2017年02月 | ARCHIVE-SELECT | 2017年04月

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【何時でもナビ】ダイオード版の改良rev03

これまで【何時でもナビ】シリーズを作ってきましたが、いずれも完璧なものではありません。使用するカーナビの仕様の違い、搭載する車の仕様の違いをすべて対応するのは従来シリーズで対応不可能な部分があります。

ダイオード版でクランキング後再起動は解決できるのですが単純な並列給電方式?となり、SW切り忘れるとメイン、サブは並列給電となる。(ナビ消費電流分)などこれで良いとは言えないが使用上注意が必要となる。

ナビの動作電圧保証回路(DCDC昇圧回路)を備えるのが一番だと思いますが、回路的に煩雑となりコストは上昇する。いづれ作成してみたいとは思うが、数日前から従来回路の追加改造で何とかならないか再度考えてみた。以下メモ的なものです。
nab-fet_rev03.jpg

常時電源M3 のドレインソースの逆接

 待機バックアップ回路のパワーアップ→画面収納モーター電力確保

① M3を逆接し内部寄生ダイオードを使用する  Q1オン、M1ゲートローによる常時電源オンするとD1の電圧降下を引いた電圧が供給され待機時、終了時でも十分な電流が確保できる。常時電源はオン、オフいずれも逆流は阻止される。バックアップは寄生ダイオード→D1→ナビへの通電となる

サブバッテリの動作

① D2によりナビ常時電源に接続。車じょうじでんげんとは並列給電。

③ D4によりナビACCに接続。

クランキング後などメインバッテリ電圧低下の保証

クランキング後ACCがオンになっても常時電源電圧がナビ動作保証範囲に達せず再起動してしまう場合がある(ディーゼル車などで顕著)
カーナビの使用電圧範囲は一般的に10.5V-15.0Vである
常時電源電圧がサブバッテリ電圧より低下するとサブバッテリー→D2経由供給され、ナビの保証電圧値に収まり、再起動が防止される。

これの問題点は

並列給電の弊害。メインバッテリ、サブバッテリの状態により、どちらからも給電される。
②【何時でもナビ】挿入損失の問題
特に低電圧域では通常時、サブバッテリ駆動時のいずれもD1 D4による電圧降下0.5V程度がロスとなる。走行中は14.0V→13.4V サブ駆動時は12.0V~11.0Vに低下するしナビ本体性能も低下する。最大出力低下、音質の低下などが考えられるが聴感上問題となるレベルでは無いと判断する。サブバッテリ動作時はさらに電圧降下があるが、実動作上の問題や、大出力でなければ聴感上判別できるほどの劣化は考えにくい。

切替方式、ダイード並列給電方式いずれの欠点も解決できるのは?
メインサブの電圧安定化を図った上でFETSWなどで切替方式とするのが最良と思います。

コスト増は避けられないが昇圧コンバーターとの組み合わせるだけでシステムアップできる
以下サブバッテリーにDCDC昇圧コンバーターを追加したシュミレーション
inavi-v04.jpg
【何時でもナビ】Ver04
サブバッテリを14.5Vに昇圧、M2はACCオンでオフとなる。ACCオンでの常時電源回復遅れによる再起動(ディーゼル車など)の対応は特異な例として対応するにはお勧めとは言えないがM2 S-D間を短絡する。
残る問題点はメインバッテリ側の電圧安定化出来ていない為、上記クランキング後再起動問題と挿入損失。解決するには常時電源側にもDCDC昇圧回路を入れてやる必要がある。
DCDC昇圧回路はナビの最大出力に対応するには10A級以上が必要となるが、実用的には10Aで充分と思われます。ここまでやるとコストアップは半端でなくなるが【何時でもナビ】の完璧な動作のみならず音質向上まで期待できる。
M2追加したこの回路はVer04

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| 何時でもナビ | 11:57 | comments:0 | trackbacks:0 | TOP↑

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新作PIC版10A級昇圧型走行充電器の最新情報 仕様。

pic220170318.jpg

従来版との相違点
①制御方式をNJM2360Aの5ピンIn-Nを使用した電圧帰還制御から6ピンSiの入力電流制御に変更する。詳細の説明は出来ませんが電圧制御ではなく電流制御ですが、正確には17.5V昇圧からのマイコン電力制御とするです。
②電流センサーをLT社のセンサーICに変更した
③サブバッテリ過放電防止遮断機能を追加した。
LCD表示。キー入力、表示デバイスの変更
⑤パワーアップの為の並列駆動を可能とする。スレーブ端子追加
⑥インダクタはパッチンコアで余裕あり。
⑥PIC16F1705採用で各種機能を満載しました。
⑦シンプル、ローコストハイパフォーマンス
⑧試作からPWB化。チップ部品採用、FETは大電力低損失の物を採用し小型化
⑨パワー素子は基板内側に収める
P1260447.jpg
共同開発とはいえ、殆どZero氏依存で私の仕事はPWB設計と試作のみ。たまにわけのわからない口出しするだけです!
5月初旬位の完成でしょうか。
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| 電流制御昇圧型走行充電 | 20:03 | comments:0 | trackbacks:0 | TOP↑

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新規改良 タイマー基板

機能的にはなんら変更はありませんが、使用部品変更に合わせて作り直しました。
変更点は
①1.27ピッチの表面実装部品を基板に直接半田付け可能としました。
従来は下駄、1.27→2.54変換基板を使用していました。
部品点数削減低コスト化
②FETとタイマーVRのレイアウト変更
 大電流パターンを最短としました。
③0.1uFと0.01uFをチップコンデンサーとしました。
PwFET06.jpg
無料配布はいずれも対応可能です。この様な小さなサイズの基板は大きな基盤に便乗して規定サイズ内に割付し発注する様にしています。

【何時でもパワーウィンドウ】に使用するワンショットマルチタイマーです。スタートボタンを押すと一定時間タイマーがオンとなります。12V車で使用可能です。【何時でもパワーウィンドウ】以外にもLED照明のタイマーオンスイッチやドアーを開ければ足元照明がオンとなる。などにも多用途にアイデア次第で使用範囲が広がる。
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| 何時でもパワーウィンドー | 18:46 | comments:0 | trackbacks:0 | TOP↑

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10A級昇圧型走行充電基板Ⅱ型-2 

setuzokuchousei.jpg

パワー半導体素子は外観からは見えない。インダクタコアはアミドン114-61を2段(2個)使用し、磁気飽和を稼いでいる。1.2mm2重で通過7ターン約11.7uH。

出力コンデンサーにOS-Con を使用した。16V470uFは25V耐圧が欲しいところだが実使用は15Vを越える事は無い。 基板小型化の為に一部チップコンデンサを使用した。チップコンデンサの半田付けは慣れると通常の部品より余分な線を切らずに済み手間が省ける。しかしはじけ飛ぶと行方不明になってしまう。抵抗トランジスタなどもチップ化しても問題なさそうだ。
shouatu2-2-01.jpg

半田面中央に10mΩ3W電流検出チップ抵抗従来は20mΩ2個並列で使用していたが10Aでは過熱気味なので大型化した。大電流パターンは1mm銅線で半田沿着している。

改めてパターンを見ると大幅にレイアウト変更すべきである。
①入力FETSWのドレインパターンが長すぎる。→追加銅線半田沿着
②一部電流パターンがFETにかぶっている。→追加銅線半田沿着
③ACCターミナルブロックと抵抗がかぶっている。→手直し修正可能
④アミドン114#61 2段コアインダクタはパッチンコアインダクタ150円と比較して2個540円の割には性能向上は見込めないと判断した。10Aでは問題ないが磁気飽和は残念ながらパッチンコアほど伸びない。僅かに劣る。
⑤OS-Con 最適な選択であるか不明。リップルは少しばかり減少する。長寿命、長期特性保持が期待できる。コストは数倍
⑥温度特性 従来よりアルミ板が半分になり、不利となるが10Aではいずれもファンで強制冷却は必要である。
⑦チップコンデンサに近接したスルーホールを多用した。スルーホールに半田が流れ込む→次回への教訓
⑧表面実装は部品をチップに統一した方があらゆる面で良い。→次回への教訓
shouatu2-2-5.jpg
パワー半導体素子の取付状態は画像の断面図に示す。0.4mmスペーサーとシリコン絶縁シートにより隙間調整している。4隅以外に3ケ所でビスナットによる締め付けを行っている。
shouatu2-2-6.jpg
部品面シルク印刷
shouatu2-2-7.jpg
部品面パターン
shouatu2-2-8.jpg
半田面パターン

基板領布します。PWBは無料提供。チップ部品実装済500円遠慮なくご希望お寄せ下さい。
同一部品を使えば再現性は高いと思います。半田付け後拡大ルーペでしっかり確認、イモ付け、天ぷら、半田忘れ、タッチなどの点検、部品の誤植など確認してください。調整方法など詳細は10A級昇圧走行充電Ⅱ型を参照してください
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| 10A級DCDC昇圧走行充電 | 16:55 | comments:0 | trackbacks:0 | TOP↑

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秋月電子のLCFテスターキットを組み立てる

DCDCコンバーターに使用するインダクタの自作に必要なインダクタンス測定は一昨年は変形コルピッツ発振器を作りその周波数から計算する方法をとっていました。40年以上前にディップメーターを使っていましたがあまりに手間がかかります。

よい時代になりました。完成品も安価に入手できるようなので物色していたら、kitで0.5uHから測れるものが超安価で秋月電子から販売されていました。早速購入し組み立ててみました。LCFメーターキット Ver.2 [SKU-21-010-339(V2)]

組立は特に難しいところは無く半田付けもチップ部品などはなく極性など間違えない様に慎重に行えば失敗は少ないと思います。校正については大容量電解コンデンサーのみトリマーボリュームで行います。手持ちの信頼のあるコンデンサーに合わせるだけです。

その他、コンデンサー、コイル、カウンターは無調整です。電源やテスト用クリップコードなど何も付属しません。手持ちの9vのACアダプターと画像のワニ口クリップコードは急遽自作したものです。5.08ピッチのプラグが丁度刺さってくれるのでネジは開放状態で簡単脱着出来る

画像は当サイトで10A級DCDCに使っているパッチンコア7T2重巻の測定です。設計値は12.7uHです。
P1260399-1280.jpg
11.6uHと表示していますが、1重ではほぼピタリ12.7uHとなりました。
右側のコアはアミドン製85#61 3重巻10T 9.1uH でした。

早速Amazon中華パーツの50v 0..1uFをチェックしましたが50個中1個断線らしき数ピコの表示がありました。180PFではどれを見てもなぜか150PFと230PFの表示の繰り返しとなりました。どちらでもない中間と判断すれば180PFで正解なのですが。電解コンデンサーも古いものは容量が少なく表示されます。さすが25V330uFとかのOSCONではばらつきも少なく優秀な結果でした。

Atmel AT89S52ワンチップマイコン搭載の様です。2,700円也! 昔のことを思うと夢の様な時代です。
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| 電子工作 | 21:50 | comments:0 | trackbacks:0 | TOP↑

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