Nゲージレイアウト国鉄露太本線建設記

運転よりシナリー重視コンセプトで、昭和40年代後半の風景再現を目指しレイアウトを製作中です。映像・画像を交えながら、製作記に加え、随想や旅行記も発信します。2016年9月より延伸線建設に着手しました。

PWM電源後方HLチラツキ 番外編②

前回の続きです。 『ぎっしゃ』さん、『がおう☆』さん、本件に係る情報提供ありがとうございました、皆さんが抱えている問題と理解できました。

【中山平駅構内風景】


5.Hyper-Gは大丈夫?
N-1001-CLで発見した常点灯1.5Vでの後方HL点灯に気を奪われ肝腎な事忘れてました、Hyper-Gで同様な問題が起きない確認です。

Lレベルヒゲはありますがピーク-1.5V、これならLED点灯しません。 またHyper-Gでもコアレスモーターと通常モーターの逆起電力差を波形から実感できました。

とは言え現物確認が大事です、HLは点灯してません。

念を入れて夜景も、大丈夫です。 計らずも市販電源に対するHyper-G優位性を証明する結果になりました。 設計者としてはニンマリです。


6.N-1001-CLにSBM1045VSS付けたら?
3項「コンデンサ容量変更技法の検証」で、電源に適用する技法があると書きました。 常点灯電源としてN-1001-CLは最もポピュラーなので、実施したらDD51やキハ52の問題がどうなるか?、筆者興味だけでなく読者の参考にもなると考え実験しました。


6-1.N-1001-CL改造
まずSBM1045VSSを1本ご用意ください、東京近郊にお住まいでしたら秋葉原へ寄った際に秋月調達すれば¥40です。 技術は保証しますが自己責任原則でお願いします。

N-1001-CL裏のゴム足の下にある4本のビスを外すと上下ケースをこんな状態に分離できます、左端は筆者改造の低周波二重変調回路ですのでオリジナルにはありません。

この8本足がディレクションスイッチです。 テスターで確認したところ、8本足の一番上2本が電源出力、ディレクションスイッチ入力でした。

ここにSBM1045VSSを白いマーキングが右(プラス)になる様半田付けします。 改造作業はたったこれだけで非常に簡単です。 筆者は実験終了後に取り外し、市販標準電源として今後も使用するのでリードを長いままにしてます。

どうせ自己責任改造するなら、ぜひお薦めするのが逆接防止ダイオードショートです。 両極性ACアダプタが混在した昔の機器に必要でしたが、アダプタ付属販売のTOMIXにはそもそも無用の長物、ポイント切替性能を劣化させてるだけです。

【TOMIX制御機器のコンデンサポイント切替波形】
コンデンサ放電のヒゲ先端でかろうじてポイント切替してるTOMIX制御機器にとって、逆接防止ダイオード損失0.27Vは決して小さくありません。 最大出力電圧が上昇すると共にPWM波高値も上昇し、特にテープLED室内灯常点灯輝度に効果を発揮します。


6-2.改造効果検証 DD51
改造前は3V低速走行時に後方HLが暗く点灯したままでした。

【前号より転載】
出力波形LレベルがLED点灯確認電圧2.4Vを大きく超えているのが原因です。

改造によりLレベルピークは-3.5Vから-2.4Vに改善しLED点灯確認電圧になりました、3V低速走行時は後方HL点灯したままからチラツキに変化しました。 もっと大きな効果を期待しましたが、出力波形と症状は改善されても問題解消にならない結果でした。


6-3.改造効果検証 キハ52
改造前は1.5V常点灯及び3V低速走行時に後方HLが暗く点灯したままでした。

【前号より転載】・・・KATOキハ52 1.5V常点灯
これは常点灯停車中列車後ろ姿としてあってはならない光景だと思います。

【前号より転載】
Lレベルピーク-2.3Vで点灯するので、立ち上がり特性の早いLEDか、ダイオード+白熱球のどちらかだと思います。(キハ52分解調査予定はありません、あしからず)

改造によりLレベルピークは-2.3VからHyper-Gと同じ-1.5Vに改善されました。 これで常点灯1.5V時の後方HL点灯問題は解決するハズです。

現物確認でOKです。 続いて3V低速走行時の後方HL点灯を確認します。

【前号より転載】
改造前は出力波形LレベルがLED点灯確認電圧2.4Vを超え、暗く点灯したままでした。

改造によりLレベルピークは-2.7Vから-2.2Vに改善しました。 しかし後方HLはDD51と同じく点灯したままからチラツキに変化しただけです。 これを改善と言えるのか?、という残念な結果に終りました。


7.まとめ
モーター逆起電力は非常に大きい
今回の実験で解りました。 Hyper-G/N-1001-CL共にコアレスモーター/通常モーターに係らず程度の差だけで急激に速度変化させると必ず後方HLがフワッと点灯します。 回転数変化時に大きな逆起電力を発生する証拠で、毎秒何万回もON/OFFするPWM制御とDCモーター、特にコアレスモーターと相性が悪い事を実感しました。


鉄道模型車両はDC電源基準で設計されている
車両はDC電源使用時に低速からHL/TL点灯する様に設計されてます。 それを無理矢理PWM制御すると、逆起電力による望ましくない現象発生が避けられないと思います。 車両のPWM電源専用改造しか解決方法がなく、そこまでやる?、筆者はパスです。
【参考】完全解決の技術的手段
チラツキ発生HL/TL直列に3-4V定電圧ダイオードを挿入し、直列抵抗を30-40%低く変更すれば、改造前と同輝度/同特性で点灯しチラツキは完全解消します。 ただし直流電源使用時に約6V以下で点灯しなくなります。


逆起電力保護ダイオード変更は改善効果がある
SBM1045VSSの様な低損失大電流容量ショットキーダイオードに変更すると、逆起電力の弊害を軽減する事ができました。 コンデンサ交換技法と直接比較してません(したくてもできない)ので、電源側改善案としてご覧いただき判断をお願いします。


ではまた。

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