トランスを使わないELバックライト専用超小型インバーターの作成。Inverter5設計編

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なぜ新規にインバーターが必要か

まず動機から列挙します。
  • メーカーの中でも開発者によってはインバーターの出来が悪い。
  • トランスから「ちーーーーーー」という音が派手に漏れて気になる。
  • QY300にはOPTREX DMF5005N互換のバックライト無しが付いててバックライトがない 。
  • X3Rのバックライトが暗い。

　ELシートはコンデンサーの一種で面積でアンペアが変わりますがAC140V400Hz120uA(0.12ｍA)が理想値です。LEDと比較しがちですが140x0.00012=16.8mWです。面で光るものなので点で光るLEDとはちょっと違う。

　探してみるとテルミンのようにロストテクノロジーに近いですね。

 

仕様はわかった。構造は簡単

　楽器メーカーの作る回路は120Hz～440Hzの発信器と昇圧トランス。以上。

　いやいやそのトランスが鳴るのでトランスを使わない＆部品の少ない（=小型化出来る）回路を探しました。

 ぎんなんガレージ様へのリンク

　回路図上部分でMC34063で高圧を作り下部分で発信とスイッチングという構成です。これなら最高の光具合でしょう。最初はこれを参考に耐圧や部品のダウンサイジングをして作ろうかと思っていました。

　他は検索すると発信部分をNE555・スイッチングをMOSFETにしたりする設計が多いです。

　世の中には機能単位で完成基板が売られている事があり。ELに関しては2010年頃にELのストリングタイプが出回り、3V駆動のインバーターなら入手可能。それ以外は見あたりません。 しかしこれがすごく小さい。

 backlight4you.com(ドイツ) 

　20mmx8mmに収めています。SIPEX社の専用チップを使っているのはわかります。コイルが横に出るのはいいアイデアですが、配線の位置が人間に優しくないのと電池駆動を想定されていて専用チップのMaxが4.5Vなんです。ELシートを使うシンセの電源は５VですのでSIPEX社の別のチップを探す事にしました。あったとしても現在入手出来るチップでないと設計出来ません。

そしてこれがシンセ用のELバックライトに一番適した専用チップです。

https://html.alldatasheet.com/html-pdf/45937/SIPEX/SP4423/645/5/SP4423.html

 

なんだかインバーターの域を超えてEL愛を感じる出力設計です。素晴らしいです。

5Vで動くので「Inverter5」これで作ってみましょう。

 

Inverter5を設計してみました。

Inverter5 prototype
 
　専用チップ以外は秋葉原で揃うように設計しました。
　一番大きい部品はインダクター（コイル）ですが秋月電子通商のマイクロインダクター22mH±10%10本入り100円をチョイスしております。（データシートの指定インダクターは製造中止）150pFも0.1uFも耐圧は10Vで充分です。150pFは発信器の周波数用。0.1uFは誤発信防止です。これ入れないと「キュィーン」と鳴って（間違ってるかもしれないけど寄生発信と呼んでいます）数秒で壊れると思います。
　横23mmは基板として使うのは23mmで実際は33mmでM3の穴を１つ空けて本体基板のネジと友締めして固定するのを狙っていますが、必要無かったら23mmの所に線があるのでそこを糸鋸か強力なカッターで切断すれば23ｍｍで使えます。この余った部分には銅は使われておりませんので切断は容易なはずです。表にインダクターを付けて裏に専用チップとコンデンサー２つを内側に倒すと熱収縮チューブで覆ってもしっくり来るかもしれません。
　実際に作ってみてからの話ですが熱の問題で専用チップは露出して、コンデンサーは熱対策として表に付けたほうがいいかもしれません。ドイツの8mmには負けますがPeavey ElectronicsやOberheim Electronicsレベルならこんな設計だろうと思います。 
　この程度の部品では日本ぽさが出ない。まぁ設計というのはプログラムと一緒で答えが複数あるので同業者の設計者しか評価しないし評価出来ないし話が表に出ないのでこういうブログは貴重かもしれません。このパターンを見て良し悪しを云うエンジニアが何人いるやら・・・ 
　これから基板を発注します。 
　トランスの鳴りがこれで気にならなくなってどえりゃー明るく光る様でしたら大成功です。 
　専用チップは既に10個入手済です。
　今の所X3Rを明るくなってくれるのを期待しています。
　QY300バックライト改造もいけそうですがまぁそのうち。
　バックライトのON/OFFスイッチも必要？ 静かだったら私物のT1もこれに交換しちゃおうかな。

発注前から問題発生。

　ぃゃ～プロトタイプで330枚も要らないんだけどｗ。
まぁロストテクノロジーの再現ってそんなもんです。と自分に言い聞かせる。
専用チップが小さすぎて仮組みが出来ないの！ 

最後に一句。

It's not just my feet frozen that I walk slowly from my tiptoes.
Because it's a lost technology
And a road that no one goes through.

多少路面が雪でも凍ってても自転車で走り回ってますけどね。生まれが東北地方なんで。

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