何時でもナビVer〷　ナビサブバッテリ電源切替回路

■ 【何時でもナビ】 Ver08 （XX）

	Ver08は試作のみです。→最新版はVer11 （DCDCは不要と判断し、Ver08は試作のみで開発中止しました） Ver08 完成基板　2024/02～　関連ブログ記事 50*95　基板高26㎜基板内にサブバッテリ電源昇圧DCDCを内蔵しました。 →Ver08は中止サブ電源に昇圧ＤＣＤＣコンバータを基板内に内蔵しました。取付説明書（参考）【何時でもナビ】シリーズ一覧表問題点は、従来のＶｅｒ07にＤＣＤＣコンバータ追加した為コストアップになります。特にインダクタは手作りで大変手間がかかる。汎用部品に置き換える予定。
★【何時でもナビ】Ver08 　 DCDCコンバータは当サイトオリジナル走行充電で実績のあるシンプルなPFM標準回路です。【何時でもナビ】に使用す場合ＤＣＤＣ整流ダイオードで逆流防止が不要になります。1.5A時の動作周波数は約1.8Mhz。動作周波数を力高くしているので懸念されたノイズ対策についてもＬＣフィルター無しで問題はなさそうです。負荷であるナビはせいぜい3Ａ程度であり問題は無いかと思います。試作した回路は10Aオーバーで能力的にはオーバスペックです。特にインダクタは20Ａ級で使用しているものです。ブロック図
	テスト環境は下図のDVD内蔵メモリーナビ。最近の多機能ナビ、アンドロイドＷｉＦｉナビではテストしていません。少なくともＡＶ回路への障害は見られない様です。Bluetoothは私の環境では問題はなさそうです。左図の大容量SBDは特性上逆方向への漏洩電流があります。他回路への障害となる可能性があり抵抗追加し無効電流処理します。常時電源14.5V 1.3A時の電源降下は実測0.30Ｖ ACC14.42V時の電圧降下は0.1V 自己消費電流10ｍA以下
	テスト風景サブバッテリモードで起動中メインのダイーオードはDCDCの整流ダイオードも兼ねる。温度上昇は室温20.0℃でほんのり暖かい程度。画像の様にナビ入力電流1.84A。 DCDCのスイッチングFETは放熱は基板に固まるシリコンで接着。殆どこの程度では発熱はありません。バイファイラ巻のインダクタも殆ど発熱は見られず。夏場を考えると金属ケースに入れたい。ACC側ダイオードは無負荷なので常温。通常時の変換効率は88％～90%。サブ入力には安全ヒューズが必要で基板内に内蔵する。
インダクタはTC20Cで使用したものでオーバスペック。基板内にヒューズを設置予定。基板サイズ、使用部品はほぼ確定。放熱不要設計ですがケースに入れる必要はある。	放熱も兼ねた半田盛付のラインパターン。サブスイッチFET、電流検出チップ抵抗、スイッチングFETはフルモールドタイプを採用し固まる放熱シリコンで接着。
【何時でもナビ】Ver08　動作説明常時電源に於いてナビが必要とするバックアップとオフ時メカ動作用の電源確保の為、M1 FETを逆接動作としました。（Ver06/07と同じ） ACC OFFの時、M1 FETはオフですが逆接により内部寄生ダイオードを経由しACCオフでも大電流を供給可能となります。電圧降下が発生します。逆流防止ダイオード。　Ver07と同じ大容量です。 ★使用するサブ電源はLiFePo4バッテリを推奨します。　Ver06/07と同じサブバッテリ入力を昇圧DCDCコンバータで14.5Vに昇圧しました。これは【何時でもナビ】オンでサブ電源が消耗しメインより降下した場合、メインバッテリ消費を避ける為常にメインバッテリーより電圧が高い事が要求される為です。ポータブル電源のシガーソケット出力を使用する場合は定格が12V10Aを維持出来る事。ポータブル電源のAC100V経由14.5Vスイッチング電源を使用する場合はVer08は必要でなくVer07でVer08同等機能になります。

参考仕様　暫定　サイズ　509530 　常時電源、ACC入力電圧12.5V　ナビ仕様を基本とする　サブバッテリー入力　12V10A仕様を条件とする　推奨50Ah以上のリン酸鉄リチュームイオンバッテリ　サブバッテリ動作時昇圧電圧14.5V 　対応外：通常時クランキング後リセット動作するナビには対応できません。（同じ動作となる）
Ver08の考察・まとめ反省　サブ電源側原因による再起動を防止するために有効と考え試作したものです。発熱は大きな発熱では有りませんが、電力ロスです。再起動はクランキング後再起動する場合もあり、クランキング後再起動の原因はメインバッテリ電圧の回復遅れによるものであり、この場合電圧保証すべきはメイン電源側です。電圧保証を考えるとサブ、メイン共に必要です。そこまでやると待機電力（暗電流）が増大し、新たな問題が発生します。必要時別途追加設置で解決する方法で良いと思います。しかし、近年ナビはHDD非搭載、DVD非搭載となりディスプレイナビアンドロイドナビが増加低電力化が進み【何時でもナビ】制御基板内で電力ロスをなくし、かつ取り付け時に於いて電圧降下を最小にするなどの方法でほぼ再起動問題は解決できると考えています。　常時電源の供給の電子化処理はロジックでの確実な高速切替の目途が付きました。その他操作、切替など付加回路リモコン追加、改良したものを【何時でもナビ】最終バージョンを試作検討しています。　　最終版の開発進行状況はブログに掲載しています。

	Ver08は試作のみです。→最新版はVer11 （DCDCは不要と判断し、Ver08は試作のみで開発中止しました） Ver08 完成基板　2024/02～　関連ブログ記事 50*95　基板高26㎜基板内にサブバッテリ電源昇圧DCDCを内蔵しました。 →Ver08は中止サブ電源に昇圧ＤＣＤＣコンバータを基板内に内蔵しました。取付説明書（参考）【何時でもナビ】シリーズ一覧表問題点は、従来のＶｅｒ07にＤＣＤＣコンバータ追加した為コストアップになります。特にインダクタは手作りで大変手間がかかる。汎用部品に置き換える予定。
★【何時でもナビ】Ver08 　 DCDCコンバータは当サイトオリジナル走行充電で実績のあるシンプルなPFM標準回路です。【何時でもナビ】に使用す場合ＤＣＤＣ整流ダイオードで逆流防止が不要になります。1.5A時の動作周波数は約1.8Mhz。動作周波数を力高くしているので懸念されたノイズ対策についてもＬＣフィルター無しで問題はなさそうです。負荷であるナビはせいぜい3Ａ程度であり問題は無いかと思います。試作した回路は10Aオーバーで能力的にはオーバスペックです。特にインダクタは20Ａ級で使用しているものです。ブロック図
	テスト環境は下図のDVD内蔵メモリーナビ。最近の多機能ナビ、アンドロイドＷｉＦｉナビではテストしていません。少なくともＡＶ回路への障害は見られない様です。Bluetoothは私の環境では問題はなさそうです。左図の大容量SBDは特性上逆方向への漏洩電流があります。他回路への障害となる可能性があり抵抗追加し無効電流処理します。常時電源14.5V 1.3A時の電源降下は実測0.30Ｖ ACC14.42V時の電圧降下は0.1V 自己消費電流10ｍA以下
	テスト風景サブバッテリモードで起動中メインのダイーオードはDCDCの整流ダイオードも兼ねる。温度上昇は室温20.0℃でほんのり暖かい程度。画像の様にナビ入力電流1.84A。 DCDCのスイッチングFETは放熱は基板に固まるシリコンで接着。殆どこの程度では発熱はありません。バイファイラ巻のインダクタも殆ど発熱は見られず。夏場を考えると金属ケースに入れたい。ACC側ダイオードは無負荷なので常温。通常時の変換効率は88％～90%。サブ入力には安全ヒューズが必要で基板内に内蔵する。
インダクタはTC20Cで使用したものでオーバスペック。基板内にヒューズを設置予定。基板サイズ、使用部品はほぼ確定。放熱不要設計ですがケースに入れる必要はある。	放熱も兼ねた半田盛付のラインパターン。サブスイッチFET、電流検出チップ抵抗、スイッチングFETはフルモールドタイプを採用し固まる放熱シリコンで接着。
【何時でもナビ】Ver08　動作説明常時電源に於いてナビが必要とするバックアップとオフ時メカ動作用の電源確保の為、M1 FETを逆接動作としました。（Ver06/07と同じ） ACC OFFの時、M1 FETはオフですが逆接により内部寄生ダイオードを経由しACCオフでも大電流を供給可能となります。電圧降下が発生します。逆流防止ダイオード。　Ver07と同じ大容量です。 ★使用するサブ電源はLiFePo4バッテリを推奨します。　Ver06/07と同じサブバッテリ入力を昇圧DCDCコンバータで14.5Vに昇圧しました。これは【何時でもナビ】オンでサブ電源が消耗しメインより降下した場合、メインバッテリ消費を避ける為常にメインバッテリーより電圧が高い事が要求される為です。ポータブル電源のシガーソケット出力を使用する場合は定格が12V10Aを維持出来る事。ポータブル電源のAC100V経由14.5Vスイッチング電源を使用する場合はVer08は必要でなくVer07でVer08同等機能になります。

参考仕様　暫定　サイズ　509530 　常時電源、ACC入力電圧12.5V　ナビ仕様を基本とする　サブバッテリー入力　12V10A仕様を条件とする　推奨50Ah以上のリン酸鉄リチュームイオンバッテリ　サブバッテリ動作時昇圧電圧14.5V 　対応外：通常時クランキング後リセット動作するナビには対応できません。（同じ動作となる）
Ver08の考察・まとめ反省　サブ電源側原因による再起動を防止するために有効と考え試作したものです。発熱は大きな発熱では有りませんが、電力ロスです。再起動はクランキング後再起動する場合もあり、クランキング後再起動の原因はメインバッテリ電圧の回復遅れによるものであり、この場合電圧保証すべきはメイン電源側です。電圧保証を考えるとサブ、メイン共に必要です。そこまでやると待機電力（暗電流）が増大し、新たな問題が発生します。必要時別途追加設置で解決する方法で良いと思います。しかし、近年ナビはHDD非搭載、DVD非搭載となりディスプレイナビアンドロイドナビが増加低電力化が進み【何時でもナビ】制御基板内で電力ロスをなくし、かつ取り付け時に於いて電圧降下を最小にするなどの方法でほぼ再起動問題は解決できると考えています。　常時電源の供給の電子化処理はロジックでの確実な高速切替の目途が付きました。その他操作、切替など付加回路リモコン追加、改良したものを【何時でもナビ】最終バージョンを試作検討しています。　　最終版の開発進行状況はブログに掲載しています。


★モニター試作品余剰品販売コーナー新設
ＳＬエブリイホームメイドキャンパーブログカテゴリー【何時でもナビ】　【何時でもナビ】シリーズ一覧表