先月、山口に行った際、電源ﾕﾆｯﾄのバッテリーの充電で十分されていませんでした。
手前の黄色いのが電源ﾕﾆｯﾄで内部に20AHのﾊﾞｯﾃﾘｰが入っています。
奥に有る木の箱には別途30AHのｻﾌﾞﾊﾞｯﾃﾘｰが入っています。
電源ﾕﾆｯﾄのﾊﾞｯﾃﾘｰは電源ﾕﾆｯﾄの後ろのｽｲｯﾁでｻﾌﾞﾊﾞｯﾃﾘｰは手前の白いｽｲｯﾁでﾊﾞｯﾃﾘｰの接続が出来るようにしています。
そして、電源ﾕﾆｯﾄにはｻﾌﾞﾊﾞｯﾃﾘｰから充電するか車のｼｭｶﾞｰｿｹｯﾄに繋いで走行充電するかを電源ﾕﾆｯﾄに接続するﾌﾟﾗｸﾞで接続しています。
(電源ﾕﾆｯﾄの１００Vコンセントの右上。)
ｻﾌﾞﾊﾞｯﾃﾘｰはｿｰﾗｰﾊﾟﾈﾙから充電。
で、
以前のﾏﾂﾀﾞ・ｽｸﾗﾑでは走行充電を掛ければソコソコ電源ﾕﾆｯﾄには充電が出来ていました。
N-VANでは、何故か深い充電が出来ていないような。
先月の山口の車中泊では暫く電源ﾕﾆｯﾄ内のﾊﾞｯﾃﾘｰを使うと保護装置が働いて、直ぐに電源が落ちたのです。
走行充電を掛けてもなかなか充電できません。
結局、電気を始末してサブの方だけで凌いだのです。
これは、何なのか？？。 気になる事が１つ。
運転席にはｼｭｶﾞｰｿｹｯﾄから電源を取って電圧を表示しています。
普段は１４V少し越えた程度を表示しているのですが、
走行中には、時々
１２Vチョッとを表示。
N-VAN(おそらく最近の車、全て)の場合、ﾊﾞｯﾃﾘｰが満充電の場合は充電を切っているようです。
(これは燃費向上対策ではと思います。)
結果、電源ﾕﾆｯﾄのﾊﾞｯﾃﾘｰには１２V程度の電圧でしか充電出来ていない事になります。
これでは、走行充電は出来ないハズ。 (十分充電するには14～15V程度は必要なのです。)
サテと、如何しようか。
思いつく、方法は１つだけ。
昇圧DC-DCコンバーターを使って、電圧を上げて充電するしか有りません。
(ｿｰﾗｰﾊﾟﾈﾙから充電する方法も有りますが、ｿｰﾗｰﾊﾟﾈﾙの容量<12VA*2ｹ>が有りますのでﾊﾟﾈﾙの増設が必要に ⇒で、却下。)
どうも、最近、走行充電に昇圧機能付きの走行充電器があるよう。
ただ2万円程度します。
昇圧DC-DCコンバーターでしたら電気部品屋さんで数千円であるはず。
調べると、昇降圧型の定電圧ｷｯﾄ(出力2.5～15V)で1380円。
ただし、電流は1.5A。 ｼｭｶﾞｰｿｹｯﾄから取り出す電流としてはこの程度の方がよさそうですが、
大きい電流を取り出した時の電圧特性がわかりません。
「エイャ」で、今日(11/3)手配しました。
「ダメ元」です。 1週間程度で入って来ると思います。
勝負はそれからです。
-- 11/6 追記 -電源モジュールキット ＬＴＣ３１１１手配 ----------------
手配を掛けていた電源ユニットが昨日(11/4)入ってきました。
秋月電子通商の「昇降圧型スイッチング電源モジュールキット ＬＴＣ３１１１使用」です。大きさは3cm*3cm。
2.5～15Vの直流の電圧(入力)を2.5～15Vの設定した電圧(出力)に変換するための集積回路(IC)を使ったキットの基板です。
基板を完成させるには端子・電圧調整用の部品・出力を切る為の端子などを半田付けする必要が有ります。
(これらは用途に寄って直接繋いだり、別の部品を付けたり。)
通常この種類の基板には電圧を下げるタイプ(降圧型)か電圧を上げるタイプ(昇圧型)があるのですが、
このICは出力の電圧が入力の電圧より低くても・高くても、一定の電圧に制御します。
たた、取り出せる電流は1.5A(連続出力)なので大きな電流は取り出せません。
主にリチュウムイオン電池の充電用のように思えます。
テータシートを見るのですが、本当に使えるのか疑問点が幾つか残っています。
(左写真の左側の部品は電流の逆流を防ぐ必要が有ればと一緒に手配を掛けました。)
ということで、何点か確認をしたいのですが、確認用の機器がまだ段ボールの中です。
まず、作業場所を整理することから始めます。
もう少し、時間がかかります。
-- 11/9 追記 --電源モジュール 試験 ---------------
大津のマンションに棚を組み立てて、作業スペースにしました。 道具類のほとんどは段ボールから出して棚に並べただけです。
久々に、電源装置の電源を入れました。
半田コテも久しぶりです。 半田付け後、電源モジュールを電源装置につなぎ、出力に有り合わせの抵抗で試験。
測定の結果です。
この結果で確認事項などを少し説明させてもらいます。
まず測定結果の1・2行目。
LTC3111には出力をOFFにする為の端子があります。ショートする事で、出力をOFF。抵抗を繋ぐ事で入力電圧が下がった時にOFFするように出来るのです。
入力側の電源のを守る為です。 ここに13KΩの抵抗を接続。
で、入力電圧を下げて行くと11.3Vで電源ﾓｼﾞｭｰﾙの出力は0Vに。 電圧を上げて行くと12.5Vでﾓｼﾞｭｰﾙは14.9Vに上がりました。
次に、入力電圧を12.0V。モジュールの出力電圧を15Vにして、負荷に抵抗を繋いで電流を流して行ったのが、3行目から。
入力電圧を変化させてもﾓｼﾞｭｰﾙの出力電圧は安定しています。
今回の、サブバッテリーの充電に電圧を合わせました。 この結果をグラフ化。
出力2A付近で出力電圧が12V付近。 左側が昇圧状態・右側が降圧状態。
ﾓｼﾞｭｰﾙに入る電力と出力の比(効率)は80～90％程度。 制御しているチップLTC3111を触ると電流が2A以上でかなり熱い(60℃程度だと思います。)。
冷却は必要ない程度。
まずまず、使えそうなかんじです。
電源ユニットを持ち込んで実際に充電です。
逆流防止用のダイオードと電流抑制用の抵抗を接続。
これらの値をどの位にしたらいいのか実際に充電しながら見ていきます。
ここで、問題。
バッテリーの容量がかなり少なくなっているようです。(使い始めてから7年ほど経っているので無理はありませんが。)
充放電を繰り返しながら様子を見ていきます。
まず、今は、少し過充電気味(均等充電)にしながら、バッテリーセルの充電状況を揃える事からスタートしてみます。
-- 11/18 追記 --電源モジュールの充電試験 ---------------
電源ﾓｼﾞｭｰﾙ付属の電源(15V.1A出力)で45時間充電してから50Wの座布団を負荷に放電。
3.5時間放電が出来ました。
この過程で、電圧が不安定なのと、バッテリー容量が少し少ないように思えます。
(充放電を繰り返したら安定するかも)程度に考える事に。
電流制限用の抵抗ですが電源ﾓｼﾞｭｰﾙの出力電圧(14.4Vに設定)に対して電源ユニットの方は13Vちょっと、1～1.5V程度の電圧が下がるので、電源ﾓｼﾞｭｰﾙの方にも何か部品が入っているようです。
で、電流制限用の抵抗は無しにして、逆流防止用のダイオードだけを残しました。
電源ﾓｼﾞｭｰﾙの出力電圧ですが、少し電圧を高い目にして14.6Vに設定。
この設定で、16時間ほど電源ﾓｼﾞｭｰﾙで充電。
充電開始時は2.2～2.3A程度の充電電流が流れ10時間後には1Aに下がっていました。
充電開始時(出力電流2Aの時)はICチップはかなり高温(60℃付近)になっていたようですが、チップに高温抑制が付いているので実質的に定電流充電をしている感じがあります。
その後、電源ユニットの電圧が13.3Vになり、電流は0.5Aまで落ちたので3時間ほどこの状態にしておいて、充電を止めました。
充電を止めてから1時間後のバッテリーの電圧は12.8V。
電源ユニットの取説では、満充電の電圧です。
2日後の今日の電圧は12.6Vになっていました。
後は、充放電を何度か繰り返してバッテリーの状況が安定するのを見てみます。
バッテリーの方は何とかなりそうです。
電源ﾓｼﾞｭｰﾙにｼｶﾞｰｿｹｯﾄと電源ﾓｼﾞｭｰﾙの充電ｿｹｯﾄを繋いでみました。ケースは、園芸用の鉢底網です。
ここで、気付きました。
車に接続した場合、エンジンの起動毎にスタータが回ります。
この時にノイズ(サージ)が出るのでは。
今日、何種類かサージキラーを手配しました。
届き次第、実際に車から充電をしてみます。
-- 11/23 追記 --電源モジュールi入力の保護 ---------------
一昨日(11/21)部品が届きました。
欲しかったのは一定電圧以上の電圧を吸収する「ｻｰｼﾞｱﾌﾞｿｰﾊﾞ」と「定電圧ﾀﾞｲｵｰﾄﾞ」いづれも１個３０円ほどです。
ついでに色んな電圧の部品を手配しました。
早速、空中配線です。
初めに直流用の電源ｼﾞｬｯｸ、次に22Vのｻｰｼﾞｱﾌﾞｿｰﾊﾞ⇒逆流防止用のﾀﾞｲｵｰﾄﾞ⇒16Vの定電圧ﾀﾞｲｵｰﾄﾞを電源ﾓｼﾞｭｰﾙの入力端子に繋ぎました。
電源ｼﾞｬｯｸにしたのは、ｿｰﾗｰﾊﾟﾈﾙから充電しているｻﾌﾞﾊﾞｯﾃﾘｰからも充電できるようにしたのです。
さて、これで走行充電開始と思いきや。問題かまた発生。
電源ユニットの電圧が10Vを切っています。５日前に12.8Vまでに充電したばかりです。
「バッテリーがダメに成っているのか。」 判りません。
取り合えず、今、再充電をしています。
-- 11/26 追記 --電源ユニットのバッテリー アウト ---------------
2日間、充電しました。
バッテリーの電圧12.8vになりました。が、
1時間ほどすると12.7Vまで低下。
おかしいです。 多少の電圧低下は有る可能性はありますが、下がり過ぎ。
観念しました。
分解して、バッテリーのサイズを確認。
今、手配を掛けました。
-- 11/30 追記 ---完了したつもりです。--------------
一昨日(11/28)バッテリーが入ってきました。
LONGのWP20-12IE(20AH)です。
電源ユニットのﾊﾞｯﾃﾘｰには21AHの容量表記は有りましたが多分同じ容量。
外観・サイズ共全く同じなので、あっ気なく交換完了です。
電源ﾓｼﾞｭｰﾙの方もケースに入れました。
ケースの蓋は通気性を考慮して園芸網で。
充電電圧を掛けぱなしにした時のﾊﾞｯﾃﾘｰの充電特性です。
この表では充電電圧は13.65Vですが、今回は13.8Vに設定。
はっきりとした事は不明ですが緑の線は2A程度の定電流充電、その後(8H付近)は定電圧(13.65V)で常時(ﾌﾛｰﾃｲﾝｸﾞ)充電。
本来でしたら常時充電に入る前に15V程度のもう少し高い電圧で充電するのですが、パスです。
気になるのは、N-VANの発電機からの電圧の綺麗さ。
念の為に波形を確認しました。
左端からエンジンがスタートしてから1秒後にﾊﾞｯﾃﾘｰの電圧が加わり2秒程度してから徐々に電圧上昇(発電機で車載ﾊﾞｯﾃﾘｰを充電)。
綺麗です。おそらく、保護用に入れた定電圧ﾀﾞｲﾜｰﾄﾞとｻｰｼﾞｱﾌﾞｿｰﾊﾞは不要。
この状態で、
電源ユニットと電源ﾓｼﾞｭｰﾙを取付。
電源ユニットのﾊﾞｯﾃﾘｰを40%までに放電させ、この状態で走行充電をスタートさせて様子を見ます。
手前の黄色いのが電源ﾕﾆｯﾄで内部に20AHのﾊﾞｯﾃﾘｰが入っています。奥に有る木の箱には別途30AHのｻﾌﾞﾊﾞｯﾃﾘｰが入っています。
電源ﾕﾆｯﾄのﾊﾞｯﾃﾘｰは電源ﾕﾆｯﾄの後ろのｽｲｯﾁでｻﾌﾞﾊﾞｯﾃﾘｰは手前の白いｽｲｯﾁでﾊﾞｯﾃﾘｰの接続が出来るようにしています。
そして、電源ﾕﾆｯﾄにはｻﾌﾞﾊﾞｯﾃﾘｰから充電するか車のｼｭｶﾞｰｿｹｯﾄに繋いで走行充電するかを電源ﾕﾆｯﾄに接続するﾌﾟﾗｸﾞで接続しています。
(電源ﾕﾆｯﾄの１００Vコンセントの右上。)
ｻﾌﾞﾊﾞｯﾃﾘｰはｿｰﾗｰﾊﾟﾈﾙから充電。
で、
以前のﾏﾂﾀﾞ・ｽｸﾗﾑでは走行充電を掛ければソコソコ電源ﾕﾆｯﾄには充電が出来ていました。
N-VANでは、何故か深い充電が出来ていないような。
先月の山口の車中泊では暫く電源ﾕﾆｯﾄ内のﾊﾞｯﾃﾘｰを使うと保護装置が働いて、直ぐに電源が落ちたのです。
走行充電を掛けてもなかなか充電できません。
結局、電気を始末してサブの方だけで凌いだのです。
これは、何なのか？？。 気になる事が１つ。
運転席にはｼｭｶﾞｰｿｹｯﾄから電源を取って電圧を表示しています。普段は１４V少し越えた程度を表示しているのですが、
走行中には、時々
１２Vチョッとを表示。N-VAN(おそらく最近の車、全て)の場合、ﾊﾞｯﾃﾘｰが満充電の場合は充電を切っているようです。
(これは燃費向上対策ではと思います。)
結果、電源ﾕﾆｯﾄのﾊﾞｯﾃﾘｰには１２V程度の電圧でしか充電出来ていない事になります。これでは、走行充電は出来ないハズ。 (十分充電するには14～15V程度は必要なのです。)
サテと、如何しようか。
思いつく、方法は１つだけ。
昇圧DC-DCコンバーターを使って、電圧を上げて充電するしか有りません。
(ｿｰﾗｰﾊﾟﾈﾙから充電する方法も有りますが、ｿｰﾗｰﾊﾟﾈﾙの容量<12VA*2ｹ>が有りますのでﾊﾟﾈﾙの増設が必要に ⇒で、却下。)
どうも、最近、走行充電に昇圧機能付きの走行充電器があるよう。
ただ2万円程度します。
昇圧DC-DCコンバーターでしたら電気部品屋さんで数千円であるはず。
調べると、昇降圧型の定電圧ｷｯﾄ(出力2.5～15V)で1380円。
ただし、電流は1.5A。 ｼｭｶﾞｰｿｹｯﾄから取り出す電流としてはこの程度の方がよさそうですが、
大きい電流を取り出した時の電圧特性がわかりません。
「エイャ」で、今日(11/3)手配しました。
「ダメ元」です。 1週間程度で入って来ると思います。
勝負はそれからです。
-- 11/6 追記 -電源モジュールキット ＬＴＣ３１１１手配 ----------------
手配を掛けていた電源ユニットが昨日(11/4)入ってきました。秋月電子通商の「昇降圧型スイッチング電源モジュールキット ＬＴＣ３１１１使用」です。大きさは3cm*3cm。
2.5～15Vの直流の電圧(入力)を2.5～15Vの設定した電圧(出力)に変換するための集積回路(IC)を使ったキットの基板です。
基板を完成させるには端子・電圧調整用の部品・出力を切る為の端子などを半田付けする必要が有ります。
(これらは用途に寄って直接繋いだり、別の部品を付けたり。)
通常この種類の基板には電圧を下げるタイプ(降圧型)か電圧を上げるタイプ(昇圧型)があるのですが、
このICは出力の電圧が入力の電圧より低くても・高くても、一定の電圧に制御します。
たた、取り出せる電流は1.5A(連続出力)なので大きな電流は取り出せません。
主にリチュウムイオン電池の充電用のように思えます。
テータシートを見るのですが、本当に使えるのか疑問点が幾つか残っています。
(左写真の左側の部品は電流の逆流を防ぐ必要が有ればと一緒に手配を掛けました。)
ということで、何点か確認をしたいのですが、確認用の機器がまだ段ボールの中です。
まず、作業場所を整理することから始めます。
もう少し、時間がかかります。
-- 11/9 追記 --電源モジュール 試験 ---------------
大津のマンションに棚を組み立てて、作業スペースにしました。 道具類のほとんどは段ボールから出して棚に並べただけです。久々に、電源装置の電源を入れました。
半田コテも久しぶりです。 半田付け後、電源モジュールを電源装置につなぎ、出力に有り合わせの抵抗で試験。
測定の結果です。この結果で確認事項などを少し説明させてもらいます。
まず測定結果の1・2行目。
LTC3111には出力をOFFにする為の端子があります。ショートする事で、出力をOFF。抵抗を繋ぐ事で入力電圧が下がった時にOFFするように出来るのです。
入力側の電源のを守る為です。 ここに13KΩの抵抗を接続。
で、入力電圧を下げて行くと11.3Vで電源ﾓｼﾞｭｰﾙの出力は0Vに。 電圧を上げて行くと12.5Vでﾓｼﾞｭｰﾙは14.9Vに上がりました。
次に、入力電圧を12.0V。モジュールの出力電圧を15Vにして、負荷に抵抗を繋いで電流を流して行ったのが、3行目から。
入力電圧を変化させてもﾓｼﾞｭｰﾙの出力電圧は安定しています。
今回の、サブバッテリーの充電に電圧を合わせました。 この結果をグラフ化。
出力2A付近で出力電圧が12V付近。 左側が昇圧状態・右側が降圧状態。
ﾓｼﾞｭｰﾙに入る電力と出力の比(効率)は80～90％程度。 制御しているチップLTC3111を触ると電流が2A以上でかなり熱い(60℃程度だと思います。)。
冷却は必要ない程度。
まずまず、使えそうなかんじです。
電源ユニットを持ち込んで実際に充電です。逆流防止用のダイオードと電流抑制用の抵抗を接続。
これらの値をどの位にしたらいいのか実際に充電しながら見ていきます。
ここで、問題。
バッテリーの容量がかなり少なくなっているようです。(使い始めてから7年ほど経っているので無理はありませんが。)
充放電を繰り返しながら様子を見ていきます。
まず、今は、少し過充電気味(均等充電)にしながら、バッテリーセルの充電状況を揃える事からスタートしてみます。
-- 11/18 追記 --電源モジュールの充電試験 ---------------
電源ﾓｼﾞｭｰﾙ付属の電源(15V.1A出力)で45時間充電してから50Wの座布団を負荷に放電。
3.5時間放電が出来ました。
この過程で、電圧が不安定なのと、バッテリー容量が少し少ないように思えます。
(充放電を繰り返したら安定するかも)程度に考える事に。
電流制限用の抵抗ですが電源ﾓｼﾞｭｰﾙの出力電圧(14.4Vに設定)に対して電源ユニットの方は13Vちょっと、1～1.5V程度の電圧が下がるので、電源ﾓｼﾞｭｰﾙの方にも何か部品が入っているようです。
で、電流制限用の抵抗は無しにして、逆流防止用のダイオードだけを残しました。
電源ﾓｼﾞｭｰﾙの出力電圧ですが、少し電圧を高い目にして14.6Vに設定。
この設定で、16時間ほど電源ﾓｼﾞｭｰﾙで充電。
充電開始時は2.2～2.3A程度の充電電流が流れ10時間後には1Aに下がっていました。
充電開始時(出力電流2Aの時)はICチップはかなり高温(60℃付近)になっていたようですが、チップに高温抑制が付いているので実質的に定電流充電をしている感じがあります。
その後、電源ユニットの電圧が13.3Vになり、電流は0.5Aまで落ちたので3時間ほどこの状態にしておいて、充電を止めました。
充電を止めてから1時間後のバッテリーの電圧は12.8V。
電源ユニットの取説では、満充電の電圧です。
2日後の今日の電圧は12.6Vになっていました。
後は、充放電を何度か繰り返してバッテリーの状況が安定するのを見てみます。
バッテリーの方は何とかなりそうです。
電源ﾓｼﾞｭｰﾙにｼｶﾞｰｿｹｯﾄと電源ﾓｼﾞｭｰﾙの充電ｿｹｯﾄを繋いでみました。ケースは、園芸用の鉢底網です。ここで、気付きました。
車に接続した場合、エンジンの起動毎にスタータが回ります。
この時にノイズ(サージ)が出るのでは。
今日、何種類かサージキラーを手配しました。
届き次第、実際に車から充電をしてみます。
-- 11/23 追記 --電源モジュールi入力の保護 ---------------
一昨日(11/21)部品が届きました。欲しかったのは一定電圧以上の電圧を吸収する「ｻｰｼﾞｱﾌﾞｿｰﾊﾞ」と「定電圧ﾀﾞｲｵｰﾄﾞ」いづれも１個３０円ほどです。
ついでに色んな電圧の部品を手配しました。
早速、空中配線です。初めに直流用の電源ｼﾞｬｯｸ、次に22Vのｻｰｼﾞｱﾌﾞｿｰﾊﾞ⇒逆流防止用のﾀﾞｲｵｰﾄﾞ⇒16Vの定電圧ﾀﾞｲｵｰﾄﾞを電源ﾓｼﾞｭｰﾙの入力端子に繋ぎました。
電源ｼﾞｬｯｸにしたのは、ｿｰﾗｰﾊﾟﾈﾙから充電しているｻﾌﾞﾊﾞｯﾃﾘｰからも充電できるようにしたのです。
さて、これで走行充電開始と思いきや。問題かまた発生。
電源ユニットの電圧が10Vを切っています。５日前に12.8Vまでに充電したばかりです。
「バッテリーがダメに成っているのか。」 判りません。
取り合えず、今、再充電をしています。
-- 11/26 追記 --電源ユニットのバッテリー アウト ---------------
2日間、充電しました。
バッテリーの電圧12.8vになりました。が、
1時間ほどすると12.7Vまで低下。
おかしいです。 多少の電圧低下は有る可能性はありますが、下がり過ぎ。
観念しました。分解して、バッテリーのサイズを確認。
今、手配を掛けました。
-- 11/30 追記 ---完了したつもりです。--------------
一昨日(11/28)バッテリーが入ってきました。
LONGのWP20-12IE(20AH)です。電源ユニットのﾊﾞｯﾃﾘｰには21AHの容量表記は有りましたが多分同じ容量。
外観・サイズ共全く同じなので、あっ気なく交換完了です。
電源ﾓｼﾞｭｰﾙの方もケースに入れました。ケースの蓋は通気性を考慮して園芸網で。
充電電圧を掛けぱなしにした時のﾊﾞｯﾃﾘｰの充電特性です。この表では充電電圧は13.65Vですが、今回は13.8Vに設定。
はっきりとした事は不明ですが緑の線は2A程度の定電流充電、その後(8H付近)は定電圧(13.65V)で常時(ﾌﾛｰﾃｲﾝｸﾞ)充電。
本来でしたら常時充電に入る前に15V程度のもう少し高い電圧で充電するのですが、パスです。
気になるのは、N-VANの発電機からの電圧の綺麗さ。
念の為に波形を確認しました。左端からエンジンがスタートしてから1秒後にﾊﾞｯﾃﾘｰの電圧が加わり2秒程度してから徐々に電圧上昇(発電機で車載ﾊﾞｯﾃﾘｰを充電)。
綺麗です。おそらく、保護用に入れた定電圧ﾀﾞｲﾜｰﾄﾞとｻｰｼﾞｱﾌﾞｿｰﾊﾞは不要。
この状態で、
電源ユニットと電源ﾓｼﾞｭｰﾙを取付。電源ユニットのﾊﾞｯﾃﾘｰを40%までに放電させ、この状態で走行充電をスタートさせて様子を見ます。
