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。