USB5Vからの昇圧型DC24V電源に負荷をかけてみる

電源

今回は前回前々回と紹介した12V24V電源の記事についての続きです。
「24V電源として実際の使用例」を紹介したいと思います

最初から記事を読みたい方はこちらからお願いします

DC12V/DC24V電源の自作方法 USB5Vから簡単に昇圧
何かと電気工作をしていてテスト等で市販のリレー・アクチュエータ・ドライバを動かす際には12Vまたは24V電源が欲しい!というシチュエーションがあると思います。 そこで今回は簡単にできるDC12V/DC24V電源の作り方を紹介します ...
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USB電圧電流チェッカーを使ってみた

今回は単に負荷をかけても面白みが無いので「USB接続の電圧電流チェッカー」を入力電源側につけてみました。

このモジュールはAMAZONなどで購入可能です。(Rasbee製 USB電圧電流チェッカー)。また細かい詳細については別記事にしたいと思います

 

これをUSB充電器につければ電流・電圧ともに一応はチェックできます。(電圧はある程度安定しているのですが、電流に関しては結構ばらつきますので本当に参考レベルです)

 

参考までにスマホを充電した際の写真です(写真のスマホは電流チェッカのアプリを動かしています)
・未充電時

・充電時(電圧=4.88V表示)

・充電時(電流=680mA表示)

 

電源に10kΩの抵抗の負荷(出力_数mA)をかけてみる

効率・精度を考えないで出力に10kΩを付けると入出力の電圧電流を計算すると下記の値になります。出力電流としては数mAしか流れない軽負荷となっています。

<<入力>>
・電圧 ・・・=5V
・電流 ・・・≒12mA(24V×2.4mA/5V)
<<出力>>
・電圧 ・・・=24V
・電流 ・・・≒2.4mA(24V/10kΩ)

 

出力「OUT+」「OUT-」の箇所にワニ口で抵抗10kΩを接続してみます。
また出力の電圧が分かるようにテスターワニ口クリップで接続

 

全体構成としては下記の形で測定しました。
・入力電圧=4.71V表示

 

・入力電流=100mA?表示
効率を考えても10~20mA程度になる予定でしたが、やはり数十mA程度の電流はこのUSB接続のチェッカでは測定できないようです。100mA~200mAの値で動いていました。

 

USBチェッカの値については信用できない結果でしたが
テスターも24.68Vを示しており、正常に電圧24Vが出力されていました。

 

電源に510Ωの抵抗の負荷(出力_数十mA)をかけてみる

効率・精度を考えないで出力に510Ωを付けると入出力の電圧電流を計算すると下記の値になります。出力電流としては数十mA流れる形になっています。

<<入力>>
・電圧 ・・・=5V
・電流 ・・・≒226mA(24V×47mA/5V)
<<出力>>
・電圧 ・・・=24V
・電流 ・・・≒47mA(24V/510Ω)

 

正直なところ出力電力(電流×電圧)が1W超えるので抵抗値の定格電力(おそらく0.25W?)を軽く超えてしまっているので瞬間的なお試しレベルでの確認です。

おそらく負荷かけ続けると抵抗が燃えます。

先ほどと同様に510Ωをワニ口クリップで接続

 

・入力電圧=4.84V表示

 

・入力電流=330mA表示
効率を考えても200~400mA程度になる予定でしたので、こんなものかと言ったところです
190mA~400mAの値で動いていました。

相変わらずUSBチェッカの値については信用できない結果でしたが
テスターも24.58Vを示しており、正常に電圧24Vが出力されていました。

 

一般的なリレー負荷をかけてみる

ただの抵抗だけでは面白くないので一般的な用途例として24V駆動のリレーでも確認してみます。今回使うのはOMRON製のミニパワーリレーMY4 DC24を使用します。

 

リレーのコイル駆動の13-14ピンに「OUT+」と「OUT-」を接続して24V投入します
10kΩと赤色ダイオードをa接点に付けてリレー駆動時にはLEDを点灯させます

それでは入出力を接続して確認していきます
・電源未投入時

・電源投入時
USBチェッカー電圧表示時 入力電圧=4.77V表示

 

USBチェッカー電流表示時 入力電流=300mA表示
OMRONのHPでリレーの仕様を確認すると定格電流36.3mAでした。

またLEDの電流が2.4mAなので合計出力を約40mAとして効率を考えても200~400mA程度になる予定でしたので、こんなものかと言ったところです

やはりUSBチェッカの値については信用できない結果でしたがテスターも24.6Vを示しており、正常に電圧24Vが出力してリレー動作ができていました

簡単なデバッグレベルで24V使う分には問題なさそうです

 

USB5Vからの昇圧だと24Vの高負荷は難しい

今回いろいろ試してみましたが簡易デバッグ(数十mA程度)の24VならばこのUSB5Vからの昇圧モジュールで問題なさそうです

 

ただし今回入力電流も簡易的なチェッカーで確認していましたが、どうしてもUSB5Vから昇圧すると入出力の電圧差が影響して入力電流が非常に大きくなります

仮に効率・精度を考えないで出力で24V_0.5Aを対応したいとするとUSB5Vで2400mA必要になります

<<入力>>
・電圧 ・・・=5V
・電流 ・・・=2400mA(24V×500mA/5V)
<<出力>>
・電圧 ・・・=24V
・電流 ・・・=500mA

 

USB2.0の規格が電流MAX900mA程度でしたので、かなり難しい値となっています。
(おそらく充電器・ケーブルが対応できていない)

 

ということで軽負荷(数十mA)のデバッグ時に使うこととして割り切ればいいかと筆者は考えています。なんにせよ簡単に24V電源が用意できるのは非常にメリットが大きいです。

 

今回はここまでにしたいと思います。どうもありがとうございました

 

次回は実際のリレー・タイマの動きを動画で撮ってみたのを記事にします
リンク先はこちらから。ぜひ見てください

DC24V駆動のオムロン製リレー・タイマーを動画で確認してみた
前回紹介した24V電源の使用例記事についての続きです。 今回は「DC24V駆動のオムロン製リレー・タイマーを動画で確認してみた」を紹介したいと思います 前回記事はこちらから 前回の24Vリレー動作をYoutubeに...

 

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