LTC3108 0.02V 超低電圧ＤＣ－ＤＣコンバータモジュール

POWER

■特徴
・リニアテクノロジーの超低電圧昇圧コンバータＩＣを小さなモジュールにしました。
・なんと世界初０．０２Ｖ（２０ｍＶ）で動作するＤＣ－ＤＣコンバータモジュールです。
・サーモモジュール（ペルチェ素子）やサーモパイル，小型太陽電池を電源としてマイコンを動作させることができるようになりました。
・今、環境発電技術は大変注目されています。廃熱や太陽電池といった余剰エネルギーや自然エネルギーを使うことで環境にやさしいＩＴ機器を作ることができます。
・時計、観測、リモコン、無線などの端末、へき地での電源にいかがでしょうか？

リニアテクノロジー

ＬＴＣ３１０８搭載■仕様
動作電圧範囲ＤＣ ２０ｍＶ～５００ｍＶ

出力電圧

下記４種類から１つ選択（ジャンパー設定）
・２．３５Ｖ
・３．３Ｖ
・４．１Ｖ
・５．０Ｖ

アイソレート

入出力間はアイソレート（絶縁）されません

無負荷自己消費電流

約６μＡ

サイズ

約１３ｘ２１ｍｍ

入力最大定格－０．３Ｖ～０．６Ｖ

厚さ：約５．５ｍｍ

内容品

組み立て済基板ｘ１枚

LTC3108 は米 EDN 社が主催する『第 20 回 EDNInnovation Awards』を受賞しました。
EDN Innovation Awards は、ユニークかつ最先端の電子製品やその開発に携わった技術者、EDN への最も優れた寄稿記事などを表彰するものです。

配線材料は別途ご用意ください※製作・使用にあたり巻末の使用上の注意をよく読んでお使いください。

得られる電力は数ｍW と非常に微弱です。
LED の連続点灯や高速なマイコン動作はできません。あらかじめご了承ください。

■使い方●写真のように配線していただくだけで動作します。
●VS1, VS2 の部分はあらかじめハンダでジャンパー（ショートさせて）して出力電圧を選びます。
左の組み合わせ以外のパターンにはジャンパーしないでください。
●市販のペルチェ素子や太陽電池などを接続します。
ペルチェ素子は電流を流すことで冷却できる素子ですが、逆に温度差を与えると発電する能力（ゼーベック効果）があります。これを利用して電力を得ます。どの面を加熱（冷却）するかによって極性が反転しますので、テスターで確認してからつないでください。
●GND は基板内でつながっていますのでどこにつないでも同じです。
●得られる電力は小さいですからディジタルテスターで出力がでているか確認してください。電流が微弱のためアナログテスタ
ーでは内部抵抗が低くうまく観測できない恐れがあります。
●このＤＣ－ＤＣコンバータには極性がありますので、極性を間違えないようにしてください。基本的に直流で発電するものが対象です。圧電素子のように交流（ＡＣ）で起電力を生じるものには使えません。超低電圧で動作するよう設計されていますので、耐電圧がかなり低いです。入力電圧範囲は－０．３Ｖ～０．５Ｖです。（逆起電力の印加は０．３Ｖまで、順方向の起電力に対しては０．６Ｖまでです）太陽電池なら１セルが定格０．５Ｖの起電圧ですので１セルでお使いください。
●負荷の目安としては入力 0.1V で 200μA(0.2mA)を連続供給できるくらいです。入力 0.2V あれば 400uA を連続で取り出せます（出力 3.3V 設定時） 短時間なら mA レベルの電流も取り出せます。裏ページの外付けコンデンサをご覧ください。
●ペルチェ素子の起電圧は０．数Ｖと低くエネルギーとしてはなかなか使いにくくかったのですが、このモジュールを使えば簡単にロジック回路が動作できる３Ｖの電圧を簡単に得られます。体温で暖めた程度の温度差でも動作させることができます。マイコンが動作すれば、いろいろな情報を扱うことができるでしょう。
●ハンダジャンパは丸く玉になるようにしてください。パターンが接近しているため、ゴツゴツした固まりになると隣のパターンに触っていても目視で解りにくくなります。

■全体結線図●原理
入力電圧が大変低く半導体の閾値電圧よりも低いため、初段のトランスで１００倍に昇圧する回路を構成しています。これにより１次側の２０ｍＶが２次側では約２Ｖの出力になります。詳しくは LTC3108 のデータシートをご覧ください。
●このモジュールはわず
かに発熱する程度で通常発熱を気にする必要はありません。

■VSTORE昇圧した電力を一時蓄えるための端子です。なくても動作しますが、利用する場合はコンデンサや電気２重層キャパシタをつけてください。入力が低下した場合はこのコンデンサから電力を供給することができます。VSTORE に＋極, GNDに－極を配線します。充電電流 100μA 以下と微弱なので大きい容量のものは使えません。この端子には電圧設定に関係なく約 5.2V の出力がでますので、必ず 5.5V 以上の耐圧のコンデンサ・キャパシタをお使いください。
■VS1／VS2（出力電圧設定）
VOUT の出力電圧を設定します。LTC3108 はあらかじめ４種類の電圧がプリセットされていますので、その内から選択します。それ以外の電圧に設定することはできません。VS1,VS2 のピンはオープンにして使用しないでください。

えのために MOSFET スイッチを内蔵しているため、出力インピーダンスは VOUT よりは大きくなります。ユーザ回路でセンサアンプなど必要な時に ON/OFF して使う用途を想定しています。
■VLDO
2.2V 固定のレギュレータ出力です。マイコンなどの電源としてお使いいただけます。他の出力端子（VOUT や VOUT2）に比べて、VLDO の出力がもっとも早く立ち上がります。
■PGD (PGOOD 信号)
VOUT が出力規定値に入ると HIGH を出力します。規定範囲より下がると LOW を出力します。このピンはオープンドレインとなっており、内部で VLDO に 1MΩでプルアップされています。
■VAUX
VAUX は内部基準電源の端子です。約 5.2V が出力されています。
■出力電流
構造上あまり大きい電流をとることはできません。消費電力が小さいオルゴールＩＣのようなものなら十分動作させることができますが、LED を点灯させたままにすることはほぼできません。LMC555 タイマ回路などで数秒に１回点灯するように回路を工夫するか、マイコンなどと組み合わせて状況に応じて点灯させるような使い方ならば十分可能です。
連続で取れる電流は１ｍＡ以下で、間欠で１０ｍＡ以上の電流が取れるかどうかというレベルです。マイコンを動作させる場合、スリープモード・スタンバイモードなどを組み合わせて 100μA 以下で動作させるようにしてください。定期的に LED を点灯させたり、無線通信をさせたりということで一瞬だけ数 10mA を取るということができます。取れる電流・時間は外付けのコンデンサの容量によります。

■VOUT
メインの電圧出力です。出力電圧はハンダジャンパー設定で決定されます。モジュールに 10μF のコンデンサを内蔵しています。マイコンや無線通信などで短時間に負荷電流を多く流すと、すぐに電圧が降下してしまうので、必要に応じて外付けで電解コンデンサ（470μF 程度）を足してお使いください。容量が大きければより長い時間電流を流すことができますが、その分充電に時間がかかります。
■VOUT2／VOUT2_EN
VOUT2 はオプションの出力ピンで出力の ON/OFF を外部からコントロールすることができるレギュレータ出力です。
VOUT2_EN ピンを HIGH にすると VOUT と同じ電圧をVOUT2 から出力します。LOW あるいは OPEN にすると出力はカットされます。VOUT2_EN ピンは 5MΩでプルダウンされており、入力スレッショルドは 1V です。ON/OFF 切り替■使用上の注意
・入力と出力および極性を間違えないようにしてください。ＩＣが破壊されてしまいます。
・固い床やコンクリートなどに落とされますと、トランスが割れる恐れがありますのでご注意ください。
・エネルギー源としてお使いになられるものの方向が変わることで逆向きの起電力が生じる恐れがあります。入力端子には逆に電圧をかけないようご注意ください。
・本モジュールの最大入力は０．６Ｖまでです。
・本モジュールはシングル単電源で動作が保証されています。複数台を並列／直接にして電流を増やしたり／電圧を上げたりといった使い方は正しく動作しませんので、このような使い方はしないでください。
・本キットはエンジニアの方を対象にした製品です。本製品をお使いになるにはある程度の電気的知識を必要とします。
・本モジュールを使用したことによる、損害・損失については一切補償できません。
・この製品は鉛フリー，RoHS 対応で製造されています。MADE IN JAPAN・製造上の不良と認められる場合のみ、良品とお取替えいたします。それ以外の責についてはご容赦ください。
Copyright © 2010,2012 Strawberry Linux Co.,Ltd. 無断転載・引用を禁止します。
株式会社ストロベリー・リナックス ２０１０年６月８日 第１版 ２０１２年９月２３日 第２版