード 250V0.2A BAV21WS(秋月)

・ケミコン 400V 6.8μF (秋月)

 

12V ACアダプター使用時の変換効率

・12.2V 220mA > 195.7V 10mA  73%

・12.2V 894mA > 187.5V 42mA  72%

*無負荷時30mA程流れます。

 

ニキシー管RODAN CD66 点灯に異常なし。

              (2016.04.04)

 200V(196.2V) 5mA 時の効率

・6V 288mA > 196.2V 5mA   57%

・9V 170mA > 196.2V 5mA   64%

・12V 129mA > 196.2V 5mA  63%

*入力電圧5V程から200V昇圧します。

(2016.04.07)

 

XL6009フィードバック電圧検出を200V側に変更しました。

 

分圧抵抗:470k <> 100k VR <> 3.3k

電圧可変範囲:170-200V

(ボリューム中点からフィードバックすれば元々の10k VRが使用できますが引き回しが難しくなりそうです。)

 

之で負荷変動による電圧変化が無くなるはずです。

(2016.04.11)

分圧抵抗電流値多く、見直し

(2017.06.10)

XL6009 + ダイオードチャージポンプ5段 170-200V 昇圧回路図 (2016.04.14)  cockcroft-walton X5
XL6009 + ダイオードチャージポンプ5段 170-200V 昇圧回路図 (2016.04.14) cockcroft-walton X5

 

25mA程の負荷のアンプに接続して音出ししてみましたが駄目でした。

 

電圧値はアナログテスタで見る限り下がることは有りませんが、ボリュームを上げていきますとピークで歪む感が有り電流供給が間にあわない感じです。

 

試しに22μケミコンを追加しましたが若干改善する程度でした。

 

数mA負荷でのテスト要となりました。

(2016.04.14)

 

チューブエフェクター自作 DIY Tube Drive Overdrive Pedal
チューブエフェクター自作 DIY Tube Drive Overdrive Pedal

12AX7使用ギター・エフェクターに使用してみました。 (9V to 180V boost)

 

1~2mAの使用となりますがノイズの混入等も無く結果は良好です。

 

数mAの使用とするならばプリアンプやエフェクター用の真空管B電源として活用出来そうです。

(2016.06.10)

 



Tapped inductor boost converter

 

Tapped inductor boost converter

 

もっと簡単に昇圧できるかな?

 

タップドインダクタで昇圧

(単巻トランス・オートトランス)

 

 

太陽誘電220μHインダクタ(LHL13NB221K)をばらして巻き直してみました。

(薄いプラスチックモールドの部品ですので、ニッパでパキパキ切れます。)

(ボンド止めされている足も半田で温めてから抜き取ります。)

 

67回程巻かれていましたので、15回巻きでタップを出し元の回路に接続。

>正常に電圧が昇圧されることを確認。(元々のインダクタンスからすれば25回巻位でしょうか)

巻き終わりから1JU41で整流。

 

30V時100V出力されました。

 (昇圧することのみの最小部品での確認ですので、スナバ回路等の追加も必用かもしれません。)

(2017.06.09)

200Vまで昇圧させるには・・

電圧的には巻数比に比例するような特性でしょうから、5倍程とすれば良いのですがインダクタンスは巻数の二乗に比例するような特性なので、これ以上一次側の巻数を減らすことは難しいものと思われます。

(2017.06.11)

XL6009 Module + Tapped inductor boost converter 12V to 100V (暫定回路図)
XL6009 Module + Tapped inductor boost converter 12V to 100V (暫定回路図)

 

100V出力時に電球負荷(220V 10W 電球)を接続してみました。(薄っすらと点灯)

 

太陽誘電220μH(LHL13NB221K) 67T 15T:52T(フィードバック元基板)

 

  入力電圧 入力電流 XL6009電圧 昇圧電圧 昇圧電流
無負荷時 12.15V   30.36V 98.4V  
電球負荷 12.11V 223mA 30.55V 75.1V 24mA

変換効率67%

(2017.06.12)

 

太陽誘電 680μH (LHL13NB681K):110回巻きでした。

 

同インダクタを 18:92 で200Vまで昇圧可能でしたが220V 10W電球負荷では170Vまで下がってしまい、軽負荷での使用に限られるようです。(フィードバック200V側)

(2017.07.03)

同インダクタ 150V出力 220V 10W 電球負荷テスト

330k - 100k VR - 3.3k の分圧抵抗で電圧を下げてテスト (130-160V)

 

太陽誘電 680μH (LHL13NB681K) 110T 18T:92T (フィードバック150V側)

  入力電圧 入力電流 XL6009電圧 出力電圧 出力電流
 無負荷 12.0V 13mA 38.0V 150.0V  0.15mA
電球負荷 11.7V 603mA 54.6V 147.7V 37mA

変換効率 77.5%

出力負荷によりXL6009電圧も変動するようで、ちょつと厄介です。

・ニキシー管 IN-9 バーグラフ表示管電源に使用可能か。

(2017.07.04)

 

IN-9 バーグラフニキシー管、温度計に使用してみました。(130V 12mA)

 

2本ドライブしますとインダクターがほんのり温かくなりますが、VUメーターでもOKそうです。

 

 

 

(2017.07.21)



SEPIC Multiplied Boost Converter

SEPIC増幅昇圧コンバータ

 

 

XL6009小型真空管アンプ用 +B電源改造

 

ANALOG DEVICES アプリケーションノートを参考にSEPIC増幅昇圧回路で制作してみました。

 

 

XL6009 + Six-Stage SEPIC Multiplied Boost Converter 12V to 200V
XL6009 + Six-Stage SEPIC Multiplied Boost Converter 12V to 200V

 

効率77% 真空管ミニアンプ使用OKでした。

 

製作は下記、別ページリンクさせました。

 

SEPIC増幅昇圧コンバータ

 XL6009 + Six-Stage SEPIC Multiplied Boost Converter 12V to 200V

 

(2017.06.22)

 



フライバックトランス昇圧 >効率53%で失敗

 

フライバックトランス

EE19コイルボビン

1次側 3T 0.8mm 複巻 2次側 68T 0.29mm

ギャップ 0.2mm

 

220V 10W 電球負荷時

入力 12.4V 1.33A 出力 200.3V 44mA 効率53% 

(電球2個では昇圧しきれず160V程に低下)

(スナバ回路も追加しましたが特に変化無し)

トランスがチーと唸るのも気になる所で、効率的にも失敗作でした。

ROME PWM方式フライバックコンバータ設計手法

フライバックトランス計算

(2017.09.06)



XL6009 forward conerter    12V to 200V

TAIYO YUDEN LHL13NB102J 1mH 0.6A + 10t(0.4mm)
TAIYO YUDEN LHL13NB102J 1mH 0.6A + 10t(0.4mm)

フォワード式コンバータ

 

市販部品で簡単に昇圧トランス出来るかな?

 

太陽誘電ラジアルインダクタ LHL13NB102J 1mH 0.6A のモールドを剥がし0.4mmポリウレタン線を10ターン巻いてトランスとしてみました。(絶縁・固定はポリイミドテープ巻)

 

*ポリウレタン線は手持ちに適当なものが無かったので、同220μHインダクタを解いて使用。

*巻初めの位置に注意のこと

(2018.08.09)

220V 10W 電球負荷に接続してみました。

 

入力:12.01V 1.067A

出力:200.1V 0.045A

効率:70%

 

タップドインダクタでの昇圧を目論見購入しておいた1mHですがモールドを剥がしました所、コイルを巻けるスペースが有り、試しに行ったのが嬉しい誤算となりました。

 

Partu List

XL6009 modul

LHL13NB102J  1mH 0.6A TAIYO YUDEN

1JU41 X2 Fast Recovery diode

400V 4.7μF

100K VR

470k

3.3k

0.4mmΦ Polyurethane

 

(2018.08.09)

XL6009 forward conerter schematic   Boost UP 12V to 200V(暫定回路図)
XL6009 forward conerter schematic Boost UP 12V to 200V(暫定回路図)