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ステップアップコンバーターでのサブバッテリー充電方法を試みる--1

DCDCステップアップパワーコンバーターを使う方法です。
 2013/03/06~進行中。3/7試作完了。進行につれ記事を更新します。

高効率IC LT1170,1270 DCDCコンバーターで12Vを昇圧させ充電する。    
  ステップアップDCコンバーターは専用に設計されたワンチップスイッチングレギュレーターICが1500円程で入手できる。1個のICとしては高価な部類だ。5AのLT1170、8AのLT1270、10AのLT1270A。入力電圧12Vで出力電圧は12V~30V可変設定出来る。昇圧型可変定電圧回路となる。今回はサブバッテリ充電用ですが、ノートPCを車載で使用可能とするDCアダプターとしても理想的である。

なぜ昇圧しなければならないのかが理解できる方なら説明の必要は無いのですが簡単に言うとメインバッテリとの並列充電の困難さから逃れたいのが一番の理由です。同時に僅か1ボルト前後の昇圧が出来れば楽に走行充電が可能となるのです。

直流電源が簡単に昇圧できればしかも自由に電圧が設定できて。そんなことが簡単に出来てしまう専用のパワーICがあるのです。世の中は私のアナログ時代から格段に進歩しており、スイッチング電源回路技術は格段の進歩を遂げている。

DCDC変換、DCAC変換の技術
DCDCはコンバーターDCACは通常インバーターと呼称します。また携帯機器のACアダプターは殆どスイッチング電源になって久しい。100均で売られている携帯充電用のUSB5Vアダプターはワンチップで構成されるDCDCダウンコンバーターだ。MC34063AというICが使用されている。これは昇圧も可能。スイッチング用パワーFETを組み合わすと大容量昇圧電源も実現できる。
他にもパソコン、スマホや液晶TVなどに大量に使われていて省エネにも貢献している。

ここで紹介するLT1170系は5A、8A、10AもICとしては1200円~で高価な部類ですが秋葉原で買える。容量アップが必要なら2個、3個並列運転も可能だ。LT1170データシート  LT1270データシート   
lt1170.jpg   
    
 IC周辺部品点数は僅か。コンデンサは50Vを用いる。実験中には40V以上にも可変出来てしまうので。ショットキー、インダクタは5A以上のものを。IC,BAT双方の安全を見て電流制限抵抗もつなぎます。回路の電圧設定の定数は実験で決定した。入力電圧~ステップアップの15.5Vの範囲で調整可能な値に変更します。回路的に充電スイッチはACCに連動し、運転席からも操作できる3路SWですが、電源直結SW(ヒューズは必ず入れる)でも構いません。(ACCから取っても最大5A程度なので問題ない)この回路の特性上逆流はありません。ショットキーダイオードがある為です。充電スイッチを切り忘れても逆流の問題は無い。
 
回路の動作説明は難儀なので省略しますが、簡単に言うと数K~100Kの発振させそれを直流化し、定電圧化していると考えれば良いと思います。入力、出力にコンデンサーが付いているのは直流として平坦化したり、高い周波数のノイズとなる成分をバイパスするものです。120uHのコイルは発振コイルとお考え下されば理解できると思います。回路を直流的に見ると入力電圧はショットキー分電圧降下するだけと考えてしまいます。簡単、3端子レギュレータのような使いやすさです。
基板ユニットとしても5千~1万円程度で販売されています。こんな物を発見なんと15Aタイプが1800円(中身はMC34063とFETの組合せ)

部品入手先
LT1170CQ#PBF と インダクタ5A100uH はマルツパーツ館
 8Aタイプのものは東京デバイセズのLT1270CT 同じく100uH6.7Aも
マルツで扱っているのは表面実装タイプのもので放熱や試作には難しい。
50W0.68ΩはRSオンライン
ショットキーMBR3045FCTは全波整流用の片側使用。秋月電子通販にて。
8Aタイプがより安心なので作り直した。 余った5Aタイプは各社ノートPCのDCダイレクト給電にも使える。出来れば75クラスにも使用可能なLT1270CTと50W0.68Ωとした方がよい。105クラスにはパワー不足。複数並列すればよい。10AのLT1270ACTもあるらしい。
その-2 組立、調整に続く

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