最初に設定したパーツではリンギングのピーク電圧は45V位となり十分なのだが周波数が20MHz位もあり共振周波数（２～６ＭＨｚ）を大きく超えている

《前回の結果：２ＳＫ４０２１，１Ｎ５８２２，４７μＨ》

このままでも効果はありそうではあるがCouper氏の記事を無視したくないので手持ちのパーツにて検証し調整を試みる

ダイオードの交換

リンギングはダイオードの逆回復時間（trr）が関係しているのだろうと思われ，Couper氏の回路で使用されているファストリカバリ―ダイオードだとGI826CT（trr=200nsとのこと）で約5MHzとなり辻褄があう

同様のダイオードは手持ちにないので，ある分だけでダイオードを交換して検証した

	Type	VRRM(V)	IF(A)	VF(V)	trr(ns)	備考
GI826CT	FRD	100	6		200	オリジナル回路，入手困難
31DF2	FRD	200	3		30	代替で主に利用されている
C10T06QH	SBD	60	11.1	0.66	不明	使用している人がいた
ER504	FRD	400	5	1.25	35	多く使用されている
1N5822	SBD	40	3	0.525	不明	そこそこ使用されている
以下手持ちの実験用
SB340LS	SBD	40	3	0.44	不明
11EQS03L	SBD	30	1	0.45	不明
SS2040FL	SBD	40	2	0.4	不明	表面実装のため今回はパス
1N4007	整流	1000	1	1.1	不明	汎用
1S3	整流	30	1	0.5	不明	1N5817の代用品

FRD: ファストリカバリーダイオード
SBD: ショットキーバリヤーダイオード
trr: リカバリタイム（逆回復時間）

《ＳＢ３４０ＬＳ》	《１１ＥＱＳ０３Ｌ》	《１Ｎ４００７》	《１Ｓ３》

リンギングの形は異なるが周波数は変動しなかった

実験したダイオードの逆回復時間は同じだと思えないのでリンギング周波数には影響が少ないということか

ＦＥＴ・コイルの交換

別のパーツの影響を確認（ＦＥＴまたはコイル（Ｌ１）を交換）

《２ＳＫ２２３２》	《１００μＨ》	《２ＳＫ２２３２，１００μＨ》

ＦＥＴを２ＳＫ２２３２にするとリンギング周波数が約100nsの10MHzに変化した

２ＳＫ４０２１：ＲＤＳ＝８０ｍΩ，Ｖｔｈ＝１．５～３．５Ｖ，ｔｆ＝１５ｎｓ

２ＳＫ２２３２：ＲＤＳ＝３６ｍΩ，Ｖｔｈ＝０．８～２．０Ｖ，ｔｆ＝５５ｎｓ

周波数に関係しそうな仕様としてはｔｆか？

尚，コイルによるリンギング周波数の影響はなく（充電時間が同じなので）電圧が変動する

最終調整

決定したパーツ

• なるべく共振周波数（２～６ＭＨｚ）にしたいのでＦＥＴは２ＳＫ２２３２を選択
• ダイオードは出力結果が同じで扱い易い１Ｎ４００７に変更
• コイル（Ｌ１）は４７μＨ

これまでＦＥＴの動作クロックパルスはＯＮタイムを４μｓとし，発熱と消費電力を考慮しながら１０ｋＨｚ～２０ｋＨｚ間で調整する予定であったが，ＦＥＴを交換したことにより電圧が落ち波形のキレが無くなったので再度ＯＮタイムを調整

ピーク電圧と発熱を監視しながら最終的に４０００Ｈｚの１２μｓとした

《１０μｓ》	《１２μｓ》	《１５μｓ》	《１Ｎ５８２２，１２μｓ》

１Ｎ４００７でも１Ｎ５８２２の場合（最右）と遜色ないリンギングとなっている

既に半年も前から計画し車にデサルフェータ―３号機を取り付けようと思いながら時間が掛かってしまっている

まずは少しづつ準備してたことを整理してみる

原理

Alastair Couper氏が雑誌に発表した記事を見直す

• 鉛蓄電池は充放電すると電極に硫酸鉛の結晶が付き（サルフェーション）劣化して寿命となる
• 硫酸鉛の結晶には共振周波数（２～６ＭＨｚ）があり，鉛蓄電池にパルス（２～６ＭＨｚ）をかけることで硫酸鉛の結晶を溶解させ性能を回復させる方法が発見された（実際は別件の実験中に効果を発見したらしい）
• １２Ｖの鉛蓄電池に２～６ＭＨｚで３０～５０Ｖくらいのパルスをかけることで徐々に改善されていくが，実際の回路では直接鉛蓄電池に高周期のパルスを加えることは難しいので，コイルの逆起電力によるリンギングを発生させる
• このリンギングを共振周波数（２～６ＭＨｚ）になるよう調整しサルフェーションを除去する
• 共振周波数は３．２６ＭＨｚであるとの説がある

方針

• デサル動作をエンジン始動中のみだと短すぎるのでバッテリー電圧をチェックしながら常時動作させる

残容量（％）	電圧目安（Ｖ）	備考
１００	１２．６
７５	１２．４	※１
５０	１２．２	※２
２５	１２．０

• 動作終止電圧を※１と※２として切替られるようにする
• 電圧チェックもあるため５５５の代りに融通の利くＡｔｔｉｎｙ１３ａを使用する

回路

基本回路は以下のとおり（部品は暫定）

部品選定

以下の主部分の部品は調整予定で実験後に決定する

部品名	仕様	備考
D1	1N5822	ショットキーだがER504と同程度のカバリータイムで順方向電圧損失が少ないので採用
FET	2SK2232	2SK4021と検討
L1	100μH	47～220μH位で実験予定
L2	470μH	680μHでも良い
L3	1mH	決定
C1	470μF	100μF～で実験中，セラミックコンデンサに置き換えたいが・・・

調整内容

（１）L1の磁気飽和までの時間

ＦＥＴのＯＮ時間になるがＬ１が飽和するまでＯＮにすると部品が破壊されるので最大時間は知っておく必要がある

調べてみても（頭悪いし年のせいもあり）良く理解してないけど，コイルに最大電流から63.2％まで減衰したところが時定数となり，時定数×５で約１００％（つまり飽和）となるようなので，時定数を求めれば大体の時間が判るはず

　　時定数＝Ｌ（Ｈ）／Ｒ（Ω） （注）Ｌの抵抗もＲに含む

Ｌ１を充電の際のＲは僅かで約１Ωだろう（１００μＨのコイルは０．１ΩでＦＥＴが０．５Ω位，尚充電ではＬ２も絡む）

なので，１００μＨだと１００μｓ×５＝５００μｓと考えて良い

充電されたコイルの放電は充電時間と同じになるので充放電を含めた時間は１クロックタイムを超えてはならない

（２）FET

リンギングピーク電圧が４０～６０Ｖあるので余裕の電圧耐性があってスイッチングスピードが速いのが良いのかと思うのだけど実験してみないと判らない

（３）Attiny13a

ＦＥＴに切れの良い電圧（一気に高電圧等）を掛ける方がリンギングを発生しやすい（本来リンギングを発生させないようにする）

５５５で制御する場合１２ＶをＦＥＴに掛けていたので，ＡＶＲの５ＶのＰＷＭ制御でも問題ないか確認する必要がある

５Ｖでよろしくないなら１２Ｖをドライブすることになる

（４）C1

リンギングピーク電圧を上げるために容量アップしてる傾向があるのだけど実際のところはどうなのか？

実験結果

パルス発生器も改良して実験

（１）FETに与えるON時間は3～4μs

これまで7μs位のON時間を与えていたので5～10μsの変動で確認

やはり7μsを超えるとD1，L2の発熱が酷く80℃位になってしまう

そこで思い切って5μs以下に下げてみると，4μsまでは7μsと変わらないリンギングを発生できた

3μsにするとパワーが落ちているようで発熱がほとんど無い4μsがベストのようだ

（左：2SK2232-100μH-3μs，右：2SK2232-100μH-4μs）

（２）FETを2SK4021に変更

次に2SK2232と2SK4021で異なるのか比べてみると，明らかに2SK4021の方がピーク電圧が高くなったので変更

FETに与えるON時間は2SK2232の場合と同じく4μsの方が良さそう

（2SK4021-100μH-4μs）

ここで耐圧は低いが安価でON抵抗が低い2SK4017を試したみたところまったくリンギングが発生しなかった（RDSが関係するのか？）

（2SK4017-100μH-4μs）

（３）AVRで問題なし

5V駆動で問題なさそうだ

（４）220μF以上なら問題なさそう

200～400μF位でしか確認してない

100μFでも問題ないか別の機会で確認する

（５）L1を47μHに変更

FETに与えるON時間が4μsで十分ということはL1も小さくて問題ないということになる

そこで10μHでも十分そうだが余裕のある47μHで試してみたところ良好だったので変更（100μHよりピーク電圧が上がったようにも思えるがオシロがへぼなので確証が得られていない）

（左：2SK4021-47μH-3μs，右：2SK4021-47μH-4μs）

基板に実装（２０１８．６．１７）

実験はブレッドボード上だったので接触抵抗が入り正確なデータ取得とはならない

なので実験用のボードに結果を実装して確認した

部品名	仕様	備考
D1	1N5822	決定
FET	2SK4021	決定
L1	47μH	100μHから変更
L2	220μH	470～680μHから変更
C1	440μF	220μF × ２個

ピーク電圧は45V位まである

リンギング周波数は0.05μs位で20MHzとなり少し高いか