Part.5 [試作二号機のレポート]

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     試作二号機のレポートを行う。

     結果は極めて良好であった。常用するには十分な性能を発揮した。
    今回は試作二号機の運用結果をレポートする。

     また、予定を変更して次回に試作二号機改を紹介する。評価検討が二号機の第一優先課題であった。

     試作二号機改では、見栄え、組み立て安さ、簡単さ、部品の入手を含めて整理したものを案内する。

    [クリックで拡大]

     試作二号機の回路図を示す。
    ダイオードを3個ただ並べたものである。な〜〜んだというくらい簡単だ。

     ダイオードは通常一つで0.6Vの電圧降下をする。従い3個で1.8Vの電圧になる。もし、4個並べれば2.4Vになる。

     ここで設計の選択肢は2つできる。つまり、

    A案)9.5V原理主義
     もし、Eee PCの仕様どうりに9.5Vに固守するのであればダイオードを4個ならべれば良い。
      
     12Vの電源に試作二号機を接続した場合、

     出力電圧 = 12V − 2.4V = 9.6V

     となる。誤差0.1Vとなりほぼドンぴしゃりとなる。

    B案)10V実在主義。
     本レポート1,2で案内したとうりEee PCには正味10Vの電圧がでている。実機にあわせる。
     この場合、ダイオードを3個として、

     出力電圧 = 12V − 1.8V = 10.2V

     となる。0.2Vは誤差としてほぼドンぴしゃりとなる。

    ■実際の構築
     私は前回のレポートのとうり、私は若松通商で適当に買ったダイオードを実測した結果、二個で1.6Vの電圧降下が発生した。
    よって、12−1.6=10.4Vということなり近似とした。

     写真ではダイオードが2つあるのはこういう理由である。
    次のものが全体図だ。


    [クリックで拡大]

     前回のレポートと違うのは、、、ここがミソなのだが、最初配線しただけでは動作しなかった。厳密には最初は動いたのだが、だんだんうまくEeePCの充電ができなくなった。

     理由は、使用しているうちにダイオードが発熱し電圧降下が変化したためである。

     ダイオードの順方向電圧降下は発熱と共に大きくなる。つまり、EeePCに供給する電圧が下がるわけだ。

    ■発熱量の計算
     発熱はダイオードが消費するエネルギーで算出できる。
    ダイオードが約2Vの電圧ガリガリ削り熱に変換していると思えば良い。。。ああ、勿体無い、、、予断だが最近の流行のスイッチ電源は電気を高速にON/OFFして電力をコントロールしている。ON/OFFだけなので発熱でエネルギーを捨てるということをしていない。ゆえに、効率が良いと言われている。

     発熱量は次の計算式だろう。電圧はダイオード間の電圧であり、電流はダイオードを流れるものである。

     発熱量 = 電圧(約2V) × 電流(約1A)= 2W

     さらに、最大値を考えると、EeePCの純正電源の2.3Aあてるならば、約2倍強となりだいたい5Wを見ておけば良いだろう。

     つまり、2Wから5Wの発熱がダイオードに発生する。従い見合った放熱器(ヒートシンク)を付けて上げれば良い。

     そして、これが一番重要なのだが、この設計はフェールセーフだということである。何かあった時に安全な方向に動作する回路だということだ。つまり、

    1: 電流が流れすぎた時は、ダイオードは切れて電気が通じなくなる。
    2: オーバーヒートするとEeePC側の電圧は低下して安全である。

     上の写真は前回のレポートに放熱器をつけたものである。これで安定して10Vの電圧を取り出すことに成功した。


    [クリックで拡大]


     上の写真は拡大した所。アバウトにダイオードが載っているのが判る。
     いい加減と非難するかもしれないが、試作二号は検証が目的であり見た目とか常用に適するかということは考えていない。というわけで雑さ加減は容赦して欲しい。


    [クリックで拡大]

     ひっくりかえしたところ。照明が暗くきれいに写真がとれていないのだが、放熱フィンが見えているだろう。

    ■次回試作二号改の案内

     すっきり使える事を第一優先順位とする。
    第二優先順位として簡単に作れることとする。

     たぶん次の事を考えるべきだろう。列挙する。

    1.配線がむき出しにならないよう、配線を樹脂ボンドなどで固める。
     もしくはプラスチックケースに収める工夫をする。自宅や事務所にストレスなくおけるようにする。

    2.ダイオードの選択を詰める。テスターで計ってダイオードの数を調整するのではなく、決め打ちで配線して良いようにする。
     確か、若松通商3Fで順方向電圧降下が2.4Vの物があったように記憶する。あの時は、そのダイオードが大きく放熱器に接続するように出来ていたので敬遠した。あのダイオードが本来最適だったのかもしれない。

    3.再度EeePCの消費電力を調べなおし最適な12V電源を確認する。
     EeePCは常用では1.3A前後という印象がある。前回調べた時はバッテリを接続していたか覚えていない。
     接続していれば、充電しながら1.3Aである可能性がある。次のテストが必要だろう。

     A)バッテリを外したときの消費電流。
     B)バッテリがすっからかんの状態で充電しながらの消費電流。
     C)バッテリが90%充電状態での充電しながらの消費電流。

     読者は奇妙に思うかもしれないが、バッテリとは空のときほど、電気が流れないという特性がある。つまり「始めちょろちょろ、あとパッパ」である。

     可能性として、バッテリ容量が90〜99%の時に最大電流が流れる可能性がある。

     このあたりを正確に把握しておくと、採用する12V電源の選択肢が広がる。把握する必要がある。

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