12V車載機器用電源自動切り替え器

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■ 12V車載機器用電源自動切換器　

モニタ報告　

12V車載機器用電源自動切換器　とは
　メインバッテリーとサブバッテリー（12V出力のポタ電）をACCを信号源として電源自動切換えするものです。走行中はメインバッテリ、キーオフ（ACCオフ）になると瞬時にサブバッテリ（ポータブル電源１２V）からポータブル冷蔵庫など負荷機器に供給されます。

★事例：近年車両にもアンドロイドナビなどネット接続機器を搭載される方が急速に多くなりました。しかしエンジンオンオフでネット接続が切れたり、設定が変化し再セットが必要になりこれが大変煩わしくなります。こんな場面でシームレスに動作が継続する！取り付けられた方がからはもう必須の機能ですと絶賛されました。

リレーでも実現可能ですがキー挿入からエンジン起動の間のバタつきは機械式のリレー接点では瞬断などもあります。これを完全電子化することによりシームレスな高速切換えが実現できます。高性能FETを採用し、逆流防止ダイオードは理想ダイオード化し切換などの基板内挿入ロスも極限まで低下させ発熱のない超小型基板を実現することができました。
　開発に当たっては既に【何時でもナビ】Ver10で考案した回路をロジックの設定変更するだけでローコストでリリース可能となったのです。

低電圧保護、切換え遅延機能、切換え電圧設定などを装備した高機能な装置としてはすでにMS-PSWを開発済ですが【何時でもナビ】Ver10miniを使用することで殆どの場面で十分期待に応えられるのではないかと考えます。もちろんVer10フルセットでも同様です。
　
　注：【何時でもナビ】Ver10を12V車載機器用電源自動切換器として回路変更したものは逆にカーナビには使用できません。
　注：エンジン起動後のバッテリ電圧低下等による機器の再起動などの保護保障機能はありません。高機能なMS-PSWを選択ください。

★【何時でもナビ】Ver10mini又はVer10フル装備基板をジャンパーピンで設定変更するだけです。
★用途　小型12V冷蔵庫、電気毛布、タケル君等の炊飯器、FFヒーター、スマホなどのモバイル充電器、リアモニタテレビ、ネット接続機器、小型インバーター、ドライブレコーダーなどセキュリティー機器

★当回路基板を使用した応用事例やこんな使い方もあるとか是非メールなどでお知らせいただければありがたいです。
　
☆冷蔵庫用に設置された方からレポート頂きモニタ報告のページに掲載しました。

★特徴は

単純なリレー切り替えではないロジック回路と高速パワーFET電子切り替え
電圧降下ほぼゼロ。逆流防止は理想ダイオード回路採用により基板通過ロスは無視できる範囲オン抵抗は数十ミリオーム。
サブバッテリ使い切っても車のバッテリを消費することはありません。単純なダイオード電源重畳ではない。
サブバッテリオンオフスイッチはこのページ【何時でもナビ】Ver10miniではメカニカルスイッチを使用しますが【何時でもナビ】Ver10を使用すると低圧スイッチやリモコンでの操作が可能になります。
僅か50*50の超小型基板サイズです。

基板の端子接続と基板のちょっと技術的な説明

基板は【何時でもナビ】Ver10miniと共用です。
設定用ジャンパーピンにショートチップを挿入するとナビ以外のものを接続できます。左図の様に配線します。
基板マイナス線は細くてもよいのですが各バッテリマイナスと冷蔵庫のマイナスは太く短く配線すること。
予備ACC出力端子は通常配線不要です。0.3V程度の電圧降下があります。

　画像の4個のFETが電子切換えと理想ダイオード回路を構成します。設定用ジャンパーピンJMP-1にショートチップを挿入すると何時でも冷蔵庫モード。

TJ60S04M3L主な規格
ドレイン電流DC：-60A
・ピークドレイン電流：-120A
・オン抵抗：4.8mΩ
・許容損失max.：90W
　10A程度の通電で１W程度の損失（発熱になります）
理想ダイオード回路はアナログ・デバイセズ社の制御ICを採用２組オンボード

性能実測値は
　ナビ消費電流1.5A時基板実装時の実測値は電圧降下0.0385V(38.5mV)オン抵抗は25.6mΩとなりました。SBDより一桁少ない。採用したPchFETは規格4.8mΩ*2に及ばないものの基板通過測定なので理想ダイオードと呼べるような充分な性能が得られました。採用したTJ60S04M3Lは品不足ぎみですがこれに変わる物は見当たりません。基板内に４個使います。
　以上により基板内電圧降下はほぼゼロ

★ RGB LEDで動作モードが一目瞭然
G=冷蔵庫電源出力オンで点灯(G消灯=冷蔵庫オフ) R=ACC入力時点灯(冷蔵庫オン) 　B=サブバッテリーオン時点灯(冷蔵庫オン)
GR点灯＝キーオン時メインバッテリーから冷蔵庫がオン　
GB点灯＝キーオフサブバッテリ動作時点灯　

サブバッテリオフでキーオフの時は冷蔵庫オフ GBR消灯
サブバッテリオンでキーオフでは冷蔵庫オン G点灯
サブバッテリオン、キーオンでは冷蔵庫はオン GBR点灯

★【何時でもナビ】Ver10　と基本回路は共通です。
　　　特徴、基本仕様

メイン、サブ逆流防止ダイオードにPchパワーFETを使用した理想ダイオード採用
常時電源、サブ電源逆流防止は理想ダイオード回路採用で電圧降下も無視出来る値を実現し基板は発熱もない。
リレーレス電子基板、FETによるロジック高速切替はリレー式のメカ的遅延が無い。
常時電源はバックアップ大容量確保によるリセットや再起動の防止（文字通りの常時電源化を実現しました）
【何時でも冷蔵庫】起動用スイッチはサブバッテリ端子に10A程度の外部スイッチとヒューズが必要です。
ACC用SBDはヒートシンク無し。ACC予備出力端子許容電流　5A以下　ドラレコ、リアモニター、セキュリティー機器対応
基板サイズ50*50　ケースに取付３φネジ穴2個
注：性能改良、部品変更などの為予告なく変更があります。区分は基板シルク文字のPWB発注日付をご覧ください。
。

	何時でもナビVer10共用概略図。ミニ版はPSWはありません 12V切り替え機では左図MSWのロジックをジャンパピンで変更します。常時電源切替M2、サブ電源M5のPchFETが理想ダイオードとして動作します。ACC電源は変更なし。その他基本回路はVer10と同じ注：ACC電源にナビ以外の機器を接続する場合はSBD逆流防止回路であり0.4V程度の電圧降下があります。常時電源LED　緑　常時点灯赤LED　ナビ動作中点灯青LED　サブ電源で動作中に点灯
	LT社のコントローラでのシュミレーション電源ORダイオードに代わる低損失デバイスです。常時電源サブ電源のOR接続に採用しました。基板内電圧降下は無視出来る理想的なダイオードとなります。
	動作テスト中
走行中は常時電源から出力されます。ACC電源はオンオフのコントロール信号としての扱いです。【何時でもナビ】Ver10その仕様のまま冷蔵庫を接続するとうまくいきません。ACCによって冷蔵庫は確実にメインまたはサブバッテリ給電に切り替わる必要があります。そのためロジックコントロールの変更が必要です。ジャンパーピンの設定で動作モードの切り替えを行います。

取付作業作業前にやる事は？　常時電源をカット接続しますのでキーオフでもバッテリを接続したままで作業するとショートさせヒューズを飛ばしたりする事もあります。基本はバッテリマイナス端子を外して作業します。基板はどこに配置するか？　どこでもよいが配線ロスが少なくなり、利便性の良い配置としてください。後日の点検も可能な様に。配線先端基板近くにラベルを付ける事サブバッテリ配線が長くなる場合は線径を太くすること。基板のターミナルブロックはネジ留式です。ワンタッチ接続では有りません。単線が良いのですが縒り線配線は1.25ｓｑ。先端を捩って7ｍｍ半田上げ加工をする。半田無し接続の場合、隣とひげ線でショートしない様注意。しっかりネジを締めて引っ張っても抜けないように確認下さい。後日増し締めすると安心です。ドライバーはマイナスでもプラスでも構いませんが、ぴったり合ったドライバーを使用すること。フェルール圧着端子のご使用をお勧めします。サブバッテリーは必ずしっかりボデーアースを取る事。（基板アースは細くても可）最後に動作テスト。冷蔵庫コンプ起動中の時端子間電圧降下、各動作電圧が正常であるか確認。作業に必要な工具は　　ニッパー、ラジオペンチ、半田ごて半田、フェルール端子工具、検電器、デジタルテスター、養生タオルウェス
★Ver10　のACC連動機器接続について　要注意回路上サブ電源がオンの時、連動機器は無条件にオンになります。同時にACCオン（エンジン起動）では電源が並列接続になります。逆流はしませんが。　ACC連動機器は最大3A程度以下としてください。ACC連動機器については逆流防止ダイオード経由となり理想ダイオードではありません。従来Verと同様電力ロスになり発熱を伴います。 ★12V車載機器用電源自動切換器　結線
注：冷蔵庫接続の場合はジャンパピンにショートチップ挿入し冷蔵庫専用となります。(ナビは接続できません) 注：上記は【何時でもナビ】Ver10mni使用接続図ですが【何時でもナビ】Ver10フル装備版を使用することでリモコン操作でできるようになります。注：基板はケースに入れるなど絶縁、排熱が必要です。配線接続は端子台、シガーソケット、アンダーソンコネクタケースなどを使用し接続部の接触抵抗に注意してください。
★モメンタリ低圧スイッチやリモコンを使用したい場合は【何時でもナビ】Ver10を使用してください　　低電圧保護など各種保護機能はありません。必要な場合はMS-PSWをお勧めします。 ★10Aを超える負荷機器を接続する場合はMS-PSWをお勧めします。 ★使用するサブバッテリは12Vリン酸鉄リチュームイオンで５0Ah以上を推奨します ★ポータブル電源の注意事項12V10A程度の仕様であること。動作確認時12.5V以上であること。　　 ★撚線は半田上げするかフェルール端子を使用してください。 ★配線サイズは2Sqがターミナルブロックにさせますがフェルール端子には1.25Sqになります。サブバッテリ配線は太く短くが基本です。 ★基板接続は常時電源出力とボデーアースに接続して下さい。動作電圧を必ずチェック。ナビと併用は不可車両配線色の標準は常時電源は黄色、ACCは赤色です。ラベルを貼り付けておく事で間違い防止！最後に：既にリレー切替えで使っているが十分ではないか？実際にYouTubeなどで自作されている方を見ることができますが？？と思うものもあり真似すると危険なものも見られます。　リレー切り替えはメカニカルなので切換えの際に瞬断が発生します。またキーを差してからエンジン起動に至る時、リレーはバタつきますその為負荷機器によっては故障の原因になる。大容量リレーになると作動音や発熱リレーその物の励磁電流が無駄な電力を消費する。負荷が少ないスマホ充電などではリレー消費電流の方が多かったりする。作動時の逆起電力による大電圧パルスノイズによる他の電子機器に障害を与える。また、接点には寿命があり環境の悪い車両内では良質のリレーを使わないと故障や接点接触抵抗が増加し電力ロスが発生する。リレー使用すると以上の問題は避けられない。　今回の電子切り替え方式ではこれまでの説明の如く、上記問題を解消してくれる。また大容量のポータブル電源での短期間の１２V機器運用でも一見問題はなさそうですが今回の方式では10A程度のでは効率等考えてもローコストで最適な運用方式であると考えています。１０Aを超える、各種保護機能装備など高機能マイコン内蔵の当サイト開発のMS-PSWの用意があります。

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■ 12V車載機器用電源自動切換器
		モニタ報告
12V車載機器用電源自動切換器　とは　メインバッテリーとサブバッテリー（12V出力のポタ電）をACCを信号源として電源自動切換えするものです。走行中はメインバッテリ、キーオフ（ACCオフ）になると瞬時にサブバッテリ（ポータブル電源１２V）からポータブル冷蔵庫など負荷機器に供給されます。 ★事例：近年車両にもアンドロイドナビなどネット接続機器を搭載される方が急速に多くなりました。しかしエンジンオンオフでネット接続が切れたり、設定が変化し再セットが必要になりこれが大変煩わしくなります。こんな場面でシームレスに動作が継続する！取り付けられた方がからはもう必須の機能ですと絶賛されました。リレーでも実現可能ですがキー挿入からエンジン起動の間のバタつきは機械式のリレー接点では瞬断などもあります。これを完全電子化することによりシームレスな高速切換えが実現できます。高性能FETを採用し、逆流防止ダイオードは理想ダイオード化し切換などの基板内挿入ロスも極限まで低下させ発熱のない超小型基板を実現することができました。　開発に当たっては既に【何時でもナビ】Ver10で考案した回路をロジックの設定変更するだけでローコストでリリース可能となったのです。低電圧保護、切換え遅延機能、切換え電圧設定などを装備した高機能な装置としてはすでにMS-PSWを開発済ですが【何時でもナビ】Ver10miniを使用することで殆どの場面で十分期待に応えられるのではないかと考えます。もちろんVer10フルセットでも同様です。　　注：【何時でもナビ】Ver10を12V車載機器用電源自動切換器として回路変更したものは逆にカーナビには使用できません。　注：エンジン起動後のバッテリ電圧低下等による機器の再起動などの保護保障機能はありません。高機能なMS-PSWを選択ください。 ★【何時でもナビ】Ver10mini又はVer10フル装備基板をジャンパーピンで設定変更するだけです。 ★用途　小型12V冷蔵庫、電気毛布、タケル君等の炊飯器、FFヒーター、スマホなどのモバイル充電器、リアモニタテレビ、ネット接続機器、小型インバーター、ドライブレコーダーなどセキュリティー機器 ★当回路基板を使用した応用事例やこんな使い方もあるとか是非メールなどでお知らせいただければありがたいです。　 ☆冷蔵庫用に設置された方からレポート頂きモニタ報告のページに掲載しました。 ★特徴は単純なリレー切り替えではないロジック回路と高速パワーFET電子切り替え電圧降下ほぼゼロ。逆流防止は理想ダイオード回路採用により基板通過ロスは無視できる範囲オン抵抗は数十ミリオーム。サブバッテリ使い切っても車のバッテリを消費することはありません。単純なダイオード電源重畳ではない。サブバッテリオンオフスイッチはこのページ【何時でもナビ】Ver10miniではメカニカルスイッチを使用しますが【何時でもナビ】Ver10を使用すると低圧スイッチやリモコンでの操作が可能になります。僅か50*50の超小型基板サイズです。
基板の端子接続と基板のちょっと技術的な説明
	基板は【何時でもナビ】Ver10miniと共用です。設定用ジャンパーピンにショートチップを挿入するとナビ以外のものを接続できます。左図の様に配線します。基板マイナス線は細くてもよいのですが各バッテリマイナスと冷蔵庫のマイナスは太く短く配線すること。予備ACC出力端子は通常配線不要です。0.3V程度の電圧降下があります。
	画像の4個のFETが電子切換えと理想ダイオード回路を構成します。設定用ジャンパーピンJMP-1にショートチップを挿入すると何時でも冷蔵庫モード。 TJ60S04M3L主な規格ドレイン電流DC：-60A ・ピークドレイン電流：-120A ・オン抵抗：4.8mΩ ・許容損失max.：90W 　10A程度の通電で１W程度の損失（発熱になります）理想ダイオード回路はアナログ・デバイセズ社の制御ICを採用２組オンボード
性能実測値は　ナビ消費電流1.5A時基板実装時の実測値は電圧降下0.0385V(38.5mV)オン抵抗は25.6mΩとなりました。SBDより一桁少ない。採用したPchFETは規格4.8mΩ2に及ばないものの基板通過測定なので理想ダイオードと呼べるような充分な性能が得られました。採用したTJ60S04M3Lは品不足ぎみですがこれに変わる物は見当たりません。基板内に４個使います。　以上により基板内電圧降下はほぼゼロ ★ RGB LEDで動作モードが一目瞭然* G=冷蔵庫電源出力オンで点灯(G消灯=冷蔵庫オフ) R=ACC入力時点灯(冷蔵庫オン) 　B=サブバッテリーオン時点灯(冷蔵庫オン) GR点灯＝キーオン時メインバッテリーから冷蔵庫がオン　 GB点灯＝キーオフサブバッテリ動作時点灯　サブバッテリオフでキーオフの時は冷蔵庫オフ GBR消灯サブバッテリオンでキーオフでは冷蔵庫オン G点灯サブバッテリオン、キーオンでは冷蔵庫はオン GBR点灯
★【何時でもナビ】Ver10　と基本回路は共通です。　　　`特徴、基本仕様` メイン、サブ逆流防止ダイオードにPchパワーFETを使用した理想ダイオード採用常時電源、サブ電源逆流防止は理想ダイオード回路採用で電圧降下も無視出来る値を実現し基板は発熱もない。リレーレス電子基板、FETによるロジック高速切替はリレー式のメカ的遅延が無い。常時電源はバックアップ大容量確保によるリセットや再起動の防止（文字通りの常時電源化を実現しました）【何時でも冷蔵庫】起動用スイッチはサブバッテリ端子に10A程度の外部スイッチとヒューズが必要です。 ACC用SBDはヒートシンク無し。ACC予備出力端子許容電流　5A以下　ドラレコ、リアモニター、セキュリティー機器対応基板サイズ50*50　ケースに取付３φネジ穴2個注：性能改良、部品変更などの為予告なく変更があります。区分は基板シルク文字のPWB発注日付をご覧ください。。

	何時でもナビVer10共用概略図。ミニ版はPSWはありません 12V切り替え機では左図MSWのロジックをジャンパピンで変更します。常時電源切替M2、サブ電源M5のPchFETが理想ダイオードとして動作します。ACC電源は変更なし。その他基本回路はVer10と同じ注：ACC電源にナビ以外の機器を接続する場合はSBD逆流防止回路であり0.4V程度の電圧降下があります。常時電源LED　緑　常時点灯赤LED　ナビ動作中点灯青LED　サブ電源で動作中に点灯
	LT社のコントローラでのシュミレーション電源ORダイオードに代わる低損失デバイスです。常時電源サブ電源のOR接続に採用しました。基板内電圧降下は無視出来る理想的なダイオードとなります。
	動作テスト中
走行中は常時電源から出力されます。ACC電源はオンオフのコントロール信号としての扱いです。【何時でもナビ】Ver10その仕様のまま冷蔵庫を接続するとうまくいきません。ACCによって冷蔵庫は確実にメインまたはサブバッテリ給電に切り替わる必要があります。そのためロジックコントロールの変更が必要です。ジャンパーピンの設定で動作モードの切り替えを行います。

取付作業作業前にやる事は？　常時電源をカット接続しますのでキーオフでもバッテリを接続したままで作業するとショートさせヒューズを飛ばしたりする事もあります。基本はバッテリマイナス端子を外して作業します。基板はどこに配置するか？　どこでもよいが配線ロスが少なくなり、利便性の良い配置としてください。後日の点検も可能な様に。配線先端基板近くにラベルを付ける事サブバッテリ配線が長くなる場合は線径を太くすること。基板のターミナルブロックはネジ留式です。ワンタッチ接続では有りません。単線が良いのですが縒り線配線は1.25ｓｑ。先端を捩って7ｍｍ半田上げ加工をする。半田無し接続の場合、隣とひげ線でショートしない様注意。しっかりネジを締めて引っ張っても抜けないように確認下さい。後日増し締めすると安心です。ドライバーはマイナスでもプラスでも構いませんが、ぴったり合ったドライバーを使用すること。フェルール圧着端子のご使用をお勧めします。サブバッテリーは必ずしっかりボデーアースを取る事。（基板アースは細くても可）最後に動作テスト。冷蔵庫コンプ起動中の時端子間電圧降下、各動作電圧が正常であるか確認。作業に必要な工具は　　ニッパー、ラジオペンチ、半田ごて半田、フェルール端子工具、検電器、デジタルテスター、養生タオルウェス
★Ver10　のACC連動機器接続について　要注意回路上サブ電源がオンの時、連動機器は無条件にオンになります。同時にACCオン（エンジン起動）では電源が並列接続になります。逆流はしませんが。　ACC連動機器は最大3A程度以下としてください。ACC連動機器については逆流防止ダイオード経由となり理想ダイオードではありません。従来Verと同様電力ロスになり発熱を伴います。 ★12V車載機器用電源自動切換器　結線
注：冷蔵庫接続の場合はジャンパピンにショートチップ挿入し冷蔵庫専用となります。(ナビは接続できません) 注：上記は【何時でもナビ】Ver10mni使用接続図ですが【何時でもナビ】Ver10フル装備版を使用することでリモコン操作でできるようになります。注：基板はケースに入れるなど絶縁、排熱が必要です。配線接続は端子台、シガーソケット、アンダーソンコネクタケースなどを使用し接続部の接触抵抗に注意してください。
★モメンタリ低圧スイッチやリモコンを使用したい場合は【何時でもナビ】Ver10を使用してください　　低電圧保護など各種保護機能はありません。必要な場合はMS-PSWをお勧めします。 ★10Aを超える負荷機器を接続する場合はMS-PSWをお勧めします。 ★使用するサブバッテリは12Vリン酸鉄リチュームイオンで５0Ah以上を推奨します ★ポータブル電源の注意事項12V10A程度の仕様であること。動作確認時12.5V以上であること。　　 ★撚線は半田上げするかフェルール端子を使用してください。 ★配線サイズは2Sqがターミナルブロックにさせますがフェルール端子には1.25Sqになります。サブバッテリ配線は太く短くが基本です。 ★基板接続は常時電源出力とボデーアースに接続して下さい。動作電圧を必ずチェック。ナビと併用は不可車両配線色の標準は常時電源は黄色、ACCは赤色です。ラベルを貼り付けておく事で間違い防止！最後に：既にリレー切替えで使っているが十分ではないか？実際にYouTubeなどで自作されている方を見ることができますが？？と思うものもあり真似すると危険なものも見られます。　リレー切り替えはメカニカルなので切換えの際に瞬断が発生します。またキーを差してからエンジン起動に至る時、リレーはバタつきますその為負荷機器によっては故障の原因になる。大容量リレーになると作動音や発熱リレーその物の励磁電流が無駄な電力を消費する。負荷が少ないスマホ充電などではリレー消費電流の方が多かったりする。作動時の逆起電力による大電圧パルスノイズによる他の電子機器に障害を与える。また、接点には寿命があり環境の悪い車両内では良質のリレーを使わないと故障や接点接触抵抗が増加し電力ロスが発生する。リレー使用すると以上の問題は避けられない。　今回の電子切り替え方式ではこれまでの説明の如く、上記問題を解消してくれる。また大容量のポータブル電源での短期間の１２V機器運用でも一見問題はなさそうですが今回の方式では10A程度のでは効率等考えてもローコストで最適な運用方式であると考えています。１０Aを超える、各種保護機能装備など高機能マイコン内蔵の当サイト開発のMS-PSWの用意があります。