電装系修理[2019.10.30 UP]

絶滅危惧種スバルサンバーを快走仕様!「第19回 USB電源製作……実装編その2」

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SUBARU Sambar TV1 app.K (2007)

 前回まではバッテリー電源を3端子レギュレーターによって5V電源を作製してUSB充電器として製作した。しかしどうしても電圧を下げるためにはレギュレーターが熱をもつ。3Aを供給すると120度台までレギュレーターが発熱するので、どうしても大型のヒートシンクが必要になる。それで熱に優しい空間のあるオーバーヘッドトレイに装着したのだが、コンパクトにまとめるにはスイッチングレギュレーターを使用することが前提になってくる。第17回で試作した、村田製作所のスイッチングレギュレーターは600kHzという発信周波数で非常にコンパクトなため、サンバーのダッシュボードで使用するにはちょうどいい。ただ、スイッチングノイズがどの程度ナビ・テレビに影響が出るか心配だった。

組み込んでみれば意外や影響はなく、コンパクトに仕上がったので、どちらかの充電器を使い方によって装備すればサンバーの応用範囲はさらに広がる。

スイッチングレギュレーターのデータシートによると最大電圧が14Vを一瞬でも超えてはならないと明記されている。オルタネーターの発電はレギュレーターが内蔵されているのだが、最大発電時には14Vを超えてしまう。そこでダイオードの特性を利用して14Vを超えないように工夫してみた。ダイオードには電流を順方向に流すと電圧降下を若干ともなうvfという特性がある。1個あたり0.5Vから0.9V程度落ちてくれるので、実測しながら2個直列で使うことで、最大15V時に13V程度まで落ちるようにした。

ダッシュボードの空きスペースに取り付けるパネルとシャシーは熱の心配がほとんどないので低発泡塩ビ板フォーレックスを使用。加工の容易さと、若干湾曲した部分への対応ができるようにしてみた。パネル部分への基板装着は瞬間接着剤とホットボンドを使用したので、製作は容易だ。パネル装着は車用の汎用グロメットを使用して、まるで純正風?の仕上がり具合を目指した。

今回は供給電流に余裕があるので、各2端子として、強制充電モードと通常充電モードを装備。ナビゲーションなどのアプリも電源に繋いだままにできる工夫をしてみた。

第19回 USB電源製作……実装編その2

ダッシュパネルの装着部分の採寸から始める。

くぼみを利用してそこにピッタリはまるように採寸。

R部分は直径2センチの1円玉がピッタリだった。

カット後、何度も現物に合わせながら少しずつ削っていくのがコツだ。

取り付けパネルは現物合わせで、1mm厚アルミ板を加工。ボール紙で型を取りパネル取り付け面は固定してから穴あけを行う。

基板取り付け用USBコネクターはUSB-4AF203AS(70円)を使用。

足が2.54mmピッチではないので基板の穴拡大が必要になる。

スイッチングレギュレーターのデータシートによると14V以上の入力は破損すると書かれているので、車で使用する場合は対策が必要だ。

10A10(40円)という1000V10Aのダイオードがvf1.1vとあった。

順方向電圧降下を利用して保護も兼ねて2本直列として挿入。

全体の配線図がこれ。出力端子は通常充電と急速充電の2種類を用意しておいた。組み立てる時に抵抗値を間違えないようにする。

充電器の+12V電源はシガーライターから供給なので無理につける必要はないが、基板上のジャンパコネクターからスイッチをつけた。

基板全体はできるだけコンパクトにして、試作状態から導突ノコでカット。配線は長めに作り、装着時に詰めて必要な長さにする。

基板状態でバッテリーから通電して動作状態をチェックしておく。発熱なども確認できる。通常充電モードではip adは充電不可になる。

パネル取り付けはたまたま持っていたホンダ用のネジグロメット。91640-SM 4-003。通常の7mmタイプでもなんら問題はない。

パネル同士の接着は瞬間接着剤で強度も出るので、基板はそこにホットボンドで固定していく。

ネジ式よりも振動の面で有利だからだ。

純正装着風 完成!

パネル側にスイッチと出力端子を配置し、トレイ下面にレギュレーターとダイオードを配置。簡単に両面テープで軽くボディに固定する。

ピッタリ収まってまるで純正風になった。レタリングセットなどで文字入れをすればベスト。左側のUSB端子がが通常充電モード。

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