常点灯回路の実験（続編）
皆さん、こんにちは。
前回は直流電源を使用した常点灯回路の実験でしたが、nari-masaさんやoomoriさんからそそのかされ、あ、いやサジェスチョンを受け、直流電源では無く、PWM電源を接続したらどうなるか、やってみました。
実はあまり気乗りしなかったのです。電気二重層コンデンサや昇圧ICは最大入力電圧が５．５Vなので、PWMで１０V以上のパルスが入ってきたら５Vのレギュレータで出力５Vを管理できるのか、また、電気二重層コンデンサは内部抵抗が高そうなので、リップルみたいな電圧を吸収できるのか、結果的にＩＣが壊れないか心配だったのです。
なお、直流電源を使用しないので、今回の記事の題名は変更しました。
結果的には、、、「良好な結果」になりました！
単純に直流電源を、KATOのＫＣ－１というPWMコントローラ（発振周波数は、２０ｋHz)に変更しました。まず、直流電源では３．５～４V付近でちらつきが発生していましたが、これが無くなりました。常に１０V以上のパルスが入っているので、走行中は４．５V以上にコンデンサが充電されて昇圧ＩＣに入力される電圧が安定し、ちらつきが無くなったと思われます。また、停車した後、コンデンサは放電して電圧は下がりますが、一方常に１０V以上のパルス電圧が加えられるので、放電時間はかなり長くなるし、またＬＥＤは一定の明るさ以下にはなりません。
まず、今日の実験車両を紹介します。
右から、ＥＦ５８（前照灯はＤｉ＋コンデンサ＋ＣＲＤ＋ＬＥＤの構成で常点灯化対応、２番目（真ん中）は直流電源用常点灯回路（前回、カタツムリ号として紹介）、左は室内灯用常点灯化回路（ブリッジＤｉ＋コンデンサ＋ＣＲＤ＋ＬＥＤ）搭載号です。一番左には、車止め線路の標識が光っていますが、これも室内灯用と同じ常点灯化回路が組み込まれています（通電チェック用、遊び心ですが）。
この状態では、ＥＦ５８は走り出さないし、カタツムリ号は煌煌と点灯しているし、常点灯化回路もかなりの明るさで点灯しています。
機関車側から見ると、前照灯も明るく点灯しているのがわかるかと思います。
ＰＷＭ方式は、元々常点灯化に適した回路なので常点灯になるのは当然ではあります。走り出すと通常の常点灯化方式はすぐにフル輝度になり、走行中はスピードが変わっても前照灯も室内灯も輝度は一定ですが、時折ちらつきます（集電不良発生）。一方、カタツムリ号の方はスピードにも関わりなく輝度は一定で、ちらつきません。
常点灯でちらつかない、と言う点ではかなりの性能を発揮することがわかりましたが、一つ注意事項があります。前回ご紹介した実験回路（カタツムリ号の回路を決めるのに実験した回路）の方は、今回のＰＷＭ方式では実はうまく輝度が上がりませんでした。どうも、実験回路に使用したレギュレータの応答特性がよくないようで、パルスのような鋭い入力波形には出力が追随できてないようです。回路図上はカタツムリ号も実験回路ともほぼ同じなのですが、部品選定には注意が必要のようです。また、今回はカタツムリ号は１両ですが、ＰＷＭ方式の場合は負荷が重くなる（車両数が増える）とパルス波形がなまってきて、性能が出なくなるおそれもあります。Ｎゲージに応用できる可能性があればすぐに秋葉原に１０両分の部品買いに行って組み立てて確認したいのですが、今回はここまでとします。そんなに高い部品は無いのですが、直径２0ｍｍのコンデンサはどうやってもＮゲージ車両には搭載できませんから。禁断のＨＯには手を出しません、たぶん。
直流電源ではなくなって前提もくずれたし、どっちにしてもこの回路（カタツムリ号みたいな）はＮゲージには応用できないので、もう終わりにしようか思っていましたが、気になっているレギュレータの部分だけ確認して、最終的な回路を備忘録代わりに公開してから終了にしようと思います。
長文にお付き合い頂き、ありがとうございました。
それから、nari-masaさん、oomoriさん、背中を押して頂いてありがとうございました！
この記事へのコメント
早速実証ありがとうございます。
破損のリスクを負いながらのテスト、感謝致します。
とりあえず電源としてはPWMでも使えるようですね。
レギュレータが100mAというのがちょっと気になっておりました。
3.3Vで実験した時にNにも使えるかもと100mAのレギュレータを購入してみたのですが、LED並列2個接続(CRD等なし)でも大して明るくならず、容量が小さすぎるのかと考えておりました。
でもLED2個でたった40mAなのに何でかな、と。
(何も検証はしておりませんが)。
5Vなら100mAでも使って使えないことはないのですね。
また、宜しくお願いします。
こんばんは。
レギュレータの電流容量の件、非常に鋭いご指摘です（笑）。実は、後になって測定したところ、充電開始時は２００ｍA弱流れていて、時間とともに減少し、最後は４０ｍＡぐらいで落ち着くことがわかりました。最初に実験用に選んだのは１００ｍＡで、これは最終的にＮ応用も意識して小さいサイズを優先したためです。実用回路「カタツムリ号」の方は、１５０ｍＡのものをやはりサイズ優先（表面実装品）で選びました。使用（通電）開始使用時には定格以上の電流が流れていますが、大体は素子側に過電流保護回路が内蔵されているし、通常使用時には定格電流以下になるので、特に破損や発熱は無いみたいです。実際の製品に適用するならこんな使い方は不可でしょうけど、自己責任の趣味の世界ではありかと。。。悩ましいですが、今回はサイズ優先にしています。
また、よろしくお願いいたします。