何時でもナビVer08　ナビサブバッテリ電源切替回路

■ 【何時でもナビ】 Ver08

	試作のみです。（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。対応カーナビはＨＤＤナビ、ＤＶＤ内蔵ナビ、フローティングタイプなどほぼすべてのタイプ。対応車両はディーゼルエンジン車などほぼ全車種。 →Ver08は中止 Ver06、Ver07の欠点解決を目指すものものです。10Aクラスの昇圧ＤＣＤＣコンバータを基板内に内蔵しました。サブバッテリーは12.8Ｖリン酸鉄リチュームイオンバッテリを推奨します。ポータブル電源でもシガーソケット出力が10Ａで12Ｖ規格であれば可能ですが低品質の物が多くこれまでもトラブルの原因となっています。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 　【何時でもナビ】は車中泊時などでサブバッテリ電源からカーナビを使用可能とし、走行時はメインバッテリ自動切替、切替時の再起動防止が主な機能です。設置条件は車両や使用するナビの種類など違いがあり一律ではなく、特に再起動が発生する条件（電圧降下変動）に対応する為VerUPを重ねてきました。今回も同様です。 ACCオフ時にもメモリーバックアップ、ドア収納、DVDメカ動作などに必要な電源は常時電源ですがそのACCオフ時にも供給可能とする為Ver04は120Ω抵抗でジャンプ。Ver06ではダイオード重畳、改良版理想ダイオードまで使用し電位差により逃げの回路で回避していました。中華製とは言え改造も含めたコストアップ1,000円分は大きかったです。 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。問題点は現在のところ発生していません。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。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・反省　根本的にDCDCは不要と判断しVer08は開発中止としました。　いずれ【何時でもナビ】Ver08はWeb上すべて削除します。　基本的に常時電源の供給はFET逆接などで処理する考え方（冗長電源）は間違いであると判断しました。　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。　これ迄稚拙で思いつかなかったというのが正直なところです。　自己使用に於いては単純なリレー版でもなんら問題なく正直深く考えたことがありませんでした。　2024/02現在Ver07ｆとして常時電源ロジック切替方式を基本として、　その他操作、切替など付加回路追加、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。

	試作のみです。（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。対応カーナビはＨＤＤナビ、ＤＶＤ内蔵ナビ、フローティングタイプなどほぼすべてのタイプ。対応車両はディーゼルエンジン車などほぼ全車種。 →Ver08は中止 Ver06、Ver07の欠点解決を目指すものものです。10Aクラスの昇圧ＤＣＤＣコンバータを基板内に内蔵しました。サブバッテリーは12.8Ｖリン酸鉄リチュームイオンバッテリを推奨します。ポータブル電源でもシガーソケット出力が10Ａで12Ｖ規格であれば可能ですが低品質の物が多くこれまでもトラブルの原因となっています。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 　【何時でもナビ】は車中泊時などでサブバッテリ電源からカーナビを使用可能とし、走行時はメインバッテリ自動切替、切替時の再起動防止が主な機能です。設置条件は車両や使用するナビの種類など違いがあり一律ではなく、特に再起動が発生する条件（電圧降下変動）に対応する為VerUPを重ねてきました。今回も同様です。 ACCオフ時にもメモリーバックアップ、ドア収納、DVDメカ動作などに必要な電源は常時電源ですがそのACCオフ時にも供給可能とする為Ver04は120Ω抵抗でジャンプ。Ver06ではダイオード重畳、改良版理想ダイオードまで使用し電位差により逃げの回路で回避していました。中華製とは言え改造も含めたコストアップ1,000円分は大きかったです。 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。問題点は現在のところ発生していません。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。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・反省　根本的にDCDCは不要と判断しVer08は開発中止としました。　いずれ【何時でもナビ】Ver08はWeb上すべて削除します。　基本的に常時電源の供給はFET逆接などで処理する考え方（冗長電源）は間違いであると判断しました。　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。　これ迄稚拙で思いつかなかったというのが正直なところです。　自己使用に於いては単純なリレー版でもなんら問題なく正直深く考えたことがありませんでした。　2024/02現在Ver07ｆとして常時電源ロジック切替方式を基本として、　その他操作、切替など付加回路追加、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。


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