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 ハーフブリッジ同期整流・電流制御昇圧型走行充電器の自作 TC10C
TC10C基板アッセンブリー
TC20Cにパワーアップしました
LCDリモコンユーザーインターフェース機能付マイコン制御高機能の走行充電器を自作します。。
充電電流電圧など重要要素の設定を自由に0.1単位で指定できます。
低発熱、低リップルのハーフブリッジ同期整流DCDCコンバーター回路。非直結で全車載1バッテリーに最適な充電設定を可能とし、充電制御車に適した方式、並列接続大電力充電も可能とし、マイコン数値制御LCD表示操作が可能。市販品に無いものを作ります。
並列接続によるパワーアップにも入力電流制御方式により対応しています。
 新規2018/06/09 最終更新2022/08/08
基板の無償領布、PICの領布、完成基盤モニター販売 
 TC10C リン酸鉄リチウムイオンバッテリ走行充電対応を確認しました。
     入力電流制御では2基並列、3基並列接続は出力電流制御方式より有利です。
     ハイパワー充電も可能になります。
 始めに: プレジェンPDF
 TC10Bと基本性能は同じですがDCDCコンバーターはTC10Bの半波整流からハーフブリッジ同期整流方式としました。整流用ショットキーバリアダイオードが不要なので低発熱高効率となります。TC10Bの不足分欠点を修正し、細部に改良を加えより性能向上を目指した昇圧型走行充電器です。効率は2%程度向上します。
マイコン、表示操作ユニットはTC10Bと共通。インダクタコアはLF102Bを採用し小型化、入出力端子は基板用金具を採用しとしました。

開発、目的  TC10Bを改良し後継とする
  • 同期整流方式の採用 
    DCDCコンバータは整流ダイオードが不要で低発熱、低損失。TC10Bでは5W程度の損失がある。大型ヒートシンク不要。
    低リップル・高効率が得られる。入出力コンデンサを削減、低容量各1個で可能となる。インダクタ小型化
  • スイッチングFET用ハーフブリッジゲートドライバLM5106MM の採用により性能アップ、回路簡素化。
    TC20A、TC10BのスイッチングFETはトランジスタドライブでドライブ不足があり発熱損失がある。電圧制御性能も向上する。
  • TC10B降圧制御は入力FET、入力電流制御、昇圧コンバータは継続し、より確実な電力制御が可能。
     並列駆動ハイパワー充電を可能とし増設が容易に出来、リチウムイオンバッテリにも対応とする。
  • TC10Bの細部改良と共通点
     
    電圧精度アップ、ユーザインタフェースLCD基板は共通。各種保護機能ソフト改良
  • TC10Bと同様PICマイコン制御 LCD表示設定機能を有す。指定充電電圧、充電電流などの数値指定が出来ます。
  • 対象 全鉛バッテリ、リン酸鉄リチウムイオンバッテリ、0.1Cであれば160AHバッテリ。使用バッテリに最適な充電設定が出来る。非充電制御車、充電制御車、AC100V据置型組込用としても。 
 参考資料
ハーフブリッジ同期整流方式コンバーターなど他方式比較PDFファイル
TC10C開発経過はブログカテゴリーTC10Cで
注:TC10Bと共通事項が多く解説等はTC10Bのページを合わせて見て下さい。
TC10Bとの相違点を主に掲載します。LCDボックスなど共通点はTC10Bを見て下さい
松山市Zero氏との共同開発です

基板の無償領布、PICの領布、完成基盤モニター販売 2018/09/01開始
更新情報、最新情報は開発終了後もブログTC10Cカテゴリー記事に記載しています。 
2020/10/01 ハイパワーチューニング実施 TC20CRev01  (TC10Cはローコスト版としてモニター販売は継続します)
2020/03/06 PWBRev06a 細部パターン変更、3P端子配列変更(ACC、FAN)シルク印刷有り
2020/01/01 リン酸鉄リチウムイオンバッテリ充電の為の大容量充電参考記事追加
2019/10/09 PWB Rev06~ Load回路廃止、アナログFANサーモSW追加, Q1 LFPAKに変更、回路図更新
2018/12/25 Rev05 Q1ゲート電圧生成用パルスを正パルスに変更 回路図更新
2018/11/17 定数変更 R3,R4,レギュレータ制御ロス低減の為。
2018/10/30 ソフトウェアVer1.0 リリース。
2018/09/15 モニター販売開始
2018/06/09 開発完了(改良の為の変更は随時有 7/1~の北海道長期運用、引き続き車両搭載テスト中。

ソフトウェア更新履歴
2018/12/25 TC20C Ver0.02
充電条件20A迄拡大,充電電圧12.0V~15.0V,電流較正ポイント,範囲変更,他 試用版
2018/10/30 TC10C Ver1.00 正式リリース Ver0.10とバージョン表示以外は同じ。
2022/01/01 V1.06リリース 起動電圧13.0V固定から設定メニュー追加しました。(TC20C共通)

 目次 項目: 項目クリックで該当ページに行きます。
  1. TC10Cの特徴
  2. ハーフブリッジ同期整流方式コンバーターなど他方式比較PDFファイル
  3. 全回路図 (circuit diagram)
  4. 部品表
  5. スペック、保有機能 (spec)
  6. メイン基板の製作
  7. プログラムの説明 ボードの較正、リセットについて
  8. 充電条件の設定 (Charging conditions)
  9. サポートツールの制作
  10. 基盤のテスト手順
  11. ボードの較正、動画で説明、PICVerUPなど (calibration)
  12. ヒートシンクの取付 TC10Bのページ内と共通です
  13. 取付結線図、接続手順、動作チェック、筐体組込例、並列運転
  14. 評価、測定
  15. 注意事項 Q&A
  16. モニターレポート
  17. 関連記事、 ブログカテゴリーTC10C  ブログカテゴリーTC10B

TC10C_LCD左からSW1 SW2 SW3 左下リセットTC10Cの特徴

プレゼンPDFを作成しました  (TC10Cに改訂版)
↑プレゼンPDFを開きます。以下概略特徴
 
ハーフブリッジ同期整流方式コンバーターなど他方式比較PDFファイル
低発熱高効率低リップル
対応バッテリー12V・全鉛バッテリー、リン酸鉄リチウムイオンバッテリ、大容量12Vポータブル電源
注;1
TC10Bと同じ入力電流制御+PFM方式
ハードウェア無調整、最大充電電流1A~16A充電電圧13.8V~15.0V 0.1ステップ
制御方式と精度アップにより並列駆動によるハイパワー化対応
表面実装チップ部品を採用、動作の安定化の為のレイアウトの最適化。OSコン採用。長寿命設計。
電流センスアンプはZXCT1008FTAを採用、コンバータICはMC34063A継続(SOP8版)
TC10BのトランジスタによるドライブからハーフブリッジゲートドライバーIC、LM5106MMを採用する。
P-SWの追加 実車装着長期保管時に6.5mAの待機電流を0.5mAにする。
インダクタコアLF102B採用。同期整流方式によるリップル低減効率向上等小型軽量化

 
製作難易度5:★★★★★ 
TC10C回路基板は表面実装チップ部品を採用しています。チップ部品の半田付けは慣れれば結構早く仕上がります。LM5106MMはSSOP10-0.5線間隔0.5mmピッチ。緻密な半田付け作業が必要で作業難易度は高いです。温度調整付半田ごて、ルーペ、60W半田ごて等の道具も必要です。TC10Bより部品点数が多く回路も複雑化しますが指定部品を使い、組立半田付け誤りがなければ、完成度は向上していますので再現性は高いはずです。ボードの校正、充電条件設定はLCD&操作SWで行います。特別高価な測定器は不要で、大電流電流計なども自作出来ます。目視で不良個所が見つからないときは導通ブザーチェックは有効な手段です。2台作って電圧比較したり、正常値を探るのもトラブル解決に有効です。
製作の質問などはサポート致します。製作チャレンジされる方応援します。モニター報告を条件にサポート致します。メールでご相談ください。
【この記事は松山市の零氏からソフトハード共に設計提供頂き、共同開発したものです。著作権はZero 氏と共有になります。  
  電流制御昇圧型走行充電器 (Current, voltage numerical control)
■■ TC10CRev06 配線図 2020/09/02更新
TC10Bより変更追加多数あり回路はQ1周辺、電流検出IC、DAC回路IC追加、オフSW追加、大きく変わったのはハーフブリッジゲートドライバーICを採用した事。超低Rds0.9mΩのPSMN0R9-25YLDXなどを使用します。(Rev06~Load廃止MS-PSW開発完了の為)
開発期間は構想から1年。試作、シュミレーションを繰り返し回路定数の最適化を図っています。 
■■部品表 &製作費用 2020/04/01 Rev06a 更新
秋月電子などで入手可能です。極力指定部品で信頼のおけるショップから購入下さい。Amazon、ALiexpresなど中国からの格安品は低品質、リマーク品、偽物が多く動作不良を起こす場合があり注意が必要です。チップ部品は時代の流れで導入せざるを得なくなっています。試作部品価格は10個単位販売などの為1枚製作でも2万円以上かかります。プリント基板製造費用はJLCPCBなどで発注2週間で2,000円弱。 
■■スペック (Rev01 V1.0)  主な仕様
*名称: TC-10C
*入力電圧: 12V車専用
*最大出力  設定最大出力 240W(15.0V、16.0A) 
*充電電流:
1.1A~16A 0.1Aステップで可変設定可能
*充電電圧: 13.5V~15.0V 0.1Vステップで可変設定可能
*表示; 外部リモートデジタル2行表示 LCDバックライト付(無操作10秒で消灯)、充電モード時オンボードLED点灯
 非充電モードサブ、メインの電圧表示。充電モード時サブ充電電圧、充電電流表示
*設定操作; 表示基板内タクトSW 4個による
*充電、非充電操作; 12v印加(ACC連動13.1V以上で起動)
*表示精度:電圧±0.1V、電流±10%
*待機電流(暗電流): 12.5V時 6.5mA以下(サブバッテリから供給)PSW有り(暗電流ゼロ)
*保護回路: ヒューズ無、逆接保護無、基板外に必ず設置下さい
バッテリ保護:メイン低電圧保護、高温保護(充電電流半減)
*冷却ファン; ファンサーモ回路内蔵Rev06~動作温度固定50℃
*充電方式: MC34063A 定電圧定電流 入力電流制御(PFM)+入力FET制御 PICプログラムコントロール
*DCDCコンバータ; 高効率、低発熱ハーフブリッジ同期整流方式
*対応バッテリー: 全鉛バッテリー160AH以下(0.1C)、自動車バッテリーと完全互換のリン酸鉄リチウムイオンバッテリ(BMS内蔵型)
*パルスモード無し。リン酸鉄リチウムイオンバッテリ対応(一部市販品で確認)
*PICリセット;TA78L05Fショート保護を利用した簡易リセット方式
*寸法; 93*110*28 (アルミベース含む)重量; 186g
 
■■TC10Bから変更点と効果 
* ハーフブリッジ専用ゲートドライバーICによる同期整流方式採用し大容量ショットキーバリアダイオードが不要となった。
* 高効率、低リップル、低発熱。さらにアルミ板放熱設計によるファンレス化、など厳しい車載環境性能アップ
* 同期整流方式による低リップル効果で入出力コンデンサの低容量化、低発熱を実現
* リセット時、接続時などの突入電流のソフトスタート回路追加。
* スリット付インダクタLF102B採用で低飽和ハイパワー実現。基板高さを抑えられる。→基板高さ28mm
* 同期整流方式の優位性と合わせてPWBパターン設計最適化により不要輻射等の抑制に効果がある
* ブザーの基板内蔵、脱着可能、音量絞りました。(TC10Bのブザーでは過大の為)
* 長期不使用の場合のPW-SWを追加(待機電流6.5mA SWOFF時0.5mA)
* 並列駆動による大出力化を可能とした。2台並列駆動で最大32A、3台で48A
 
■■TC10Cのデメリットは?
* 高コスト。
* 製作難易度は高く、精密な半田付け熟練技能が必要。
* 充電性能だけ見るとTC10Bとは変わらない
 メイン基板の製作
  TC-10C_Rev06 2019/10/09
部品取付の前にPWBと3mmアルミ板に貼り合わせ取付穴を開けておくと正確に穴合わせ出来る。チップ部品実装は基板中央部のチップ部品から順に取付けていく。基板周囲の部品や大きな部品は後にする。
刻印の無いチップ部品は誤植に注意。 
 今回の最難関はゲートドライバーIC U2 LM5106MMの半田付けです。
ヘッドルーペ、温度制御先細はんだごて、ピンセット、逆ピンセット、アルコール、フラックス、0.3、0.6mm半田、ヨウジ、半田吸い取り器、吸取り線等使って下さい。
正確に位置決めし逆ピンセットで仮固定。フラックスを塗布し半田を載せ仮固定、再度フラックスを塗り、コテ先はナイフ型を装着、400℃の高めにセットした半田ごてで溶かし付けながら表面張力を使用した感覚でICの外側方向に余分な半田を引き出す。旨くいかなかった場合は再度フラックスを塗り繰り返す。それでもイモ付けになる場合は半田吸い取り線で半田を除去フラックス洗浄剤で清掃し再度トライする。 Youtubeで"チップIC半田付け"などと検索すると参考になる。SMD部品は半田付け時熱には結構耐えられる。
電流センサーのZXCT1008FTAは静電気破壊に弱い、製作環境によっては静電気防止マット、アースが必要。他のICは比較的静電気には強いかもしれない。
製造プロセスは公開されていないが多分Cmosタイプであると思われる。
通電テストは事前の誤植目視チェック半田不良についてもテスターでの導通ブザーチェックが便利です。特に0.5mmピッチのLM5106MMは成否を分ける。ピン間配線間を確実にチェックして置く事。部品は中央付近の背の低いものから順に取付ける。入出力端子の半田付けやFETSW、最終大電流部の0.9mm銅線強化は60Wの半田ごてで行うが、十分温度を上げ、短時間で済ませる。必要であればファン冷却する。半田付け時高温は短く。
 OSコンは熱に弱くショート、リークする可能性が高い。自信が無ければ足を浮かせ逆ピンセットなどで熱を逃がしながら半田付けする。待機電流が6.5mAを越える場合は出力側OSコンのリークを疑う。
再使用は避ける。
TC10C Rev06 2019/10~
TC10C Rev06a 
2020/03/06~
基板サイズは78.7*78.7ほぼ正方形
中央部にSOP10-0.5形状のLM5106MM 0.5mmピッチIC
中央のネジ穴はスイッチングFETのアルミ板との放熱への締付用です。
Q1はLFPAK版FET採用。PWBに銅板接着放熱補強、Q5、Q6は0.8mmのアルミスペーサでアルミ板に放熱されます。
10mΩは7Wに変更。

ACC、FAN 3p端子変更シルク印刷に注意
下方に見える入力SWFET Q1はLFPAK PSMN0R9-25YLD 銅板放熱強化(Rev06~)。


入力電流検出10mΩ7W+40mΩ1W 8mΩとし20A対応とする(Rev07~)

LFPAKFET、出力端子、チップ抵抗の角ランドは銅板強化(Rev07~)

大電流部品は殆ど60W半田ごてで行います。
発熱部品は電流検出チップ抵抗、インダクタ、FET、入出力OSコンデンサ、ショットキダイオード。入出力端子も接触抵抗もあり、発熱部品となる。


画像は20A対応試作基板です。
TC10CとAQM0802A LCDSWPWB   テスト中 TC10C Rev06a 2020/04/01~

ミニスライドSWはオンオフに、長期間不使用時に暗電流防止、誤動作防止でオフにします。またリセットにも使用します。

ファンレス化も可能です。50℃でファンが回転します。
TC10C Q1側から見た側面画像   基板は3mmアルミ板にサラビス、ナットで取り付けます。5mmジュラコンスペーサーで浮かせ、Q5Q6スイッチングFET、10m3Wは3mmアルミペーサでアルミベースに密着放熱させる。基板高さは約28mm

10A以上ではさらに10mm程度のスタッドを介し筐体などに取付しアルミベースに向けてFANで冷却する。発熱部位は10mΩ3Wチップ抵抗、インダクタ、Q2FET、入出力コンデンサ、D4の順
自作LF102Bインダクタ
LF102Bコア インダクタについて

樹脂製カバーは撤去、コアのみ使用します。
本来は漏洩磁束の少ないトロイダルコアを使用すべきであるが、大電流での磁気飽和はギャップが無いので不利である。使用可能なトロイダルコアはFT140#67です。分割型コアでもコアギャップを設ける事により十分使用可能となる。ギャップ部分からの漏洩磁束が多くなる欠点がある。最大出力での動作周波数は200KHZ程度。(PFM) 重量34g

ポリエステル銅線1.2φギャップ1.0mm。巻き数は8回、接着はエポキシ系2液接着剤。バイファイラ巻、巻方向に注意。

手巻きは力仕事。

左側は コアLF130B 1.6φ7t*2 30A迄使用可能。(TC20A/TC10B/TC20Cで使用)
LF102Bは20Aで飽和。それ以上はLF130B。TC10Cではオーバースペックです。詳細なコア特性は不明なクランプ型ノイズフィルター用でも後述の評価測定で高価なトロイダルコアを凌駕するスペックが実証されました。ハイパワーでの磁気飽和はギャップを設ける事が不可欠。高周波コア性能が良いトロイダルコアは高透磁率最大サイズのFT140-#67でもギャップが無い為磁気飽和が早く起こる。高透磁率トロイダルコアは高価。コンパクトな事、漏洩磁束が少ないメリットはある。
LF102Bでは内径が狭くて1.2φまですがバイファイラ巻により最大20Aも可能である。画像の様に右側がTC10C用 1.2φ8t*2 それぞれ96g、34gと小型化になり、基板高さが低く抑えられるメリットは大きい。

この様なクランプ型コアを使用したDCDCコンバータの自作記事はWeb情報を見る限り初の試みであると思う。商品化されたものでも見当たらない。プッシュプル型DCDCではEIコアトランス型が大容量では使用されるのが多い。
 LCD表示&操作基板  待機時、充電動作時に電圧電流が常時モニターできます 誤差±0.1V ±0.1A (設計目標値)
   
P-SWオン時、又はリセットでバージョン表示。.
待機時・サブとメインの電圧サブバッテリ、メインバッテリーの電圧が常時監視可能
左 充電モードではサブバッテリの電圧電流を表示します
中は充電電流設定中表示 右充電電圧設定中表示
LCD表示器AQM0802Aは操作SW付のオリジナル基板です。左下側がリセット、左からSW1、SW2、SW3 
バックライトは無操作10秒後に消灯します。最左はバックライト消灯。他はバックライト点灯。真っ暗な時でもいずれかのキーをチョン押でバックライトが10秒間点灯し表示確認出来ます。電圧チェック時に便利です。
このLCD表示ユーザーインターフェースにより別途電圧計電流計を設置しなくてもバッテリ-監視が可能になります。
本体基板との接続ケーブルはRJ45 LANケーブルを使用します。本体側にLF102Bクランプ型ノイズフィルターを挿入します。10m程度迄のCAT5ケーブルが使用可能です。運用中LCD基板は常時接続です。取り外しは非充電時PWSWオフしてから。 MS-PSWの設定に流用できます。

注:充電時の表示 S 15.0A は出力電流値です。サブバッテリーに何らかの負荷が接続されている場合はサブバッテリーに充電される電流値は減算されます。真の充電電流はサブバッテリーマイナス端子にシャント抵抗を接続しその値から充電電流値を測定して下さい。設定値=充電電流 とするには走行時は負荷(冷蔵庫など)をメインバッテリーに切替てください。完全自動化するには当サイト開発のMS-PSWお勧めします。
  Rev06  2019/10/15   ・FAN温度制御サーミスタ追加 
変更点;
① ファン制御をPIC内蔵温度センサーから独立した50℃固定ファンサーモ回路を内蔵しました。よりリアルに温度上昇を感知しFANを回します。センサー感知位置の変更も可能としました。NTCサーミスタリード線付も使用可能。条件設定の温度設定は無効です
② インダクタはLF102B変更なし→
FT114-67テスト結果高コストにも関わらず性能向上見られず。
③ Q1入力FETスイッチをTO-220からLFPAKに形状変更。TO-220タイプTK100A06N1からLFPAKのPSMN0R9-25YLDに変更.。
④ 10mΩ3W入手難に付10mΩ7Wと併用(互換)パターンランド追加
  
ブログにRev06の解説を記載しています。 
FT114-67トロイダル版は中止しました。動作周波数が異常に低下し異常音が発生する為
TC10C_Rev06完成基板 トロイダルコアFT114-67に換装した試作検討基板。

メリットは基板高さが抑えられます。漏れ磁束が少ないが
コア鳴き、TC10C並列駆動では共振音が出ます。
コア鳴きが出るのは正常動作とは言えないようです。
磁気飽和の傾向が見られます。FT114-67では1.6φ*2 14ターンの最適値でなんとか16AまでPFM動作ですがばらつきによっては13A位からPWM動作に移行します。それによって動作周波数が低下する為です。


TC10Cは入力電流制御でスイッチング波形は基本的に全域PFMです.。MC34063A標準アプリケーションはPFM+PWMです。
TC10C LF102Bのコアギャップを設けた1.2φ8t*2インダクタでは最大電流19A程度までPFM動作のスイッチング波形がテストモードDAC可変確認できます。同等の性能をトロイダルコアで得るにはFT140-67が必要です。LF130Bは20Aでも余裕が有る。
 ■Rev06a  2020/03/13  最新PWB ACC他細部変更があります
変更箇所

3Pターミナルブロック接続位置変更・上下逆シルク注意
② fanサーミスタリード線タイプに切替ジャンパー追加
③ 電流検出ライン変更等最適化

PWB設計製作は満足のいくものではありません。Revを重ねていますが廃棄処理の連続です。((-_-;))
 チューニング実施 2020/09/08  
 20A仕様に伴う・変更箇所 ブログ記事参照

① 入出力OSコン2個追加
② 電流センサー検出ライン回路変更
③ 電流制限抵抗10m7W→並列に40mΩ1W追加
④ Q7 SKI03036→SKI03021に変更
⑤ D4SR64F→SBR15U30に変更
⑥ 入力FET PSMN1R0-30YLDに変更
⑦ 上記に伴う変更をRev08で実施(左画像は試作Rev07
⑧ ハードウェア変更に伴う専用ソフトVer1.03(TC10Cには使用不可)

 左記画像はTC10C Rev07での試作バージョンです。
 TC10C_ 20Aパワーアップ版 はTC20Cとして別途ページを設けました。
  ボードの較正と&充電条件の設定 TC10Bと同じなので詳細は参照して下さい
■■プログラムの説明 ←ボードの較正、充電条件の設定、プログラムPDF詳細説明書(TC10B V2.14~と同じ)
 (TC10B とTC10C とのソフト互換はありません)
1. 較正、設定に必要な測定器 サポートツール  完成基板ではこの作業は不要です。
・電圧計(テスター)、10A以上の電流計(下記記載)、温度計、クリップtoクリップ、12V10A以上の可変電源、ステンレス線負荷抵抗器3Ω、鉄線負荷抵抗器0.5Ω(自作電流計の記事参照)
 測定、較正 
高級測定器、テスト機材は無くてもこんな感じで  簡易的に較正、評価測定に使用する回路図です。
入出力間に負荷抵抗、電流計を接続し測定較正に利用します。較正時は負荷抵抗器はクリップコードで直結します。
通常のGND間負荷による測定は高価な大容量装置が必要ですがこの帰還法測定は大幅にローコストです。(DCDCコンバータの計算式から考案されたものです。)

5A以下の効率測定では1.6φ鉄線ではなく1.6φステンレス線を8回巻くと1.0Ω程度となる。抵抗値の可変は黄線クリップコードで行う。20A自作電流計の作り方ブログ記事です
左図のまま電源投入すると非充電モードとなり、ACCSWオンで充電モードとなる。マニュアルモードでも使用可能です。
この電源投入接続状態からSW2+SW3押しながらリセットで較正、SW3を押しながらリセットで充電条件設定も出来る。。
詳細はTC10Bプログラム説明書参照
自作簡単鉄線負荷抵抗器・較正テスト測定に使います  自作した鉄線可変負荷抵抗器。較正、マニュアルモード時(テスト、測定)などで使用します。
材料は100均で揃える事が出来ます。
従来は15Aまでステンレス線を使いましたがより大電流を流す必要性から発熱の少ない、鉄線1.6mmを併用します。
100均の陶器製花鉢直径120㎜高さ100mmに8回巻きます。固定は画像の様に3ミリビスナットを陶器に穴を開けてネジ止めスリーブで圧着配線、固定します。実測156mΩとなります。30Aテスト迄行えます。


欠点は何れも発熱による線路抵抗の変化です。其の為較正誤差を生じる。巻き線抵抗負荷は熱容量が大きいため温度上昇により抵抗値が高くなって電流値が徐々に下がるので手早く測定する。経年変化で酸化錆びによる可変クリップが接触不良になってくる。早期に張替,交換が必要。裏画像はこれを電子負荷抵抗に置き換えたものです。
高級測定器、テスト機材は無くても マニュアルモードにて簡易測定中

充電電流16.6A 入力電圧13.08v 入力電流2.27Aを示しています。スイッチング周波数は125.125KHz。画像にはありませんが出力電圧は14.3Vです。強制冷却無し。
測定したい電流値をsw2,sw3で調整し(DAC可変)、負荷抵抗を調整するなどして測定します
同期整流スイッチング波形
2. 操作
較正時、充電条件設定時の操作はSW1短押しは次へ長押しは設定記憶し次へ(ブザーが鳴る)、SW2逆順、SW3昇順 充電モード変更はSW1の長押し。較正時の接続、設定方法は説明書を熟読して正確に入力してください。
 
3. 較正  完成基板では較正済です
較正メニューに入るには 操作表示基板のSW2とSW3を押しながらSW0(リセット)を押す
組立完了したボードは部品のバラツキなどを補正する為温度、電圧、電流の較正入力する必要があります。
ボードの較正、充電条件設定はPIC16F1705マイコンにより行います。
プログラムは"ボードの較正"、"充電条件の設定"、"DCDC制御プログラム"の3プログラムから構成されています。
操作はタクトSW1/2/3の短押し、長押し。SW1は長押しで設定、短押しで次へ。SW2/3はアップ/ダウン。
較正、設定値はフラッシュメモリに保存されます。
 
4. 充電条件の設定 完成基板では使用するサブバッテリやその他の使用条件により設定変更します。
   
*設置前、基板単独で設定するにはサブ端子に9V~12Vを接続して下さい。メイン側に電源が無いのでメイン低電圧警告ブザーが鳴りますが設定は可能です。
設定項目 設定範囲 初期設定値 備考
SubMAX C 1.1A-13A 10.0A 充電電流
SubMAX V 13.1V-15.0V 14.4V 充電電圧
Sケイホウ 11.1V-12.5V 12.0V サブ低下警報
ケーブル R 1mΩ-240mΩ 0mΩ ケーブル補正抵抗
Mケイホウ 11.1V-12.5V 12.0V メイン低下警報
ECO V 12.5V-13.5V 12.5V
クイック SV 12.1V-13.0V 12.2V 
ファンオンド 41℃-70.0℃   41℃ FAN温度
 SW3を押しながらSW0(リセット)を押すと設定モードに入ります。・・・・・・充電するバッテリに最適設定が可能です。
SW3を押しながらリセットするとバージョン表示に続いてジョウケンと表示されますのでSW3を離すとSUBMAX C 10.0A 等と表示します。SW2 SW3でアップダウンで調整し、SW1長押しでメモリーに記憶させます。次の充電電圧の設定に移ります。同様に繰り返し変更しない場合はSW1短押しで次の項目へ最後のファン温度で保存終了します。
(ファンオンドは無効ですが)
使用するサブバッテリーの容量、種類に合わせて充電電流、充電電圧、サブ警報電圧、サブケーブル抵抗、メイン警報電圧、ECO V、クイック SV、 FAN動作温度を設定します。(Rev06は無効)接続線路抵抗の参考値エーモン2sqでの導体抵抗は9.5Ω/km(20℃)との事2m*2であれば38mΩの設定としてください。不明であれば0mΩとしてください。過大な設定にご注意。
 
注:充電オン電圧はACCに約12V印加されメイン端子電圧が13.1v以上に3秒間継続すると充電開始になります。
5. リセット リセットSW0
 
表示が更新されない。フリーズしている。表示されない。文字化けした。などの場合リセットSW0を押す。
リセットで設定データが消える事はありません
 
6非充電モード、充電モードとその他動作モード  表示サンプル
*プログラム実行中は1行目"S"が1秒点滅します。
*非充電モードとは待機状態  表示は1行目サブ電圧、2行目メイン電圧
*充電モードとはACC端子に13.1Ⅴ以上の電圧が3秒以上経過すると充電を開始する(メイン、サブ端子に正常な電圧印加要))
*充電モード中でM ケイホー V 電圧になると充電電流は半減する。さらに低下すると充電停止します。
*ECOモード、クイックモードに変更する場合はSW1長押しで設定変更可能です。→取説参照プログラムの説明
*較正モード →通常は使用しません取説参照プログラムの説明
*マニュアルモード(テストモード)→通常は使用しません取説参照プログラムの説明
 
簡単な測定環境で動作テスト、昇圧モードでの評価測定が行えます。
 
 基盤のテスト手順
サブバッテリ端子に12V電源、006P-9V乾電池などで最初のテスト法

リモコンとブザーを接続し、メインは接続しなくて良い。待機状態(非充電モード)の表示になります。但しメイン低電圧警報が鳴り続けます。ブザーは抜いても良いのですが条件設定の時は繋ぐ。
1行目に"S 9.0V" 2行目に"M 0.0V"の様に表示する。

SW3を押しながらリセットSWでジョウケンと表示されるとSW3を離す。充電電圧、電流、遮断電圧、ファン動作温度などが設定できます。SW1の長押しでブザーが鳴り、メモリに保存されます。
 電源を接続する前に目視にて半田のタッチ、芋付け、誤植、など無いか確認する。  取説を手元に用意し
テスターのブザー導通、短絡チェックが便利です。極性誤り、チップ部品の値、桁違いの誤植に注意。
次に通電し較正しながら動作チェックを行います。
注:TC10B同様のDCDC単独動作テストは行えません
① Q1の動作チェックは単純にオンオフ動作ではない為、前記の目視チェックを十分確認しておきます。
② PICとSW&LCDの動作チェックは上記の様にサブバッテリ端子のみ電源を接続し確認できます。
④ 次は前記の測定と較正の接続図に従って接続します。非充電モードで表示が成功すれば
⑤ 充電条件の設定と進みます。充電条件は設置後でも変更可能です。Q1の動作確認は④の較正時電流調整などで正常に動作すればOKです。この時オフ電圧オン電圧の変化量を確認しておきます。
⑤ 以上ですが、同テスト回路でマニュアルモードでの動作確認も出来ます。(SW2を押しながらリセット)出来ればスイッチング波形を確認PFM波形であることを確認する。詳細は取説参照
充電条件の設定 
 車両実装後の充電条件設定はSW3を押しながらリセットSWを押すとジョウケン?と表示、SW3を離しますと設定メニューに成ります。
設定変更が必要な時は実装後、自由に変更できます。基板だけの実装前に変更したい場合はサブ端子にサブバッテリ又は9V~12V乾電池を接続しても行えます。(フラッシュメモリー書換)
バージョンアップ後は再設定が必要になります。
車載取付例・結線図・外部LoadSWFET基板
参考結線図   基板Revで違いがあります。基板のシルク印刷に従って下さい
 電力配線は極力3.5Sq以上の配線で、丸型圧着端子を使用してください。
マイナス端子シャント抵抗の取付は必須ではありませんがあれば充電電流、放電電流が見える様になります。
コントロールボックスなどに収容する場合の参考図はこちらをご覧ください。
図のバッテリはWP50-12 リン酸鉄リチウムイオンバッテリLFP12-50と同サイズです。
注: 3P端子は基板Revで配列が違います。シルクに従う事
注:
基板左右のGND端子は内部で繋がっています。
注: バッテリマイナス側のシャント抵抗があれば放電電流も見える様になりますが無くてもTC10Cの動作には関係ありません。
注: ケーブル3.5SQの場合、丸端子はR5.5-3.5又はR5.5-4

リン酸鉄リチウムイオンバッテリ用並列駆動の参考図ブログに掲載
 TC10C走行充電器、MS-PSW メイン、サブ自動切替器の接続図

基板をカラーコンパネボードなどにネジ止め端子台を経由し各ユニットバッテリーに配線する。操作SW、LED表示などパネルに取付る。下記の実装画像を参考にして下さい。
過熱しない様にファンを設置する。
分岐はしっかりした端子台などを使用し、接続接触抵抗が少なくなるように。ヒューズ容量、挿入個所は参考です。通電電流値により挿入個所、電流容量を選択してください。
注:図は概略図です。TC10Cの充電SWやMS-PSWのSW、LEDなどの記載していません。太く短く線路抵抗が地位Ⓢくなる様に配線して下さい。
注: TC10C 3P端子は基板Revで配列が違います。シルクに従う事
注: MS-PSW  端子配列、LED極性は基板Revで配列が違います。シルクに従う事
注:メインバッテリーへの配線は車両電流センサーの通過後としてください。マイナス側センサーの場合はメインバッテリヒューズターミナルから
注:リモコンの S充電電流 表示は 出力電流(消費電流+充電電流)です。充電電流はアース側シャント抵抗を使用した電流計を設置して下さい。(ハイサイド電流検出の為) MS-PSW設置推奨。
注:充電オンオフスイッチはTC10C ACC端子にSWを入れて下さい。(ACC端子は0-12Vコントロール端子です)
注:上記に入出力スイッチはありません。不要と思いますが必要に応じて設置ください。FETリレー推奨
注:充電電流13A以上の設定では冷却ファンを設置下さい。50℃ファンサーモ回路内蔵
注:アルミ板に取付穴を開けるときアルミ切削くずが基板に混入しない様に養生テープなどで保護して下さい。
注:取付後最大電流で充電動作中に各部の異常発熱が無いか点検する事。
注:ビニール被覆線、2mでの線路抵抗参考値 2Sq=10mΩ  3.5Sq=6mΩ  5Sq=4mΩ マイナス側、ボデーグランド線も特に注意が必要です。
注:昇圧動作通電確認はサブバッテリを接続しないとACCをオンにしてもサブ端子には電圧は出ません。
並列駆動について
 大電流充電が必要な場合TC10Cは単純並列接続によってハイパワー化が出来ます。
TC10Cは入力電流制御方式であり、並列駆動が優利です。
TC10C並列接続パワーアップは一見無駄に見えるが大きなメリットがあります。

  • 電力分散できるので配線太さが細くて済む。
  • 故障時でも正常セットで運用が可能である。フェイルセーフ機能。
  • 急速充電と定速充電の切替を設定変更しなくても基板内P-SWのオンオフで簡単に変更できる
  • 大電流単独運用より故障率が低減できる
注意事項
  • 基板の設置はコンパネボードに基板を浮かせて木ネジ止めが簡単です。
  • 車内基板配置はサブバッテリ近接し、メインバッテリ間距離も短距離になる様に。マイナス線も同様です。
  • 配線は12AWG以上の太さで。メインバッテリ間の距離が長くなる場合は8AWGが必要になる。
  • ACC端子は並列に接続して下さい。同時起動になりますが 単独駆動は基板内のP-SWのオンオフで可能です。
  • GNDはサブバッテリー、メインバッテリー間はボデーアース又は別途太い配線で接続してください。(メインサブの距離が遠い場合)
  • 配線時はヒューズを抜いて各端子にプラス側から先に接続して下さい。
  • オルタ電圧が非常に高い場合線路抵抗を利用する手もあります。(降圧制御動作としない)
  • 起動電圧はACC端子に13.1V以上3秒間継続が必要です。起動後は保護設定電圧まで継続します。同時起動しない、起動しない場合はACC電圧チェックして下さい。ACCはメイン端子と並列にしない方がトラブルが少ない。メインに近い場所のACCラインに接続して下さい。
  • 最大出力時バランスが極端に差がある場合は配線バランスチェック、基板の交換点検調整などが必要です。
  • 待機時の電圧表示は最大±0.1V差である事。差が大きい時はバランスがとれない時があります。
  • セット間の電流誤差は最大充電電流時は片側でも設定電流に近い電流である事。大きくバランスが崩れていない事10Aの設定で片側が5Aとかでは再調整の必要があると思います。充電が進むと片方のみ動作となる場合がありますが異常ではありません。
  • 合計電流はLCDの電流値でも確認可能ですが、バッテリーマイナスシャント抵抗で測定ください。
  • 設置後、各配線ネジ端子、配線、基板など過熱状態でないかチェックしてください。特に大電流の充電初期で。
  • 非接触型赤外線温度計が便利です。クランプ型DC電流計が便利です。いずれも最近安価に(数千円)購入出来ます。
  • メイン、サブバッテリーにはシャント抵抗型の電流計の設置をお勧めします。それぞれの充放電電流が見える様になります。
  • トラブル事例で多いのはボデーアース線、マイナス線です。各電線の電圧降下をマイナス線も含め点検ください。
 リン酸鉄リチウムイオンバッテリLFP12-50へ対応 ・ SLE VERY で現在運用中
リン酸鉄リチウムイオンバッテリLFP12-50購入しました。まだメジャーとは言えないのですが45,000円で購入出来ました。
TC10C 2基並列駆動で最大32Aで充電可能。LFP12-50AHは1C充電が可能です。50AはTC10Cを3パラにすれば可能ですが、サイクル寿命は仕様書からも0.5C充電くらいが良いようです。電圧電流共に0.1ステップで設定可能です。TC10Cをそれぞれ充電電圧14.4V電流15A設定、0.6C充電、このくらいが余力を残し実用的であると思います。これで走行充電時間が1時間強で満充電できます。
並列駆動時は各LCDボックスはほぼ同じ数値である事を確認してください。充電初期からバランスが崩れているのは異常です。ネジ緩み配線バランスをチェック、線間電位差を測定チェックする。

TC10C 並列分散駆動は大電流化のみならず不意の故障にも対応可。

注: 基板オンオフ動作はPW-SWで個別にオンオフ出来る(操作は非充電モードで)
注: TC10C 3P端子は基板Revで配列が違います。シルクに従う事
注: LFP12-100も左図で最大0.32Cが可能
リン酸鉄リチュームイオンバッテリ用TC10C並列大容量充電接続図2  コンパネボードに組立。アルミ板4隅に穴あけ、10mmスペーサー、3-20mmタップビスでボードにネジ止め取付が簡単。
配線のロスが無い事が重要です。入力側は多少ロスが有っても昇圧されるので問題ありません。(起動時にACC端子に13.1Vは必要です)

ブログにも製作2019/12/25記事があります。
2019/12/26の記事
リン酸鉄リチュームイオンバッテリ用TC10C並列大容量充電接続図3 LFP12-50リン酸鉄リチウムイオンバッテリは10%くらいまで放電していても0.5C充電、2時間もあれば満充電できます。鉛バッテリは0.1C通常10時間必要です。
1C充電すれば1時間の急速充電も可能ですが0.2C10A程度の充電が特性表のサイクル寿命からも最適と思われます。急ぐときには0.3C15A~0.5C25AとかTC10Cでは自在に充電条件を変えられます。
0.5Cでは14.4V-12.5A設定になるので内蔵の50℃ファンサーモは下記高温時以外回転しないと思われます。
注: ポータブル電源のDC入力端子は大電流充電は出来ない様になっています。
100AHのLF12-100AHでは3基並列連続最大出力16Aでは空から充電完了まで2時間程度で満充電可能になります。
一度リン酸鉄リチウムイオンバッテリを使用しその充放電の良さを感じると、もう鉛には戻れなくなります。

画像クリックで大画面画像になります。
リン酸鉄リチュームイオンバッテリ用TC10C並列大容量充電配線図 ◎サブバッテリー関連車載回路図も大幅に変更

LFP12-100では電子レンジ、エアコンエアコンなどへ大電流放電も可能ですが大容量放電は大電流充電同様サイクル寿命を低下させるだけではなくBMSの故障、損傷につながる可能性もあり、極端な大電流充放電は避けた方が長く使えると思います。
左図には便利に使えるメインサブバッテリ自動切替器(MS-PSW)も含めています。
 ◎エブリイに車載実装
 
 リン酸鉄リチウムイオンバッテリLFP12-50AHに0.64C充電を可能としています。基板2基搭載は必須ではありません。通常時は10A*2の20A充電0.4C充電です。床下13cmスペースに置いています。透明アクリル板カバー付


◎搭載場所
バッテリは後席を撤去した足元スペース左右中央部。後席取付ボルト穴を流用し画像に見える黄色荷締めベルトで固定しています。

ブログ記事はこちら
Q1の過負荷、発熱対策・基本的にはTC10Cを複数並列接続で電力分散しますが、、、
 TC10Cは昇圧コンバーターです。放電したバッテリーの充電初期、定電流充電領域に於いての電圧レギュレータ制御(降圧)はQ1 FETが担いますが過放電バッテリなどの重負荷に於いて長時間発熱状態が連続する場合
  1. ファン冷却を強化する
  2. 線路抵抗を利用する方法 メインバッテリーからTC10Cメイン端子間の配線を3.5sq1.5mとする。
  3. .ダイオードの順方向電圧降下をを利用する。 MBR6045WTなどのSBDを入力端子間に挿入する。旨く行かない場合はやはり電力分散、TC10Cの増設が必要です。
  4. 上記の入力電圧降下では起動電圧13.0V以下になる場合もある。ソフトウェアV1.06では起動電圧を変更可能としています。  ブログ記事 
 接続手順、動作チェック、日常点検
(プラスマイナス逆接は回路基板が破壊します。注意ください)
バッテリーマイナス端子の接続は最後にする事。
マイナスを先に接続するとプラス配線が基板等に触れた瞬間ショート故障します! 充電条件設定変更は設置接続後でも可能
  1. MAIN端子にメインバッテリ(常時電源)をメインスイッチ、ヒューズ15A~20Aを介し接続する。GND端子にボデー接続する  この状態ではまだLCDは無表示です。端子接続時は基板のシルク表示のとおりに
     
  2. ACCコネクターに車両ACCラインからダッシュボードなどに設置した充電オンオフSWを介して3Pターミナルブロックに接続。3路SW設置が便利。同時にFANも接続。注:基板Revにより配列に違いあり
      
  3. SUB端子に サブバッテリ+をヒューズを介して接続する。
     
  4. 基板側ケーブルにクランプ型コアフィルターを装着したLCDボックスを接続します。
     
  5. メイン、サブバッテリーマイナス端子を接続する。
    LCD表示が点灯(バックライトも10秒点灯)、1行目S(点滅)12.5V 2行目 M 12.7Vの様に表示されると基板が待機状態(非充電モード)の表示です。ここまででPICマイコンは正常に動作していると判断できます。プログラム名称、バージョン表示は接続時又はリセットすると表示されます。

     
  6. エンジンを起動する。充電スイッチオン。LCD表示の2行目M 12.7V(一例)が変化しオルタネータ発電状態によってリアルタイムに変化する事を確認出来ます。必要であれば充電条件の設定変更を行う。(SW3を押しながらリセットジョウケンと表示されたらSW3を離す)
     
  7. 充電スイッチオン、LCD表示の2行目M 13.1V以上になれば3秒後に充電スタートします。表示は1行目のサブバッテリ充電電圧、2行目に充電電流が表示される。
     
  8. 動作確認後各部の接続状態がしっかり接続されているか、緩みは無いか、基板などにもショックを与えて動作、表示に急変が無いか点検して下さい。それぞれ適正なヒューズを必ず入れて下さい。安全の為メインは充電電流+5A、サブは消費電流以下を使用する。基板等に異常な発熱が無いか確認する。正常なソフトスタートの変化状況も確認して置く。
     
  9. 基板内のスライドSWは長期不使用時の待機電流をゼロにするスイッチです。充電をオフにしてスライドスイッチをオフにする。
    充電中にオフにすると充電が暴走し、故障する場合があります。
     
  10. リセットはLCDボックスの穴にヨウジでチョン押、又は基板のリセットSWです。
     設定変更はSW3(右端)を押しながらリセットジョウケン?と表示されたらSW3を離す。
      
  11. 以上で取付、動作確認終了です。
     
  12. 普段の点検の実施。長期不使用時
    非充電モード(待機時)の表示が正常である事S(点滅)電圧表示 M電圧表示 異常な電圧でないか?S表示が点灯のままであればPICプログラムがフリーズしています。長期不使用時はP-SWをオフとする。(暗電流6.5mAのゼロ化)

評価測定
参考 データ 
TC10C測定データ・効率 評価測定はDACを変化させるマニアルモード(DCDCコンバータ制御)と上記の測定回路で行います。
TC10Bと比較すると全域で大幅に向上している。全域で同期整流方式での効率アップが確認できる。
MC34063AはHTC製 ロット、セカンドソースによってSW周波数、DAC動作範囲が異なる。左表はR8-27K
最大出力は参考。実際は入力電圧はオルタネータ発電時14.0V以上になりさらに高くなる。同時に効率も良くなります。

2020/03/01 追記

低電流域から最大出力まで直線的に伸びるPWM波形(パルス幅変調)
 
TC10Cではオーバースペックですがクランプ型LF-130Bコアを使用したスイッチング波形です。1.2φ7ターン*2で18A以上、1.6φ7ターン*2では20Aに達します。
アミドントロイダルコア114-67では16Aでの余裕はありません。16A以上では140-67サイズが必要です、クランプ型コアは磁気飽和が早い段階で発生しますが適正なギャップを設ける事により16Aオーバーも可能です。LF130Bコアでは20Aも可能でTC20Aでは最大25Aに達します。(TC10Cでは電流制限あり。)
DCDC制御IC MC34063Aの推奨アプリケーションはPFM,PWM混在、切替る一定しない波形バラついた波形が一般的です。 
インダクタの選択について:
 インダクタの選択は重要な要素で一般的にはトロイダルコアを使用しますが、ハイパワー15Aを超えるとアミドン140-67を採用せざるを得ません。透磁率の低い67材は1,000円程度と異常に高価です。ハイパワーDCDCコンバータには適正なスリット(コアギャップ)が必須です。トロイダルコアにはスリットはありません。その分磁気漏れは少なく不要輻射は少ないですがハイパワーになると不安定な動作となり、コア鳴きも発生します。
当サイトでは開設以来ノイズキャンセラー用途の安価なクランプ型コアを採用してきました。100円のコアが1000円のコアと同等か、それ以上の性能が得られます。

注意事項:Q&A
 
《車載取付配線関連》
★アルミ板に取付穴を開けるときアルミ切削くずが基板に混入しない様に養生テープなどで保護して下さい。
★ヒューズは入出力に必ず設置して下さい。
★13A以上の充電電流設定ではFAN端子にDC12V冷却ファンを設置して下さい。
★配線はAWG12、3.5SQ以上を使用して下さい。極性を間違えると基板は故障します。
★配線接続時はプラス側を先に配線し、バッテリマイナス端子を最後にして下さい。
★設置当初充電中は正常動作であるか時々は表示を監視、各部位の異常発熱が無いか確認してください。
★表示がリフレッシュされないときはプログラムのフリーズ。リセットして下さい。(ノイズ防止フェライトコアは必ず装着してください)
★LANケーブルは最大10m程度は動作確認していますが3m以内を推奨します。
★充電中の負荷機器の使用は可能ですが、サブバッテリ+負荷機器に流れる電流の合計値が充電条件で設定された合計値となります。充電電流は差分となります。充電時間を短縮したい場合は負荷機器はオフとする事。メインサブ自動切替器MS-PSWの設置をお勧めします。
★配線接続の過熱など最大電流時の点検は必ず定期的に継続実施する事
★床下に設置される場合カバーなど防水処理する事。(エンジンルーム、車外取付禁止)

《LOAD関連 (内蔵サブバッテリープロテクター) 
Rev06以降LOAD端子はMS-PSW開発の為廃止しました。
★LOAD端子は接続しなくても問題はありません。サブバッテリープロテクタ低電圧警告ブザーは設定電圧で動作します。
★LOAD端子はブザー未接続では出力されません。必ず接続して下さい。うるさい場合はテーピング使用。
★LOAD端子はサブバッテリ過放電によるダメージを避ける為に”サブバッテリプロテクタ”スイッチFETを外部接続としています。遮断動作後は充電モードで復帰。外部FET次第で大電力対応出来ます。
★LOAD端子を使用する場合、いきなり電源遮断すると問題となる機器(PCなど)は接続しないでください
★LOAD端子は最初はオフの状態です。充電して下さい。(リセット,条件設定後も同じ)
★メイン電圧低下アラームでもLOAD端子は遮断されます。
★LOAD端子遮断後、電圧が設定電圧以上に回復しても復帰はしません。充電操作して下さい。

《走行充電動作》・その他
  • バッテリメーカーの充電条件を順守して下さい。鉛バッテリ通常は0.1C充電です。
  • 過大な充電電流では鉛バッテリではガス発生爆発などの可能性があります。
    リン酸鉄リチウムイオンバッテリは急速充電1C充電などが可能です。
  • サブバッテリを使用しながら(冷蔵庫など)の充電では全く充電出来ない事もあります。
    TC10Cは電流制御の為設定電流=冷蔵庫消費分+バッテリ充電電流となる為です。充電中はサブバッテリ負荷機器を切り離してください。
     メイン、サブバッテリ自動切替器の設置をお勧めします。
  • 充電完了の目安は設定電圧に到達し、充電電流が1/20程度としてください。適正な設定条件であれば放置されても問題は無いと考えます。
  • 充電中フリーズが疑われる場合はACCオフで非充電モード(待機状態)になるか確認してください。
  • 長時間設定以上の充電電流が流れる場合サブバッテリーの異常も考えられます。故障、点検してください。
  • リセットボタンを押し続けないでください。(5V電源短絡の簡易型の為)
  • 想定される充電電流電圧と大きくかけ離れている場合は充電を停止してください。(故障、フリーズ状態
  • サブバッテリの電極ショート、過放電などのサブバッテリ異常、故障状態での使用は中止してください。
  • 充電電流が流れない場合も同様にサブバッテリーの異常も考えられます。故障、点検してください。
《対応バッテリー》  《放熱関連》
  • TC10C Rev06以降は検知部50℃でオンとなるファンサーモを内蔵しています。12Vファンを接続するだけです。ファンレスで使用する場合、温度過昇防止が働き充電停止になる場合があります。
  • リン酸鉄リチウムイオンバッテリの充電では殆どの充電領域で定電流動作となり、トラックベースキャンピングカーなどの非充電制御車では降圧制御モード(レギュレータ制御)になります。TC10Cでは入力FETSWがレギュレータモードで動作します。電位差が大きいほど発熱量が多くなり条件によっては故障に至ります。この様な場合TC10Cの過負荷になります。TC10Cを並列接続によりパワーアップするか設定電流を10A程度としてください。電圧降下シリコンダイオードを設置するのも一案です。
保護機能について
  • ACCがONに成り、メイン電圧が13.1V以上が3秒間続くと充電モードに成ります。
  • 充電制御時などでメインバッテリ保護の為設定された電圧以下では充電電流は半減又はオフします。
他機器への障害について(報告はありません)
  • ノイズ等による本機器、周辺他機器において誤動作の可能性があります。設置後、誤動作等が無いか十分確認し、必要であれば金属筐体に収容し、π型ラインフィルター、入出力配線などにクランプ型フェライトコアーを入れる等対策を実施し運用してください。
  • 医療機器など高信頼性を要する場合は接続は避けて下さい
  • オーディオ機器など他の車載機器が誤動作、ノイズ混入する可能性もあります。
     古いリモコンエンジンスターターの誤動作事例があります。
TC10C完成基盤のモニター販売について

2018年9月7日~ 開始しました。
モニター報告いただきました。 みんカラ月の花さんのブログ
 
----接続方法設定などその他不明な点はメールで質問ください-----

TC10C 後記
TC10Bと比較してTC10Bの不満足な点を改良性能アップしたが、鉛蓄電池サブバッテリーへの走行充電に機能、回路か?というとそうでもなく、ハーフブリッジドライバーICなど採用し、部品点数増加し回路的に複雑となった。効率アップやリップルの減少など性能評価は測定結果でしか確認できるものでは無い。Q3、Q4など追加回路には電源接続起動時突入電流が最大になる不具合の改善など通常動作に於いて不要なものです。コストアップは避けられなかった。
自作での再現性や故障率など考えても充電性能が同じのTC10Bで充分と思う。アマチュア的にはシンプルイズベストである。

16A以上の大電流充電が必要な場合は並列接続運転を可能とした設計のTC10C。バランスを取るのは同一Rev、指定部品指定誤差部品を使用し充電条件を同じ設定にするだけで良い(配線など基板外要件もあります)。

ハイパワー、高効率,低発熱,低リップルではTC10C。自作においてはシンプルローコストのTC10B.。などが選択理由になるかもしれない。

当サイトで2013年頃に提案した昇圧充電は当時市販品は無かったが現時点では知りえる限り3社から発売されている。TC10B/Cを自作するメリットはそう多くはないが上記の様に市販品には無い細かく車両条件バッテリに合わせた設定を可能としています。LCD設定、モニター機能なども備えている。全域大電流昇圧型TC10Cは直結+10ADCDCのメーカー製より高コストであるが充電制御車に対しては優利、有効性は高いと考えています。

開発者Zero氏も 『もう自己満足の領域でしかない』 とは言われていますがTC10Cの優れている点は多く、コンバータは高効率低リップル同期整流方式、30A以上を可能とする並列接続対応やサブバッテリプロテクタ機能、使用バッテリーに最適充電条件を設定可能とするマイコン。リモコン液晶表示など
市販品には無い機能を有します組込用基板の自由さはシステムに合わせた設定など他にない独自性もあります。

次なる開発目標は?
 次世代サブバッテリーのリチウムイオンバッテリは2019年末に導入した。このバッテリは1C充電も可能である。短時間走行充電で満充電が期待できる。2台並列充電による0.64C充電も可能となった。
大電流充電器としては今回の同期整流方式は大電流低圧DCDCトランス式プッシュプル整流方式よりダイオードの電圧降下ロス、発熱がない、効率が良い。リン酸鉄リチウムイオンバッテリの充電にも最適であることも実証出来た。

フルブリッジ同期整流をワンチップに収めた方式はアナログデバイセス社のLTC3780があるがチップが高価である。電圧制御であり並列接続には向かない。高出力での安定動作が期待通りにいかないなどの理由でTC30Eの開発は途中断念した。昇降圧対応によるレギュレータロスが無いのが最大の魅力ではあった。

 さらに改良を加えるなら2相並列化によりパワーアップしリップルも抑えられ効率も良くなる。入力側スイッチングも追加した昇降圧2相並列方式が実現できれば低圧大電流DCDC走行充電器の理想型と言えると思います。

超安価な10Aクラスの市販LTC3780ボードを複数個並列接続によるパワーアップも考えられる。←ブログ記事

ハードウェア制御のTC20A 2018年6月開発済です。シンプルな単独1枚基板で20Aオーバーを達成しています。

モニター報告いただきました リチウムイオンバッテリでは1C充電が可能になり30A以上の充電が必要になります。

2019/12/13 【月の花みんカラ】さん TC10Cパラレル充電を紹介して頂きました。その-1
TC10Cを2台並列で最大設定電流16*2 32Aでの充電が出来れば90分の急速充電が可能。スマホ充電の感覚かも知れない。LFP-12-50リン酸鉄リチウムイオンバッテリは1C充電が可能ですがサイクル寿命は1C以下で長い方が長くなる。1台での運用や可変設定が出来るのは魅力との事。

2019/12/19 【月の花みんから】さん リチウムイオンバッテリ50AHでのTC10Cツイン充電システムが組込完了しました。その-2

TC10C Rev06で統一しました。右側はNchFETハイサイドスイッチ。ホンダフリード+左側後部窓面取付けの様です。

   TC10C の3基並列駆動
2020/02/01 相生市 H・Nさん 200Ah LiFePo4サブバッテリ充電にTC10C 2基並列充電搭載画像頂きました 2020/08/04 3パラに更新
 
 ハイエース200系充電制御車のキャンピングカーです。 当初TC10C*2 からTC10C*3に変更。3パラ起動に難航されましたが、その原因はメインバッテリーへの接続ボデーアースへの5.5SQが原因でTC10Cの端子電圧が1V以上の電圧降下が原因でした。14SQに変更し、現在は40Aの充電で使用との事。
 
画像はマイナスライン配線が不十分な状態で1基は起動できない状態です。起動できない表示が12.8Vと成っており13.1Vの起動電圧を満たしていません。TC10C能力48Aですから余裕運用です。
TC10Cは Revの違うものが混在していますが問題なく動作している様です。
注:TC20C Rev1.06以降は起動電圧変更可能です。

注意事項;【この記事を元に自作され、不具合や事故等が発生しても当サイトでは一切責任は負う事はできません。
自己責任でお願い致します。】
大電流では12V低圧でも発煙発火火災もあり得ます。
冷却、通風等、設置取付、稼働後に於いても点検など設置取付後も定期点検を行い安全に十分ご注意下さい。

 
基板実装についても逆接保護等はありません。必ず入出力に適正なヒューズ取付下さい。
極力金属筐体のケースに入れて下さい。組込条件、環境の違いがあり、全ての動作条件での動作保証はありません。
端子のシルク表示を照合確認して下さい。 
地デジ受信感度ノイズ等による誤動作の可能性があります。設置後、誤動作等が無いか十分確認し、必要であればノイズフィルター等設置し運用してください。クランプ型コアーを入出力配線に挿入するのが効果があります。

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