Translate

2017/09/29

TLR250R、オープン式レギュレーター (series-style の奴)化、改造

LF110用レギュを流用使ってようやく安定した直流化を達成したんだが、下調べの時の手回しの短絡抵抗とかやっぱし「気になる」。短絡制御式なので、車上で電気を使おうが使うまいが消費電力(→ ≒エンジンパワーロス)は常時MAXで同じ。車上で電気を使わない時にはエンジン側ACGを切り離してパワーロスを抑えられるオープン式(スイッチング式)レギュレーター化を検討する事に。


新電元のカタログ画像拝借(Series-Style)
http://www.shindengen.co.jp/product/electro/catalog.html


バイク「業界」でオープン式REGと云ったらやはり老舗メーカー・新電元ので何か流用可能なのを捜索なんだが、問題はどのモデルがどの車両に使われてるのかとか、電気的定格とか全く手掛かりが無い。このカタログ写真のタイプなんか正にバッテリーレス車にピッタリっぽいんだが。


今使ってるショート式REGは、過剰な高電圧が発生しない、耐圧の低い安価な部品で済む利点があるが、欠点は無負荷時でも熱損失が発生っう奴。TLR250の場合、推計で最大時、ACGコイルとレギュ本体(~14W前後)合計約~61W位いが発熱になり、無負荷でもトルクの損失に。それは昼間無点灯でも、ちょっとした電気ドリルの馬力位いは損してる訳だ。
そんで巷で流行りの最新、新電元のSeries-Style(俗にオープン式レギュレーターとか、スイッチング式)を、次回小さく、少なくとも現在のLF110用レギュ並みの収まりに作り込める可能性は無いか」なんだが。現にサイズはパツパツ。単にLEDヘットライト化とかタブレットや電話機用電源が取りたいだけで結構な手間と重量増加になるかもなんだなぁ。

このタイプは負荷側にACGのピーク電圧がそのまま掛かっちゃう可能性が有るんで、平滑用コンデンサとかショート式とは違った実装ノウハウが有ると思う。新電元の物だとリチウム電池と組み合わせた改造例もあるみたいで、コンデンサなんかも余裕で内蔵しているのかも。ただバッテリーレス車だと、電気の捨て場としてのバッテリーが無いんで、その辺りが色々試行錯誤になるんだろうな。

↑この新電元のWebカタログ絵の奴、SH711 が単相用。現在主に大型バイク用に、ヤフオクやebayとかに結構出ていて高額取引されてる三相用MOSFET-SWの奴、FH-020 ...なんだが、それは大き過ぎる。Webカタログで”開発中”になっている、SH734 とかがズバリなサイズなんだがなぁ。


幾つかあった中華メーカーの奴とかもヒマ見て物色してみるかなぁ。


---

色々な人が流用搭載しているみたいなんだが、皆、搭載に余裕な金満大型車ばっかしorz.. ただ、売られてる「最新FET式」とやらでも、内部はショート式回路の従来タイプ」っう意味無いのもあるみたいで、流用には注意みたい。貧乏人は最近お安くなって来た単品MOSFETなんか使ってチマチマ作るしか無いのかも.


参考;[ホンダ ジャイロ キャノピー]最新型、三相交流レギュレーターとは? /MID-N

http://minkara.carview.co.jp/userid/2028713/car/2160399/4573632/photo.aspx

http://motoholic00.hatenablog.jp/entry/2016/08/28/231119

http://smr249evo.blog.bai.ne.jp/?eid=211979

https://ameblo.jp/ikkotei/entry-11987917401.html


---

~前回 


https://rkphs.blogspot.com/2017/08/tlr250rdcac2.html


https://rkphs.blogspot.com/2016/03/tlr250rdc1.html



Chapter 1.


←なんとX線で透視したり解体して改造してる人まで居るみたい。


belinassu.it ~ come funziona il regolatore di tensione di una moto e come modificarlo per aumentarne l'affidabilità

regolatore di tensione shindengen SH541G, di serie su BMW F800

http://www.belinassu.it/396108572

昔は大電流低飽和の整流器の入手自体が難しく、この手の奴を解体して取り出すとかも有ったな..


regolatore di tensione shindengen SH541G, di serie su BMW F800
WWW.BELINASSU.IT



Chapter 2.

中華オープン式、手っ取り早く3社4種類程入手。

←左下だけ3相15A品、あとは単相10A品。
左上127g、右上141g、左下175g、右下120g。

とりあえず80Vまで印加して全品異常無し。全て13.8~14.8V品。通電して流した感じで、どれも平滑用コンデンサを2000μF前後程は内蔵している様子。Vfは、大体1.5~1.7V@1A(行って来い合計)程度、内部電源の消費はどれも50mA以下の感触だった。

弄り回した結果、3個は、なんとターンオフする能力があるような挙動。また右上の銀は、出力電圧25~27Vpk前後に制限するシャント電圧制限機能付きだった。(25~27V電圧越えると本体が温まる)つまり多少損失は有るが、万が一過昇しても制限付きなんで、コンデンサの耐圧はACGの電流駆動力に対して一定以上の静電容量が有れば35V程度で良い事になる。(保護無しでもACGの短絡電流に対して十分な低ESR、容量の平滑コンデンサを抱かせれば問題無しかと。)

←銀の奴」の保護回路は多分、シャントレギュレータの様な定電圧回路っぽい。つまりハーフサイクル程度の瞬間には高電圧が漏れるがある程度は電圧制限されるので、出力側のコンデンサに吸収させれば負荷側には出て来ない様になってるみたい。思ったより手か込んだ作り。ただ制御の時定数は長目(銀色の奴は速い)っぽいんで、耐圧もソコソコは要るか。



回路稼働損失の推計はTLR250の場合で、どれを使っても、7Armsフルに流してACGコイル側コミコミ36W程度(レギュ本体は~12W程度)、35W点灯のみの場合なら、コミコミ~11.8W程度、昼間無負荷の場合は保護回路の損失は無視なら1W以下。昼間無負荷時、ショート式で損失だった60Wpk程度分のトルクが増加する勘定になるかな。過昇保護付きの分の損失は、バッテリーレスなんで追加する平滑用コンデンサの能力によるなぁ。

---

ターンオフ出来る様な挙動の奴は、SCRではなくVF@1V@1A~台程度の素子、GTOあたりを使ってるかとかゲートを負にドライブ出来る様にとか考えたりもしたがカチ割りした結果、ハイサイドにSCRが入った構成になっており、テストセットの構成の場合で保持電流が低下して遮断されただけだった。つまり写真上段の2個が最も高感度なSCRを使ってるのかも。



Chapter 3.

実車に当てがって見た所一番小さい?右上の銀も、残念ながら相当切り刻まないと入らなそうだ。まず耳みたいなのは切り落とし、車体フレームとか、ハンガー固定ナットに当たる所@3mmぐらいサンダーで削りとか... 他の3っは削っても本体自体が大き過ぎる。内部回路体積の半分位いは平滑用コンデンサが占めているらしいんで、切り刻んで分離する....とか。10A近くも通過させた場合、少しは温度も上がるハズ。あまり放熱器は切り刻んで小さくは出来ないな。


既に保護回路付きとか、25Vドロップオフ付き、35Vドロップオフ付きとか、バッテリーレス車流用にどれもナカナカそそる仕様、ドロップオフ付き、っても、10Aの充電電流で、交流83Hz程度以上で駆動していれば殆どonにならなさそう。7Aなら53Hz、それはTLR250なら1245rpm/795rpm程度なので、そもそも35Vpkに達しない。実効最大7A程度しか無いし。ドロップ保護無し開閉スイッチングのみの奴はシンプル最も低損失、保護は十分な容量をブラ下げてれば問題ないでしょ。83Hz以上のハーフサイクル充電時間だと、内部回路の積分時間(2秒位い?)の影響がよく解らないものの、ACG出力が転流する迄の時間が短いので、7Aの駆動力なら最悪2000μF、余裕見て4000~6000μF程度以上ブラ下げれば行けそう。(フリッカ対策までリプル制限するなら10000μFまで奢るか..)
厳密にテストするにテストするには、800Hz-150WクラスのCVCCCF電源とか要るけどそんなモノは無いんで、アバウト予想、実装してカットアンドトライかなぁ..

TLR250への実装は、大きさが問題。LF110用搭載の時だって平滑コンデンサを搭載するだけでパツパツ、増やしたコネクタやら配線がほんの増えただけで、キャブレターのチョークが引けなくなった。尤も、濃くして点火強化してる効果か周年チョーク無しで始動出来てるんで、問題無いが。(全閉に出来ない...配線計画が不味いだけだけど。)

---

LF110用ショート式レギュ、実装したばかりだし、ソレ数年保ちそうだし、別に急がないかな。楽な手、若しくは別の搭載場所とか考える迄、放置プレイかなぁ。



Chapter 4.

耐圧40V、定格150℃、1個で7A以上リップル電流流せ、125℃以下でなら20A以上流せるっうコンデンサ、見つけたんで取り寄せてみた。

←KEMET PEG225KJ4300QE1 3000μF-40V。イマドキ横、アキシャル。ラジアル品は無いみたい。車載機器用じゃなく、高周波スイッチング電源用らしい。
(←RSコンポーネントのカタログ画像)

最近の有機ハイブリッドポリマータイプコンデンサは、以前のOSコンなんかの世代よりは過電圧耐性があり、自己回復性も有るらしいんで、幾らか気軽に使えるかな。容量当たりのESRはやや大きいから、測定器のアンプなんかの補修用にはだまだ無酸素銅線OSコンとかが良いのではなんだが。

寿命は2000hrs@150℃、普通のケミコンと同じ傾向とすると、約4.5万時間@105℃。エンジンの傍で130℃位いになるとしても8000hrs程度か。20~30年位い前だったら130℃に耐えるケミコンっうだら通信工業用以上の特殊な奴(ダイダイ色だったかな)しか無く入手は困難(ほぼ無理)だったのに比べると時代は変わったな。...買ってしまった...

この高性能コンデンサに期待、コレと中華オープンREGをベースにしてバッテリーレス車レギュレーターを作ってみることに。



----

実車搭載で、もう一寸細いのは無いか探してみたらあったよ..(ラジアル缶)
 United Chemi-Con(日ケミ) EGPD350ELL752MM40H  7500μ35V、φ18mm-L41.5、許容リップル6A@120Hz
  寿命3000h/135℃ (24000hr@105℃相当?)

2本パラにしないとACGの最大短絡電流、9.6A以上にならないが、静電容量は1本でもマァ十分かな。寿命はKEMETの奴の約半分だけど、それでも今の稼働状況なら多分10年以上保つのでは。今の使って1年程度経過後、温度、残容量やら調べてからかなぁ。来年はもっと凄いコンデンサ、φ18mmで15000μ、許容リップル22A、寿命1万時間@150℃なんてのが出るかも。


関連サイト http://capacitoredge.kemet.com/capedge2/DataSheet?pn=PEG225KJ4300QE1  





Chapter 5.


コンデンサが来てみると結構重い..φ20mm、1コ@20g位いだったのは少々誤算..直ぐ上のエンジンハンガーのスペーサーはL22mm、エンジンハンガー自体の凹みも有るんで、ナントカ押し込めるかな。





2個組にて仮組、厚さ20mm。ナントか今のコンデンサ搭載場所に入りそ.. この状態で約43g.. EEUFRシリーズの50V品、3本並べた方が軽かったな。その方でも合計6600μF、大体10A程度、リップル電流容量取れるし。

  





←で、上側の中華オープンREGと組み合わせ試行錯誤、色々角度を変えて弄った結果、単体で一番軽かったが2番目に小さい奴を上下逆さに付け、削り入れ、補助ステーをくっ付けて見る事に..

で、この中華オープンREG、これだけゴムモールドなので、バッテリーレス搭載で問題が見つかれば
最悪、溶かして内部部品を弄るのも可能かも。

逆さ実装、引き出し線が上から出るなんて、雨当たりする屋外機器じゃ
基本的には邪道だと思うけど、この向きなら収まる可能性があるんで
仕方が無い。


組み立て試行錯誤



ステーは元のを加工、とりあえず、こんな感じに
残念ながら33g⇒41.45g、8.45g増加。








冬用に調達した中古?ホットプレート(\400-)に載せて加熱硬化。約100℃(1時間待ち..) 


関連サイト https://www.sugimetal.jp/products/detail.php?product_id=107 








コンデンサ取り付け仮組。

悪い予感..


この状態で既に200g。あと55g以下で配線出来るんだろうか.. LF110用レギュのこの段階(但し引出し線無し)では約150g。既に50gも重くなってる。大きな短絡電流は流れなくなるので、細目の1.25-sq電線だけにすれば、多少は軽く出来るかも..




完成。母線材を1.25sqの最小限の太さに、分枝0.5sqだけにし、電流がさほど流れそうも無いアース端子を省略とかしてなんとか現状で前回同様250gになった。コンデンサ部分の奥行き厚さは仕上がり23mm、多分パツパツ。保護用TVSダイオードは仮に1.5KE24A、2本繋ぎ、約45Vに。あとは実車取り付けで遮熱板兼クッションのスポンジか何かか、ヤッパシ養生テープ重ね貼りかなぁ。...でも現状、別に急がないんでボチボチ..

この後配線カバー、コネクタキャップなんかも追加して結局260g。車両側に今付いてるゴムカバーを捨てちゃえば逆転8g減か? 削ったものの結局元のSH566の時の重量約120g(ケーブル込本体)に比べ140g増加になってしまった。


---

次の段階は仮搭載・仮配線して電流とか確認、フカして高電圧発生させた状態のバッテリーレスでも、キメウチした6000μFで十分なのか定数
確認、調整かな。ナンダカンダ放置しつつ10月も半分過ぎ、残念ながら暫く雨続きらしいよorz.




Chapter 6.


←やっとこ実車仮繋ぎしてテスト。

無負荷開放での出力は、
 15.1V~15.3V@1000rpm~5070rpmだった。

45VのTVSダイオードに流れる電流は、
 0mAavg(検知限界以下)

拍子抜け。楽勝やん。


---



しかしバッテリーレス運用では気になる点も。実は大問題かも。定電圧制御の時定数が少し長いみたいで、短絡させたり、ライト点灯~消灯直後なんかの電流急減時の直後に突然35Vも出る。鉛バッテリーを積んでいれば問題無く吸収できるんだろうが、あくまでバッテリーレスの範囲で解決しないといけない。一瞬だが、6000μFを耐圧一杯に充電するだけの威力あるんで、ACGの短絡電流を上限として9.6Aを0.5~1秒位い流して抑える能力が必要そう。仮繋ぎ12000μFと2倍にした時に何ボルトに抑えられるか....調べてから考えるかなぁ。先長そう。

4種類入手した中華オープンREGの中で「銀色の奴」を使えば25~27Vに抑える機能がついてるが、その様な素子を何か追加するか、コンデンサ容量増しして対策かなぁ。どちらか重量が軽い方。バッテリー付けちゃえば電気的には問題無くなるんだろうが、重量許せないしソモソモ場所が無い。出来ればトランジェント20Vpk程度に抑えないと。下流のデバイスは去年のテスト以後、今回作ったUSB系統用DCレギュとかは35Vpkに耐える様にしてあるが、このまま本番投入はちょっと問題。



Chapter 7.

手持ち部品を漁った所、15000μF-50Vのブロックコンが見付かったんで、これと20VのTVSダイオードを追加して何回か短絡させ、サージが解消出来るか実験。

結果...

150000μF(102g)追加のみ(合計21000μF)
 無負荷電圧 15.25~15.3V@1000~3000rpm
 サージ発生、無し。

TVSダイオードだけ追加
 無負荷電圧 15.25~15.3V@1000~3000rpm
 サージ発生時、16.5V~19V
 ダイオード電流、(400mA~10A)



広帯域な電流測定プローブを使えないので、なかなかピークの頭が捉えられないがザックリ、どちらの方法でも35Vとか過昇するのは防止できた。毎回必ずサージ電圧が発生する訳では無く、タイミングもあるみたい。その時、6000μFではダメだったが21000μFならダイジョウブそう。21000μFの吸収能力でも予想で数ボルトは上昇、最悪20V辺りじゃないかと思ってたが、電圧過昇の事象自体が再現出来ず、確認出来なかった。多分ザックリ予想20Vpk位いに抑えるには、16000μF程度以上有れば良さげなのでは(予想)。
(オープン式レギュの内部にも2000μF程度内蔵されてるっぽいんで、合計23000μF、合計所要18000μF程度以上と云う事かと。)

TVSダイオードだけで乗り切る方は最悪、高回転側で最大192W-pk程度の見込みなんだが、ダイオードに流れる電流は上手く測定出来ず(瞬間だし)、0.4A~10Aの間位いとしか解らなかった。過熱とか「破裂」なんかは発生しなかった。1日数回程度の発生確率なら重量も軽く済むしダイオードでダフって放熱してしまうのが簡単かなぁ。


---

別の切り口、コンデンサの耐圧は25V程度に割り切り軽量小型の奴に変更(EKY-250ELL472Mを5本、ALS31A223DB025を1本とか辺り)、合計20000~23000μF許容リプル10A以上確保、静電容量増加で乗り切るのが一番電力効率が良く、プラスTVSダイオードで保険がベストっぽい。でもテストに使った15000μFの様なの1本物は単品102gもあるんで今の構成にコレを追加合計140gは無いな。仮に合計21000μF化だと、リプル電圧は今の1/3.5、低回転時のチラツキ極小化も出来る。しかし重量102g増加、コンデンサだけで合計140gなんて絶対無い気分。思い切って作り直すか...

スパイク発生する様な短絡したり、フルパワー70W点灯~消灯とか、短絡はまず無し、点灯/消灯サイクルの様な負荷急変する条件は精々1日数回ある位いだと思うんで、サージ発生頻度も最大その程度、ダイオード消費だけで済ますかな。  


---

手持ちで丁度有った20VのZd(TVS)ダイオード、P6KE20CA を使ってもう一度テスト。1本だけで問題無く16.5~20Vpkに押えられた。過熱とか焼損は無し。

オープンレギュの内部でドロップ吸収されてる量が解らないが、追加した6000μFが30~35Vまで一気に充電されてしまう点だけとりあえず考える。20V相当迄、ドロップさせるのに43%吸収して貰わないといけない..で、仮に196Wpk連続ではなく、都合良く数十分に1回程度のスパイク発生頻度で済むと予想のもと、TVSダイオード数本追加にて妥協しちゃいます。
P6KE20CA(連続定格5W)データーシートだと許容電流は、22A@10μS、2.2A@4mS迄耐える。6000μFを35V迄、今のACG短絡電流の上限9.6Aで充電している最悪仮定で2.2mS程度、それは6750rpm時のACG出力の1サイクル時間相当。この内で5割程度吸収する場合は所要約0.75本。

一番使用率が高く、電圧も大きい3000~4000rpmの場合、1サイクル5mS~3.7mSの充電時間の範囲、最大6.45~7.5Aで充電されるとして許容値に合せるなら、最低所要2.9~0.56本。6000μFを7.5Aで15Vから35V迄充電されるまでは1.6mS程度だと思うんで、レギュレーターの応答遅れは2~3mS程度あると考えれば、1.13~1.89本。実験だと P6KE20CA 1本でも楽勝っぽい。充電電流なんかからザックリ暗算推計すると2~3本必要。結局安心パイってか、コンデンサの上面に4本付ける事にした。4本付けられる面積あるし。これにより連続定格は、4本合計20W。サージ0.3秒間迄なら200W、10A迄耐えると期待。

直流電源の内部なんで本当は単極性の P6KE20A か、1.5KE20A の方が使いたかったんだが、交流信号回路用の P6KE20CA を持ってたんで使います。これと既に付けてある 1.5KE24A で逆充電も保護。仕上がり重量は275g。最低今のLF110用レギュと同じ重量にするには何かで20g減、ACレギュ時代と同じ重量にするには何処かで155g減らさないといけない。。実装して発熱がさほどでなかったら、レギュレーターのケースをもっと切り刻んで軽くするとか辺りも。しかし直流LED化とか「高望み」せず、交流バッテリーレス旧車のまま満足してりゃ軽くて良かったんだがなぁ。


これで次回テストで電気的に問題無さげなら本番にしようかな...


 関連サイト http://m.littelfuse.com/~/media/electronics/datasheets/tvs_diodes/littelfuse_tvs_diode_p6ke_datashee 



Chapter 8.

2017-10/28


また台風かよorz..

しかしアレ、最初っから20Vに抑えると決めて、耐圧25V~35Vのもっと大容量か小さく軽量なコンデンサにしとくとかすれば良かったかもだな。


 関連サイト https://earth.nullschool.net/jp/ 




Chapter 9.

他に野暮用激増だつたりするんだが、天候が落ち着いて来た。もう11月の第二週入りなんで厳冬期になる前に諸々屋外作業は終わらせたいとこ。で、本番走行試用前に試着。


←ギリギリ入った...様に見える。

残念ながら下のヒートシンク角が、ACGカバーに当たってますな。











問題は裏のコンデンサが、高温のエンジンに当たって無いかどうかなんだが..

←残念ながら接触。上のエンジンハンガーのスペーサは交わせたみたい。

コンデンサの直径はφ16~18mm程度か、下だけ細いコンデンサ、又はこのエンジンのリブの厚さだけ後ろ側に移動にしとけば良かったかな。結局、表も裏も接触してしまってるので、表の角を落とし裏側は、M10-φ22mm-t1.7mmの広幅ワッシャで浮かせて見ますか。



夜なべで角っ子削り落とす。上の耳もワッシャ厚に合わせて曲げ。













結局、t1.7mmのワッシャー2枚重ね、3.4mm外側へ移動させてようやく僅かに接触してるカモ、程度に。コンデンサのケースは接地側なので、電気的には問題無いが、実装的には不味い。下側のコンデンサは、外径16mm以下にするか、7mm程度後方にセットでないと不味かったな。ただ直ぐ後ろにリアショックがあるが。



本体は結局、車体フレーム外周より2~3mm位いはみ出し。左足ふくらはぎ側面で押した時、コンデンサが押されて潰れる可能性があるが、まぁ使えるだけ使いますか... おっと、チェーンにブローバイ排気の油分を供給するゴムパイプ付けるスキマ開けてなかった。もう少しレギュレーターのヒートシンク削らないと..

やっぱし少し作り直すか。走行中にコンデンサが押されて破裂とかは困る。....出来上がったら暫く様子見、稼働温度とか計って来年辺りもう1度か?




後ろから撮影。もうチョイ後ろに移動出来る?














ハンガーのリブの後ろは、5cm位い。エンジン側に抱かせて良ければφ35mm縦置きも可能なんだが、最高120~130℃になるかも知れん。














Chapter 10.

若干修正・削り。チェーン給油パイプ穴の分のレギュレーターのヒートシンクカット、それに、コンデンサの位置を接着し直し、後ろ側に1cm移動。ケーブルカバーも少し剥がして電線を移動。接着剤が固まるまで2~3日かな。

余談この位置だったらコンデンサ3段並べか、φ35mm-L60~70mmの1本物のコンデンサを縦置きとかでもギリギリ入るかも。まあ細いコンデンサを複数パラにした方が冷却も良いし、最新の奴程細くて軽くなってるが。




接着し組立し直した奴を、諸般の事情で不動吊るしモック状態に陥ってるバイクに装着。前回の取り付けワッシャー段差抜き、フレームのツライチに収まった。
←パイピング隙間も作り込み










エンジンのリブ避けに後退させたコンデンサ。リアショックには干渉していない。一応、泥除けにインスタント養生テープ巻き。












(↑車両前方向)
これで次、ようやく実走行、実負荷でテスト。

←裏から光を当ててスキマ確認。












Chapter 11.

実装までメチャクチャ手間だったがようやくエンジン本体弄りの方も終わり、エンジン回して電圧とか挙動測定。

無負荷なら1000~1200rpm台でも14.7V~15.1V維持、35Wライトオンで、1300rpm台でレギュレーター出力端子段階で平均14V以上、ライトon-off繰り返してもサージ発生は無く平均+15.1V以下に抑えられてるみたい。LED負荷にも異常無し。

ただ、6600μF→6000μFとコンデンサを減らしてしまった為かアイドリング時に少々チラツキが増えてしまった。1200rpm台だとチラツキ過ぎ、安定してライト点灯するのは1400rpm台以上。オープン式に変更しても、元々のACGの負荷電流駆動力は変わらないんだし、重量増には目をつむって静電容量を12000μF程度に増やすか、ヘットライトLED省電力化しないといけないみたい。とりあえず次回?用に、コンデンサの許容リップルが9.6A以上の組み合わせで何か軽い奴を検討かなぁ


気温15℃位い、小1時間の用足し走行程度(シリンダ温度~107℃)、夜間35W点灯で、レギュレーターの温度はやや暖かい20℃位い、殆ど上昇しなかった。昼夜こんな感じなら、もっとヒートシンク切り刻んで軽量化もアリかな。暫く使って様子見、あとヨサゲな部品捜索。
負荷でのアイドリングの変動は、ヘットライトon-offで、100rpm上下位いになった。35W位いの負荷変動じゃ、244ccエンジンには大した変化じゃないな..


---


5~6Vリップル発生と予想、チラツキより軽量化と思ってたが、実際使って見ると「気になる」しかし今更作り直すのは面倒、嫌。なので次善の策で最大負荷端のヘットライトカウル内に8200μF-25Vのコンデンサ(EGVD250ELL822MMP1H)を1個割り込ませてチラツキ対策する方向で。これは6A位いしか流せないが、ACGから遠い端で電圧pkも、カレントも下がってる筈、最大70W負荷の時だとしても6A迄程度なんで問題無いと思う。予想重量はコネクタも入れて30g増加,,とりあえずどの位い効果あるのか、前のDCレギュか、以前テストで使ったブロックコンとか入れて確かめる..



←とりあえずリンゴに着いてたクッションで巻いて隙間に15000μFコンデンサ仮付け。

15000μFのブロックコンを仮付けした結果、ヘットライト(35W)のチラツキは殆ど無くなり、暗いが970rpm迄落としても平気な感じになった。感じとしては10000~12000μFも有ればヨサゲ。









しかし別の問題発生。平滑され過ぎリップル波高値が下がった+ヘットライトonでの電圧降下で、自動車用ウインカーLEDの点灯開始電圧約8V~10Vを下回ってしまい、夜間の1100rpm以下でウインカーが全く点灯しなくなってしまった。特に後ろのLEDは点灯開始10Vなんで、1200rpm台以下だとウインカーが灯かない。夜間に点灯しないのは不味い。
(昼間は35Wの大負荷が無いので問題無く点滅する)

ウインカーの回路だけ夜間でも最低10.5~11V@250mA程度確保しないとそもそもLEDが点灯しないorz. これは交流配電の時は波高値が高くて問題無かったんで、整流平滑するとトラブルになるのは全く考えて無かった。1.25sqしか無い配線や整流ダイオードの電圧降下もあるしな。
規定のアイドリングは、1310rpm、現状1210rpm以上あれば問題無く点灯点滅するんだが、1310rpmではなんか回転が高過ぎる気がして、出来れば1000rpm程度にしたい。あと過熱対策で硬い油(20W)使ってる関係上、始動した時は870~950rpm程度になってるのと、交流配電の時は1000rpm程度でも問題無く点灯点滅してたんで、何とか低電圧でも正常に点灯点滅する様にしたい。バッテリーを積んでいる普通のバイクなら何の問題も無いんだがな。このままだと多少の発熱対策+アイドリング100rpm差の為に余計な物作って阿保見てる様な状態。何かDCレギュの余ってる配線使って、一部回路だけ高い電圧で流すとか...(前のLF110用レギュレーター使用開始段階で既に発覚してたが。) 電圧降下の件は、いずれフルLED化するツモリだし、まして太い銅線追加して重量増の選択は無いかなぁ。



Chapter 12.

REG仮搭載テスト結果、車体の何処かにもう1声」コンデンサを追加搭載しないといけない....とりあえず..ヒマ見て。他にも修理?山積だし.(弄り壊してるかも..)


(検討案)

 USBに給電しているDCレギュレーターに細工。
  ↓
 ウインカーリレーに行ってる白色の電源配線を抜いて
 代わりにDCレギュレーターからの給電線に切り替える。
  ↓
 抜いた白線には、ヘットライト用平滑コンデンサ(30g予定)を
 追加繋ぎ込み。



次善の策が見通し付くまで負荷側対策、ウインカー球を通常の5W電球に戻す...電球なら8Vでも楽勝点灯だった。950~1150rpmでも点灯点滅するよ。色々複雑な作り込みしなくてもコレで良いかなぁ...ナンダカナぁ






---


空いている空間を探して検討した結果、大負荷となるヘットライト球の直近で、フロントカウル内に、最新の有機電解ハイブリッドコンデンサを配線割り込みさせ追加にて、チラツキ対策する方向に。


メーターハーネスの束の中の主電源線に、追加コンデンサを接続するコネクタを追加にて対策。ウインカー側の電源は主電源線から切り離し、USB電源側(元のスピードメーター電源線(DCレギュレーター側)に変更。ウインカーLEDのアイドリング時低電圧対策は、軽い昇圧回路製作なんかが見通しが付くまで、前後5W電球に戻しマス..





ウインカーはタングステン電球に戻しにて、夜間1000rpm前後でもウインカー少々暗いが正常点滅する様になったよ. 追加コンデンサは、既にメインに超低ESRで6000μF入っているんで、1F_EDLCとかESRの高い奴でも軽ければ良いかも。今仮に入れている日ケミNRシリーズ15000μは20年位い前の奴、今の程ESRは低くないだろうし。しかしバッテリーレス車、実装もシビア、重量増加も悩ましい。

オープン式レギュレーター化数日用足し走った範囲、全く発熱無し、通常負荷3~4A程度では放熱器不要、もっと削って軽量化もアリかなぁ。次の夏まではハッキリとはわからないが、ACGコイル損失の冷却分、エンジンオイル加熱が多少は、特に昼間走行時に減るかなも期待。
ショート式レギュで推定でのコイル側最大損失、約46W⇒約11cal/s、1.7Lのオイル(比熱約0.44Kcal/Kg)で理想的に冷却、放熱量は変らないとして、598cal/℃⇒⇒毎分1.1℃上昇するかな量...だけど油温130℃の時とかだと違うかも。




---


カウル内追加用に注文していた追加用コンデンサが来た。8200μ-25V...小さい. 昔なら考えられないサイズ。これで許容リップル6A弱@1KHzも流せるんだと。
(United Chemi-Con(日ケミ) EGVD250ELL822MMP1H φ18mm)

どういう形にするか迷ったが最小重量狙い、コネクタは
←直付けにしてみた。後でカバー付けて組み立て重量は23g。力学的には少々不味いが、5~10cm位いリード線付ける方法だと重くなる。周波数は精々1KHz位いなんで線伸ばしても問題無いとは思うけど。

早速仮付け15000μF(レギュレーター直下)と入れ替え、負荷直近のライトカウル内に搭載。ヘットライト(35W)チラツキは殆ど無い、良好。950rpm辺りまでチラツキを抑制、870rpmあたりで以前と同程度な感じになったよ。
これでラィティング用電源はキマリ、あと残る問題はウインカーLED電源とUSB電源を外乱無く常時11V以上に維持する手考える件だけ。

(保安系電源昇圧安定化組み込み)
https://rkphs.blogspot.com/2018/09/tlr250rdc.html



United Chemi-Con GPD

https://www.chemi-con.co.jp/products/relatedfiles/capacitor/catalog/al-all-j.pdf
https://www.mouser.com/catalog/specsheets/UCC_GPDDatasheet.pdf

EGPD350ELL752MM40H 7500μ35V φ18-H41.5mm(tic7.5mm) 6A@120Hz 18mΩ@100KHz
EGPD250ELL912ML40H 9100μ25V φ16-H41.5mm(tic7.5mm) 5.7A@120Hz 19mΩ@100KHz
EGPD250ELL103MM35H 10000μ25V φ18-H36.5mm(tic7.5mm) 5.33A@120Hz 19mΩ@100KHz
EGVD250ELL822MMP1H 8200μ25V φ18-H37mm(tic7.5mm) 5.19A@120Hz 19mΩ@100KHz


Nippon Chemi-Con Corporation / Manufacturing and selling capacitors and electronics components
WWW.CHEMI-CON.CO.JP



Chapter 13.

夜間アイドリング時にウインカーが点灯し無くなる低電圧対策。いろいろ作り込む前にまずは簡単な手にトライ、より低電圧で発光開始出来るLEDを捜索..


←サンプル入手品。

とりあえず前側用アンバー発光色品入手。約2.2W@12V、DC+6V台から点灯開始出来る奴。普通、良くある白発光+カラーフィルタータイプのLEDよりもVshが低い直接発光タイプ。電圧変動の大きいバッテリーレス車なんで苦労が多い。





通電して実況テスト。


早速、フロント側ウインカーに装着、使用してみたところ、若干弱々しくなるが昼間950rpm、夜間35W点灯時でも1100rpm程度でもウインカー正常点滅する様になったよ。電球並低電圧対応迄は行かない物の、マァ、レギュレーター再改造しなくてもコレで良いかなぁ。





----

2018年1月、ようやくT10サイズで、DC+6V台から発光可能なアンバー発光色LEDもリア・ウインカー用に調達。実測12v-0.12A/1.44Wタイプ。



後ろ側ワレンズタイプの小型ウインカーには長過ぎたんで少々切り詰めなきゃ入らなそうなんだが..(結局3mm削り全長27mmに加工)








不要なCANバス対策チップ抵抗を毟り取り、先端カット切詰加工で丈を圧縮。


この保安電源回路部分だけ昇圧するユニット組み込みとかの手もあるんだが、ナニか追加すると「重くなる」し、故障の可能性も高まる。LED側だけで電圧変動リカバーできるならその方が良いんじゃね....






---


2017-1 ウインカーLED化/ウインカーリレー改造_LED対応化

https://rkphs.blogspot.com/2017/01/tlr250rledled.html




Preview

2018-9 DC-REGに、USB、ウインカー、CDI電源用に昇圧安定化組み込み

https://rkphs.blogspot.com/2018/09/tlr250rdc.html







Chapter 14.

製作取り付けして4ヶ月目、順調。特に問題は無いみたい。一時、エンジン停止後にニュートラルLEDが消灯するのがヤケに早くなって慌てたが、良く考えたら今年は異常低温で、キャブヒーター回路が暖機後も温度上がらない為にずっと電気食ってるのが原因だった。今年は雪降って1月下旬に最凶寒波襲来、夜中に放射温度計持って計りに出たら、玄関のタタキが既に-10℃、セメントの飛び石が-13℃、自宅の外壁が-14℃、外の郵便受けが-16~-17℃...屋内の風呂の蛇口が凍ってたよ。




(←キャブヒーター(DC負荷系)15W⇒25Wに増強)


2018年2月に入ってからは氷雨上がり湿度が高い日には低速エンスト⇒多分アイシング発生。装着していた15Wのヒーターの熱量では今年は足りないっぽい。電力が不足するかもだったが、35Wのヘットライト点灯でも問題無かった。






---

手持ち放射温度計が正確か、っう問題があるんだが、後日、無風状態の夜間に色々な放射率の違う奴をはかって傾向見た感じ
気温約3℃の時で (▲=低く表示が出る)

 木材とか立木、▲6~8℃
 金属缶とか、▲4~6℃
 コンクリート板、▲4~6℃
 木片対、傍のコンクリ板の差、+2℃ だった。

だから、前回低温の時は実際には

 玄関のタタキ、約-5℃
 セメントの飛び石、約-8℃
 外壁木板、約-7℃
 外の郵便受け(ステンレス板)、-11~-12℃
 気温は多分、-10~-12℃前後      ...っう辺りじゃないかと思う。

でも、いずれにせよ以前この辺りは-8℃程度しか念頭に無かったのが、今後は-15℃位いには耐える様に、冷却水や屋外機器も内容考えないとな。



Chapter 15.

2021年10月...

MCA025F絡み検索し捲ってた所、TLR250Rには関係無いが、旧TL125やTLR200タイプ半波用ACGのまま(コイル片端アースされたまま)、エンジンを開けてコイル改造する事無く、オープン式レギュレーターに流用改造できる方法もあるみたい。


カワサキKSR110-PRO(2011~?)用レギュレーター
←SH824AA カワサキ品番:21066-0051
(タイカラ引用)

SH824AAは、5端子コネクタで、正電圧相と負電圧を別々の端子に取り出し、、それぞれ出力がRMSで14.3V(+/-14.3V)前後になっているみたい。この場合、バッテリーレス他車流用で使えるのは正電圧相出力だけ、出力電力全体は半波のまま増えない、やはりピーク高電圧が漏れてしまう(そのKSRの場合で、最高約+/-160Vpkの模様)なので、負電圧相の安全な処理終端(約-160Vpk、進相コンデンサを入れて無効電流を流して線間電圧を下げるなど)、大容量の出力平滑コンデンサを追加で繋ぐ、TVSで出力スパイク対策するとか色々実験は必要みたい。


引用参考
https://ameblo.jp/ikkotei/entry-11938522080.html

https://www.xn--ecko2d0i.com/items/13692452


---

外形同じで単相用 SH812CA(カワサキ21066-0776) なるのがあるらしいが、4pinっう以外、全波オープンタイプかどうか迄は解らなかった。

参考
https://www.youtube.com/watch?v=0NxGeNkhaZQ


関連サイト
https://ameblo.jp/ikkotei/entry-11938522080.html
どうもこんばんは、一狐です3連休はVTRで今年最後のロングツーリング。天気も良くめっちゃ楽しかった~フル下道370Km結構疲れたので最終日はのんびりブログ更新…
AMEBLO.JP


---

参考先の波形からすると、SH824AAは、新電元Web上では


←「AC/DC バルブ制御式REG/RECT」と云うのが近い回路みたい。

https://www.shindengen.co.jp/products/electro/motorcycle/reg/

しかし、どの車種にどのタイプが使われているのか相変らず全く手掛かり無し、オープンタイプREGの最新型番名鑑みたいなのが有ればアリガタイんだが。こういうのはやはり専用品ベースにした方が小さく軽く出来る。自作という人もいるみたいだけど、小さく軽量に作る、というのがハードルが高い。




←同、新電元製LED用世代品

(AC/DC_LED_H/L制御式REG_RECT)








更に、新電元のWebみてたら、最新の3相用で


←位相制御式REG/RECT

なるのが作られてるみたい。コレ、理想整流器タイプの回路で最も低損失ぢゃないかパターン。しかし現在市販の汎用制御IC(LT4320/LT4320-1、とか)だと今の所、単相のみ、最高600Hz程度迄、耐圧72~80V迄しか無く、バイクACGの20~1600Hz(8極12000rpm)、最高160~200Vpkもの範囲で簡単には実装できない(但し単相4極9000rpm以下なら進相コンデンサやらTVS併用で可能かも)。何のバイクに使われているのか手掛かり書かれて無いんだが。変なセンサーやら付いているんで、丸ごと移植しないと動かないパターンかも。理屈上はどのコイルの電圧位相と同期しているのか調べてナントカするとかかも(デキル人だけやな)。


https://www.shindengen.co.jp/products/electro/motorcycle/reg/


https://www.hondarandd.jp/point.php?pid=1163


https://www.analog.com/jp/products/monitor-control-protection/powerpath-ideal-diodes-load-switches.html





0 件のコメント:

コメントを投稿