JR7CWK'sぶろぐ

白色LEDを点灯させるには電池2本直列の電圧では不十分で電池3本直列にする必要がある。

最近になり、電池1本または2本で点灯させる為に電圧を上げる「昇圧回路」(DC-DCコンバータ)を内蔵したLEDライトが100均にも出回るようになった。

私か入手したもの
・CanDo「3LEDハンディライトA」
http://samidare.jp/jr7cwk/lavo.php?p=log&lid=183660

・シルク「2WAYランタン」
http://samidare.jp/jr7cwk/lavo.php?p=log&lid=187089


さて、以前、グリーンオーナメント製の「IIILEDライト」(セリアやシルク扱い)に、DC-DCコンバータを組み込もうとしたが、途中で放置状態となっていた。
なにせ、シガープラグ型携帯電話充電器に良く使用されている大柄かつ低電圧動作が苦手なのICを、しかも定電流動作にて、高効率を狙って組み込もうとしたもので、工作的にも回路的にも難易度が高かったのである。

今回は、安易に行こうという事で、「3LEDハンディライトA」のコンバータを「IIILEDライト」に組み込もうという、超お手軽モード作戦である。

だって・・・CanDo「3LEDハンディライトA」は、単一電池2本動作。ロングランで使用するのなら最高なんでしょうけど、LEDライトとしてはちょっと大柄。
そこでサイズ的にもそれほど大きくない「IIILEDライト」に「3LEDハンディライトA」のコンバータを組み込めば・・・という発想に至った。


定電流動作のないICで、LEDに対する電流がオーバードライブ気味なのが気になるところですが、ここはあくまでもお手軽改造。


そうそう、コンバータ部品を外した「3LEDハンディライトA」は・・・
スペース的にも電池容量も余裕があるので、携帯電話充電器等をベースにした本格的(定電圧出力＋抵抗　もしくは定電流出力)なDC-DCコンバータを組み込む事になろう。

改造前に両ライトのLED自体の明るさが大きく違う事がないものか確認する事にした。

両ライトを分解し、LED基板を取り出し、「3LEDハンディライトA」のDC-DC用のICを外し、両ライトのLED基板を直列に接続、電源と抵抗を接続し電流を流して明るさを比較してまた。

光を壁などに照らしての比較であったが、感覚的にはそう大きく違いはないようだ。
強いて言うと、「IIILEDライト」は比較的光が集中しているのに対し、「3LEDハンディライトA」はLEDの間隔がひろいせいか拡散している感じ。
配光の違いがライトの性格(目的？)を物語っているのかも・・・

せっかくなので、VFを比較。
75mA流した時、「IIILEDライト」が3.45Vに対し、「3LEDハンディライトA」は3.14Vで、同じ電流でも「3LEDハンディライトA」のLEDのほうがVFが低いようだ。

つまり・・・「3LEDハンディライトA」だと電流が流れすぎるコンバータも、「IIILEDライト」に組み込めば若干電流が減りそうで、マッチングが良さそう。

書き漏らしたが、単三電池2本動作を予定。
なにせ、「IIILEDライト」のボディって単三電池2本動作の電球用ライトのヘッド部分だけLEDに置き換えたのではないかと見える位、単三電池2本がピッタリのサイズなのだ。

「3LEDハンディライトA」も電池2本動作なので電圧的にもちょうどいい訳で・・・
というかこのライトのコンバータは「3LEDハンディライトA」の解析記事にも書いたように、電池1本の電圧ではLEDを十分にドライブできないのだ。

もし電池1本動作にするのなら・・・
「白色LED点灯用簡易DC-DCコンバータのアイディア」
http://samidare.jp/jr7cwk/lavo?p=log&lid=172614
の、こちらのICを選択する必要がある。



さて、改造に着手する。

まずは基板の改造。
といってもICとインダクタをつける為の5箇所の穴あけ、そしてLEDのプラス(アノード)側を電池を接続する電極との分離するパターンカットの加工、そして回路の接続となる。

各パーツの取り付け位置は、LED基板を取り付ける反射器の邪魔にならないよう、写真のようにしてみた。

なお電池のプラス側にはバネが付いているが改造の邪魔になるので外し、改造後はリード線を整形した別の「固定電極」をはんだにてつけている。
要は基板に出ているLEDのリード線や、改造に使用したジャンパ線より確実に出ていれば良い。

また電池を接続した際、電池のプラス側が基板上の回路に接触する事のないよう、厚紙の「セパレータ」を貼り付けておいた。


次に電池ケースのバネの切断。
「IIILEDライト」の電池ケース部は、単三電池サイズのLR44×3個の電池ケースを長いバネで導通させる構造。
単三電池1本分長いので、その分バネを切断する。
ただ切ったままでは具合が悪いので、ペンチを使って、いかにも本来の部品であるかのように切断側の形状を仕上げた。

動作試験を兼ね、電圧-電流特性を測定してみた。

その結果・・・思惑通り、「3LEDハンディライトA」そのままの時より電流が低い傾向が見られた。

これでも新品のアルカリ電池を使用したのでは電流が流れすぎる感じがする。
(測定しているのは電源電流なので、実際にLEDに流れる電流は昇圧に伴いもっと少なくなり、また変換効率を考慮すればさらに小さいはずではあるのだが)

抵抗を追加して電流を抑える方法もあるが、NiMH2本で使用する事にする。

昨日改造したばかりだというのに・・・
今日になってあのIMAの「3LEDライト BLACK」を入手してしまいました。
それも・・・地元エリアのあるスーパーの特設？100円均一コーナーで・・・

このライトの詳細は、「気の迷い」様サイトでご紹介されていますので、詳しくは書きませんが、単三電池2本動作、昇圧回路内蔵白色LED3灯タイプのライトです。

一応、使用されている昇圧用ICを確認してみたら・・・
なんと、今回改造に使用したCanDo「3LEDハンディライトA」に使用されているものと同じ、「HH004F」という捺印があり、使用されているインダクタも同じく47uHでした。


ただし「気の迷い」様サイトの記事にある捺印が消されたタイプとはインダクタの値が異なるようですので、ICが違うみたいです。

「3LEDパワーライト」はボタン電池でLED3灯、「2WAYランタン」は単三電池でLED1灯。
このLEDと電池の組み合わせのアンバランスを解決できないかと思い、2WAYランタンのDC-DCでLED3灯の点灯が可能か試してみたところ、大丈夫そうでした。

味見として2WAYランタンのLEDに3LEDパワーライトのLEDを並列に接続。
LEDが4個接続された状態で電源電圧1.5Vの時の電源電流は147mA程。(改造前で125mA程)
LED1灯だとLED側の電流はおそらくオーバードライブでしょうけど、これなら電流が足りない位だと思われ、ある意味安心して使用できるライトになりそう。
(ここまで2010/12/16 気の迷い様サイトの掲示板へ投稿)

改造の内容
・「2WAYランタン」のDC-DCのパーツを「3LEDパワーライト」に移植、単三電池1本動作。
　Lは基板のLED側に取り付けますが、反射板と干渉するので反射板を若干削りました。

・「3LEDパワーライト」の電池ケースを「2WAYランタンに転用」しボタン電池3本で点灯。
　電池部のヘッド側のサイズの関係上、ヘッド側を「マイナス」にしてます。

という訳で改造は済んでます。

さすがに「3LEDパワーライト」改は、パワー不足でちょっと暗いようです。でも元がボタン電池でしたから、安定した明るさを持続できるメリットは大きいかと。

(写真準備中)