ハブダイナモ充電器（その6）

四国お遍路自転車旅行でハブダイナモ充電器が壊れてしまった。それだけならまだしもスマホまで壊れてしまった。原因は判っている。3端子レギュレータが壊れ、過電圧が印加されたのである。

焦げて黒くなった抵抗

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抵抗の定格は1/6W､330Ωだ。その抵抗がこんな具合に焼けたとすると1/2W程度まで印加電圧が上がったと思われる。

電力（W）＝電流（I)×電圧（V）＝（V＊V）/R（抵抗値）

の式から、印加電圧を推測すると大体　V=13V　だ。

USBの定格は5Vなので、こんな大きな電圧が印加されてはスマホも壊れてしまう訳である。ドコモに修理を出したら、電池も壊れていた。

さて、3端子レギュレータが壊れ過電圧がスマホに印加されたと思われるが、何故3端子レギュレータが壊れたのだろう。

推測するに、あの時

①充電電流を増やそうと、電池（エネループ）を外した
↓
②急坂で速度が低下し、スマホの充電開始電圧の閾値を上下した。そうすると充電開始の都度「ピッポ」と音がして煩いので、スマホを外した。
↓
③負荷が軽くなり、ハブダイナモの出力電圧が上昇した。
↓
④峠の下りで40km以上なり、3端子レギュレータの最大入力電圧を越えた
↓
⑤3端子レギュレータが壊れた。
↓
⑥回路が壊れたことに気づかず、スマホを接続した。
↓
⑦13Vの電圧がスマホに印加され壊れた（悲しい）

という過程を辿ったと思われる。

自作した充電回路の大きな欠点として、スマホまたはエネループを接続しておかないと、速度が速いときに3端子レギュレータが壊れるという事が分かったのである。これでは使用に耐えないので改良を行った。

改良点
・整流用ﾀﾞｲｵｰﾄﾞの容量を1A→4Aに変更
・3端子レギュレータ保護用に、5W、5.1Vのツェナーダイオードを3個直列に追加
・3端子レギュレータ保護用に、逆電圧防止のダイオードを追加
・エネループ充電用回路を削除しシンプルにした。

測定結果

①何も接続しない場合、開放

測定	走行速度
	５km	10km	15km	20 km	25km	30km
AC入力	4.5	8.4	12.0	15.3	17.2	-
DC入力	8.0	14.2	14.7	15.0	15.1	-
DC出力	5.0	5.0	5.0	5.0	5.0	5.0

※ツェナーダイオードの効果でDC入力電圧が飽和している

②ポケットチャージャー02を接続

測定	走行速度
	５km	10km	15km	20 km	25km	30km
AC入力	4.3	5.8	6.0	6.1	10.0	-
DC入力	7.0	4.7	4.8	4.9	5.3	-
DC出力	4.4	4.5	4.6	4.6	4.8	-

※ポケットチャージャーは多分60％充電されたものを使用

※この感じだと、充電電流は１A近い

回路図

回路図Rev2.0

これで、もう一度フィールドテストを行うことにする。スマホなどを直接、接続するのは止めてモバイルバッテリーを接続することにする。それなら壊れても被害が少ない。

作り直した充電器

【その後】
約1ヶ月の自転車旅行中、特に問題なく使うことができた。下りでは時速60kmのときもあったが回路が壊れることは無かった。これで完成という事にしよう。


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