『ボタン電池→昇圧回路→LED』での疑問・トラブル

ボタン電池LR44でVfの異なる赤（2．8V）青（3．2V）LEDをスイッチで点灯させる回路を製作しました。
HT7750Aとショットキーバリアダイオード、入力出力にコンデンサという基本構成のみの「昇圧回路」です。
（3．3Vではなく5Vを選択したのは、Vfが異なるLEDを定電流ダイオード一本で調整できればと思ったためです。CRC10mAや18mAを挿入してみました）

5V昇圧出力は成功したのですが、「点灯時間が異常に短い」です。

LR44*2個直列3V駆動（青はVfが足りず常時小光量で先に点灯終了、赤は抵抗挿入）の場合、数日余裕で保つのですが、こちら（青も赤と同等の光量）は1時間ももたずに光量ダウン→消灯となります。

5v/1.5vで1/3程度の持続= 5～6時間程度ならまだ納得・実用に耐えますが、現状だと厳しすぎます。
もう一つ不可解なのは、2個の電池をローテーションで消灯の度に交換すると、また1時間あまりの寿命で点灯するのです。つまり、1時間完全燃焼の寿命（容量）切れというわけでもないらしいのが「？」です。またとりはずした電池を測定すると、「0．6V以下から0．01V刻みで少しづつ確実に電圧がゲインします」最終的には「0.9V～1．3V前後」まで回復します。ただ電池ケース挿入のままスイッチオフ状態キープだと、この復活現象はおきません。
さらにこの回路の方が「0．6v前後まで有効にしぼりだせる」メリットがあるはずなのに、という疑問も。


また、
※ ちなみに3．3Vで定電流ダイオードをいれると光量がおちるのですが、これはダイオードで電圧降下（0．4vぐらい）が発生しているとみていいのでしょうか。定電流効果は5V前後の電圧からとの記述もみたことがありますが

※ 昇圧回路のブレッドボード試作ではチップ版ショットキーバリアダイオードのリード線付けや試験的に通常10V1Aダイオードでは5V=「3．8V前後」3．3V=「2．8V」しかでませんでした。もやし配線等によるデリケートな発振不良トラブル=スイッチング不足？だとは思うのですが、なぜ低い電圧で出力されたのでしょうか。こちらも1．5Vまま出力の方が納得できるのですが。
→ そもそもなぜ「スイッチング整流（正電圧のみ）」でダイオードが必要なのか理解できないのですが、これは長くなるので省略します

No.1 回答者： xpopo 回答日時： 2010/12/19 14:32

　ボタン電池LR44は容量が110mAｈと小さく標準の連続標準負荷は0.2mAと非常に小さい

です。LEDに10mA流すのは無理です。しかも昇圧（3Vを5Vに）してますので電池側では
昇圧の効率が100%ととしても電池の電流は　10mA×5V/3V　=　16mA　にもなります。
LR44の放電カーブはこちら　↓　にありますが、

　　http://www.suzuden.co.jp/gijyutu/pdf/pdf32_10.pdf

　電流を90uA流した場合で200時間持ちますが、16mAは　90uAの178倍にもなりますから
あっという間に放電されてしまうのは仕方がありません。もっと大きな容量の電池を
使わないとだめです。一般にこういう標準負荷（0.2mA）に対しても80倍にもなる電流を
流した直後は電池の電圧が少し戻る現象がみられます。

　定電圧ダイオードを入れた場合に光量が落ちたのは定電流ダイオードの肩特性に
よるものと思われます。定電流ダイオードは定電流を保つためにある一定電圧以上
の電圧が必要でそれが肩特性の電圧としてそれぞれのダイオード毎に決まってます。
肩電圧はダイオードによりますが大体1.5Vから３Vの範囲にあります。お使いの
ダイオードのデータシートをご覧になれば何Vなのかわかります。

この回答へのお礼

はじめまして、お礼が大変遅くなり申し訳ありません。
回答はいただいてすぐ拝見したのですが、当時年末のあわただしさと、（電子工作ドシロウトゆえ）文章を咀嚼・理解する期間をとったため、気付いたら3月になってしまっていた次第です。

なるほど、「ボタン電池の容量 = スペックシートから簡単な計算で導き出せる」ファクターだったんですね。自分はもっとデリケートな部分でのミス・トラブルだと思っていたので（拙作の回路をアップしたのもそのためです）、スッキリできました。「mAh」という単位を咀嚼するのは初めてだった（というぐらいのシロウトです）ので、勉強になりました。

理論として理解・納得できた部分の外で、まだまだ理解できていない現象・疑問がたくさんあるので、またお邪魔するかもしれませんが、そのときはどうかご指導いただければ幸いです。

この度は詳細な回答本当にありがとうございました。

お礼日時：2011/03/07 01:24