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2007年1月8日(月) 17:26

へたれ電池

 良さそうなコイルを新たに発見し捕獲。
 右の旧コイルが定格3Aなのに対し5A。実際に線も太い。僅かに外径が大きいが細く、邪魔さは互角。インダクタンスも実測120μHある。期待出来そうだ。
 出力ダイオードは刻印以外1N4007と見分けが付かないDLM10Eである。10本100円と五十歩百歩の安値にも関わらず、逆回復時間30ナノ秒を誇る。耐圧400V定格1Aでサージ30A。まるで1N400なんたらの高速版である。

 戦車本体を可動化するためのパーツも少しずつ収集し、各機器の配置をイメージしている。インバーターにそれなりの空間を割り当て可能なようだ。現状のサイズで基本的に問題無いし、11ジュール電解を2つ積むことも恐らく可能である。物理的には。

 黄色に絶縁してあるのが昨日の6.6V電源。
 新たに組んだFETブースターの配線は曲芸っぽくなっている。1番ピンの逆バイアス抵抗は思い切って5.1KΩとし、電流の無駄を抑える。

 耐久試験のつもりで電流検出抵抗(写真ではまだ取り付けていない)を0.1Ωとし、ピーク3Aまで許してみる。バッテリーを接続してスイッチを入れる。コイルのうなり音が途切れ途切れで苦しそうだ。充電に10秒以上を要する。だが、ちゃんと動作している。
 6.6V電源を別途用意して回路を面倒にした代償は得られたようだ。

 インバーター周波数を落とすとコイル音がスムーズになり、6.6V電源が過負荷になっている感じがある。
 周波数を変えたり何度か動作させていると、突然暴走を始めた。電圧が330Vを超えても止まらない!
 危うく400Vに達する前にスイッチを切る。MC34063が壊れたのか?

 更にもう一度動かそうとすると、6.6V電源を用意する前と同様に全く発振しない。壊れたのは6.6V電源の方か?過負荷で壊れたのか?
 さっそく電圧を測定して唖然とした。一晩休ませたニッケル水素バッテリーは4.9V弱から5V弱まで回復していたのだが、通電中には2Vを切っていた!
 定格下限の3Vを割り込んだためにMC34063が動作不良を起こしていたのだ。使用したのはソニー製の2500mAh品である。

 未使用のエネループ4本に交換してインバーターの機能を確認する。何と、全く問題無くわずか3秒で充電完了!
 無負荷電圧5.2Vがインバーター動作中に4.5Vまで低下する。しかしこれは推定内部抵抗0.4Ωに見合っており、ごく正常である。しばらく使い続けて、どの程度まで消耗したら急激な電圧低下が起きるか確認してみよう。最悪の場合、ニッケル水素を諦めてニッカドにしないと使い物にならないかもしれない。
 実用になる運転時間が得られるのか、このまま進めて様子をみよう。

 元気なエネループでも発振せず慌てる。K3132の腹を押したら元気に発振。それヤバいって(汗)
 K3132が暖まると充電が2秒で終了してしまう。6.6V電源を用意してK3132をドライブすることでロスが減ったこともあるだろう。ほぼ消費電力に対し納得出来る性能が出ている。これならコンデンサー2本でも性能は十分。

 とは言え単三ニッケル水素の非力さは頭が痛い。拳銃型レーザー銃を断念した非力さが再現している。
 ちょっと消耗して来ると、取り出し電流が平均2Aでさえ大幅な電圧降下を起こして使い物にならないのだ。単三ニッケル水素は充電池として最もメジャーであり、これが使えるかどうかは機器の使い勝手を決定的に左右する。それだけに、全体の消費電流をいかに抑えるか?そしてそれで使用可能時間は何分程度になるのか?は大問題である。

 どっちみち放電終期は使い物にならないので、確実なローバッテリー検出機構が必要。それも、負荷が加わっている状態で検出しないと確実ではない。
 インバーター全体に安定化電源を与えるのは容量的に難しい。4NレベルではDC−DCコンバーターの変換効率が悪く、全体の消費電流を増やしてしまう。かと言って現状のようにゲートドライブ部分だけを安定化すると、本体の電圧が異様に降下した場合に動作不良を起こす。発振しないならまだマシで、出力電圧検出だけが動作不良で暴走するとコンデンサー電圧が上がり過ぎて致命的な故障を引き起こしてしまう。

written by higashino [コイルガン] [この記事のURL] [コメントを書く] [コメント(0)] [TB(0)]

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