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FT-991AのスピーカSP-10に非常用電源を実装する


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 FT-991Aで利用するリチウムイオン電源装置を制作しました。八重洲純正のスピーカSP-10の筐体をできるだけ傷めないよう配慮して作りました。(July2017)

 






FT-991A は SP-10 内蔵バッテリーにて 50W 出力での運用が可能になりました

SP-10内蔵リチウムイオンバッテリーで動作しているFT-991A

【 FT-991Aはバッテリーからの電力で動作 】

 SP-10スピーカユニットには、オリジナルにはない緑色の動作表示LEDが点灯

 FT-991Aのスピーカユニットは、それ自体価格(1万円ちょい)に見合うだけの重量がありますし、FT-991A本体にスピーカが内蔵されていることからも移動運用で使用する場面はまず無いはずです。従って非常運用時の使用を想定して作りました。

FT-991AとSP-10内蔵リチウムイオンバッテリーの接続

【 FT-991Aとは、短い電源ケーブルで接続】

FT-991A(M)の移動運用では電源電流は10A強程度、さらにケーブル長も短いので電源ケーブルはちょっと細めの2本並列を使用しています。

 写真ではGPSモジュールも装着しています。

 

リチウムイオンバッテリーユニットの構成
FT-991A用リチウムイオンバッテリー

【 18650を18本使用しています

 3.7V 約3300mAhの18650セルを6本並列にし、それを3ユニット直列にしていますので、11.1V 20Ah 。 これをDC-DCコンバータで13.8Vに昇圧しています。

 写真左から、「リアパネル」「DC-DCコンバータ」「バッテリー保護基板」「18650バッテリーパック」「スピーカパネル」です。充電器はACアダプター形式で外付けになりますが、バッテリーパックに内蔵したサーミスタにより温度監視しながら急速充電する本格的な充電器を使用しています。

 

13.8VDC-DCコンバータの実装とバッテリー保護基板

FT-991A用SP-10内蔵Li-ion BatteryのDC-DCコンバータ・バッテリー保護基板

【 DC-DCコンバータと保護基板】

 写真上がDC-DCコンバータ、写真中が保護基板、写真下がバッテリーです。

DowonsolDC-DC CONVERTER output13.8V18A 【 DC-DCコンバータについて 】  

ネットで入手した格安の12V to 13.8V DC-DCコンバータユニットです。 スペック上ではDC12(9V-12V)転13.8V 18A 248W となっています。アマチュア無線家のモービル50W機運用のレビューも悪くないようです。

バッテリー電圧は、満充電時には12.6Vほど、シャットダウン時は9Vほどになりますが、このDCコンが頑張って13.8Vを供給してくれます。(FM 50W送信で実用になることを確かめました。)

Dowonsol VI 特性 【 使用DCコンV-I特性 】  

DC電源装置と電子負荷にて、このDCコンの負荷特性を簡易計測してみました。(測定系の中には、接続に使用した50cm程度のクリップコードが4本含まれています。DCコンの入出力にはコンデンサ等は付加していません。)短時間の測定では、DCコン本体の温度上昇はほとんど見られませんでした。ノイズについては、次ページで確認・対策しています。

3S用バッテリー保護基板接続図

【 バッテリー保護基板 】

 ジャンク箱にあった大電流対応の3S用保護基板を使用しました。電流は20A以上流せます。同じようなものがネットでも入手可能です。過充電・過放電・過電流・短絡からバッテリーを保護します。充電時はバッテリーパックに内蔵したサーミスタを使って充電器側からバッテリー温度を監視しながら急速充電を行います。バッテリー業界では、3Sはバッテリーを3本直列接続にすることを意味します。ここで使用しているバッテリーパックは3S6P(3直6並列)です
Shop6502取扱いの スマートリチウムイオン電池充電器

【 Li-ion 3S用 急速充電器 】

 3S用急速充電器は、Shop6502取扱いの スマートリチウムイオン電池充電器 Model RL03-20YO を使用しています。 充電電流は2Aですので、本バッテリを充電するのに12時間かかります。充電時はバッテリーパックに内蔵したサーミスタを使って充電器側からバッテリー温度を監視しながら充電電圧・電流をコントロールしながら急速充電を行います。
FT-991用電源コネクタ

【 FT-991A側の電源コネクタ 】

日圧製、VLP-04V、 SVF81T-P2.0(AWG12用ピン)
このコネクタは、FT-991,FTDX-1200,FTDX-3000共通仕様のようです。

iCOMでは、IC-7600、IC-7410、IC-7300、IC-7200、IC-7100、IC-9100も コネクタ、ピン配列(極性)が八重洲と同じです。(FT-991AとIC-7600での確認)

 コネクタは安価なのですが、純正の圧着工具は、3万~6万ほどします。安価な汎用圧着工具で不完全な圧着をするくらいなら、半田付けのほうが良いと思います。但し、この場合は熱で端子のばね性が失われないよう放熱に配慮して作業すべきでしょう。もちろんケーブルもピン指定のAWG12を使用して純正の圧着工具を使用するが仕上がりも均一でしょうが、滅多に使うことの無い専用工具に6万は辛い!

FT-991A用リチウムイオンバッテリー

【 SP-10側のコネクタ 】

左上が、専用充電器接続用(充電器の付属品として入手)
左中はSP-10オリジナルのスピーカ端子(RCAジャック)
左下が13.8V出力端子です。(DIGIKEYにて購入)
 この出力端子は、小さいながら1ピンあたり10A (4Pあるので仕様上は20A)流せ、ワンタッチで着脱可能です。


【Tips】

 現在、FT-991Aに接続して運用試験を行っています。送受信は正常にできました。アンテナはベランダに取り付けたATAS-120と144/430MHz用のモービルホイップです。短時間の運用では心配したDCコンのスイッチングノイズは感じられませんでした。フル充電から430MHzFM受信状態で10時間(時折思い出したように送信)、放電停止からフル充電までLi-ion専用充電器(2A充電)で12時間かかりました。この時気が付いたのですが、FT-991A用に購入したアルインコのDM-330MV 30A電源要らないのでは?この非常用電源で充電中も正常に送受信できました。オーディオ帯域にノイズがあるDCコンを使った電源でFT-817NDを使用したときには、このノイズがキャリアを振幅変調し、スプリアスがいっぱい!という事を経験しましたが、この電源とFT-991Aではそれはなさそうです。(要検証)私の運用状態ならば、この非常用電源だけで充分FT-991Aは使えそう!!