Darkside

　最終的にはバッテリー駆動にするのだが、それはＡＣ電源紐付き状態でバッチリ発振に成功した後の作業である。だから、慌ててバッテリー駆動回路を考える必要はない。しかし、テストは先にしておいても良いし、必要なパーツがいざという時に売っていない危険もあるため、有力候補となるパーツを１つ入手した。

　怪しい電子工作していて知らなきゃモグリだろ？って超有名な鈴商である。
　パルス系工作で好まれるサイリスタの隣に、パワートランジスタが置いてあった。そんじょそこらのパワートランジスタではない。定格１００Ａで許容損失６２０ワットという化け物だ。重量はラジコンバッテリー１本分。

　こいつを電流レギュレータとして使用し、バッテリー直結でＬＤをドライブしようって企みだ。もちろん温度補償問題はあるが、それほど大きな回路を組む必要はないだろう。うまく行けばこいつにＣＰＵクーラー取り付けるだけでレーザー電源の出来上がりである！

　現行レーザーで使えなかったのは、２Ｖ５５Ａという低電圧駆動だったせいだ。トランジスタの電圧降下は、２Ｖに比べると無視出来ないほど大きい。しかし、５．４Ｖ×３に比べれば充分小さい。

　あれこれ問題が考えられるので、実験重ねないといけない。もし使えそうにないとなれば別の方法を考える。現在成功を収めている定電圧安定化＋電流制限抵抗は有力だ。

　問題は、１８〜２４Ｖ程度を出力する高効率大電流のＤＣ-ＤＣコンバータがなかなか見つからない点にある。２Ｖ５５Ａなんてとんでもないシロモノをバッテリーで気軽に動かせたのは、優秀なＦＤＫのコンバータあればこそ。しかしサーバー電源用なので１８Ｖなんて出力の品はない。直列して使うのは個数が増えて大変である。
　一般のＤＣ-ＤＣを探しても、意外なことに２４Ｖ出力の製品が無い。１２Ｖや１３．８Ｖはあるのに２４Ｖが無い。１８〜２４Ｖ可変なんてあればベストなのだが。容量は３０Ａ必要。

　もしあったとしても、パワートランジスタに僅かな温度補償回路を付けてＣＰＵクーラー装着しただけの構成よりでかくて重くなりそうだ。効率もＦＤＫ並の超優秀なものでもない限り８５％がいいところ。これに電流制限抵抗分の無駄を考えると、７５％越えるのは難しい。

　これに対し、バッテリーとパワートランジスタ直列のシリーズレギュレータだと、バッテリー消耗に伴って電圧降下するに従って効率がアップし、うまく電圧を合わせられれば６０〜８０％も可能かもしれない。平均７０％とすると大して劣らない。
　構造がシンプルになり恐らくより小型軽量になるだろう利点と、ノイズが極めて少ないであろう利点を考えると、シリーズレギュレータ方式が勝るかもしれない！

　電圧の関係がかなり微妙なので、現物のＬＤやトランジスタの特性を実際に測定してみないと使えるかどうか分からない。適切なＤＣ-ＤＣコンバータを探す作業も続行される。

　パソコン水冷システムは花盛りであり、自作レーザーにも追い風だ。何もない所から水冷システム組むのは非常に大変である。個人輸入するしかないような入手難パーツは無いが・・・
　水冷ホースの内径は主として３種類ある。１／４インチ、３／８インチ、そして１／２インチである。１／２インチは普通の水道の蛇口と同じであり、家庭で最もありふれたサイズである。
　現在のレーザー砲は１／４インチだが、励起出力が遙かに大きなＣＥＯ社の現行機種では１／２インチとなっている。ただ、ＤＰＳＳヘッド内部の水管は結構細い。

　秋葉原で調達したのは、内径１／２ホースを使用しているギガバイト製である。ポンプ容量も毎時４００リットルとパソコン用では最大級。
　クーラント溜めには浮きが付いていて、水位が下がるとパソコンの電源を落とせるようになっている。うまく流用すれば、水位不足でレーザー砲の電源を落とすことも出来るだろう。
　更に、クーラントの温度センサーも付いているがパソコン用なので、残念ながら作動温度はかなり高いと思われる。

　冷却機構の方針は現在と同じ。十分な性能の冷却装置を用意しようとすれば、とても持ち運びしていられない規模になってしまう。バッテリー駆動では使える電力も制約がある。
　そこで、不十分な性能の冷却装置を使うが、レーザーを断続的に発射することで負荷を減らすという手法である。例えば３０秒発射したら１分停止する、と繰り返せば冷却装置の性能が３分の１しか無くても大丈夫である。
　これが成立するためには、レーザー照射中に温度が上がり過ぎてはいけない。クーラントの熱容量を増やす（量を増やす）ことで実現できる。余りに量が増えると重量が増えるからスペック設定は重要だ。

　今回のＤＰＳＳヘッドが完動すれば消費電力は４５０ワット。大部分が結局は熱となるため、ほぼ毎秒１００カロリーの廃熱となる。つまり、１００ｃｃの水が毎秒１度の割で水温上昇する。
　クーラントを５００ｃｃ用意すれば、５秒で１度の上昇。３０秒連続照射で６度、実際はラジエーターを動かしてるから５度。まあこのあたりなら何とかなるだろう。

　予定としてはこのギガバイトのシステム１つを使用し、励起用ＬＤ単独で２５アンペア動作試験を行う。同時に、光出力や操作電圧や水温の測定を行う。
　その結果を基に、ラジエーター３つで何とか実用になりそうと判断すれば３連ラジエーターで仕様決定。４つ以上のラジエーターを使うのはレーザー砲の想定サイズ的に苦しいため、もし３つで実用能力に足りないと思われれば別の仕様にする。

　具体的には、ラジエーター１つを水槽に沈めた熱交換システムだ。容量１リットルほどの断熱水槽にラジエータと水中モーターをセットし、水槽に水道水を満たす。水槽の水温が上がったら使い捨てて新しい水を入れる。長時間発振させたい場合は、コンビニでロックアイスを買って水槽に入れる。
　レーザーのクーラントは不純物を嫌うため、水道水を直接クーラントに使えない。そこで、熱交換機だ。性能が大幅アップするが使い勝手は悪いため、現行レーザーで採用を検討したものの止めた。そこまでせずに実用性能が得られた。

　忘れてはならないのはクーラントの流量。余りに減るとＬＤアレイを通過中に水温が上がり過ぎてしまう。流用を増やすには能力のあるポンプと同時にチューブの抵抗も重要。太いチューブは抵抗を減らすし内部に多くのクーラントを滞留させるメリットもある。
　しかし一方では１／２インチホースは太い。家庭用水道ホースと同じである。引き回しには熟慮が必要だしレーザー砲の外に引き回したくはない。ラジエーターをバッテリーと一緒に別構成としたくはない。

　ハイパワーレーザーは考慮すべきことが多い。ＹＡＧ棒に沿って流れるクーラントが滞留したり気泡が出来れば、一部が一気に沸騰するかもしれない。恐らく今回入手したジャンクレーザーもそれでフローチューブが破壊されたのだろう。

　ＬＤ電源の筐体を再度覗いてすぐ、とんでもないことに気付く。
　電源コードと端子が合っていない！

　日本の電源コードが使わない端子に、配線が刺さっている。
　これでは全く通電しないはずだ。 

　さっそく引き抜く。写真は半分抜いた状態だ。しかしこれを抜いても差し直すのは明らかに無理である。差す突起が無い。

　かくして、ジャンパ線（というには太いが）を飛ばす羽目に。
　この後中央のＧＮＤ線を差し戻せば、日本仕様の完成である。全く世話の焼ける買い物だ。

　スイッチを入れると、ジェット機が離陸するのか？という物凄い轟音が響き渡った。空冷ファン強力過ぎ（汗）
　それ以前に、キースイッチをＯＮにしてないんですけど・・・

　キースイッチＯＦＦのままで起動するなんて、どこまで怪しいんだこのＬＤ電源！

　しかもこれだけでは終わらない。
　Ｌａｓｅｒ Ｆａｕｌｔ Ｓｔａｔｕｓ なるエラーランプが３つも点いている。

　キースイッチをいじったり、あちこちのスイッチいじったりするも変化無し。
　さて、どこにどう手を入れればこの電源が誤魔化されてくれるか？
　現状では全く電流を流してくれない。

　試しにＬＤ電源のスイッチを入れるが、ウンともスンとも言わない。最初から電気が来ていないかのように、静まりかえっている。もしかすると、負荷を取り付けなければ安全機構が働くのかもしれない。

　そこで、ひとまず出力端子の仕上げを済ませることにした。
　コネクターにはラジコン用で定評のあるオプションパーツを使用。標準で使われているコネクターとは異なるが、大電流では信頼性で有利とされているタイプだ。

　以前ＢＢ戦車の電動ガンに使っていたモーターを負荷として流用。８．４Ｖで１０ＡとかそんなものだからＬＤアレイの軽い代用である。

　だが、相変わらずＬＤ電源は沈黙したままだ。
　キースイッチを入れたり幾つものスイッチをいじったりするが、何の反応も無い。筐体のフタを開けるとインターロックが効いてしまい、閉じた時に元通りになっておらず開いたままと判断されているとか、いろいろな可能性が考えられる。
　何しろＬＤ電源は特殊な製品だからなぁ・・・

　電源が入るかどうかなど最初にチェックしろと言われそうだが、電源を入れる前にコネクター配線引き出し改造をしたかったのだ。内部がどうなっているか分からず、一度電源入れた後ではコンデンサーに思わぬ高電圧が残っていて作業に支障を来すかも、と小さな可能性を気にしてしまった。

　電源も１２０／２４０Ｖの自動切り替えだが、１００Ｖでは低過ぎて駄目かもしれない。
　いずれにしろ、もう一度筐体開けて調べねばならないか。　

　正式なＬＤ電源は電流値を任意に設定できるなど使い勝手が良いし、現行レーザー砲で経験したようにＡＣ電源が使えないと作業効率が落ちる。やっぱりこいつは何とか行かしたい。しかし万一も考えて、バッテリー駆動の計画も立てるか？
　本来はこのＬＤ電源を使って励起用ＬＤの正確なスペックを測定し、それに基づいてバッテリーシステムを設計したいのだが・・・

　配線長に無駄がないため、そのままでは作業が難しい。

　そこで、電源ユニットのリアパネルを外してみる。
　ＬＤ電源コネクターは容易に外れる。その他端子も整然と並んでいる。Ｑスイッチその２は何も接続されていない。
　内部は相変わらず新品同様にピカピカで全く埃は付着していない。この電源が新品とは考えられないので、恐らくクリーンルームで使われていたのだろう。

　ＬＤ電源コードを切断してコネクターを取り外す。
　残った電源コードに配線を継ぎ足す。新しく追加した配線は例によってラジコン用のオプションパーツである。大電流を扱うパーツはラジコン用に限る。数十アンペア当たり前の世界ならではの安心の品質と法外にならない価格だ。決して安くはないが。

　ハンダ付けはパーツの固定がキモ。
　作業し易いように適切に固定し、じっくり確実に接続する。
　赤い方も当然継ぎ足す。

　接続が完了したらホットボンドでプロテクト。

　コネクターを取り去った穴から配線を筐体外に引き出す。
　適当にホットボンドで固めておく。筐体とショートしないよう注意する。この後ほぐれないよう軽くガムテープを巻いて根本側の作業は完成。

　ＬＤ電源のカバーを元通りにネジ止めする。