7L1WQG−アマチュア無線 オーディオ 天文

降圧コンバーターの実験をお願いしていました、ＪＭ１ＵＵＥ局からレポートを頂きました。

６Ｖバッテリー３個を使用して、一日中移動運用を楽しまれたようです。

以下、ご紹介します。

---------------------------------------------------------------------------

自宅室内での降圧コンバーター実験は、何度となく行って来ましたが外での運用を今
回行いましたのでメールします

昨日　９月２８日　土曜日　神奈川県相模原市緑区　城山湖
車内温度　２３〜２５℃　　天気　快晴　　風速　１〜２メートルくらかな　（これは体感的です）

ＦＴ−８１７ＮＤ　　６Ｖ/９Ａｈ　シールドバッテリー　３個　直列
６ｍＨ　２エレ　デルタループアンテナ　　　同軸　５ＤＦＢ　約１０ｍ

こんな設備で運用


まず始めに　以前の昇圧コンバーターは　やはりノイズが　Ｓメーター　９　くらい
で使えませんでした　（１２Ｖ/８Ａｈ　シールドバッテリー　使用）

（個人が製作された、自作の昇圧コンバーターです。）


次に　降圧コンバーター　　Ｓメーター　０　ノイズ　なし　最高です！

朝８時３０分から　約５時間３０分強　運用　ずっと電源はＯＮのまま　降圧コン
バーターのケースに触って見ると　ほんのりと暖かさを感じる程度

　ＦＴ−８１７ＮＤ本体よりも　少し暖かくなっていましたが　熱くて触れないとか
は　まったく有りませんでした。

出力電圧は　終始１３．８Ｖ　で　常に安定していて　５Ｗ運用が出来ました

６Ｖ/９Ａｈ　シールドバッテリー　３個の使用後電圧は　１９．１Ｖ　（使う方に
よっては　２〜３時間の運用であれば　６Ｖ/４Ａｈ　シールドバッテリーで十分か
も知れませんね　実感として）


個人的には、バッテリー重量や充電時間の長さから　他の電源の検討もいいかもしれ
ませんね


降圧コンバーターは　素晴らしい！　　ノイズなし！　　安定出力！　　熱もなく！
　　最高です！！　　感謝です　　ありがとうございます


これからの移動運用は　これで決まりです！


すばらしい商品　降圧コンバーター製作　ありがとうございました

これからもよろしくお願い致します　

またレポートメールします

ＪＭ１ＵＵＥ

---------------------------------------------------------------------------

なんと５時間半も運用されていたとは、出力電圧も安定していたようで、安心しました。

ＦＴ８１７は電源電圧が１２Ｖになると自動的にパワーを落としてしまいます。
１２Ｖバッテリーから電源を取ると、電圧降下などでパワーが低下してしまいます。
そこで何とか出来ないかと考えたのです。
昇圧型のコンバーターは必ずスイッチングしているので、ＱＲＰ運用では、少しの
ノイズでも厳しいとの意見を頂いていました。
それで、ノイズが殆んど発生しない、効率の良い「降圧コンバーター」を考えたのです。


まだまだＪＭ１ＵＵＥ局から沢山のレポートを頂いていますので、順次ご紹介させて頂きます。

早速、出来上がった「降圧コンバーター」を見にＪＭ１ＵＵＥ局がいらした。

６Ｖバッテリーは無かったので、１２Ｖバッテリー２個直列にして、実験をしてみた。
出力は１３．８Ｖで安定しており、ＦＴ８１７に接続して、ノイズが出るか試してみたが
ノイズは全く発生していないようだった。

ＪＭ１ＵＵＥ局に運用実験のお願いをして、ノイズの発生や、消費電力、等々を調べて
もらう事にしました。

次回はＦＴ８１７等のバッテリーセットを製作してみるつもりです。

設計した基板が出来上がったので、部品を組んでみました。


基板オモテ


基板ウラ

降圧型なので、部品はシンプルです。
裏面のＩＣは低電圧ワーニング用のＩＣです。

基板の多回転トリマーは奥のが出力電圧調整用で、手前のが入力電圧感知（ワーニング）用です。


低ドロップレギュレータなので、入力が１５Ｖ程度有れば、１３．８Ｖで５Ａの出力が得られます。
ノイズは殆んど無いと思いますので、ＳＳＢでもＣＷでも問題ないと思います。

今回は６Ｖバッテリーを３個直列にして入力電源にする事を想定していますので、終止電圧を１５．６Ｖと想定しています。
入力電圧が１５．６Ｖ以下になると、赤色ＬＥＤが点灯します。

当初は電源を遮断したり、ブザーを鳴らすなど考えていましたが、無線交信中に突然電源が切れたり、ブザーが鳴ったりするするのは如何な物かと考えて、ＬＥＤ点灯のみとしました。

実際のベンチテストでは５Ａ出力時にドロップ電圧は１．５Ｖでした。
２Ａ出力時ではドロップ電圧は１Ｖ程度です。

ＦＴ８１７用としては十分な能力です。

早速、ケースに入れてみました。



発熱はドロップ型なので発生しますが、ＦＴ８１７のＳＳＢ運用であれば、あまり熱くはなりません。

常時５Ａを出力させるような場合は、ヒートシンク型のケースに入れたほうが良いと思います。

１３．８Ｖ　５Ａ出力時にオシロでノイズを見ましたが、殆んど無いように思えました。

今後は実際に運用してみて、使い勝手を見てみたいと思います。

リチュウム系の４セルバッテリーを使えば、軽量で容量も多く取れるので、機会が有れば試して見たいと思います。

レギュレータとして完成しているので、入力はトランスでも、ＡＣアダプターでも２４Ｖバッテリーでも構いません。

最大入力電圧はＤＣ２９Ｖです。
入出力電圧の差があまり大きくないほうが良く、推奨は電圧差５Ｖ程度です。

出力電圧も可変できるので、色々な用途に使えそうです。
（但し入力電圧は出力電圧より２Ｖ程度高くなければなりません）


購入はこちらまで

自分に対するメモなのでご了承を

６Ｖバッテリーを３個直列にして１８Ｖ
ＤＣ１８Ｖをレギュレーター回路で１３．８Ｖに変換する。

LM350、LM388は電圧ドロップが大きすぎて使用は不可

ＦＴ８１７で５０ＭＨｚＳＳＢで５Ｗ運用すると
ＦＴ８１７の仕様書から、消費電流は定格で２Ａ
送信：受信の割合を１：１と考えて、平均消費電流はＳＳＢなので０．８Ａ程度か？

秋月の６Ｖバッテリー「ＷＰ４−６」の放電では０．２Ｃ放電に相当
その場合データシートでみると使用可能時間は４時間、終止電圧は５．２Ｖ程度となる。
３個直列なので、５．２Ｖ×３＝１５．６Ｖが終止電圧で容量０％になる。
実際はＳＳＢではもっと長く使用できると思われる。

秋月の６Ｖバッテリー「ＷＰ９−６」９Ａｈでは０．８Ａの使用では、データシートから１１時間以上の使用が可能。
終止電圧は５．２Ｖ程度となる。
３個直列なので、５．２Ｖ×３＝１５．６Ｖが終止電圧で容量０％になる。
同様に実際はＳＳＢではもっと長く使用できると思われる。
但しバッテリー３個で４．７Ｋｇなのでちょっと重い。


６Ｖバッテリーを３個直列にして充電
秋月の６Ｖバッテリー「ＷＰ４−６」の充電はトリクル充電で６．７５Ｖ〜６．９Ｖ
つまり３個で２０．２５Ｖ〜２０．７Ｖの充電電圧
（バッテリー３個の重量は２．５Ｋｇ）

ＮＪＭ７８２０のＧＮＤに４００７を挿入すれば、出力は２０．７Ｖ程度なので
使用可能
トリクル充電ではカレントリミット値は無い

ＮＪＭ７８２０(TA7820S)の電圧ドロップ値は１Ａで２Ｖ程度なのでＤＣ２４ＶのＡＣアダプターが使用できる。

秋月の充電キットを改造しても良い。

以前、昇圧コンバーター（スイッチングコンバーター）を製作しましたが、
どうしても、無線機によってはノイズが出るようです。
特にＳＳＢモードで聞こえるようです。（ＦＭは問題なし）

フィルターを入れると軽減しますが、完全にはなくなりません。
これは、グランドが入出力共通な為にグランド（マイナス側）経由でノイズが
混入するようです。

何段かフィルターを入れれば解決しそうですが、、発振周波数が低いので、かなり
大きなコイルを数個挿入しなければなりません。
これでは、昇圧コンバーター本体よりも大きくなってしまいます。

最近はＬＩ-ＦＥ　ＬＩ-ＰＯなどの４セル（１４．４Ｖ）バッテリーが出回るように
なりました。
規格は１４．４Ｖですが、満充電状態ですと１６Ｖ以上の電圧が出てきます。
そこで、降圧コンバーターを考えて見ました。

仕様は
出力：１３．８Ｖ（電圧可変）
出力電流：５Ａ
低ノイズ仕様ドロップコンバーターとしました。

また、バッテリーでの使用を考えていますので、電圧低下ワーニングランプも装備しました。
（本当は電源遮断やワーニングブザーの装備も考えたのですが、無線運用中に突然切れたり、音がなってしまうのは良くないと思い、ランプのみとしました。）

低ドロップなので、５Ａフルに使用しても、１．２Ｖ程度の電圧降下です。
ＳＳＢなら、かなり効率よく使用できると思います。



設計した基板のパターン（修正が必要かも）


最大電流が５Ａなので、昔の１０Ｗ機なら問題なく動作すると思います。


電源に小型の６Ｖバッテリーを３個直列にして１８Ｖで使用することも出来ると思います。
また、太陽電池で充電しながらなど、色々な利用方法がありそうです。

シリーズレギュレーターなので、ノイズは殆んど発生しないと考えています。

また、出力電圧は可変できますので、無線機以外でも色々な用途に使用できそうです。

回路設計が終わったので、これから試作しようと考えています。
基板サイズは４６ｍｍ×５７ｍｍ（ヒューズケースも含む）なので、かなり小さな
ケースに入りそうです。（ヒートシンク、放熱は必要です）


ちなみに秋月で販売している６Ｖバッテリーは１個７００円です。（６Ｖ　４ＡＨ）
３個買っても２１００円です。（密封型鉛蓄電池）

６Ｖバッテリーの終止電圧は約５Ｖなので、３個直列では約１５Ｖです。
つまり、満充電から終止電圧まで使い切る事が出来ます。

ちなみに１２Ｖバッテリーでは終止電圧は１０Ｖ程度です。（ＬＯＮＧ等）
無線機によっては、電源電圧が１１Ｖ以下になると動作が不安定になったりします。
バッテリーを電圧が１１Ｖになるまで使用すると、そのバッテリーの容量を１００％
使う事は出来ません。
（詳しくはバッテリーの仕様書をお読みください）
例えば、８ＡＨのバッテリーでも使える容量は場合によっては５ＡＨ程度になってしまいます。
つまり無線機では終止電圧まで、１００％使い切る事は困難です。

バッテリーの容量は、普通１０〜２０時間率で表されており、終止電圧まで使用した場合の容量となります。
８ＡＨバッテリーＬＯＮＧ　ＷＰ８−１２の場合、１０時間率で８ＡＨの容量ですから、
８ＡＨ／１０時間＝０．８Ａ　で、０．８Ａで使用したときに８ＡＨの容量です。
また、その時の終止電圧は１０．５Ｖです。

例えば、４Ａで使用したとき（０．５Ｃ放電）では、容量は約６ＡＨになり、
終止電圧は約１０Ｖです。（仕様書より）
バッテリー電圧が１１Ｖになるまで使用したと想定すると、その容量は約４．５ＡＨ相当となってしまいます。
つまり、８ＡＨバッテリーで満充電から１１Ｖまで使用できる時間は、電流４Ａでの連続使用時間は１時間ちょっとです。

特にＦＴ８１７では電圧が１２Ｖ以下になると、パワーがダウンしてしまいます。
昔のモービル機、ポータブル機は電源電圧１３．８Ｖが標準で、電圧が下がってくると、かなりパワーが下がってしまいます。



逆に６Ｖバッテリー３個直列＋降圧コンバーターでは、バッテリー容量１００％まで使用できます。（ＬＩ-ＦＥ　ＬＩ-ＰＯなども同様）

６Ｖバッテリーは種類が少ないのですが、ＷＰ９−６Ａの６Ｖ　９ＡＨでは、４Ａの消費電流を連続使用で２時間弱１３．８Ｖの電圧で使用できます。（１０Ｗ無線機を想定）

実際の無線交信は、送信と受信の繰り返しなので、実際に使用できる時間は、ＦＭで１．５〜３倍、ＳＳＢでは２〜４倍の時間を使用することが出来ます。（１０Ｗ無線機を想定）

ＳＳＢモードでは約５〜６時間の使用も可能になります。（無線機の消費電力によります）
出力５Ｗ程度の無線機では、１１時間以上も使用することが可能と思います。

＊実際の使用可能な時間は、使用環境や無線機の消費電力、バッテリーの種類、状態により大きく変わります。



試作が出来たら、ノイズ、発熱、等々実験してみたいと思います。

では

明日は「ペディションデー」です。