2016年12月 | ARCHIVE-SELECT | 2017年02月

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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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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版の新作走行充電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、試作検討、データ作成くらいで、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-FETreg-sik.jpg
部品面シルク
20ADCDC-FETreg-top.jpg
部品面パターン
20ADCDC-FETreg-btm.jpg
半田面パターン。
これは20A級昇圧Ⅲ型です。構想中の新PIC版ではありませんがFETSWとDCDC基本部分はほぼ同じです。
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が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。ハイパワー対応は配線図上、LTSpaiceでのシュミレーションでは達成可能ですが、インダクタが最大の関門となります。パッチンコアの再検討で何とか達成したいのですが、トロイダルコアでの試作も行います。しかしトロイダルコアではサイズアップと高コストは避けられない。

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(廃棄物)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。

追記;見直し、修正しました。当初の基板内に配置したSWFET、ショットキダイオードは従来のとおり基板外としました。 2017/04/17 20A動作を確認しました。完成バージョンはHPにアップしました
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| 電流制御昇圧型走行充電 | 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。
追記: このPWBに致命的ミスが発覚しました。スイッチングFETの取付が出来ません。放熱面積と合わせてどう見てもまたしても廃棄です。

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

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