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C40 Chaege/Load Controllerの回路解析

C40 Chaege/Load Controllerとは、太陽電池や風力発電などの自然エネルギーを蓄電池への過充電又は過放電防止するための制御機器です。

当サイトではC40を4台とC60を2台_PWMコントローラ合計6台保有しており修理時期が来る事を想定し回路解析実施、C40は相当量の流通実績
を持つ機種と推測、同機種は2014年現在ではオークション等に登場のみとなり故障した場合の自己対処用資料を公開します。
以下はその全資料(解析回路, 半導体端子図, 各部電圧, 各部波形)で、追記の必要性を感じた場合は追加解析を実施します。

C40とは定格電流40A/48VまでのPWMコントローラー,C60とは定格電流60A/24VまでのPWMコントローラーです。


◆C40外観画像の上段冷却フィンはLOADモード時の出力段で、下段冷却フィンがChargeモード出力段
Load/Chargeは単一選択機能なので解析回路を参考に希望機能に限定し、パーツ数点追加と端子配置改造と冷却ファン付加又は冷却フィン
強化により比較的簡単に定格拡張可能な構造となっている様に見受けられる。



C40 Chaege/Load Controllerの出力段回路解析



C40/C60_PWMコントローラの稼働時に於ける通過電流とパルス幅の関係把握結果をチャート化





C40 Chaege/Load Controllerの解析回路図(集合抵抗部分の目視解析が十分出来ず、トレース漏れに注意が必要)



C40 Chaege/Load Controllerの半導体外観図




C40 Chaege/Load Controllerの下記回路図面に於ける供給電源とイコライズモード条件時の各部電圧計測及び波形観測



※集合抵抗部分の目視解析が十分出来ず、トレース漏れに注意が必要



○左画像@波形はCPU_15pin, 右画像A波形はQ21-Q22接続のL出力側波形(交流供給電源)


○左画像B波形CPU_8pinと 右画像C波形CPU_9pinは(オプションMETER制御信号)
 


○左画像D波形はCPU_11pin(マルチプレクサ制御)と12pin;  右画像E波形CPU_13pin波形(12pin,13pinマルチプレクサ信号)



○画像F波形はCPU_17pin(マルチプレクサ信号)




【C40,C60】混用等による並列運転
入力源独立に於けるPWMコントローラー出力コモン(並列運転)の問題点について下記に考察します。
複数のPWMコントローラーが共通の蓄電池に充電すると蓄電池の内部抵抗や結線抵抗が起因する理由によりコントローラー出力の
タイミングによって、コントローラーの設定検出値に対し個々の制御タイミングズレが生じる可能性があります。
当サイトの場合、下記イラストに示すコントローラー固有差による僅かな制御モード切替タイミング差は生じているが問題となる
ような現象は発生していない。・・・(閾値設定はシビアに設定しているので、概ね同一時間で同一モードに切り替わる)

【コントローラー固有差とは】
当サイト解析回路図C40コントローラーの 74HC4051(マルチプレクサ) 1,12,13,14の各pinに入力された電圧、つまり
制御CPU(2039-40)による介入がない限り各コントローラーの設定電圧誤差と分圧抵抗値誤差で決まる。

●上記の構成で、複数のコントローラーから共通の蓄電池へ集中的に充電される場合、配慮すべき点は
 蓄電池の並列接続に対するバランス維持と適正な充電電流を超過しないような工夫が必要と考えます。
 因みに当サイトでは余剰電力は負荷制御によって吸収し、過剰な急速充電が継続しないように努めている。


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