電池駆動の超小型昇圧コンバータXCL101C331BR

投稿日 2016/09/01

​以前、5V出力の同コンバータ XCL101C501BRを評価したことがあります。

参考：電池駆動の超小型昇圧コンバータXCL101C501BR

今回はその3.3V版 XCL101C331BRを評価してみました。

XCL101CxxxBRの特徴はなんと言ってもコイル内蔵により外付け部品がほとんどないことです。秋月電子からはDIP化モジュールに乗せて@250で販売されてます。このモジュールには入出力のコンデンサも搭載されているため、外付け部品無しで、電池をつなげば即3.3Vが得られます。

入力電圧範囲が0.9Vからとなってるので、電池1本か2本で駆動できます。最近のマイコンの動作電圧3.3Vを、電池からなるべく安定に得るということができます。

入出力特性や、効率などはデバイスのデータシートに記載されていますが、今回は以下の項目で実測してみました。

〇入力電圧(1.8V, 2.0V, 2.4V,3.0V)、出力電流(0 -> 200mA)における出力電圧、入力電流、効率の変化

〇出力電流一定(10, 50, 70, 100mA)で、入力電圧 3.5 -> 0.7Vにおける出力電圧の変化。

入力電圧(1.8V, 2.0V, 2.4V,3.0V)、出力電流(0 -> 200mA)における出力電圧、入力電流、効率の変化

CAT4238のデータシートにある推奨ボードレイアウトに近づけて作った

銅箔切り貼り基板

回路は参考記事を参照

入力電圧をパラメータとして、
出力電流を0.01Aから0.2Aまでの出力電圧、入力電流を計測

上記のグラフから計算した効率

入力電圧が2.4Vの場合、出力電流0.16Aまで約3.3Vを維持している。この時の効率は約80%

入力電圧が2.0Vの場合、出力電流0.12Aまで約3.3Vを維持している。この時の効率は約76%

入力電圧が1.8Vの場合、出力電流0.11Aまで約3.3Vを維持している。この時の効率は約74%

出力電流一定(10, 50, 70, 100mA)で、入力電圧 3.5 -> 0.7Vにおける出力電圧の変化

出力電流をパラメータとして、
入力電圧3.5Vから0.7Vにおける出力電圧の変化

出力電流100mAの場合、出力電圧約3.3Vを維持できる入力電圧は1.7V。

出力電流70mAの場合、出力電圧約3.3Vを維持できる入力電圧は1.4V。

出力電流50mAの場合、出力電圧約3.3Vを維持できる入力電圧は1.0V。

出力電流10mAの場合、出力電圧約3.3Vを維持できる入力電圧は0.7V。

以上の結果から、出力電流100mAの場合、電池2本の電圧が1.7Vくらいに降下しても、出力電圧約3.3Vを維持できることがわかります。

超小型で安価、外付け部品も不要で使いやすい昇圧コンバータです。最近もてはやされているESP-WROOM-02は、送信時50mAくらいですから、電池を電源としてこのコンバータで3.3Vに昇圧すれば、完全なワイヤレスのIoTが実現できそうです。

（JF1VRR）