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太陽電池 - DC-DCコンバーター - モーター の挙動がおかしい


太陽電池(20V・5Wタイプ)からDC-DCコンバーター*を経由して2.5V出力し定格3Vのモーターへ接続しています。
コンバータのOUTラインをモーターへ接続した状態で、太陽光を当ててもモーターが動きませんでした。このときの電圧は0.3V程度でした。
しかし、OUTラインをモーターから引き抜き直後に接続すると問題なく動きます。このときの電圧は2V程度でした。
なぜ、このようなトラブルが起きるのでしょうか?また、これを改善する回路はどのようになりますか?

直接は関係ないのですが、モーターにダイオードを付けないとコンバーターが壊れる可能性があるようです。知らずに何度も使ったのですが壊れていません。やはり付けないといつか壊してしまう物なのでしょうか?

* 5A DC-DC adjustable step-down module XL4005
http://www.aliexpress.com/item/1PCS-5A-DC-DC-adjustable-step-down-module-XL4005-NEW/32326880194.html

回答の条件
  • 1人5回まで
  • 13歳以上
  • 登録:2015/06/20 08:17:48
  • 終了:2015/06/27 08:20:03

回答(4件)

匿名回答1号 No.1

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2015/06/20 10:40:12

ちょっと違うな、て事で全面改稿。

モーターは電磁石ですので、回転によって起電力が発生します。
停止時と回転時の電圧が異なるのは、
回転時にはこの起電力が加算されるためと思われます。


モーターというのは始動時に大きな電流を必要とします。
したがって、モーターが動かないというのは、
回路に対して単純に電源が貧弱なためであろうと思われます。

http://oshiete.goo.ne.jp/qa/6803787.html

しかし、一度動き始めさえすれば、
モーターはそれほど大きな電流を必要とはしません。

電流は電圧に比例します。0.3V時の電流では始動電流に足りないが、
2V時の電流なら足りると、そういう事なのだと思います。

http://detail.chiebukuro.yahoo.co.jp/qa/question_detail/q1330115518

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匿名回答1号

モーターは停止時と回転時とで抵抗値が変化するようなので、
もしかするとそれが原因でしょうかね。
テスターは電位差を計測する計器なので、
抵抗値が変化するのであれば電位差も変化するでしょうし。

たぶんモーターの両端だとは思うのだけれど、
テスターでどことどこの区間を測ったのかも書いてないから不明だし。

電子畑の自分は電気は基礎しか習ってないからこれ以上はわからんです。

2015/06/20 13:30:00
匿名回答3号

1号さんの回答を読んで、私もデータシートの解釈を加えて回答しました。
私もモータの始動電流が原因だと思います。

2015/06/20 14:44:30
匿名回答2号 No.2

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2015/06/20 12:48:19

出力側の電解コンデンサが高電圧の逆起電力で既に壊れているのでは?
太陽電池とDCコンバータの間にバッテリーと充電制御装置を入れて、新しいDC-DCコンバータをバッテリーに接続すれば、正常動作するかと。

匿名回答3号 No.3

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2015/06/20 14:40:12

  1. モーターへ接続→太陽光を当てる:回らない(モータの両端電圧:0.3V程度)
  2. 太陽光を当てる→モーターへ接続:回る  (モータの両端電圧:2V程度)

データシートを読むと、モーターが回らない原因が2つ思い当たります。

  • 1の時、XL4005の起動回路が何らかの理由で正しく動かない

この場合については、事実かどうか定かでないですし原因も分かりませんのでコメントしません。

  • 1の時、XL4005の過電流保護機能が働いている

この場合、1の状態でXL4005の3番ピン(SW)のリプル周波数が60[kHz]に落ちているはずです。

An enable function, an over current protection function is built inside. When short protection function happens, the operation frequency will be reduced from 300KHz to 60KHz.
no title

「1でも2でも過電流保護が働くのでは?」と思いますが、1の場合は出力電圧がゆるゆると不安定に上がっていくので、直流モータが回転し始める前に起動電流が流れる時間が長くなるからではないかと思います。2の場合は、過電流保護が働く前にモータが回り始め、電流も下がるのではないかと思います。なので、出力電圧が2.5[V]以上になったらモータに電流を流すようなスイッチ回路を作りこめば解決すると思います。

あと、モータの特性に合ったダイオードを入れるべきです。
DC-DCコンバータ基板に載っているトロイダルコアの為の「還流ダイオード」も載っています(型番が読み取れませんがXL4005の近くに載っている黒いチップです。このダイオードが直流モータからの電流も追いやって半導体を保護してくれるかもしれませんが、モータにはモータの為のダイオードを接続すべきだと思います。

匿名回答4号 No.4

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2015/06/21 15:32:22

コンデンサにエネルギーが溜まってから通電すれば起動するけれど、
予め通電しておくと起動しないという現象かと思います。
コンバータのコンデンサは破損していないと思われます。
予め通電しておいて光を当て、手でモーターを少し回してやれば回転をはじめるはずです。
非力ではありますが、起電力の小さな太陽電池用モーターを使えばどうでしょうか。

匿名回答4号

ダイオードは付けておいたほうが良いですよ。
0.1マイクロファラッド程度で極性の無いコンデンサも一緒に並列に付けておくのが一般的です。
厳密に計測するとモーターのパワーが若干上がります。
少し高価ですがショットキーダイオードが理想的です。
http://blog.livedoor.jp/hide0027/archives/51131127.html

2015/06/21 15:43:28

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