ハブダイナモの整流回路

ハブダイナモは交流の発電機です。

　
発電した電気をバッテリーやニッカド電池などに充電するためには、
整流回路を通して、交流の電気を直流に変換する必要があります。





もっとも基本的な整流回路として、ブリッジ整流という方法があります。

     

ダイオード４個とコンデンサ１個の部品で作る事ができます。
(冒頭写真・右側）

ダイオード４本分のブリッジダイオード

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また、１つの部品でダイオード４個分の仕事ができるよう足が４本付いた「ブリッジダイオード」を使う方法もあります。
これならダイオードとコンデンサの部品２個で済みます。

接続は、左右にある交流マークの付いたところにハブダイナモから入力。
プラス側は+の記号がありますからわかりますね。　5402と数字が書いてあるほうがマイナスになります。





整流後、ハブダイナモの回転数が上がると電圧も上昇し、１２Ｖのバッテリーへ充電することもできます。
しかし回転が上がらなければ、バッテリーへ充電できる電圧にもなりません。
やっと電圧がとどいただけでは僅かの電流しか充電されず、自然放電を考えれば１２Ｖバッテリーへ溜める意味はなくなってしまいます。



そんな時は、６Ｖバッテリーへの充電をお奨めします。
手作りLEDの夜間照明や、USB電源（５Ｖ）で使える携帯電話・ipodの充電などの利用方法があります。


ニッケル水素（ＮｉＭＨ）電池



６Ｖでもまだハードルが高いという時には、充電式の電池があります。

１個１．２Ｖの電池ですから、電圧によって数を増減していく方法をとれます。






それでも、１２Ｖバッテリーへの充電が諦められないと言うなら、まだ方法はあります。

■　一つは、昇圧回路を使う方法です。

ハブダイナモで発電した電気を、安定した電圧を保つため、ニッケル水素電池や６Ｖのバッテリーに蓄えます。その後昇圧して、１２Ｖのバッテリーへ充電するという、ステップ充電方式をとることができます。

＜初心者の作る電子工作＞に作り方をアップしていますが、３Ｖの入力電圧でも１５Ｖくらいまで昇圧できます。（ただし、昇圧による２０％近いロスが発生しますから、最終兵器と考えましょう）

■　もう１つの方法としては、倍電圧整流回路です。

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ダイオードとコンデンサ各２本づつの簡単な回路構成です。
仮に、ブリッジ整流で電圧が8Ｖまでしか上がらない時でも、この回路なら倍の１６Ｖまで昇圧する事が出来て、１２Ｖのバッテリーに充電する事も可能になります。

ただし、この整流方法は決して魔法の回路ではありません。
電圧を倍に上げることはできますが、そのぶん電流は半分になってしまいます。

倍電圧整流の場合、ハブダイナモ回転数／４０ｒｐｍから充電が開始します。
ただ２００ｒｐｍをピークに、充電電流がドロップする現象が起きています。
※コンデンサ容量を変えたり、ダイオードの数を増やしたり（パラレル接続）すると、ピーク点が変わります。現在、追跡調査中です。


ブリッジ全波整流が良いのか、倍電圧整流が良いのかは、ハブダイナモの回転数で決まります。
どの回転域がもっとも適しているのか、目安となるデータがあります。（後日アップします）
しかし必ずしもデータどうりの回転数が得られるわけではありませんから、２つとも製作し、テストしてから決めましょう。

＜使用部品＞ 　 ■ブリッジ整流回路 ダイオー　　　ERA82-004(40V0.6A高速ショットキバリア） コンデンサ 　16Ｖ／1500μＦ ■倍電圧整流回路 ダイオード  　RK16（60V1.5A) コンデンサ 　 25Ｖ／100μＦ （部品耐圧は、無負荷運転時を考えて35～50Ｖを推奨／ダイオードは1Ａ（ショットキ）程度で良い）

※回転数と充電電流の関係、ＶＦの違い・コンデンサ容量の違いによる充電電流については、また後で