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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

| DCDCコンバータ | 11:48 | comments:0 | trackbacks:0 | TOP↑

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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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| DCDCコンバータ | 18:14 | comments:0 | trackbacks:0 | TOP↑

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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)

| DCDCコンバータ | 23:11 | comments:0 | trackbacks:0 | TOP↑

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中華製昇圧電流制限機能付きDCDCをテスト

AMAZONで見つけた中華製DCDC昇圧コンバーターです。電流制限可変抵抗が付いています。1380円也。
P1040764.jpg

部品はFET、ショットキー、SOP-8ICが2個、半固定VR2個などが見えます。チップシャンと抵抗は見当たりません。入出力の電解コンデンサはそれぞれ1000uF1個、隙間がなく配置されています。放熱アルミは昨年末購入したものより大きめです。

20A12.5V電源をINに接続し、無負荷電圧14.5Vに調整。ステンレス線可変負荷抵抗器を接続。最大負荷電流を探ってみました。負荷抵抗を徐々に小さくしていき、電圧が低下すれば14.5Vに戻る様、制限抵抗を調整します。すると7A前後で電圧が下がり始め飽和してきます。負荷を多くしても電流は流れず電圧が低下していきます。フの字特性です。
LT1270昇圧で試作した結果と非常によく似ていました。それ以上は流せないようです。LT1270は8Aでした。

この基板は、最大7A迄の走行充電は可能と判断できます。但し、7Aではスイッチングダイオードが触れないくらい
発熱します。負荷が重いときは冷却ファンは必須の様です。サーミスタ付きファンがあれば良いと思います。アルミ放熱は絶縁されていません。

LT1270に近い性能で電流制限可変機能付きで1380円は安いと思います。特にトロイダルコアは3重巻き線ですが超小型。コアもコンデンサも7A流すとすべて発熱はします。その分寿命は短くなりますが冷却さえすれはなんとか使えるのではないかと思われす。

近年、中華製DCDCが侵食して来つつあり、もう国内メーカーは駆逐されてしまいつつあります。この価格では自作の意欲が失われます。
品質管理と過大広告を規制すれば鬼に金棒となりそうです。でも自作10A級昇圧基板の能力には及ばないとほっとしたところでした。

ちなみに一緒に購入したLED3桁電圧計。なんと158円でした。3線式にも簡単に変更できる。(改造でなく)史上最安です。!

時々負荷抵抗器で質問されます。簡易型の15A電子負荷抵抗器も時々使いますが、よく使うのはステンレス線を使った抵抗器です。松山の零氏から教えてもらったものです。
P1040768.jpg
端子処理が難儀です。100均の陶器製花瓶(同じものは今は見当たらない)に振動ドリル用コンクリートドリルビットで穴を開けましたが、100均で売っているダイヤモンドチップ先端工具を使えば割るような事無く開けられます。

これで大容量可変負荷抵抗器が作れます。下の方は間隔を開けるとよい。全抵抗で2.1Aくらい。ステンレス線だけで6.45Aくらい11ターンで12Aくらいです。 電流の測定はデジタルテスターを直列に入れてもOKですが、チップ抵抗を使ったシャンと抵抗を入れます。20mΩ1Wを2個並列に半田付けし両端をデジタルテスター200mVレンジで端子電圧を電流地として読み替えればテスター10Aレンジより正確だと思います。

参考:
チップ抵抗を使ったサブバッテリー電流計

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| DCDCコンバータ | 20:37 | comments:0 | trackbacks:0 | TOP↑

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UC3843AN 150W 超廉価DCDCコンバーター

Amazonで見つけた【DC-DC ブースト コンバータ 10-32V 12-35V ステップアップ 調整可能な 電源 150W】
と云う物。なんと送料込み375円。中国から発送されてくるものだが、国内発送でも送料込み570円。

早速入手してみた。札幌のお店から送ってきた。


P1240521_480.jpg

冷却すると15A出力も可能だそうだ。使っている部品はPWMコントローラーにUC3843ANを使用。78L09、インダクタは10uH以下だ0.8mmくらいの3重巻き線。電流検出はRD10がFETSWのボトム側にある。基板パターンも洗練されている。力強く美しい赤色だ。良く見ると半田の色に艶が無い。半田量が少なめだ。Amzzonのレビューを見ると初期不良が多い様だ。製造の品質管理はもうひとつの様だ。用途は19Vノートパソコンの電源、LEDの電源が多い様だ。

UC34043ANはTI製。RSオンラインなどで1個200円強で入手可能だ。データシートのままで自作も可能なようだ。!けれどなんと375円は部品代より遥かに安い。自作の意欲が薄れてしまう。

テストしてみた。
レギュレーションがよくない。6A出力時無負荷14.5V設定で0.5V低下します。150Wの性能は到底無理。入出力コンデンサを複数に、国内産低ESR品に交換するなど改造すれば多少改善されるかも知れないが、インダクタの巻き線が到底大電流には3重巻き線とは言え、物理的に耐えられる太さではない。10A級ハイパワー走行充電用途に期待したのだが残念な結果に終わる。
実質5A以内の実力かも?ノートパソコンや車載無線機なら何とか実用になりそうだが。
こちらの1170円の方はSzPartさんで扱っていたのと同じ様だ。コンデンサも複数付いている。ヒューズや入出力端子も。同じであれば10Aの実力はある

| DCDCコンバータ | 23:40 | comments:0 | trackbacks:0 | TOP↑

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