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3W級絶縁型DC−DCコンバーター(±15V100mA)MCW03−12D15 (M-04284)

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データ番号

1782

区 分

部品

分 類

電源

品 名

3W級絶縁型DC−DCコンバーター(±15V100mA)MCW03−12D15 (M-04284)

発売元

メーカ Minmax Technology Co., Ltd.
購入先 秋月電子通商

価 格

650円(税込)

主要部品

MCW03-12D15

電 源

9〜18Vdc

概略仕様

   

概要

入出力が絶縁された±両極性出力のDCDCコンバータです。

入力電圧

12Vdc定格 (入力電圧範囲 9〜18Vdc)

出力電圧

両極性出力 ±15Vdc

出力電力

3W

出力電流範囲

最小±25mA〜最大100mA 

最大容量性負荷

47μF

その他

リモートオンオフ制御端子有り

絶縁

1600Vdc

保護回路

過電流保護回路(電流制限回路)有り

     

付属基板

付属ケース

無し

外形寸法

単体 W 21.9mm D 9.3mm H 11.3mm (リード線含まず)

追加購入
部品

コメント

  •  リップル、出力電圧安定性ともに好印象を持ちました。

  •  負荷の最大静電容量が47μF、出力電流範囲が±25〜±100mAと上下限範囲が定められているため、負荷回路はこれらの仕様に合わせて設計する必要があります。

改 造

その他

(製作例)

 

 

【 パッケージ外観 】

 

【 構成品 】

 

【 取扱説明書 】

 

【 部品パッケージ外観 】

 

【 部品外観1 】

 

【 部品外観2 】

 

【 部品外観3 】

 

【 部品外観4 】

 

【 部品外観5 】

 

【 部品外観6 】

 


動作確認

1.測定時の様子

 下記掲載画像は入出力のノイズ波形測定(スイッチングノイズ、リップル)と3通りの負荷時(150Ω・600Ω・無負荷)の入出電圧特性を測定し た際の様子です。 画像はフィルター有り・負荷抵抗150Ω時におけるノイズ波形測定時の状態です。

 

【 測定状態外観(全体外観) 】

 

  • プローブ接続部位が波形の測定位置です。
     

  • 入出力部にフィルターを接続した状態です。
     

  • 入力側フィルタは電解キャパシタ470μF、積層セラミックキャパシタ0.1μFと電源用インダクタ2 .2μHです。
     

  • 電源用インダクタ2.2μHは秋月電子通商の「表面実装用(SMD)インダクタ 2.2μH±20% [FDA1055−H−2R2M=P3] 通販コード P−13644」です。
     

  • 出力側フィルタは電解キャパシタ47μF、積層セラミックキャパシタ0.1μFです。

 

2.ノイズ測定・入力電圧特性

 本品の定格出力電流は±25mA〜100mAです。 これより、負荷抵抗150Ω、負荷抵抗600Ω及び無負荷時の出力に含まれるノイズ波形を観測しました。
 また、入力電圧のスタートアップ電圧は7Vdc(4.5〜9Vdc)、シャットダウン電圧はTyp.6.5Vdc(最大8.5Vdc)と規定されています。 この確認として、負荷抵抗 150Ω、負荷抵抗600Ω及び無負荷時における入力電圧特性を測定しました。
 これらの測定結果を下記に掲載します。

 

負荷 (両出力同一負荷)

測定結果

 

150Ω抵抗

(定格最大電流相当)

 

黄色

+出力電圧 AC結合 20mV/div
(DC成分 +14.98V)

水色

−出力電圧 AC結合 20mV/div
(DC成分 −14.98V)

時間軸

500ns/div

【 リップル波形 (入出力フィルター無し・入力電圧=12.0Vdc) 】

 

黄色

+出力電圧 AC結合 20mV/div
(DC成分 +14.99V)

水色

−出力電圧 AC結合 20mV/div
(DC成分 −14.99V)

時間軸

500ns/div

【 リップル波形 (入出力フィルター有り・入力電圧=12.0Vdc) 】

 

【 入出力電圧特性 (フィルター有り +出力) 】

 

【 入出力電圧特性 (フィルター有り -出力) 】

 

 

600Ω抵抗

(定格最小電流相当)

 

黄色

+出力電圧 AC結合 20mV/div
(DC成分 +14.98V)

水色

−出力電圧 AC結合 20mV/div
(DC成分 −14.99V)

時間軸

500ns/div

【 リップル波形 (入出力フィルター無し・入力電圧=12.0Vdc) 】

 

黄色

+出力電圧 AC結合 20mV/div
(DC成分 +14.98V)

水色

−出力電圧 AC結合 20mV/div
(DC成分 −14.98V)

時間軸

500ns/div

【 リップル波形 (入出力フィルター有り・入力電圧=12.0Vdc) 】

 

【 入出力電圧特性 (フィルター有り +出力) 】

 

【 入出力電圧特性 (フィルター有り -出力) 】

 

 

無負荷

注意:定格範囲外

 

黄色

+出力電圧 AC結合 10mV/div
(DC成分 +14.98V)

水色

−出力電圧 AC結合 10mV/div
(DC成分 −14.99V)

時間軸

1ms/div

【 リップル波形 (入出力フィルター無し・入力電圧=12.0Vdc) 】

 

黄色

+出力電圧 AC結合 10mV/div
(DC成分 +14.98V)

水色

−出力電圧 AC結合 10mV/div
(DC成分 −14.99V)

時間軸

500ns/div

【 リップル波形 (入出力フィルター無し・入力電圧=12.0Vdc) 】

 

黄色

+出力電圧 AC結合 100mV/div
(DC成分 +14.98V)

水色

−出力電圧 AC結合 100mV/div
(DC成分 −15.00V)

時間軸

1ms/div

【 リップル波形 (入出力フィルター有り・入力電圧=12.0Vdc) 】

 

黄色

+出力電圧 AC結合 20mV/div
(DC成分 +14.99V)

水色

−出力電圧 AC結合 20mV/div
(DC成分 −15.00V)

時間軸

500ns/div

【 リップル波形 (入出力フィルター有り・入力電圧=12.0Vdc) 】

 

【 入出力電圧特性 (フィルター有り +出力) 】

 

【 入出力電圧特性 (フィルター有り -出力) 】

 

 

3.出力電流特性

 入力電圧が12Vdc時において、出力電流が変化した際の出力電圧を測定しました。 一方の出力に負荷抵抗150Ω、負荷抵抗600Ω及び無負荷時の状態で、他方の出力に可変負荷として自作電子負荷を接続して 出力電流を変化させました。 その結果を+Vout側を変化させた場合と−Voutを変化させた場合に分けて掲載します。

 まず、出力電流の定格領域前後を拡大した結果を下記に掲載します。 DC成分を含んだ電圧波形を12bit分解能で測定して、定格領域前後の変化を拡大表示しているため、AD変換分解能 起因で階段状の変化となっています。

 

出力電流特性(定格領域前後)

負荷 (両出力同一負荷)

測定結果

 

150Ω抵抗

(定格最大電流相当)

 

【 +Vout側負荷変化時の出力電流特性 】

 

【 −Vout側負荷変化時の出力電流特性 】

  

 

600Ω抵抗

(定格最小電流相当)

 

【 +Vout側負荷変化時の出力電流特性 】

 

【 −Vout側負荷変化時の出力電流特性 】

 
 

無負荷

注意:定格範囲外

 

【 +Vout側負荷変化時の出力電流特性 】

 

【 −Vout側負荷変化時の出力電流特性 】

 

 

 次に過電流保護動作を確認するために過負荷状態の動作状態を測定しました。  なお、最大定格電流を超える領域では本品の発熱が大きいため、短時間で測定しました。

出力電流特性(過負荷状態含む)

負荷 (両出力同一負荷)

測定結果

 

150Ω抵抗

(定格最大電流相当)

 

【 +Vout側負荷変化時の出力電流特性 】

 

【 −Vout側負荷変化時の出力電流特性 】

  

 

600Ω抵抗

(定格最小電流相当)

 

【 +Vout側負荷変化時の出力電流特性 】

 

【 −Vout側負荷変化時の出力電流特性 】

 
 

無負荷

注意:定格範囲外

 

【 +Vout側負荷変化時の出力電流特性 】

 

【 −Vout側負荷変化時の出力電流特性 】

 

 

 上記結果より、出力電流が500mA〜600mA程度までは過電流保護回路が動作しないようです。 中途半端な過負荷では過電流保護回路が動作しないので、利用時には過負荷にならないように注意が必要です。

 次に出力短絡時の出力状態を測定しました。 定常時、各出力に抵抗600Ωを接続した状態で、それぞれの出力を短絡しました。

 

 

 短絡した瞬間、小さいながらスパークとパチッと音が発生しました。 短絡期間中の短絡側出力電圧は当然0Vとなりました。 他端側の出力電圧は約±2V程度に低下しました。

 


参考記録 初回公開時動作確認

 初回公開時、入力側フィルタのインダクタは22μHを用いていましたが、「3W級絶縁型DC−DCコンバーター(±15V100mA)MCW03−05D15 (M-04266)」のデータ採取時に22μHは不適切であることが判明しました。 そのため、インダクタを2.2μHに変更してデータを再採取しました。 変更前後のインダクタの仕様を下記に掲載します。

初回公開時
選定定品

電源用インダクタ(コイル) 22μH1.3A TSL0709S−220K(4個入) [TSL0709S-220K]  通販コード P−01269 直流抵抗0.086Ω (本Webページ公開時 販売無し)

変更後品

表面実装用(SMD)インダクタ 2.2μH±20% [FDA1055−H−2R2M=P3] 通販コード P−13644 直流抵抗0.0048Ω

 なお、初回公開時のインダクタ22μHで採取したデータを記録用として下記に残しておきます。

 

 

 入出力のノイズ波形測定(スイッチングノイズ、リップル)と3通りの負荷時(150Ω・600Ω・無負荷)の入出電圧特性を測定しました。 下記画像に フィルター有り・負荷抵抗600Ω時における確認時の状態を示します。

 

  • みの虫クリップ接続部位が波形の測定位置です。

  • 入出力部にフィルターを接続した状態です。

  • 入力側フィルタは電解キャパシタ470μF、積層セラミックキャパシタ0.1μFと電源用インダクタ22μHです。

  • 出力側フィルタは電解キャパシタ47μF、積層セラミックキャパシタ0.1μFです。

【 測定状態外観(全体外観) 】

 

負荷 (両出力同一負荷)

測定結果

 

150Ω抵抗

(定格最大電流相当)

 

黄色

+出力電圧 AC結合 50mV/div

水色

−出力電圧 AC結合 50mV/div

時間軸

500ns/div

【 リップル波形 (入出力フィルター無し・入力電圧=12.0Vdc) 】

 

黄色

+出力電圧 AC結合 100mV/div

水色

−出力電圧 AC結合 100mV/div

時間軸

500ns/div

【 リップル波形 (入出力フィルター有り・入力電圧=12.0Vdc) 】

 

【 入出力電圧特性 (フィルター無し +出力) 】

 

【 入出力電圧特性 (フィルター無し -出力) 】

 

【 入出力電圧特性 (フィルター有り +出力) 】

 

【 入出力電圧特性 (フィルター有り -出力) 】

 

 

600Ω抵抗

(定格最小電流相当)

 

黄色

+出力電圧 AC結合 20mV/div

水色

−出力電圧 AC結合 20mV/div

時間軸

500ns/div

【 リップル波形 (入出力フィルター無し・入力電圧=12.0Vdc) 】

 

黄色

+出力電圧 AC結合 20mV/div

水色

−出力電圧 AC結合 20mV/div

時間軸

500ns/div

【 リップル波形 (入出力フィルター有り・入力電圧=12.0Vdc) 】

 

【 入出力電圧特性 (フィルター無し +出力) 】

 

【 入出力電圧特性 (フィルター無し -出力) 】

 

【 入出力電圧特性 (フィルター有り +出力) 】

 

【 入出力電圧特性 (フィルター有り -出力) 】

 

 

無負荷

注意:定格範囲外

 

黄色

+出力電圧 AC結合 10mV/div

水色

−出力電圧 AC結合 10mV/div

時間軸

5μs/div

【 リップル波形 (入出力フィルター無し・入力電圧=12.0Vdc) 】

 

黄色

+出力電圧 AC結合 10mV/div

水色

−出力電圧 AC結合 10mV/div

時間軸

500ns/div

【 リップル波形 (入出力フィルター無し・入力電圧=12.0Vdc) 】

 

黄色

+出力電圧 AC結合 100mV/div

水色

−出力電圧 AC結合 100mV/div

時間軸

1ms/div

【 リップル波形 (入出力フィルター有り・入力電圧=12.0Vdc) 】

 

黄色

+出力電圧 AC結合 20mV/div

水色

−出力電圧 AC結合 20mV/div

時間軸

500ns/div

【 リップル波形 (入出力フィルター有り・入力電圧=12.0Vdc) 】

 

【 入出力電圧特性 (フィルター無し +出力) 】

 

【 入出力電圧特性 (フィルター無し -出力) 】

 

【 入出力電圧特性 (フィルター有り +出力) 】

 

【 入出力電圧特性 (フィルター有り -出力) 】

 

 

 次に出力電流が変化した際の出力電圧変動を測定しました。 一方の出力の負荷を抵抗600Ωを接続した状態で、他方の出力に自作電子負荷を接続して、両方の出力電圧を測定しました。

 

【 +Vout負荷依存性 】

 

【 −Vout負荷依存性 】

 

 次に出力短絡時の出力状態を測定しました。 定常時、各出力に抵抗600Ωを接続した状態で、その後、各出力を短絡しました。

 

 

 短絡した瞬間、小さいながらスパークとパチッと音が発生しました。 短絡期間中の短絡側出力電圧は当然0Vとなりました。 他端側の出力電圧は約2V程度に低下しました。  

 

  

データ作成者 CBA

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