放電装置・・・電力を熱に変換するもったいない装置。

できれば電力回生をしたいが、受け入れ先がないので、しょうがない、熱にする。

仕様：48V 4.8Aにて250Wの熱を発生。

端子を繋いが瞬間に電流が流れると危ないかと思って、MOSFETでON/OFFする。オン抵抗は実測5.5mΩと小さいものなので、放熱のフィンは不要である。

なお、24V 4.8Aでも放電できるように、内部の回路は24Vの放電回路が２直列となっている。

いかんせん電力がかつて扱ったことがないくらい大きい＆すべて熱になるので、連続通電試験を実施。

といって、電源装置が35Vまでしか発生できないので、35V 3.5Aにて連続通電中。ファンは手に入る中で最も風量が大きいものを選んだので、大変うるさい。

ざっと回路図はこんな感じ。

太線は5A程度の電流に十分耐えるようなワイヤを使います。また発熱するホーロー抵抗との接触で被覆が溶けたりすると危ないので、配線は基本的にテフロン系の耐熱ワイヤーを使います。

安全装置としては、うっかり何かがショートした時のためにヒューズ。入り口端子に最も近いところに配置。

二次的な安全策としてホーロー抵抗の部分のハンダ付けを共晶ハンダで実施。183℃ではんだが溶けるので、そこで回路が遮断されるようにとしました。ホントかな？とりえずコシの強い配線をUの字に曲げて配線したから、残留の応力でハンダ溶けた時に配線外してくれないかなと期待。

連続通電試験がそろそろ30分になるが、発熱の問題はなさそうだ。風が結構流れてるからね。電圧も低いしね。

 

最悪を想定して、ファンが停止したときや、逆接続をしたときのことを考えるべきなんだが、逆接続はファンが壊れて終わり。あ、ファンが壊れてるのに電流が流れ続けるからダメじゃん。MOSFETも内蔵ダイオードでの電圧ロスがあるから発熱ひどそうだな。5Wくらいなら大丈夫かな。
ダイオード入れておこうかな。連続5A流してしまうと、ダイオード結構発熱するんだよなぁ。ファンのところにダイオード入れて、ファンが壊れないように保護。ファンが回らなかったら逆接続だから気がついてね、でいいかな。

 

あ！MOSFETつかって逆接続の保護回路できるじゃないか。それだな。NMOSが大量にあるから、それを使って実装してみよう。ローサイドスイッチになるけど、そこはご愛嬌。

で、変更した回路がこちら。MOSFET一つ追加するだけ。理解しにくい回路だが、これで逆流阻止できる。内蔵ダイオードを使ってうまいこと起動処理します。

 

さて、保護回路の解説だが、MOSFETをひっくり返して配線するだけ。逆方向接続の場合、下側に入れたMOSFETがOFFなので、逆電圧は下のMOSFETがすべて担保する。
順方向接続の場合、下のMOSFETのボディーダイオードを流れて全体の回路がONになる。いざONになると、下のMOSFETのVgsが12VになるためMOSFETがONになる。ボディーダイオードに電流は流れていたがMOSFETがオンになるので、もはやオン抵抗のみが支配する世界がやってくる。

いや、これいいね。 

 

そして、本日実際の電源（電池）を接続しての試験を実施した。で、懸念点が出てきた。最後にMOSFETのVgs程度の電圧になったとき、MOSFETがON/OFFの中間状態になるとかなりの発熱があるのではないかと。
電圧が定価したら、電流遮断するような回路があってもいいかな。