| 現在の位置 ： SLエブリイホームメイドキャンパー＞昇圧方式走行充電TC10B |
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| ■ 電流制御昇圧型走行充電器TC10Bの自作 | |
 直結方式ではありません。全域DCDCコンバータ方式です。充電制御車には最適です。 2017/06/03 最終更新2019/10/19 |
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| この機種の後継として 改良性能アップしたTC10Cの開発を完了しています。 | |
 TC10B電流制御昇圧型走行充電基板ハイパワーインダクタ、電流電圧制御、入力制御にNchFET採用。PICマイコン制御。電解コンレス長寿命。ACC自動充電、使用バッテリ毎に充電条件を設定、メインバッテリ保護、サブバッテリプロテクタなどを備えました。大型丸端子台、小型液晶リモコンで充電電流、充電電圧が表示できます。待機時でもサブ、メイン両方の電圧監視が出来ます。 充電電圧最大15.0V 充電電流最大16.0A 0.1ステップで自由に設定できます。 |
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| 3mm厚アルミ板に基板を5mmジュラコンスペーサ、皿ビスで取付し裏は突起無しなので大電力高温条件下では大型ヒートシンクを取付可能。待機電流6.5mA。温度設定冷却ファン接続可能 ★これまで当サイトでは小型キャンピングカー、車中泊に使用する車向けにサブバッテリーの昇圧型走行充電器を多種に渡り、開発公開してきました。前作のマイコン制御昇圧型走行充電器TC10Aを大幅改良、パワーアップ、高性能、高機能版としました。ディープサイクルバッテリなど全鉛バッテリに対応し、LANケーブル延長リモコンで電流、電圧などの表示や設定が可能です。 サブバッテリープロテクターを内蔵し、バッテリ各種保護機能も装備、ローコストで高性能な電流電圧制御（電力制御）昇圧型走行充電器です。市販製品に劣らない性能、機能を備えています。 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 追加情報、最新情報はブログ記事にも記載しています。 当記事内容は随時追加、変更する為ブラウザで更新クリックしてください。 2018/12/10 基板Rev06c に更新 2018/11/28 表示の安定化、フリーズ対策に5Ｖラインにコンデンサ追加。(対象Rev05-06のみ) 2018/10/26 V3.07リリース開始。安全対策、文字化け対応 2018/05/30 Rev05電源SW追加、入出力端子を基板用金具に変更、低電圧遮断FETオプションとした。 2018/06/05 U1変更に伴い、L1、C5など回路定数変更しました。(Rev04～) 2018/04/28 V3.04リリース開始。(最大充電電流16A設定可能とした。一部部品変更必要 2018/03/29 ハイパワーの為のTC10B 3台並列駆動シュミレーション 2018/02/25 マニュアルテストモードでの動画をYouTubeにアップしました。リンクはページ内にあります 2018/01/30 基盤のテスト手順を追記しました 2018/01/22 注意事項、Q&A追加しました。 2017/11/02 ソフトV3.02リリースしました。（内部処理変更） 2017年9月：開発完了。(改良の為の変更は随時有) 目次 項目： 項目クリックで該当ページに行きます。 |
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| ■ TC10Bの特徴 | |
 延長可能なLCDコントローラは電圧、電流表示、各種設定など独自のユーザーインターフェースを備えています。 1行目S 13.8V 2行目S 7.1A 充電中の表示。正常動作時Sは点滅します。 Ｓはサブバッテリー Ｓ 13.8Vで充電中 Ｓ 7.1Aで充電中 非充電時は S 電圧 M 電圧が表示されます。 |
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| TC10BのプレゼンPDFを作成しました プレゼンPDFを開きます。 概略特徴 ★進化したDCDC電流制御昇圧型走行充電 ★ローコスト&高性能、 ハードウェア無調整 ■CPU PIC16F1705により多機能マイコン制御です。 ■さらにパワーアップ大電力対応しました。最大充電電流13A ■電解コンレス。OSコン又は積層セラミック仕様にも変更可能 ■高精度電流センスアンプLT6106Sを採用、コンバータはMC34063aA ■充電電流、電圧,、液晶表示付き操作リモコン装備。バックライト付液晶8桁2行表示 ■リモコンはLANケーブルで延長可能。待機時メインサブバッテリ状態を常時監視。 ■リモコンで充電電圧、電流など充電条件の設定可能。電流1.1A～16A 充電電圧13.1V～15.0V ■通常充電以外にECO充電、クイック充電の3種類の充電機能を装備。 ■サブバッテリ接続ケーブル線路抵抗補正機能(2SQ-1000ｍで9.8Ω) ■Load制御サブバッテリプロテクター、低電圧警報と出力遮断機能有、オフ電圧10.0～12.5V変更可能 ■メイン電圧低下警報、低電圧時充電電流低減機能、高温時出力電流低減機能。（充電制御車対応メイン電圧保護） ■冷却ファン動作温度40℃～70℃可変設定3℃低下で復帰 (10A以内で通風が良い場合は不要) ■上記各種設定がLCD操作リモコンで自由に行えます。設定値はフラッシュメモリーに保存 ■２０～130AHのディープサイクルバッテリ、MFバッテリなどのすべての鉛バッテリに対応。 ■自動車用リチュームイオンバテリーは未検証ですが、鉛バッテリと換装出来るBMS内蔵タイプは可能かも？ ■■電流制御昇圧型走行充電器解説 入力電流を一定に制御してバッテリー充電を制御する方法です。出力電圧・出力電流は一定でなく、入力電圧が一定であれば出力電力が一定となる制御方式です。負荷が軽くなれば印加電圧が上がり、電流が減る。Isensを一定制御可能範囲内で制御すると発振波形が連続的で間歇発振の無い、安定した波形となります。リップルも従来より抑える事が出来ます。しかし負荷が軽い場合は制御しにくい面がある様でより大電力制御に適しています。定電流領域0.1A以内では不安定になる場合もあるが走行充電用途では問題とはならないと考えています。本回路では通常電圧フィードバックが掛からない為低ESRコンデンサを使用できます。汎用アルミ電解コンデンサに加え、低ESRコンデンサのOS-CONやセラミックコンデンサーも使用可能となります。MC34063A他汎用の高い、安価な部品を使用しシンプルな回路で実現します。 回路図等公開し、完成基盤の低価格モニター販売も実施します。 製作難易度4：★★★★ TC10B_PWBではチップ部品を採用しています。緻密な半田付け作業が必要です。その意味では難易度は高いかもしれません。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。温度調整付半田ごて、ヘッドルーペ、60Ｗ半田ごて等の道具も必要です。目視チェックはアイルーペを使いました。ハードウェアは無調整。指定部品を使用し、組立半田付け誤りがなければ、再現性は高いです。ボードの校正、充電条件設定はLCD＆操作SWで行います。その為再現性は前回のTC10Aより高いと言えます。 製作完了動作テストで入力側ヒューズが飛ぶなどの時は印加電圧を下げる、調整用電流計に直列抵抗を入れる。などして部品を壊さない、ヒューズを飛ばさないチェックをするとよい。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、正常値を探るのも有効です。 しかし、自作には電子工作経験が豊富な方。基礎的電気知識のある方が対象です。製作の質問などサポート致します。 【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。 10Ａ級コンバータ部の記事はこちら←←ＤＣＤＣ部のインダクタなど製作詳細はこちらで |
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| ■ 電流制御昇圧型走行充電器 全回路図 | |
| 総合配線図 予告なく変更があります。2018/12/10現在最新バージョンはボードRev06c ソフトVer3.07 ■■Plist 部品表 &製作費用 5/7更新 秋月電子などで容易に入手可能な安価な部品を選定しました。インダクタは自作します。10個単位販売などの為1枚製作でも購入額はプリント配線基板を除いても13,000円以上。10台作っても1セット当たり5,000円程度の部品原価となります。プリント基板製造費用は10枚数万円。中国発注では約2週間で3000円弱。 ■■スペック Ver3.07 Rev01～Rev06 2018/10/01変更 *名称： TC-10B *入力電圧： 12V車(ACC端子に13.0V以上で充電スタート) 13.1Ｖ～14.8V *最大出力195W（15.0V、16.0A） *最大負荷電流(LoadFETSW内蔵の場合)：約20A程度以内でご使用ください。 *充電電流： 昇圧最大16A 1.1A～16Aユーザー可変設定可(V3.07～) 直結切替はありません。 *充電電圧： 13.5V～15.0V ユーザー可変設定可 *待機電流： 12.5V時 6.5mA以下（サブバッテリより） メインバッテリはゼロ *冷却ファンPICIC温度制御41℃～70℃可変設定 *警報： メイン、サブの低電圧警報ブザー 可変設定11.1-12.5 *プロテクト：サブバッテリー低電圧遮断電圧可変警報設定と兼ねる *保護回路： 基板内にショート保護無、逆接保護無 *充電方式： MC34063A電流制御（電力）+入力FET制御 NJM2360ADから変更 *対応バッテリー： 全鉛バッテリー160AH以下、自動車バッテリーと完全互換のリチュームイオンバテリー。 ■■保有機能 *大電流対応Ｎ-ＦＥＴスイッチを兼ね、入力レギュレータ制御（降圧制御） ソフトスタート回路 *出力側電流センサーとＰＩＣマイコンによるDCDCＩＣ入力電流制御(電力制御)機能 *LCDリモコン装備。電圧,電流計表示,バックライト付LCD表示操作スイッチ。 *非充電時メイン、サブ電圧を常時監視表示。充電モード時サブ電圧、充電電流表示。 *リモコン用RJ45LANケーブル端子付。5ｍ程度まで延長可。 *サブバッテリプロテクター内蔵(低電圧出力遮断機能警報付)遮断電圧可変、充電モードで復帰 *冷却ファン端子付。動作温度可変設定41℃～70℃制御機能 *鉛バッテリ全対応 使用バッテリに応じて充電条件変更可能（高電圧タイプディープサイクルバッテリ対応） *メインバッテリ低電圧保護 警報と充電電流低減。(充電制御車、アイドリングストップ車対応 可変設定) *大容量ヒートシンクブロック接続可能。(ファンレス対応) *大容量ネジ式端子台15A-250V GND入出力独立 *ACC入力端子付ＡＣＣ連動充電可。 *ACC端子付ＡＣＣ連動充電可。使用部品バラツキをボード毎に温度、電圧、電流を較正する高精度実現。 *リモコン通信異常検出：正常時”S”点滅 停止時常時点灯 *寸法等：PWB 92*77.5 完成基板249g(3㎜92*109アルミ板含むOSコン仕様リモコン除) *長寿命設計・固体電解コンデンサー採用。電解コンデンサーレス。（導電性高分子アルミも使用可能） *PICマイコンソフトウェアバージョンアップ可能 ■■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とタイトル、バージョン、設定範囲等の相違がありますが操作設定方法は同じです。） 1. 較正、設定に必要な測定器 ・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1Ω程度（自作電流計の記事参照）、鉄線負荷抵抗器0.15Ω程度 2. 操作 充電オンオフ： 車両ACC電源より外部SW-ACC端子によるオンオフとする。 リモコン操作SWでの操作： 通常時は操作不要。充電モード変更、充電条件設定変更等で使用します。操作時は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. 充電条件の設定について 較正に続いて充電条件の設定行います。(車載設置後も可能です。車載後の設定はSW3を押しながらリセットで充電条件設定のメニューになります) 変更は取付後SW3を押しながらリセットすると充電条件変更メニューに成ります。 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、 ファン動作温度を設定します。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。過大な設定にご注意。 5. リセットについて 充電条件再設定する時はSW3を押しながらリセットSWを押す。 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SWを押す。 リセットで設定データが消える事はありませんがLOAD出力がオフとなる為一度充電モードにする事。 6. 非充電モード、充電モードとその他充電モード ACCに電圧が印加されていない時、ACCが13.0V未満の時は非充電モード（待機モード）サブとメインの電圧表示。 ACCに12Vが印加され13.0V以上になれば充電モードとなります。サブの充電電圧、電流の表示 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。 ７．テストモード 取 説 参照 |
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| ■ メイン基板の製作 | |
| TC-10B_Rev04 部品取付の前にＰＷＢと3mmアルミ板に取り付ける為の穴あけを最初に行っておくと正確に組み立充電条件拡大20Aてられる。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。 |
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Rev06c 部品面 2018/12/15～ 画像はOS-CON仕様。積層セラミックいづれも使用可。等価直列抵抗（ＥＳＲ）を持ち、リップル除去能力が高く高周波特性が良い。長寿命。 積層セラミックはｆ特性が最も良く、長寿命、大容量は製造が難しく高価。多数個並列使用し電流、熱分散する。セラミックは基板との共振共鳴を起こすが長寿命で高価。 基板サイズRev06c 約78.5*77.5 Rev06cは部品配置を最適化に努めた。 入出力端子変更、78Ｌ05Ｆ配置変更、8Pピンヘッダー廃止など。 |
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Rev06c 半田面 ショットキー、SWFET、入力FETはアルミ板に密着させる。 配置と強化パターン 大電流グランドと信号グランドは分離。 大電流パターンは0.9ｍｍ2本の銅線沿着する。整流SBDはTO-3型MBR6045WT を使用。 右上C9～C12チップ積層セラミック平滑用 中央入力側チップ積層セラミックコンデンサー Rev05以降ではサブバッテリープロテクタ用パワーFETは外付けとしています。（外部コントロール端子有り) |
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PWB_Rev05～ 最終VerはRev06c 2018/12/15～ 基本性能は同じですが多数追加変更有 Rev01-04からの変更点 ① 基板電源SW追加しました（長期不使用オフ可能） ② Q6低電圧遮断パワーFETは外付けとしました。 ③ 入出力端子は基板取付金具端子としました。 ④ インダクタを1.2φ8tを7ｔとし、U1をNJM2360AからMC34063Aに変更しました。 ⑤ 基板サイズ縮小78.7*77.5 入出力コンデンサーはOSコン、積層セラミックチップコンデンサ共用です。（どちらでも） C22のパターン設置忘れがありました。 裏付けして下さい。無い場合フリーズの可能性大。 ★チップ積層セラミックコンデンサを使用した場合軽負荷時、可聴域での微小共振音が出る場合があります。 |
| ■ 操作SW＆LCD表示基板の製作 | |
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I2C接続小型キャラクタＬＣＤモジュール ８ｘ２行（バックライト付）を使用し、専用PWBを作成。 8P 30㎝平行ケーブル又はCAT5やわらかLANケーブルどちらかを使えます。 左側の小基盤はRJ45変換アダプター  サブバッテリ14.2Ｖ 0.4Aで充電中 裏画像はSW-65ケースに入れたもの |
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LCD/SW ボード部品配置図 AQM0802A 8Ｐ平行ケーブルとLANケーブル両方のコネクタを設置しました。 穴あけガイド穴に3㎜ドリル刃を通して正確に開けられ、丸穴など加工を楽に出来る様にしました。 ケース取付穴は下部左右2ケ所。5ｍｍスペーサーを介し、3㎜ビスで取付します |
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表示例 Sはサブ、Mはメイン 画像左は充電中でサブバッテリの充電電圧、電流。 画像右は非充電時でサブバッテリ電圧、メインバッテリ電圧。小穴はリセットSW。 プログラム動作中（I2C通信）は左上"S"が点滅します。 画像のケースは以前安価で購入した中華製 60mmx36mmx25mmですが秋月電子のSW-65Sが安価で少し余裕があり加工しやすい。 |
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| 液晶表示操作完成基盤 秋月電子のＩ２Ｃ接続小型キャラクタＬＣＤモジュール ８ｘ２行（バックライト付）を使用します。 プリント基板はオリジナルで作成します。 8P並行ケーブル端子、RJ45 LANコネクタ端子両用)、リセットSW付き 裏画像はメインボードと接続したもの ”やわらか”LANケーブル使用。5m程度までは可能です。 筐体内取付などでは30cmの平行ケーブルで。どちらでも使えます。同時使用は不可。 |
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| ■サポートツール。電流計などの制作 ステンレス線、鉄線負荷抵抗器など測定ツールを作る | |
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| 較正用電流計の作り方←ブログ記事、無調整で正確 これを較正用として使います。 20A用、200A用2種を作成します。 ボードの部品バラツキを補正する為に較正が必要です。その時必要な高精度電流計を自作します。 LCDデジタルパネルメーターはPM-128 電源は乾電池006Pを使用します。 10ｍΩ3W ±1％誤差のチップ抵抗を使った電流計です。19.99Aまで測定できます。TC10Bでは2.0Aと8.0Aの2点較正します。テスト用マニュアルモードなどでも使用します。 下の画像にあるチップ抵抗基板を使用します。関連部材 |
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| 調製、テストに使用する12V可変電源と自作負荷抵抗器。 ステンレス線3Ω+5Ω15W程度 鉄線0.3Ω程度 いずれも巻き枠は100均陶器の花器を使用します。 |
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画像内、今回作成したものは ①PIC書込みL型アダプタソケット ②20A電流計用シャント抵抗10ｍΩ3Ｗ ③8P-RJ45変換アダプター(秋月でも売っています) ④PIC16F1705書込みアダプタ基板（画像無） 他は以前から制作使用しているもの ①充電3路SW基板 ②制御ボックス用電流電圧計接続基板 ③同オーバーヘッド用基板 です。これらを制作装備する事でメインサブバッテリの電流電圧が目で見える様になります。 生基板は無償提供。完成基盤は実費提供します。 |
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| 第一号機として完成したもの。Rev01（最終Rev05） 基本構成です。放熱は未取付 裏画像は表示操作を小型ケースに入れたもの。3mmアルミ板に基板を取付。 左記画像は8P平行ケーブルで接続例。ケーブルはLANケーブルに交換できます。 現行基板はRev05 ケーブルはカテゴリ5LAN 入出力端子は基板用金具に変更 Load端子無し（外部ＦＥＴＳＷ） ブザーは基板内 不使用ＳＷ付 |
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| ■基盤のテスト手順 | |
| 組込時の接続手順はこちら 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。 テスターのブザー導通、短絡チェックが便利です。 次にブロックごとの動作チェックを行います。 ① DCDCコンバーターの動作を確認するにはQ1ソースに12V電源を接続します。無負荷で約17.5V出力されていれば正常です。 ② 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。 ③ PICとSW&LCDの動作チェックは下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 次はボードの較正、充電条件の設定と進みます。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、テスト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）詳細は取説参照 |
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乾電池で簡単テスト。 PIC動作チェックと充電条件設定が出来ます。 サブバッテリ端子に12V電源を繋ぎます。006P-9V乾電池でも可消費電流6.5ｍA。 リモコンとブザーを接続し、メインは接続しなくて良い。待機状態の表示になります。但し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いで下さい。 1行目に"S 9.0V" 2行目に"M 0.3V"の様に表示する。0.3V はD5、Q1の逆方向漏れ電流によるもので正常値です。 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。 |
| ■ ボードの較正と＆充電条件の設定 | |
| 以下の説明は自作する場合や完成品をボード再較正したい場合に必要ですが、モニター販売で購入された場合はこの較正作業は不要です。 条件の設定は充電電流電圧などサブバッテリなどの使用環境に合わせた設定が必要です。必ずお読みください プログラム説明書←作業前熟読ください。 以上の準備が出来ましたら”基板の較正、充電条件の設定”にとりかかります。電源を入れる前に基板のチェックを十分行ってください。特にダイオードの極性間違い、グランド側の半田芋付け、ICの差し間違い、極性のあるものに注意！ルーペ、顕微ルーペで半田付け不良、半田屑除去など目視確認したうえで次の段階へ進んでください。テスターの導通ブザーチェックが有効です。 動作しない場合は再度半田付け、極性ミス、部品の値の間違いなどを先ず点検。そのうえで通電し各部の電圧チェック。指定部品を使用すれば100％の再現性があります。 Memo: DCDCの単独動作テスト←自作時などでの PICは挿さないで入力SWFETのソース側に+12.5Ｖを接続する。サブバッテリ出力が約17.5Ｖである事。高くても低くても異常です。マニュアルモード起動してチェックする事も可能です。17.5Vではなく12.3V程度の場合はDCDCが動作していません。 正常ならPICを挿し、LCD＆操作SW基板を接続し以下の手順でボードの較正、充電条件設定に取り掛かります。取説を熟読し、開始してください。分かりにくい点は電流較正で2A点と8Aの2点較正です。自作電流計の数値をSW2,SW3でアップダウンさせて2Aの目標値を流し、SW1で次の較正値2000ｍAに合わせる。SW1を押し次の8Aで同じく目標値を流しSW1で設定、10000ｍAに合わせる合わせたらSW1を長押しして記憶させる下記の動画を参考に正確に設定調整してください。少し面倒かもしれませんがお使いになるサブバッテリや、ご自分の使用条件に合わせた正確な設定が可能となります。 書込み済みPIC16F1705又はHEXデータプログラムの供給はメールでお申し込み下さい。その他お問合せ下さい。 書込み済みPIC16F1705はユーザー価格送料込み\500- |
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| 較正、設定の動画 取説PDF ボードの較正、設定の動画です。 2017/06/15更新V2.14 較正は温度、入出力電圧、電流（2点） 充電条件選択範囲と初期設定値 SubMAX C 1.1A-13A 10A SubMAX V 13.1V-15.0V 14..0V Sケイホー 11.1V-12.5V 12.0V ケーブル 1mΩ-240mΩ 0040mΩ Mケイホー 11.1V-12.5V 12.0Ｖ ECO V 12.5V-13.5V 12.5Ｖ クイックSV 12.1V-13.0V 12.2Ｖ FAN 41.0℃-70.0℃ 50℃ |
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Rev00での試作、較正、テスト上記自作の電流計を使用します。スタートは温度の較正、電圧の較正、電流の較正と続く。電流は2A、8Aの2点で較正を行う。 較正メニューに続いて使用サブバッテリに合わせた充電電圧/電流などの条件設定する。車載後でも充電条件は変更は可能です。較正では一時的に配線替えが必要なので正確に較正設定する。 左図の17Aはテストモードであり、実際には設定可能範囲は1.1A～13Aまでの充電条件です。 |
| マニュアルモードテスト動画 OSCON仕様 |
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| マニュアルモードテスト動画 入出力セラミックコンデンサ仕様 |
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| 充電条件の設定： 取付後変更する場合 SW3を押しながらリセットすると"ジョウケン"と表示されるのでSW3を離します。 続いて"SUBMAX C"10.0A と表示される。SW3でアップ、SW2でダウン、SW1長押しでブザーが鳴り設定記憶し、次に"SUBMAX V"と表示される。同様に充電電圧、遮断電圧など設定する。SW1短押しは変更せず次の条件に移る。詳細は取説PDF |
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| 充電条件の設定している動画です。 車載後でも変更可能です。 使用するサブバッテリーに合わせた充電条件の設定を行います。電流、電圧、減電圧警報、減電圧遮断電圧、サブバッテリ線路抵抗補正値、メインバッテリ警報、メイン充電最低電圧、、ECO、クイック充電電圧、冷却ファン制御温度の設定を行います。SW1長押しでフラッシュメモリーに保存されます。 リセット時10A以上の突入電流が流れますのでヒューズは15A以上を使用してください。 |
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| 注； サブバッテリ警報値が遮断電圧設定値となります。 注；サブバッテリーケーブル補正値は標準的には20ｍΩ～30ｍΩ程度 注；充電電流の設定は並列に使用する冷蔵庫などの消費電流の2倍以上として下さい。0.1Ｃが3Ａとすると冷蔵庫に3Ａ消費される場合全く充電されない事になります。従って常時使用する機器がある場合のサブバッテリ容量は最低でもその10倍容量を選定しなければなりません。本来、走行充電中はＡＣＣに切替使用をお勧めします。 |
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| ■PICプログラムの書込み 自作する場合やVerUPする場合・ | |
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| ボード上のPIC16F1705とPICKit-3との接続は画像の様なアダプタソケットを作る。ピンソケットとピンヘッダーをL字型に半田付けしたものでPIKKIT-3から5V供給します。ソフトはMPLAB
IPE v3.15を使用しました。 一旦車載し組み込んだ状態でVerUP作業は難しいので屋内PC設置場所で行えるように書込み専用基板を作ります。市販品もありますがPWBの端切れサイズで作っておいたものです。 電源は12Vが必要です。基板内に3端子AVRを組み込んであります。静電気破壊にご注意ください。 PICのバージョンアップは書込み済みPIC16F1705の実費供給も可能です。 |
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PIC16F1705専用（14P）書込みアダプター 電源は9V～15Vくらいを繋ぐ。 PICKit-3が認識すればOKです。 PICKit-3のソフトはMPLAB IPE V3.15を使用しました。PICKit3他の資料、使い方等は他のWeb,文献をお読みください。 Vuｐ時は車載から抜き取ってこれでVerUPした方が楽。しかし、PIC装着後改めて上の裏画像の様に較正が必要です。 書込み済みPIC16F1705は\500- |
| ■ VerUPについてのお知らせ PICプログラム更新履歴 | |
| 2018/10/25 V3.07 文字化け修正、安全対策 2018/04/28 V3.04 回路改良に伴う最大充電電流を13A→16Aとしました。（要問合せ） 2018/02/15 V3.03 LOAD遮断電圧範囲拡大 2017/11/02 V3.02 ブログ記事 I2C通信エラー改善、S点滅の動作表示追加 2017/10/01 V2.14 スタートVer 書き換え方法 pic書換後にはボードの較正、充電条件の設定を行う必要がありますので ①ボードを返送して頂き新バージョンに更新再較正、データの引継ぎします。 ②自身でPICを抜いてPICKit-3とライターでVupを行う。較正データは手入力する←ブログで解説 ③PIC新Veｒ搭載のボードに有償交換。のいづれか ユーザーでPIC書換はＰＩＣ開発環境とその習熟が必要です。PICKit-3など約7,000円以上の導入費用が必要です。 較正なしで使用すると電圧誤差、電流誤差、温度誤差などの不具合となります。 |
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| ■ヒートシンク取付 | |
ヒートシンク・冷却ファンについて
基板を3mmアルミ板に取付けます（標準仕様です）。 さらにアルミヒートシンクブロックに取り付けます。 |
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★まず、生基板を3mmアルミ板にテープなどで仮止めし、穴に合わせて3mmドリルで貫通します。 8mmドリルで皿グリします。 左図の様に皿ビスを挿入しテープで仮止めします。4隅に5mmジュラコンスペーサーを入れます。FET,ショットキダイオードにスペーサー、シリコンラバーシート、シリコングリスなどを必要な個所に入れます。正確に隙間調整する事。 アルミ板の裏側はこの様にフラットにしておくとヒートシンクブロックに加工が必要なく取付穴程度で取付が可能となります。 |
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| 左図は完成画像です。 通常はこの状態でファンを基板横から風が当たる様に取付ければOKです。 5mmジュラコンスペーサを立てる。D5はシリコン絶縁シート、Q1Q2は0.8ｍｍアルミ板スペーサ使用。モールドタイプでない場合はプラビスを使用する。 |
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大型アルミヒートシンク取付例。適当な穴を開けねじ止めするか接着剤を使用します。ファンレスも可能となります。 この画像方向にファンを設置するのがベストです。 アルミ押し出し材ヒートシンクケースに直接ネジ止めした例です。 (タカチのアルミ押出材ケースHEN110520B 111.2ｘ54.7ｘ200 ￥3,880）などを使用すれば筐体がヒートシンクになります。 |
| ■車載取付例・ケース組込例 | |
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参考結線図 ブログに詳細情報記載しました。 電力配線は極力3.5Sq以上の太い配線で、接続部は4mm端子台を使用するなどネジ式、圧着丸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。 Load端子を使用した配線も可能です。TC10Cの接続図を参照してください。過放電バッテリ上がりを防止できます。 |
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 Zero氏試作実装例 メーカ ： 株式会社タカチ電機工業
シリーズ ： HEN型放熱ケース
品番 ： HEN110520B （111.2ｘ54.7ｘ200 ￥3,880）
上記リンクは参考です。 |
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| 注：リモコンの表示は S充電電流＝設定電流-放電電流となります。（プラス側で電流検出の為） 注：上記スイッチ、ヒューズの設置は一例です。各所に取付をお勧めします。 注：配線ロスはTC10Cで補正できますがロスはロスです。 注：充電電流13A以上の設定ではアルミヒートシンク、ファンのでの冷却を考慮下さい。 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：ビニール被覆線、2ｍでの線路抵抗参考値 2Sq=4mΩ 3.5Sq=10mΩ 5Sq=6mΩ 注：ソーラーコントローラーは通常サブバッテリに直接接続で良いですが、コントローラが正常動作しないなどの時があります。スイッチでメイン、サブ切替方式が最良と思います。（メインも走行しなくても充電可能になる） |
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| 接続手順、動作チェック、日常点検 サブバッテリーが小さく充電条件が初期設定値から大きく離れている時はサブ端子に12v程度の電池を接続し（サブバッテリで可）充電条件を変更してください。基本は0.1Ｃ充電です（50AHだと5A） ①LCD表示基板ケーブルにノイズフィルターを基板側に装着し接続、必要であればファンを接続する。 ②入力端子MAIN、GNDにメインバッテリ（常時電源）をヒューズ15A～20Aを介し接続する。 この状態では電源は基板内どこにも供給されていません。無表示です。 ③基板のACCコネクターにACCラインから充電オンオフSWを介して接続。変化はありません ④サブバッテリ端子に サブバッテリを+、-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。この時異常な表示の場合は使用を中止し、点検ください。 ⑤エンジンを起動します。LCD表示の2行目Ｍ 12.7Ｖ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します。 ⑥充電SWをオンにします。 メイン電圧が13.0V以上になれば3秒後に充電が開始され1行目Ｓ(点滅)充電電圧表示 2行目充電電流表示されます。充電電圧、充電電流共に時間と共ににそれぞれ上昇、下降していきます。この充電モードでのみ基板内LEDが点灯します。充電条件で設定した値以下で動作している事を確認。 充電初期には大電流が流れます。Ｑ１、基板等に異常な発熱が無いか確認する。 ⑦LOAD端子とGND端子間の電圧をテスターでチェックしてください。充電モード後出力します。定電圧プロテクタ動作でオフになります。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。 Rev04以前はLOAD端子があります。Rev05移行はLoad制御端子になりますので直接負荷機器を接続できます。 Load制御端子には+22Vが出ます。(FETSWのゲート電圧です。) ⑧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。 並列運転接続について 3枚の基板の並列接続をシュミレーションした結果、一応問題なく動作するようです。（基板は同一設定） 入力には大容量オルタネータが必要ですが、キャンピングカーなどで100AHの3パラ接続サブバッテリを搭載しておりTC10B一基では不足でTC10B 3パラで何とか実用可能と思われます。 一基当たりの設定は最大充電電流の13Aであれば合計39Aの充電が可能となります。 3パラ接続の動作確認は行っていません。保障の限りではありません。 実際に10A級昇圧DCDCを3パラ充電で運用されておられる方の事例。 |
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クランプ型ノイズフィルター DCDCノイズや負荷変動によるノイズ混入はI2C通信（LCD通信）エラーとなります。フェライトコアによるフィルターは有効な対策です。 正常な動作をしていても安定動作の為に左図の様なクランプ型フェライトコアを推奨します。やわらかケーブルには2回通せるLF102Bが最適。 ソフトウェアも通信エラー対策強化したVer3.02に更新して下さい。 注：特殊なケースと思われますがリモコンスターター等への電波障害が発生した場合は障害を取り除かれるまで使用中止してください。（当サイトで原因究明や対策の実施の責は負いません） |
| ★評価測定 | |
| 測定回路は較正・設定の取説参照 VinとVout間に負荷抵抗1Ω～0.15Ω～0を接続します。DCDCコンバーター制御(マニュアルモード)で測定します。 |
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2018/06/16 更新 出力電圧14.0Ｖ 入力電圧12.5Ｖとして再測定しました |
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2018/06/16 更新 上記と同じ測定条件で再測定 MC34063A HTC製に差し替えての測定。 NJM2360ADと大きくSW周波数が異なる。 分割型コアLF102B 1.2φ9T8uH。 注：IC交換には動作ポイントが異なる為再較正が必要です。 18.2A 14.8V 269.3W 連続動作不可。短時間、冷却動作です。LF102B昇圧トランスでも連続15.0A達成と言えるだろう。17A以上は触れない程発熱し危険な領域である。 ややLF130Bより効率低下している。 |
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インダクタの選択再検討 2018/04/20 銅線1.2φGAP1.0mm9T、約8uH。左図画像。Ct220～330PF程度。MC34063A HTC製を使う。 基板高さを抑えられます。上記の様にLF102B分割コアで予想を超える好結果が出た。 NJM2360ADより動作周波数適正で好結果が得られる。LF130Bでは1.6φ7Ｔ約9uH、Ｃt330PFで大電流では好結果が得られる |
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14.5Ｖ 16Ａ スイッチング波形。2018/0524Rev05c 少しリンギングは見られるがこれを抑え込むと効率は悪化する。 インダクタはLF130B 1.6φ*2 8Ｔ 追記：リンギングは中華製USBオシロの産物でした！ |
| ＴＣ10Ｂの充電器としての機能は 充電電流、充電電圧を自由に設定し、正確にコントロール出来、状態もLCDボックスにより、常時把握できる様になりました。市販品には無い機能だと思います。しかし整流ダイオードの発熱が大きいのは大電流化の阻害要因であり16A-15.0Ｖを設定最大値としました。 大電流化は並列接続により可能ですが、発熱ロスを解決出来ればさらなる大電力も可能になります。 TC10Bは半波整流ですが全波整流のハーフブリッジ整流の場合はダイオードレスとなり、10W程度の発熱源がなくなります。 後日TC10Bを改良し、ハーフブリッジ同期整流DCDCを採用したTC10Cを開発しました。 |
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| ★注意事項：Q&A | |
| 車載取付配線関連 ★起動時（端子接続時）、リセット時にはバックライト一瞬点灯し突入電流が流れます。サブ、メインのヒューズは15A～20Aを入れて下さい。 ★基盤の2個のGND端子は共通です。 必ずしっかりしたボデーアースも取ってください。バッテリマイナス端子不可（車両の電流センサーマイナス側対応） ★サブバッテリ接続時火花が出ます。 (充電オンではソフトスタート機能があります) 回路設計上の問題ですが接続時、リセット時一時的にコンバータがオン出力となる為です。 ★ブザーは必ず接続してください。未接続ではLOAD出力されません。 ★ケーブル延長可能ですが、表示しない、リフレッシュしないなどの異常がある場合は短くしてください。 ★30cm並行ケーブルとLANケーブルはどちらかを使えますが、両方接続は禁止です。 ★端子接続は丸端子を使用し、圧着工具でしっかり接続、ネジ締めして下さい。 ★取付時のアルミ板にドリル穴あけするときは切りくずを基板に混入させない様に養生テープでカバーするかアルミ板を取り外して作業して下さい ★設置当初充電中は正常動作であるか時々は表示を監視してください。 ★表示がリフレッシュされないときは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） ★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。 ★床下に設置される場合防水処理などご注意。（車外取付禁止） LOAD関連 （サブバッテリープロテクター） Rev04～はオンオフFETは外付けです。 ★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”を基板内の内蔵したものです。遮断動作後は充電モードで復帰。 ★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。 ★LOAD端子の最大容量は？ 端子容量の20A以下で使用してください(超低損失のFETを使用しています)30A流しても1.44Wが熱損失となります。サブバッテリープロテクタ回路の消費電流（暗電流)はボードの待機電流（暗電流）と同じ6.5mA程度です。 その他 ★充電中に負荷機器を使用すると充電電流は設定電流との差分となります。（大電流機器は使用しない） ★バッテリメーカーの充電条件を順守して下さい。過大な充電電圧、電流の設定を行わないでください。 ★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。 ★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。 ★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。点検してください。 ★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。点検してください。 ★インダクタの共振音（コア鳴き）がある場合があります。 ★セラミックコンデンサ仕様では軽負荷時（2Ａ以下）では基板と共鳴共振音が出る場合があります。 放熱関連 ★ファンレスでお使いになる場合、温度過昇防止が働き充電停止になる場合があります。 ★ファン温度センサーはPIC内蔵センサーを使用していますので実際のパワー素子の温度上昇とは遅れが発生します。筐体が有無で設定値を勘案下さい。 ★Rev02まではFANの消費電流が0.1A以下の物をご使用ください。 保護機能について ★メイン電圧が設定電圧より低下すると充電電流を半減、停止します。（メインバッテリ保護機能） ★ACCがONに成り、メイン電圧が１３V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モードは半減又はオフします。 ★入力FETSW破壊対策；ソフトウェア制御DCDC停止 Ver3.06以降にて 誤動作と他機器への障害について ★フリーズ、異常な充電電圧、電流と思われる場合はリセットしてください。 ★必ずリモコンケーブルには基板側にフェライトのノイズフィルターを装着して下さい。（異常のない場合でも） ★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型ノイズフィルター、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。 古いリモコンスターターに誤動作事例があります。 四日市の Iさんからカーナビ地デジ受信障害の報告あり。入出力配線、サブバッテリマイナス側などにクランプ型フェライトコアを入れると絶大な効果があったとのモニター報告を頂いています。pdf画像を頂きました 金属筐体使用 ----接続方法、設定など不明な点はメールで質問ください----- |
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| 電波障害等の注意事項 --思いつくまま記載したもので内容の保証はありません ■DCDCコンバーターは、基本的にスイッチングノイズ源となります。当回路にはノイズフィルターなどの追加回路はありません。条件次第で他機器に障害を与える可能性があります。商品として筐体に組み込まれ販売するものは追加対策が必要であるとは思います。以下に発生の可能性がある実例を上げます。 *カーオーディオ機器への音声にノイズの混入、ETCなどカーエレクトロニクス機器の誤動作の恐れ(実例報告は皆無) *スマートキーなどECUへの影響→(実例報告は皆無) *旧機種ですがリモコンスターターの症例報告を頂きました。一部リモコンスターターは長波帯を使用するスイッチング周波数と競合する可能性があります。近年のリモコンスターターは機器側で対策がされているようです。 *高周波帯の障害は高調波（歪成分から発生する整数倍の周波数）が含まれる為その原因となります。 *心臓ペースメーカーへの影響 上記の装着者が同乗している場合は万一の場合を想定し使用を停止、中止してください。(TC10Bは電磁波を使用する機器ではありません) *このページで不要輻射対策を解説列記する事は出来ません。他の文献、解説書などで対策される様お願い致します。 *不要輻射等の問題はブログでの障害報告を記載、一般的な対策例を掲載しました。 |
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| ★モニターレポート頂きました。 横浜市K・Y様 エブリイワゴンDA17W WP22-12N並列接続 7.0A 14.4Vです 川崎市のT様 ホンダフリード+に搭載みんカラでのレポートです 横浜市N・A様 エブリイワゴンに搭載 PDFのレポートです。 60B19L 2017/12/01 福岡県のN様 アルミツールケース加工収容されました 山梨県のＹＮ様 プラケースに組み込みました。pdf 。2017/12/15 奈良県のgun_iwamoto_様のインスタグラム★TC10B PWB、PIC提供 初自作成功Newsです。 広島県のmura様 スバルサンバーに取り付けられましたpdf 加工綺麗 スライドテーブルやベッドも大変参考になります 2018/11/01 茨木県のMT様 DA64Vにサブバッテリーシステム一式完成pdfされました。2019/01/14 |
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| ★TC10B次のステップは？：TC10Bは100AH以内のサブバッテリーが対象ですが100AHの0.3C充電やそれ以上のバッテリーには30A級の大容量昇圧走行充電器が必要となります。2017年末からZero氏と共同開発中です。 ＳＬエブリイホームメイドキャンパーブログにて情報公開中です。 |
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| 上画像は試作中の大容量２相並列コンバーターTC30A/BH 2相並列コンバーターと他方式比較PDFファイル 追記： 単一基板での30A実現は障害が多く中止しました。 信号部のみ基板で、大電流部は基板外とする必要があります。 2020/10月現在 単一基盤で実現するのは20A程度とし、それ以上は TC20A TC20Cでの並列接続で実現可能です。 ハーフブリッジ同期整流TC10C TC20C Zero参考資料 追記：2018秋～LTC3780を使用する高効率、30A級DCDCコンバータ開発中です。ブログにて開発状況公開 |
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 開発完了のTC10B 並列運転接続について3枚の基板の並列接続をシュミレーションした結果、一応問題なく動作するようです。 設定は16Aとすると2パラで32Aの走行充電が可能となる。 電源など他の要件を考慮する必要があります。 TC10Bの並列駆動でパワーアップは可能ですが、較正、充電条件等厳密に調整する必要があります。 並列運転は新開発のTC10Cが最適です。 |
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| 【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。 組込用基板（部品）として使用してください。自己責任でお願い致します。】 大電流では12Ｖ低圧でも発煙発火もあり得ます。冷却、通風等実験、設置取付、稼働後に於いても点検など運用後も安全に十分ご注意下さい。 基板実装についても逆接保護回路等はありません。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。 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も設置し運用してください。 関連記事 SLエブリイホームメイドキャンパーTOPページ 電流制御昇圧型走行充電TC10B ブログでの製作記事 新開発TC10C同期整流方式高効率走行充電picマイコン 完成基盤購入、自作用プリント基板入手はこちらから 20A級DCDC走行充電ハードウェア制御 10A超級DCDC昇圧ハードウェア制御Ⅱ型走行充電 【何時でもナビ】車中泊や、再起動防止に 【何時でもパワーウィンドウ】車中泊時のＰＷ開閉 【SLエブリイホームメイドキャンパーの親ページへ（自己紹介、メール連絡、ブログなどこちらから) |
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