トラコンを作る上で注意すること！
こんにちは！хироです！
今日のお題はトラコンや電子工作をする時にどうしても避けられない問題
そう、【放熱】についてです。
※トラコンとはトランジスタコントローラーの事で、実車さながらに加減速のできる鉄道模型コントローラーの事を指します。
コントローラーの作り方はこちらの記事又は動画をご覧ください！
https://washimaru.hatenablog.com/entry/2020/11/03/083225
さて、トラコンに限らず電子工作をする上で放熱は長年の課題で、鉄道模型は大なり小なり電力を消費します。
小さな鉄コレ動力ですら長時間の運転では放熱を真剣に考える必要があります。
では、どこが一番の問題なのか？
責任逃れ的な話をすれば【全て】と言わざるを得ませんが、そんな回答になってない回答を求める人はわざわざ時間作ってワシ丸ドットコム！は見ていないはずです笑
私も子供の頃某掲示板で質問して、そのくらいのこともわからないなら無理だなんだ散々叩かれて悔しい思いをしたものです。
ワシ丸は超初心者の方でも絶対見捨てません！
何度でも遠慮なく質問してください！
わかる範囲で可能な限りわかりやすく説明しますので^ ^
さて、随分と話が逸れましたが、私が今現在公開している簡単なFETを使ったコントローラーでは、
FETそのものから発熱します。
FETやトランジスターはそもそも電圧や電流を増幅する機器（IC）です。
FETは『電圧』で『電流』を制御しています。
トランジスターは『電流』で『電流』を制御しています！
詳しい方はこの応え方に『ん？』と思うでしょうが、わかりやすく、使う分だけ理解してもらうのが趣旨ですのでひとまずこう理解してください！
（濃い世界ですので沼りたい方はそれこそ専門に説明されている方のブログなりYouTubeをググってみてください^ ^ガチ勢は世界中にかなりいますのでw）
増幅とは、例えば100Vの電源をオンオフするのに、12Vの電圧（トランジスターの場合は電流）を流せば、オンになるような素子です。
もっとわかりやすく言えば、工業用の高圧の水が流れている巨大なバルブをイメージして下さい。
それを水と比較してとても小さな人間の手でバルブを操作して開け閉めするイメージです。
大きな力（電気）を小さな力（電気）で制御する素子です。
これを機械的に行なっているのが、皆さんおなじみのリレーです！
ただし、リレーは単に回路の切り替えを行う機器ですので、オンかオフしかできません！
（※高速でスイッチングさせてブザーみたいな事させるのはやめましょう('ω')）
このFETやトランジスタは、全開の他に、少し調整して電圧、電流を流すことができます！
この加減した時に熱を発します。
全開にすると抵抗が小さいので、熱はあまり発しませんが、半開きにしたり、少ししか開かなかったりすると、大きな抵抗が掛かり熱を発します。
この少ししか開かない部分を『しきい値』と言います。
このしきい値を超えると、素子は全開（オン）の状態になると言うものです。
コントローラーの仕様を決めるときに、データシートのしきい値がどの程度のカーブを描くかを見極めて選定するといいでしょう！
私は色々試した結果
MOS-FET2232と言う素子を標準にしていますので、余程のことがない限り改めやしないと思いますが、これから工作される方は色々試してみるといいと思います^ ^
さて、最も熱を発するのがFETとわかりました。
鉄道模型と言えど、特にダブルモーターでスロー運転を続けると、火傷する程度には発熱します。ましてやHOや旧製品などの大電流を要するモーターの車両で遊ぶには放熱対策は必要です。
一番良いのは、FETをしきい値でアナログ的に使わず、パルス制御（チョッパ制御と言えばイメージしやすいでしょうか？）にしてしまえば、オンオフを高速で繰り返すだけですので、あまり発熱の問題はありませんが、今回はアナログ回路の話ですので【放熱】にスポットを当てて私が実施している対策をまとめてみました。
1:シャーシに固定してしまう。
これは最もシンプルで効果的です。
本体や基板を取り付けている金属製のケースがあればそれに固定してしまうのです！
ネジ留めでもいいですが、最近は便利な放熱シートやテープのものも存在しますので、色々試してみるといいでしょう！
熱は面積が広いほど放熱されますので、本体に固定するのは最高です！
2:ヒートシンク（放熱板）を使う
所謂放熱板ですが、精密機器内部でよく見かけます。
これはひとつ100円程度でそれなりの効果を発しますので、ないよりは遥かにマシですが、むしろ最低限の装備と言えそうです。
3:冷却ファンを取り付ける
ケースに収めてしまった場合、どうしても熱がこもります。
困ったことに、ICは精密機器なので軒並み高熱を嫌います。
性能にも影響しますので、上記のいずれかの処置をして、冷却ファンを取り付ければもう完璧でしょう！
私はそこまで長時間や超大編成の走行を意識したコントローラーは作っていませんので、冷却ファンまで付けたことはありませんが、大きな電流を流す事を想定されている方は検討されると良いと思います^ ^
他にも冷却の方法はいくらでもありますが、最も一般的かつ省スペースでお財布に優しい方法はこれらではないでしょうか！
私の公開した回路で作ったコントローラーを
自宅運転台に組み込んだ方や、大きなレイアウトで使っています！との大変ありがたいコメントを頂いていますので、今回は補足として放熱に関して触れてみました^ ^
皆様の鉄道趣味ライフがより良いものとなりますように！
それでは^ ^
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