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インダクタカット&トライ


先日の9T 6.4uH ではなぜかスイッチングFETの異常発熱があり周波数を下げてテストしてみました。1.2mmポリエステル銅線15Tのバイファイラー巻です。
FT114-15T.jpg
ft114-15t-i.jpg
ft114-15t-sw.jpg
周波数の大幅なダウンは有りませんが驚いたのはSWのFET発熱が大幅に減少した事です。従来のパッチンコアでの発熱状態はショットキーに比べ少ないものでしたが、それと同じになりました。画像以外その他の計測テストは行っていませんが何とか使用に耐える状態です。原因が何なのか不明ですが、MC34063Aの発信周波数上限ではないか電流制限がかかると発熱は増加しますが制限を最小(VR2)としても変化は有りませんでした。
ここまでのテストでは従来使用して来たパッチンコア(分割コア)には到底及ばない結果となりました。下の画像はパッチンコア10Aの電流制限10mΩの電流波形です。
P1260315.jpg
新作のインダクタはやはりこのパッチンコアに決定の模様です。
P1260323.jpg
下図はZero氏のLTSpaiceでのシュミレーション画像と解説。
jikihouwa.jpg
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インダクタの簡易テスト結果

 昨日巻いたインダクタをDCDCコンバータでのテスト結果です。
いい加減なテストですが比較にはなると思います。
入力は12.6V固定。出力電圧は14.4V固定。12A程度の重負荷です。それぞれ電源投入時はファン冷却せず3分程度経過後ファンで冷却コア温度、出力電流が安定した状態でカメラで計器撮影。これを繰り返したものです。
P1260235-1280.jpg P1260234-1280.jpg P1260233-1280.jpg
画像はいずれも左右2線両片巻(キャンセル巻)です。(最後だけバイファイラ4線)
コア種類uH巻き数線径コア℃
分割コア12.7uH両片17T1.283KHz33.2
分割コア両片16t1.2125KHz33.2
FT114-616.4uH両片19T1.2357KHz33.2
FT114-616.4uH両片29T1.2312KHz32.5
FT114-616.4uH両片39T0.8384KHz29..0
FT114-616.4uH両片49T0.8345KHz30.7
FT114-616.4uH4線9T1.2384KHz29.7
最後の0.8mm両片4線は線はリッツ線風に軽く捩りました。上記データには現れませんが下記画像になりました。原因理由はは不明ですがDCDCの電流制限が領域の動作で出力電圧。電流が低下しています。周波数はオシロから読み取りなので正確ではありません。
P1260242-1280.jpg
結果から見ると当然ながら両巻左右2銭又は素直に4線バイファイラ巻を選択した方がよいかもしれない。WEBでの計算表では4.4A 2本で8.8Aとなる?がこれ以上は磁気飽和しオーバースペック動作となる。パッチンコアはさらに巻き数を減らしたらどうなるかはまだ試していない。

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インダクター

従来使用して来たインダクタはパッチンコア(分割型)を使用してきました。詳細は不明なコアですが10Aを越えても十分使用に耐える性能を発揮ました。安価で、巻きやすく、スペーサ自作エポキシ接着など面倒ですが性能的には捨てがたいものがあります。
今回アミドン製 FT-114#61を入手し、巻き方、線数、1.2と0.8mm太さを変えて巻いてみました。FT-114のサイズは外径29*内径19*高さ7.5
InductaTestSampl0.jpg
それぞれのトロイダルコアは左右1線の23g~27g程度。比較したパッチンコアが巨大さがわかると思います。トロイダルコア計算サイトでのデータは6.4uH 9ターン 計算上4.4Aとの事。

ただし、電流が増えるとコアが飽和、発熱し、インダクタンスが減少するのでコア巻線共に発熱してきます。予想は単純に重量が重い1.2mm4線のものと0.8mm8線が良い様に思うけれど8線の捩ったものが最良の結果が得られるかもしれない。

今回のトロイダルコアはパッチンコアより劣るかもしれませんが高さが抑えられる。重量が軽くなる。線長も短くなるので多くの電流が流せる。画像は実際に手持ちの1.2mmポリエステル銅線と0.8mm銅線、線長は約30㎝でのテストサンプル。1.2mmでは4重。0.8mmでは8重巻も可能となったのでテストで比較用する。結果が楽しみ。
P1260196.jpg
上画像はキャンセル巻というらしい。右半分9t 左半分9t。手前の巻始めから巻方向を見ると左側は右ネジの法則と理解されるが右側は左巻き。普通に考えると打ち消されれ、インダクタンスはゼロになると考えられACラインフィルターで使った場合ノイズ成分は相互に打ち消される。
DCDCインダクタとして使用例はあまり見ない。DCDCインダクタとして使用する場合は画像の左右4本共に結線し、反対側も同様に結線する。インダクタンスを測定すると計算値と一致するとの事である。交流電気的には4重巻巻線相当のインダクタンスなると思われる。表面積も多くなり電流量が多く取れ、高い発信周波数に有利な表皮効果にも強くなる。

下記、画像例の安価ななDCDCコンバーターはバイファイラ巻、トリファイラ巻が多い。巻始め、終わりは同じ位置となり、インダクタは片支持となり、ぶらぶらしている。キャンセル巻のメリットは巻き終わりが180度の位置なので基板に寝かせて配置が可能となり、基板高さを抑えられ、しっかり取り付けられる。コア鳴きにも有利かも知れない。


Amazonなどで入手できる150W表示の物
0.8mm3重巻6.5T
SL1001.jpg
サイズは採寸23*5*7でした。相当なオーバースペック動作の様です。市販されている中華製造の殆どはオーバースペック動作、飽和領域での利用の様です。(Zeros氏調査)
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両面基板のチップコンデンサ実装

走行充電新作の基板を発注しました。
pic3.jpg
PWB設計の初心者としては頑張ったつもりなのですが、発注後に再チェックしてみると不満足な点が続出してきます。画像は両面基板の部品側(表)。

スルーホールと部品は半田でつながらないようにする Zero氏の指導を受け修正したつもりですがまだ一部不完全でチップ部品の半田付けの際スルーホールに流れ込みます。大昔スルーホールピンや初期のスルーホールでは導通不良が続出し修理に難儀した記憶があり逆に流れ込んで悪いとは思っていませんでした。進歩を重ね稀有な問題の様です。間隔を設け又はレジストで遮断する。角ランドとの接続ラインを細くするなどが正しい。

大電流パターンはすべて半田面なので画像には見えていませんが部品面側は空白スペースがたくさんあり熱的には有利ですがまだ小型化する余地はあります。シルク表示した0Ω抵抗箇所が4か所あります。GND面が途切れない様に配慮したつもりですが、皆無にすることは可能だと思います。その為の適正な配置とワイヤパターンの細線化です。例えばPIC1705の端子間には1本のラインもありませんがこれを許可する。など工夫すれば可能になるし小型化はさらに可能になります。

バイパスコンデンサは裏面グランドパターンと接続するケ所が多数あります。つい近接してしまった箇所です。ではスルーホールに埋め込んでしまえばスペースのみならず不要輻射対策などメリットはバイパス効果に有利にもなります。早速WEBで探してみると1.6mmタイプと2.0mmタイプがありました。手作業半田付けも位置決めの面倒さから解放されます。

ただ、詳しく探していませんが秋葉のパーツ店での一般市販は見当たりません。2012タイプ角型を使っても実現は可能かもしれない。大昔UHF送信受信回路を自作したおりに貫通コンデンサを使ったり、今は見当たらない筒形のコンデンサを基板に立てて半田付けしたことなど思い出したりする。

通常2層基板ホールは無指定ではすべて導電となる様ですが指定すれば可能の様ですし、通常の1.5mm穴として1.6mmでドリリングする事で1.6mm円筒チップコンデンサが取り付けられる。世の中の進化に追い付けていませんが、このPWB設計から様々な知識を得ることが出来ました。
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| 電子工作 | 11:12 | comments:0 | trackbacks:0 | TOP↑

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大容量サブバッテリの走行充電

キャンピングカーのオーナーからメールを頂く事が増えてきています。

"大容量化したにも関わらず使用できる時間が少ない" "どうも寿命が短いみたい" "30Aのヒューズが時々飛ぶ" 、といった内容です。

100Aクラスサブバッテリ並列接続し、オルタネーターを容量アップしたものに交換し、電圧検知型リレー式走行充電というのが一般的なようです。(どこかのビルダー製の標準的装備だそうです)

私自身はその様な大容量システムは不要なので深く考えもしなかったのですが、メールを頂く方は走行充電やバッテリの選択の相談を頂く内容のメールが多くなっています。

昇圧型定電流定電圧走行充電基板やFETセパレーター型基板では20A級が必要となります。当サイト内ではすべて10A級以下ですのでお勧めできるものではありません。10A級では充電初期、中期では連続的な電流制限状態となってしまいます。

基板を2台並列にしても余裕がない、3台で何とか。電流制限が充電スタート時点では過放電バッテリでなくてもかかりと思われるし、3枚の基板が平等に受け持っても10A連続でどの程度持続するのか、当然スタートからファン冷却は必要と思われるが、どの程度の温度上昇がみられるのか、バランスが崩れると破壊に至らないかなど考えるとお勧めできるようなものではありません。

やはり単体で20A級、30A級があれば良いかも知れません。20A以上のDCDC基板設計などはWEB上でも見たことはない。ましてPWB上で実現するのも難しい。パワー素子はPWBから分離し、ガラスエポキシ基板上に銅板配線などで大電流対応するなど難題が待ち構えています。
20adcdc-fetsw-lt.jpg
先日の基板はLTSpaiceでのシュミレーションを行った。DCDC回路上では実現可能に見えるが、インダクタコアの選定や4重巻き線入出力ターミナルの4mm端子採用、基板内大電流配線など簡単にはいかない。

しかし世の中はHV車、EHV、EVやスズキのSエネチャージなどには最新技術が搭載されているものと思われる。興味は尽きる事はない。

大電流は低圧なので感電はしないがターミナルのネジがちょっと緩んだだけで焼損発火に至るケースは多いと聞く。下手に、手を出さない方が賢明かもしれない。
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| 走行充電セパレーター | 18:49 | comments:0 | trackbacks:0 | TOP↑

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Ⅱ型基板サイズ変更 その5 最終版?

昨年末のものは見直してみると不満な点がいくつかあり、大幅修正しました。
①スイッチングFETをTO263に変更、
②FETSWを入力端子の最短距離に配置、
③CR、TRをからチップ部品表面実装とした。
④入出力端子を3Pから2Pを2個に独立させた。
⑤電流検出20mΩを裏面配置とした。(他の裏面実装はパワー素子)
⑥両面を極力銅箔で埋めた。線路以外はグランドとした。
⑥以上の部品で再配置、最適化できた?20A級対応可能とした。
⑦ついでにDCDCドライブ定電流2SC1815省略(Zero氏提案)他定数も一部変更。
100%満足とはいかないがFushon PCBに発注した。新年10%オフキャンペーン価格でPayPal支払は2054円もちろん急がないのでシンガポールポスト便。
次回の新型走行充電器PIC版の予行演習になると思います。
10DCDCmini-top-grn.jpg
10DCDCmini-btm-grn.jpg
10DCDCmini-ove-grn.jpg
基板サイズは81.279*49.846 と無理なく、さらに小型化出来た。

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| 10A級DCDC昇圧走行充電 | 16:11 | comments:0 | trackbacks:0 | TOP↑

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2017年になりました。新作昇圧走行充電器開発中です。

遅ればせながら

あけましておめでとうございます。

昨年末に Zero 氏よりPIC版の新作の提案がありました。

そのやり取りから自分の未熟さにいまさらながら思い知らされています。

一昨年のPIC版を改良し、操作と表示の一体化、過放電遮断などの機能追加したものと、20A級を作りたいと考えています。

昨年、PICプログラムを少しさわろうとしましたが、入口付近で自分にはいまさら無理! っと、あっさりう諦めました。老化のせいにはできません。出来ていたらとっくにやっていたはずです。又、ユニバーサル基板での試作も体力的のもしんどくなり、よく検討を重ねたうえでのPWB作成から入る事にしました。

私にできる事はPCB(PWB)作成、Spiceでの検討くらいで、回路設計、ソフト共にお任せです。

ソフトは1ケ月はかかるので従来のパワーアップ基板を描いてみました。次に採用する回路の一部も入れて練習がてらの作成です。
20Adcdc-fetreg3.jpg 20Adcdc-fetreg.jpg 20Adcdc-fetreg1.jpg 20Adcdc-fetreg2.jpg
20A級昇圧Ⅲ型です。参考10A級Ⅲ型 FETスイッチを兼ねた入力電流制御で、Ⅱ型の出力電流制御を省略したものです。高い電位差となる過放電したサブバッテリにも対応出来ます。Ⅱ型より劣りますが回路が簡素化され、なによりFETスイッチを兼ねた制御が可能となるのは簡易型とは言え、他ではあまり見られない機能を備えていると思います。

単純なDCDC基板の置き換えでもFETスイッチが付く、またソフトスタート、遅延スタート電流制御まで行えるのは手前味噌ですがメリットは大きい、有効な手段と思います。スタート時出力側に12Vが必要など、問題点も全くないわけではありませんが。

昨年、PCB製作が面白くてたくさん作りました。未熟で満足できないPWBの在庫の山となりました。見直してみると大電流に対応するにはあまりにも未熟で基板設計の難しさも再検討の必要性を感じていたところです。


大電流に極力対応した部品の集中配置と昨年同様のパワー素子放熱を基板とヒートシンク挟み込み方式など新作に対応できるよう基板設計をしたつもりです。が基板サイズ縮小し、放熱については10A級より後退と言える。当然、5㎝ファンで強制空冷は10A以上は必須です。

表面実装用パーツを採用しましたが、まだ通常部品1/6W抵抗やTRの在庫がたくさんあり混合使用で、悩ましい。PCBE操作も表面実装ではmm単位でInchとの混用が多用されその接続に時間を撮られます。全てチップ部品とした方がPWB自体は作りやすい。PCBE操作も必要に応じて習得しながらですから膨大な時間を費やしています。はっきり言って老体の健康にはまずい。
追記;後で見直してみると配置やライン、パターンの取り方、2360付近の両面化されていないなど。不満足な部分が多すぎ。。
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| 10A級DCDC昇圧走行充電 | 16:08 | comments:0 | trackbacks:0 | TOP↑

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Ⅱ型基板サイズ変更 その4 完成?

12/12発注で12/24到着とCHAINAPOST便最速でした。年末でパケットが一杯になるのが早い為?100*100サイズ2面割付。9.5$送料は7.5$合計17$。

先日から失敗を重ねたPWB ですが今回の物はなんとか実用になりそうです。
P1260140.jpg
部品配置は左側からNchFET SW中央にDCDC右端に電流制限回路。チップコンデンサ、ダイオード6個を使用していますが通常の部品も共用可能としています。DCDCの電流制限検出10mΩは基板裏。
P1260143.jpg
10Aクラスではプリントパターンでは到底電流容量が耐えられず、銅線による追加補強はやむを得ない。ボトム側にすべて隠し、FET,ショットキーDも基板裏に収容した。
基板-アルミ板のスペースは5mmジュラコンスペーサーです。
E83-006、FETは0.4mmペーパースペーサー+シリコンラバー絶縁シートです。
P1260145.jpg
左端のSWは2PタクトSW
P1260135.jpg
基板と3mmアルミ板の間にFET,ショットキーDを挟み締付。
小型化した為放熱は不利になる。MBR3045よりE83-006は発熱は少ないのですが10Aも流すとFAN冷却は必要ですが、アルミブロック型のヒートシンクも検討中。

今回の試作ではNchFETSWにIRF7833PBF、DCDCにTK40E06N1、ショットキーはE83-006を使用しました。一発動作とはいかず入力に入れていた15Aヒューズが飛びました。原因はDCDCFETドライブの2SC1815のエミッター半田忘れで、TK40E06N1が短絡破壊、NchFETSWのIRH7833も壊れた。FETがターンオンのまま短時間で破壊に至ったものと推測されます。NchFETSWも過電流に耐えられず同様に各電極がショートしていました。新PWBの問題ではなくほっとしたところです。

IRF7833を装着時オン抵抗は7Aで3.09mΩとなり十分IRF3813PBFの互換として使用できます。TK40Eでなくても壊れるときは異常動作時なので熱損失原因はまず無い様です。

今回の感想は
実装については考えていたほど難しいところはなく、細かい作業になりますが慎重に行えば問題ありませんでした。
小型化で表面実装部品や、互換部品を採用、後は細部の修正で最終版とする事に。
基板(PWB)読者プレジェントします。メールからご依頼下さい。
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| 10A級DCDC昇圧走行充電 | 17:26 | comments:2 | trackbacks:0 | TOP↑

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Amazon で中華電子部品大電力用P・Nch FET

当サイトで使用している走行充電器、【何時でもパワーウィンドウ】、【何時でもナビ】などで使用している電力用N・Pch Mos FETのオン抵抗を比較してみました。
model単価形状入手先DSオン電圧電流ARds計算値規格
2SJ607zj89円TO263usamazon0.07V4.5315mΩ9mΩ
IRF9204150円TO220秋月0.04V4.6A8.6mΩ16mΩ
IRF490599円TO220amazon0.14V4.4A30mΩ20mΩ
2SJ334150TO220F秋月0.13V4.6328mΩ33mΩ
    
以下Nch比較以下仕様値
IRF3205PBF28円TO220amazon0.04V5A×8mΩ
IRL783383円TO220amazon0.019V5A3.8mΩ
TK25EK0680円TO220秋月0.07V5A14MmΩ
SKI0303650円TO263秋月0.0195V5A3.9mΩ
IRLB3813PBF120TO220秋月0.00975V5A1.95mΩ
FKI0605170円TO220F秋月0.0245V5A4.9mΩ
RJK0328125円SOP秋月0.008V5A1.6mΩ
秋月以外は中国からの送料込み料金です。秋月十分安価なのですがさらに安価なのでテストしてみました。格安の理由は規格外品かも知れません。電子機器の性能に直結するRdsを【何時でもパワーウィンドウ】の基板に実装した状態で4Aほどの負荷で簡易的な測定をしてみました。負荷にステンレス線を接続したものです。やはり予測していた通りusamazon 日本amazon入手の中国発送の物は規格外品かもしれません。IRF9204とIRF4905は同じメーカーですが秋月電子入手のIR9204は驚く事に、規格を上回る数値8.6mΩ! 2SJ607と同等以上の性能を示しました。2SJ334は28mΩと規格内に収まっています。いずれも間違いなく合格品です。

オン抵抗は今回の選択基準の中でも最も重要視される規格です。規格外品なので出荷できないけれど使用上問題ないとして横流しされたもの?かもしれません。上記の用途には何ら差し支えないものです。
9204PBF-1280.jpg
【何時でもパワーウィンドウ】の電子リレーとして利用したIRF4905 amazonで送料込み10個999円 これは日本amazonから3日ほどで到着したもの。他は注文して中国から20日ほどで到着。
規格は20mΩですが上記測定では30mΩなので2SJ334並であり、十分お買い得と言える。他にもNch Mos FETも後日「チェックしてみる。

追記:ついでにNchFETも秋月購入の良く使うものとAmazonで入手可能な中華購入品を比較しました。いずれもDCDCにはOKですがFETSWとして制御をかけて大電流を流す場合はオン抵抗が出来るだけ低いものが放熱などでも大きく優位になります。感覚だが秋月3813と比較するとAmazonn 中華購入品は発熱がけた違いに多い。今のところ安価・送料無料=規格外品の感じです。

RJK0328はSOPタイプの超小型ですが1.6mΩであって3813より低オン抵抗です。

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Ⅱ型基板サイズ変更 その3

 先日FET外付け基板50*100縮小版を発注、上がってきました。満足とはいえない失敗作。作り直しする事に。
改良、変更点は
①基板面積内にFET、ショットキーD収めたい。
②FET、ショットキー取付は基板と放熱板の間に圧着(締付)方式
③大電流パターンは半田面側で短く、追加銅線補強とする。
④ヒートシンクがアルミ板からフィン付ブロックに変更が必要かも
⑤一部チップコンデンサと共用可能なパターンとした。6BP101-3Pは製造打切なので線間9.5mm製品共用とした。
⑥出力コンデンサを2個とした。(熱的には不利)

という事で、またも50*100サイズに収めようとしている。Seed Fusion とELECROEが価格競争しているようだ。Seed Fusionが値下げしたのですが送料が安価な便が選択できないのでトータルではまだ高い。→送料マイナス$5設定のメールが来た。
年内発注するとキャンペーン価格で安価に作れると思う。
10Adcdc2-in50_100new-pcb.jpg
今回の放熱処理は上図の様にFETを基盤とアルミブロックに挟み締める方法。一部低容量のコンデンサはチップ部品可能としたが殆どディスクリート部品なので余裕がない。ビス穴の配置バランスが悪い。発熱するのは殆どショットキーDですが、E83-006も使用可能なので何とかなるように思っている。

ヒートシンクはFET、ダイオードを基板で締め付け固定する。5mm中空スペーサーを使用。FED、ダイオードの厚さは4.5mmなのでラバーシートと隙間調整シートを使用する予定。ヒートシンクは3mmアルミ板もしくは、10mmH程度のヒートシンクを使用可能とする。FET、ショットキーの取付はアルミ板に穴を開けなくても良いので作業性が楽な筈だ。(締付用穴が増えるが)
約50*94.3のサイズとなった。従来のおよそ半分。放熱板を基板サイズとすると大幅に小型化される。
10Adcdc2-in50_100new-pt1-1.jpg
部品面。 Fushon PCBのガーバービューアーが新しくなって見やすくなった。金メッキは100*100 10枚4~5千円ほど。出来上がった画像を見ているようだ。
10Adcdc2-in50_100new-pt1-2.jpg
半田面からみたシュミレーション画像。 紅色基板でのView
実際に試作してみないと成否評価は出来ない。

追記:12月12日ELECROW 緑基板100*100特価発注送料合計$17-
12/13製造開始 12/17発送通知→→10日くらいかかる予定12/27日くらいか?
12/24到着 年末で荷物が多くパケットが早く一杯になり結果早くエアー便に乗った?
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Ⅱ型基板サイズ変更 その2

10Adcdc2-in50_100pt.jpg
10A級昇圧定電流定電圧走行充電Ⅱ型基板のPWBコストを抑える為、パターンを描き直しました。

従来は規定サイズ100*100 今回は50*100サイズです。100*100規定サイズに2枚分収まります。

10Adcdc2-50_100.jpg 
アルミ板は約72*97 

最近はELECROWばかりでしたが、Fusion PCBで100*100は9.9$に値下げ?PRメールが来たので発注してみた。色も各色同価格なのでブルーを選択。100*100サイズ内に上記基板2枚割り付けで発注。

見込み違いがありました。送料込み支払い合計は¥2930- 内送料が¥1800-も。 送料は安価な中国郵政などの選択枝が無く、割高なFEDXとしたので合計金額ではELECROW最安緑色より800円も高い。青色が選択出来、早く到着すればメリットはある。

到着が楽しみ。  だったのですが、、、、、、、、、途中査察が入り、到着が遅れてチャイナポスト並みで
P1260079.jpg
上がってきた基板です。
P1260086.jpg
動作しない訳ではないのですが、レジスト忘れ4ケ所、チップコンデンサのパターン忘れ。
不良基板は1枚だけ半田メッキによる穴つぶれが3ケ所。一番重要な大電流パターンが部品面(表て)で表裏のスルーホール接続がある事。見た目からでも10A連続は厳しい。盛上げ半田、追加電線が必要ですが見た目が表面上なので悪くなる。

ブルーは私の主観ですが美しくないと思う。もっと具合が悪いのが配線強化の為の半田メッキが部品面側に配置した事。美しくない。端子台下部のパターン配置もまずい。100*100サイズに2枚造ったので20枚廃棄。気分はブルー。チェック不足というより、基本的な事柄を無視していた結果の報いと検討もせず急遽発注した事。痛い出費の授業料でした。

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Ⅱ型基板サイズ変更 その1

基板在庫がまだたくさんあり、いつになるか分かりませんが次回発注基板、10A級昇圧定電流定電圧基板をPCBEで描いてみました。
dcdc10a_new1.jpg
縦は同じですが横幅は少し縮小しました。これにより幅135mmから90.2mmと約45mm縮小出来るはずです。
図面上ではPWBの規定サイズ100*100内に収めることが出来ました。FET、ショットキパワーダイオードの基盤への取付、アルミ板への取付は若干面倒かもしれません。

基板田植え前に3mmアルミ板はPWBより四方1mm大きくカットし、板同志を万力などで固定、重ねてドリル刃で穴7か所貫通します。四隅は3mm刃で正確に貫通できますがFET取付穴はセンター合わせが難しく、あらかじめポンチで目印して開ける。

この作業はミニボール盤でやれば楽に済むと思います。(私はボール盤の代わりに安価なドリルスタンド)
dp2250r.jpg

①アルミ板取付穴加工が済んでから
②PWBの田植えとなります。
③FETを所定の位置に合わせ脚を折り曲げ、ジュラコンスペーサーを取付しアルミ板に仮付け
④高さを決定し基板表から半田付け。
⑤全て基板田植えが完了すればアルミ板を取付けず、無負荷電圧調整、軽負荷動作テストを行い目視による半田付けチェックを済ませ、最後に大電流パターンの半田盛上げ、1.6mm銅線による配線補強も行います。
⑥⑤で異常が無ければアルミ板との基盤取付となります。いずれもパワー半導体はシリコンラバーシートとプラビスが必要です。以上で恰好だけは旨くいくはず、何も問題が無ければ。描いた後で見直してみるとコスト的にはアルミ板が小さくなって熱的には悪化するし、基板作成コストがダウンする訳でもなく、(50*50<50*100<100*100)余りメリットはない。50*100サイズを考えた方が得策なので考えを変える事に。 絵に描いただけ。

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基板への入出力配線

メイン、サブバッテリ共に出来るだけ太い線で配線するのは当然ですが、なかなか理想道理にはいかないものです。
メイン+Bは車両電流センサー通過後であれば2~3sq程度でも許容かもしれない。充電スタート時など大電流時で電圧降下が生じても昇圧型充電なら基板出力点に於いて所定電圧まで昇圧してくれる。しかし効率は悪化するので太い線を使うに越したことは無い。

ACCコンセントからとるのは接触不良を起こしやすいので緊急時以外はやめた方が良い。小容量バッテリではその限りではない。

一方サブバッテリへの配線は基板からバッテリ間は細いと充電電圧降下を生じ、それは基板側では保証されない。

この事は昇圧走行充電基板の設置場所をサブバッテリのごく近くに置く方が配線が短くて済み電圧降下を生じにくいので効率よく充電してくれるという事になる。

しかしです。大電流が常時流れるわけではなく、時間の経過で充電電流は低下していく。ごく細い発熱する様な配線で無ければ大きな問題ではないかもしれない。

エブリイの場合はエンジンルームのヒューズボックス電流センサー通過後5sqで基板近くまで配線し、サブバッテリへの配線は2sqを2本並列使用している。部分的には2sq1本で接続したりしている。
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アイソレータサブバッテリーチャージャーの誤解

買ってはいけない○○とか言いますが、電気の知識があまりない方には難しい選択かも知れません。

広告の説明では出力電流MAX60Aとか、低電圧保護機能、高電圧保護機能とか、マイコン搭載とかいかにも高性能であるとの内容であると判断しがちです。

上記内容の説明は間違いではありませんが、MAX60Aをいかにも強力に充電してくれそうに誤解します。60Aまで機器としては耐えてくれるという意味であり、能動的に60Aで充電するという意味ではありません。本来上記の説明には重要な知りたい説明が欠落しています。機器の回路の機能説明を省略しているのです。

機能表示を リレー式マイコン充電電圧検出制御式とでも表示する必要がありそうです。

これらの走行充電機器ではダイオードセパレーターとリレーで制御する方式のものがありますがダイオードセパレーターは電圧降下が必ず発生する大きな欠点があります。

リレー方式では電圧降下はリレー接点抵抗しかありませんが、いずれもオルタネーター充電制御されている、現代の車には充電されない時間が多く発生し、時間効率が悪化する基本的な問題があります。

もちろん単純リレーバッテリ並列充電より細かい電圧検出を行いリレーをオンオフするマイコン制御を搭載しており、安全面では十分と思いますが、今時の充電制御車のオルタネーターを制御し走行燃費効率を追求した車では充電時間効率が著しく悪化するのは当然です。

走行充電装置として機器の性能機能は昇圧電圧をコントロール、充電電流の制御機能を備えているかどうかが大変重要な要素なのですがその意味からいうと大昔のトランス式、セレン整流器、スライダック電圧調整がついた100V充電器がありましたが上記の物より逆に性能は良いと言えるのです。

追記:充電パターンの一つとして、過放電バッテリーを充電する時、メイン電圧(入力)がいきなり14.5Vとかで充電スイッチを入れる可能性や車両によっては(一般的キャンピングカー)昇圧は機能せず、14.5V-ショットキー電圧降下分を引いた分が過放電バッテリに流れます。ヒューズが飛んだり、配線が加熱するなど問題があります。その対策は回路的に考慮するしていないの差があります。昇降圧DCDCと電流制御を行う方法がスマートかもしれませんがDCDC回路の複雑化コストアップになります。

要は充電制御車などエコ車ではもう時代遅れで間尺に合わないと判断しても差し支えない様に思います。

時代の流れは昇圧方式走行充電しか選択肢は少なくなっています。いまだキャンピングカーではアイソレータ、サブバッテリーチャージャーで問題が少ないのはオルタネータがエンジン起動中14.5V程度の発電を継続している、旧来の車両であるからです。

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RJ11モジュラー中継アダプタの自作

基板用6極4芯モジュラージャック2個を使って背中合わせに接着し半田付け空中配線したものです。
rj11cup.jpg
2液混合エポキシ樹脂で接着。100均のは後日変色する。

rj11cup1.jpg
配線は4極のみ全ピン接続としました。ホットメルトで固定。
秋月電子 6極4芯基板用モジュラージャック1個40円。このRJ11中継アダプター、以前は100均で売られていたんですが自作すれば100均より安く出来た。

使用したのは【何時でもパワーウィンドウ】FET版R05 押釦ケーブルを脱着可能としました。

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| 何時でもパワーウィンドー | 20:57 | comments:0 | trackbacks:0 | TOP↑

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