• 2020-02-10 初版 DCACインバーター
• 2022-05-12 第２版 換気しよう
• 2023-12-22 第３版 グレードアップと修理

はじめに

• 正弦波を出力するDCACインバーター(CJ-3000Q)が必要になり、購入しました。
• 電気毛布を疑似正弦波で駆動すると保護回路が働き、出力を停止するからです。
• キャンプや車中泊での利用にも参考になるでしょう。費用効果は抜群です。
• 日本製は高いので、中国製です。$130(送料無料)でした。
• 価格の60%が1万円以下なので輸入関税もかかりません。
• たとえ壊れても大きな痛手になりません。
• ※一般的にDCACインバーターは負荷のかかるMOSFETの故障が多いようです。
• 出力電圧のAC110Vは後で調整します。
• 最低限の保護回路もあります。
• banggoodで注文できますが、注意があります。
• このサイトはIEで注文できません。Microsoft Edgeで注文できます。
• 付属のマニュアルは旧モデル用であり、参考程度にしかなりません。

ポイント

• 購入時にモデルに注意すること。入力電圧と出力電圧の組み合わせがある。AC220Vを買わないように。
• PWM制御で正弦波を生成するため、高周波ノイズを発生する。ラジオにノイズが乗る。
• バッテリの接続ケーブルは太いものを使用。大電流が流れる。

著作権と免責事項

• 個人利用に限定され、著作権者の許可なく商用利用できません。
• 直接間接に関わらず、いかなる損害も筆者は責任を負いません。
• (C)2020 All rights reserved by Y.Onodera.

注意事項

• 電気の知識のない方はご遠慮ください。すべて自己責任です。
• 短絡事故、感電事故、火災事故など、危険があります。
• 間違ってAC220V出力のインバータを買い、AC100Vの電気製品に使用しているYouTuberがおります。
• 定格AC100Vの家電に倍以上のAC220Vも掛けたら非常に危険です。誤差の範囲ではありません。
• 誤った使用方法です。火を噴くかもしれません。決してまねをしないように。
• ※ユニバーサル仕様でAC100VとAC200Vの両方に対応しているACアダプタもあります。確認しましょう。
• 「定格」の意味も理解していなければなりません。定格とはどういう意味か調べましょう。
• またテスターで「疑似正弦波」の出力電圧をAC100Vに調整している方もおります。
• 本当の実効値は約AC125Vにもなり危険です。誤った調整方法です。電圧が足りないならまだしも超えています。
• テスターは「正弦波」の交流電圧しか測定できません。波形率あるいは波高率を考慮しなければなりません。
• 実効値の意味を理解できないなら手を出してはいけません。
• 知っていると理解しているは別です。
• なぜ「疑似正弦波」をテスターで測定してはいけないか、理解していなければなりません。
• 電圧なんてテスターで測定すればよいと安易な考えしかできないならご遠慮ください。
• そもそも何を言っているのかわからない方もご遠慮ください。
• 知識があって挑戦しているなら別ですが、知識もなくあまりにも危険なことをしている方が多いです。
• リスクを知った上であえて挑戦するのはありですが、リスクも知らずに挑戦することを無謀といいます。
• たかがDCACインバーターであっても、理解しておかねばならない知識がたくさんあります。
• 日本の50Hzと60Hzの違いも理解していなければなりません。
• ※そんなこと知っているよというなら下記に出てくる波形を見分けてください。見分けられないなら理解していません。
• バッテリ側の電源ケーブルも太いものを使用しなければなりません。
• 仮に1000W消費すると効率を90%として1000W÷12V÷0.9=92Aも流れます。
• 細いケーブルは焼き切れます。100A以上に耐えられるケーブルでなければなりません。
• ちなみに車のスターターの電流は約150Aです。これだけの電流が流れます。
• エンジンがかからず、スターターを20回程度回すだけで、バッテリが上がります。それくらい電力を消費します。
• ※1回30秒とすると20回で10分(1/6時間)です。消費容量は150A×1/6時間=25Ahです。40B19のバッテリ容量は28Ah程度のためバッテリは空になります。
• バッテリ容量も考える必要もあります。
• 28Ahのバッテリでは1000Wの家電を10分程度しか使用できません。計算するとわかります。
• 電子レンジなど短時間なら使用できます。エアコンなどは長時間使用できません。
• エアコンの突入電流は大きいので、バッテリ電圧が瞬間的に下がり、保護機能が働くかもしれません。
• ※このため、12Vバッテリではなく24Vバッテリと24V入力のDCACインバーターを使う必要もあるでしょう。
• ※一般的に高い電圧ほど電力効率が良くなります。
• 十分な検討が必要です。
• ※電気の知識がないと初歩的なミスをします。
• ※まさかとは思いますが、DCACインバーターを商用電源(家庭用電源)と連携してはいけません。
• ※DCACインバーターは独立電源として使用します。
• ※調整中にドライバやねじを回路に落としてショートしないようにしましょう。
• ※携帯用の薄い太陽電池パネルを運ぶとき、うねうねと曲げている方がおります。そんなことしたら壊れます。
• ※太陽電池パネルが何でできているか知っていれば、このようなことはしないです。
• ※太陽電池はシリコン(ケイ素、ガラスの一種)でできています。無理な力をかけたら太陽電池パネルにひびが入ります。
• ※案の定、壊れて出力しなくなったようです。太陽電池は割れるので、フレームに入れて保護します。
• ※携帯用で利便性を重視し、あえてフレームにいれていない製品があります。取り扱いに注意しましょう。

ケーブルの許容電流

• バッテリ側は大電流が流れます。
• ケーブルの太さと許容電流の表です。
• 許容電流は周囲温度と許容温度に左右されます。
• 単線か複線(より線)でも異なります。
• そのため、目安にとどめてください。余裕を持たせてください。安全係数をかけます。
• 最低でもAWG2を使います。

仕様

• 入力電圧=DC12V
• 出力電圧=AC110V
• 出力周波数=60Hz
• 出力電圧波形=純正正弦波
• 定格出力電力=1500W
• 最大出力電力=3000W
• 自己消費電力=7W
• 出力端子=ユニバーサル・ソケット
• 最大変換効率=93%
• サイズ： 29 x 15 x 7cm（突起部を含まず)

保護機能

• バッテリの逆極性接続時、内部フューズで保護(フューズの交換が必要)
• バッテリの低電圧保護(9.5V)、自動的に出力停止(10.5Vで警告音)
• バッテリの高電圧保護(16V)、自動的に出力停止(15.5Vで警告音)
• 50度以上で温度警告(警告音、ファンは45度以上で回る)
• 過負荷保護、自動的に出力停止

使用方法

• バッテリ(40B19L)の接続には専用端子が必要です。
• エーモンの8853を使いました。

• 最近は充電制御対応のバッテリを入手可能になりました。
• ディープサイクルに近いのでソーラーシステムに向いています。
• 世界中のACプラグに対応しています。
• もちろん日本のACプラグもそのまま接続できます。
• 変換プラグは必要ありません。

• ソフト・スタートが有効になっており、出力されるまで３秒かかります。
• 起動するとビープが一度鳴ります。これが正常です。
• Optionボタンを押すと表示が切り替わります。

• 3000Wとは最大出力電力であって、ピーク電力です。
• 連続使用できるのは1500Wまでと考えましょう。
• ※当然のことながら、十分なバッテリ容量が必要です。
• 家電機器は電源投入時に突入電流という通常より大きな電流が流れることがあります。
• 特にモーターの突入電流が大きいことが知られています。
• 使用する家電機器の消費電力より、余裕をみて最大出力電力を大きくとります。
• こうしないとDCACインバーターの過電流保護機能が働き、自動的に出力を停止します。
• 自己消費電力は7Wです。無負荷でも7W消費します。
• 変換効率は高く90%くらいあります。残りの10%を熱として消費します。
• 例えば1000W出力なら、約100Wが無駄になります。

CJ-3000Qの調整

• ※自己責任です。感電やショートに注意してください。
• ※電気設備を工事するわけではないので、電気工事士の資格は必要ありませんが電気の知識は必要です。
• 電圧表示は誤差が大きいので調整します。ただし厳密な調整はできません。
• DC13.0V(表示)は12.35Vでした。
• AC105V(表示)はAC115Vでした。
• ケース上部の４つのねじを外すと天板が外れます。
• テスタで測定しながら出力電圧をAC101Vに調整します。101Vとは間違いでは思った方は勉強不足です。
• 本体基板の大きな電解コンデンサ近くにある小さな半固定抵抗(VR1)です。
• 実際には105Vまでしか落ちませんでした。許容範囲です。
• 調整後、出力電圧はずれません。
• ※日本のAC100V規格は101V±6Vです。100Vではありません。こうした基礎知識が欠如していると失敗します。
• ※他人を叩く前に、まず自分で調べて確認しましょう。

• AC-V表示を調整します。
• 表示基板裏の青い半固定抵抗です。
• 調整しても表示電圧はずれます。あまり気にしすぎてはいけません。
• テスタで測定しながらDC-V表示を調整します。
• 表示基板裏の下側にある小さな半固定抵抗です(半固定抵抗が２つあるので注意)

• ※なおAC-W表示は35W以下で機能しません。0Wのままです。
• ※バッテリ残量計(バーグラフ)は12V以下になると減っていきます。
• ※12.0/11.8/11.5/11.2/10.9/10.6/10.3/10.0V
• ※60Hzから50Hzへの変更はSPWMボード裏にある0Ωの位置を変更すればよいだけです。
• ※プルアップかプルダウンを0Ωで行います。


• 一般的に、正弦波インバーターの制御にEGS002(SPWM DRIVER board)と呼ばれる専用ボードが搭載されています。
• EGS002ではなく、PIC16F716を使ったSPWMボードが使われています。
• Sinusoidal Pulse Width Modulation 正弦波パルス幅変調

バッテリの検討(鉛バッテリvsリチウムイオン)

• 自動車用のバッテリは深放電させてしまうと急激に劣化します。深放電を一度でもやってしまうと寿命です。
• ※深放電に対応したディープサイクルバッテリもあります。
• ※充電制御対応バッテリもディープサイクルバッテリに近いです。
• 例えば40B19Lの容量は28Ah位ですが、半分くらいの消費量にとどめる必要があります。
• 消費電力量に換算すると14Ahx12V=168Whです。
• 鉛蓄電池は経年劣化にともない、容量も減るので、さらに低く見積もっておいたほうがよいでしょう。
• ※ちなみに60B19Lの容量は36Ah=432Whくらい。
• キャンプ用の「ポータブル電源」(モバイルバッテリではない)が登場し始めました。
• リチウムイオン・バッテリとDCACインバータを組み合わせた製品です。5から10万円以上と高価です。
• バイク用のリチウムイオン・バッテリとDCACインバーターを組み合わせると実現できます。
• LiFePO4という発火の危険が低いリチウムイオン・バッテリを採用しています。
• ただ容量が小さいです。大きいもので10Ahくらいです。電動ボート用の大きいものもあります。
• 鉛バッテリと異なり、容量を使い切ることができます。
• ※深放電するとやはり寿命が短くなります。ただし鉛バッテリのように数回で寿命とはなりません。
• 鉛バッテリより長寿命(1.5倍から2倍)で軽量です。

• AZ batteryリチウムイオンバッテリ
• ITL9-FPなら96Wh=8Ahの容量があります。

グレードアップと修理

• 鉛バッテリの劣化に伴い、LiFePo4バッテリを導入しました。
• REDODO 12V 50Ah Pro
• ※RED-ODOです。Redは熱いとかを意味します。ODOはギリシャ語由来で距離を意味します。odometer=走行距離計
• ※中国語では少し意味合いが違うようです。赤は「幸福」や「人気のある」のPopularの意味で使うようです。
• ※中国語の距離は「長い道のり」の意味で使うようです。
• ※ちなみにDOD:Depth Of Dischargeは放電深度です。
• 大容量と価格低下(\22,000)が進んだためです。
• さらに鉛バッテリに比べて長寿命です。
• 過充電防止のため充電制御を行っていますが、バッテリ側にも保護回路があり、二重の保護体制です。
• 用途としては災害時の非常用電源です。
• 扇風機(25W)や電気毛布(40W)を１日くらい稼働する目的です。
• 夏場や冬場は体調を崩しやすいので、これくらいカバーしてくれれば十分です。
• 通常はスマートフォンの充電に使います。常時使用しながら非常時に備えます。
• ソーラー充電を併用しているので、半永久的に使用できます。メンテナンス・フリー
• ※災害時にエアコンを使おうなんて考えてはいけません。大電力が必要であり巨大なバッテリが必要です。
• ※行き過ぎた過度の対策は費用対効果が見合いません。さらに災害で壊れると使い物になりません。
• ※地震で押しつぶされ壊れたり、火災で焼失したり、水害で水没したりすると使えません。
• ※大災害が起こると想定外のことが起こります。

• DCACインバーターの故障。
• 故障といっても使えないわけではなく、DC電圧表示しなくなりました。
• 叩くと直ることから、接触不良を疑いました。
• こうした中途半端な故障が一番厄介です。原因の特定に時間がかかります。
• 半固定抵抗の接触不良を疑い、接点復活材を使用しましたが直りません。
• はんだ不良を疑い、すべてのはんだをやり直しましたが、直りません。
• 行き詰りました。
• 仕方がないので、回路図を起こし、故障個所を絞り込むことにしました。
• DC回路とAC回路が絶縁しており、フォトカプラで接続している箇所があります。
• 通常フォトカプラは絶縁スイッチ(リレー)として使います。
• ところがこのフォトカプラはアナログ電圧を伝達する目的で使用されていました。
• たしかに絶縁型のトランジスタ(電流増幅器)の意味でも使えます。
• 入力として赤外LEDが使われており、順方向電圧は1.2Vです。
• 出力としてフォト・トランジスタが使われており、オープン・コレクタ接続です。
• オープン・コレクタとはプルアップ抵抗を介して状態を電圧変換します。
• このフォトカプラの入力電圧は1.1Vくらいあるのですが、プルアップされている出力電圧は電源電圧と同じ3.3Vでした。
• あれ入力電圧があり、フォト・トランジスタがオン状態にあるので、出力電圧は引っ張られて電源電圧より低いはずです。

• フォトカプラを介してDC電圧の値をマイコンに伝えており、つじつまも合います。
• フォトカプラの故障と判明しました。
• フォトカプラの故障は経験しています。LED寿命(経年劣化)があります。
• フォトカプラは有名な817Cです。Cとはランクを表し、hfeに相当します。200から400です。
• サードパーティが多くあります。PS817Cを入手して交換したところ直りました。
• 回路図がないので通常修理せず買い替えるのですが、今回は軽微な故障と思い深追いしてしまいました。
• 修理の手間を考えると、買い替えたほうが安上がりです。人件費のほうが高いです。
• 接触不良やコンデンサの容量抜けくらいの軽微な故障なら修理したほうが早いです。
• ICの刻印がわざと削られており、回路図を起こせないようにしています。こうした嫌がらせもあるため回路図を追うと泥沼にはまります。
• 修理すべきか見極めが大切です。

換気しよう

• 鉛蓄電池は充電の際にガスを発生させます。
• 充電制御装置を使用しても、完全には防げません。
• まして充電制御装置を使用しなければほぼ間違いなくガスを発生させます。
• 鉛蓄電池がエンジンルーム内に設置されているのは、たとえガスが発生しても逃がすためです。
• 室内にガスが溜まるのを防ぐためです。
• 学校で水の電気分解実験を覚えていれば防げます。
• 学校の勉強は役に立つときもあります。
• 電解液である希硫酸(濃度の低い硫酸)は電気を流すと水が電気分解して水素と酸素が発生します。
• 急激に充電すると、急激にガスが発生します。だからゆっくり充電します。
• 鉛蓄電池が劣化していると、硫化水素も発生します。
• 水素と酸素が発生し、そこに火花(静電気)があると爆発します。
• 換気してガスを逃がすようにしましょう。
• 換気できないなら、鉛蓄電池ではなくリチウムイオン電池を使いましょう。

二酸化炭素警報器

• たまにテント内や車内で二酸化炭素警報器を使っている方がおります。
• そもそもの話ですが、二酸化炭素は人体にあまり危険ではありません。
• 二酸化炭素が危険なら炭酸飲料を飲めません。呼吸で二酸化炭素を吐き出します。
• 危険なのは一酸化炭素です。
• 一酸化炭素は酸素と結びつきやすい性質があり、呼吸で取り込んでしまうと血液中の酸素を奪い取ってしまい、酸欠に陥ります。
• 酸欠になると意識を失います。身動きできません。
• 一酸化炭素は燃焼反応途中で二酸化炭素になり切れなかった、中途半端な存在です。
• 完全燃焼できずに、発生します。
• 二酸化炭素を検出しても意味がありません。一酸化炭素を検出しなければなりません。
• 二酸化炭素警報器が警報を知らせたときはすでに手遅れで、意識を失っている場合があります。
• 二酸化炭素と一酸化炭素を取り違えると大変です。
• 重要なのは換気です。
• 雪国で排気ガスが室内に戻ってきてしまうと危険なのは一酸化炭素です。
• エンジンをかけたまま駐車中に排気パイプが雪で覆われないようにしなければなりません。
• 雪で立ち往生したとき、エンジンをかけたままにしないといわれているのはこのためです。

容量表記

• 電気の世界では様々な容量表記があります。
• (電圧は一定と仮定して)電流容量の場合Ah(アンペアアワー)です。電流(A)と時間(hour)の積です。
• (電圧と電流を加味して)電力量の場合Wh(ワットアワー)です。電力(W)と時間(hour)の積です。
• 相互変換できるようにしましょう。
• 鉛バッテリ(40B19)なら28Ahくらいです。これは12V(実際には終止電圧10.5Vまで下がるが誤差とする)で電流5.6Aのまま5時間使えるという意味です。
• これを５時間率と呼びます。一つの目安です。では28Aなら1時間使えるかというと、少し短くなります。効率が悪くなるからです。
• 電圧変換をしない場合、電流容量の計算が楽です。
• DCACインバーターのように電圧変換を伴う場合は電力量で計算しなければなりません。
• 28Ahとは12Vと仮定しているので、電力量は28Ahx12V=336Whです。
• DCACインバーターの出力側で考える場合、AC100Vと仮定します。
• ※不思議に思うかもしれませんがDC12VとAC100Vは実効値のため、同じく扱うことができます。
• 50Wの消費電力なら、168Wh×0.9÷50W＝3時間使用できます。0.9はDCACインバーターの電力変換効率です。
• ※厳密な計算ではありません。経年劣化にともないバッテリ容量は目減りします。そのため目安としての計算しかできません。
• 劣化に伴う容量の目減り率は測定しないとわかりません。実際の容量は50%しかないことがあります。
• このように厳密ではなくとも大まかな目安を知ることが重要です。実際には安全係数をかけて利用します。