TLR250R、内部電源DCレギュレータに昇圧安定化組み込み

バッテリーレス車で、USBやらLEDやらにアイドリングの低発電力(AC5V~6V)の時も、安定して12V-1~2A程度の電力を供給出来る様に作り込みしてみる事に。出来るだけ軽量で済ます方向で。

←2年程前に最初に作った奴を探して解体再利用、っう事で。

ウインカー用LEDをより低電圧、6V辺りから発光できるタイプにしたり、USB電源のUVLOを解除しようとしたり色々細工したが、何かの弾みでストン、と回転が落ちで電圧低下した時スカさずiPhone「このアイテムは使用出来ません」とかスマホ表示されて弾かれるのが鬱っとおしい。その度にUSBコネクタ抜いて繋ぎ直すのも面倒だし嫌、って事で。実用上、900~1000rpm辺り、DC+5~6V前後に低下させてしまうのは良くある。トニカク電圧確保してしまえばという事で。

　

Chapter 1.

組み込む昇圧DCDCは、手っ取り早く市販の既製品で小さいヨサゲがいっぱいあるんで取り寄せ。でも以前トンデモ品だったりしたんで2種類調達。両方共、閉磁路コアのチョークコイル使用で部品はヨサゲ。

←試した結果、左のXL6009の奴は低電圧4~5V辺りで異常発振して+50V以上出ちゃうトラブルがありＮＧ、始動性に問題アリ。幸い右の奴は1個で2A迄、やや出力電流低いが問題無しでコレに決定。高電圧側はセットした電圧以上になると、入力電圧のままが出力に出るみたい。　
　
右の奴は、ICSA004A、又は　MT3608　というICを使った物らしい。データシートだと定格2Aなものの、ニュアンス的に低電圧領域での出力は、だいたい0.8A程度迄が推奨っぽい。4Apk程なので11V出力で仮に昇圧比3倍ならザックリ出力最大1A、昇圧2倍なら出力~1.8A位いか。出力損失からの発熱は最大7~14％程は見込んで実装が必要みたい。今アイドリング時で車上で追加で欲しい最小限の電力は、11V-~1A程度なので、マァ間に合うのでは..ADJの代わりに固定抵抗39KΩに変更、約11.29Vにセット。
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XL6009の奴は勿体無い、データシートを見る限りEN端子に約5.5V以下で停止する様に細工するか、ICの電源が5V以下にならない様にブートストラップする細工すれば異常発振は回避出来るかも知れない。が、車上で5V以下になる可能性が高いし部品をかなり追加しないといけない、そもそも始動クランキング時に危険な低電圧領域を行ったり来たりするんで使うのはやはり無理か。(メンドクサイシ)

https://www.olimex.com/Products/Breadboarding/BB-PWR-3608/resources/MT3608.pdf

http://www.haoyuelectronics.com/Attachment/XL6009/XL6009-DC-DC-Converter-Datasheet.pdf


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https://www.amazon.co.jp/gp/product/B07FD8NTBY/

Chapter 2.

ダイオード類と高価なセラミックコンデンサは回収。ケミコンは新しい奴投入、定数変更、ADJを固定抵抗に置き換え振動対策のうえ、接着剤で組み立て..硬化待ち。

Chapter 3.

完成。この時点で31g

入力側、1200μF35V(EEUFR)x2、合計2400μF、
出力側、47μ50V(村田・X7S)x2、追加。

チョッパ周波数1MHz台なのとACG側コンデンサが大容量化してあるんで、この部分のコンデンサは手持ち範囲で最低限に軽量化の方向で。ＡＣＧ側は今、合計15000μFも搭載しているし、次回搭載予定の軽量化レギュレーターになれば更に大容量化、合計23000μF搭載になるんで給電側のリプルは大した事無い。出力側は、1MHzの雑音流出防止程度でヨサゲ、ICメーカー推奨値の33μFを高温50℃辺り電圧印加状態でも下回らない程度追加。これで放射雑音に問題があれば、パッチンコアのノイズフィルターとかを追加かな。

Chapter 4.

コマい周辺部品は手持ち在庫＋解体回収品で賄えた。一応、放熱と防水の為、放熱用シリコン接着剤 COM-G52盛って被覆、他は黒のアクリルラッカー軽く噴いて簡易防水。硬化待ち。

Chapter 5.

3個目試作品マンガで記録。

無理させず+9.3V設定(Vset_32KΩ)~+10.4V(Vset_36KΩ)辺りに抑えた方が良かったかも。低くする分、入力側電流は抑えられるし、USB電源アダプタ側もUVLO解除細工してあるし。

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2018-11月
(NC)空き端子使って、CDIユニットに昇圧安定化した直流電源供給する配線をハーネス側に追加、ユニット内部でも結線追加した。

2019-1月
出力側にパスコン、EEUFR 860μF-25V追加。(CDIユニット始動対策)
合計42.3g


ユニットのSMDCコネクタは、ロックピン(跳ねあがり部分)がコンタクト側に付くタイプで、住友F090WP-SMDCという奴みたい。

SMDCコネクタ関連サイト

https://amzn.to/3i3GIvi

https://www.amazon.co.jp/gp/product/B01MDS2XYE

Chapter 6.

大体硬化した辺りで車体に実装。このDCレギュからCDIユニット、そしてメーター電源配線を通してUSB電源とウインカー回路だけへ給電する。

(後、CDIユニットの始動時用補助電源にも接続)

Chapter 7.

始動してテスト。極低回転890rpm、ヘットライトをH/Lダブル点灯(ハロゲン70W球相当接続)でも楽勝でウインカー正常点滅可能に出来たよ。最初っからこの方向でやってりゃ良かった。

←960rpmアイドリング+ヘットライト点灯でもハザード可能になった。
　　(LEDウインカー関係合計約~6W)

夜間の交差点でウインカーが正常点滅する様にエンジン回転数を気にする必要が無くなった。ウインカー系統の消費電力は11V辺りだと大体~6W(~0.55A)程度、その位は楽に供給出来るみたい。あとは耐久性かな。

因みにガソリンタンクが凹んでるのは中古で買った時から。オラがコカして凹ませた訳ではない。山走行すればどうせベコベコに凹みだらけになると思ってたので放置してただけだ。

オリジナルの1986年式交流バッテリーレス(電球)から、直流バッテリーレス(LED+スマホ電源対応化)に改造もここまで結構な手間。重量も全体で200g位い増加してしまってる。一応本番用スマホ繋ぐ前に、ちょっと前のiPhone4を繋いで数日テストしますか..

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スマホ充電時の負荷状態は、旧型iPhon4程度の負荷だったら、ウインカー点けようが夜間でも全く問題無く充電出来た。iPhone4側も「このアイテムは~」文句も無し。ヨカッタ

ハロゲン球を40W/40Wタイプに変更テスト、キャブヒーター25W動作時でもウインカー、CDIの動作は問題無し。

Chapter 8.

ユニットのSMDCコネクタ用コンタクトは、ロックピン(跳ねあがり部分)がコンタクト側に付くタイプで、住友F090WP-SMDCという奴みたい。

←カタログ画像拝借

関連サイト　

https://amzn.to/3i3Rly9

https://www.amazon.co.jp/gp/product/B01MDS2XYE 

Chapter 9.

なんちゃって簡易防水カバー貼り付け。合計約42.3g。

Chapter 10.

2019、9月。

2年で世の中更に進歩みたい。

←XR2981
http://www.xysemi.cn/en/System/pdffile/20177516275973499.pdf

なんとSOP8で12Aスイッチング可能、25mΩ、スイッチング600KHz-typ、12V-3A出力可能。但しIC耐圧は5Vなんで制御電源LDOが必要だけど、消費電流140μAなんで、定電流Di+ツェナーダイオードでも良いんじゃないかな。スイッチング周波数は1MHzまでは行かないが600KHzならかなり小さく作れるのでは。

これは入力耐圧にちょっと難あり。しかし間も無く車載用とかでもっとヨサゲが出そうな気がする。

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直後2019年12月、中国の武漢市で謎の呼吸器疾患(肺炎)が流行しだし、世界はエライ事に。

Chapter 11.

2020年6月

新手昇圧IC、捜索。

世間は人類滅亡みたいな悲壮感になってるが...進歩を信じてバイクDC-REG用に使えそうな新しい石探し。

LT LTC3780 4~36V、~400KHz、FET外付け、同期整流機能付き。
XR XR4981A 2.8~36V、~400KHz、FET外付け