2007年11月05日

セリア充電器

近所にセリアがオープンしているのを発見したので、電気・電池コーナを物色してきた。有名なセリア充電器を発見したので、3つばかり購入。もちろんこんな怪しげなものを実用として使うつもりはまったくない。

まずは、1つ分解。回路図はつぎのようなもの



これが開放電圧 約 AC 4.3V のトランスに接続されているだけ。
ダイオード1つで半波整流して電流制限の抵抗がはいるだけ。面白いのは、もうひとつの電池は、逆に接続していること。それはともかく、こんなしょぼい回路では、過充電が怖い。
追記:
過放電してしまった電池は高速充電器では充電できないときがある。そういうときにこれでちょっと充電してやると高速充電器にかかるらしい。こんなものでも 役に立つ状況はあるものだ。

実用として使わずに何に使うかというと、充電器用 電池ケースとして使うつもり。上半分を別のケースにマウントして、高機能の 充放電器を作るのだ。

回路案として2つ考えてみた。

案1)2つの電池を別々に制御する充放電器。



上の回路を 2 つ作り、AREF にちゃんとした基準電圧を入れる。全部で 9 pin 必要。ATtiny44 なら 2pin あまるので、I2C スレーブを付けられる。ATtiny861 なら、6 pin あまるので、USB 制御ができる(clock 2 + USB 2)。あまった 2pin は、LED か、温度センサに使えばよいだろう。温度センサを使う場合は、サーミスタを使い、電池のー側の電極を付けているハンダあたりに貼り付ける。

Pch の FET には、FDS4675か、デュアルのFDS4935を使い、Nch の FET には、uPA2753GRを使う。
22uH の インダクタは、TSL0709S-220Kを使う予定。これは、86mΩ 定格電流 1.3A(飽和するのは 1.4A)。最大 1.4A。充電電流は 1/2 の最大 700mAまでしか流せないことになる。

ON してから 最大の 1.4A になる時間は、(内部抵抗を無視すると)
 i = Vt/L 
 の関係を使って、1.4 * 22 / ( 5 - 1.2) で 8.1 uS 。出力電圧は ON Duty 比で決まるらしいので、ON 1.2 : ON+OFF 5 、8MHz として ON 時間 65clock , ON+Off 時間 270 clock を目安にして設計する。電流を減らす場合は、ON 時間固定で Off 時間を長くする。

案2)1系統しかないかわり高機能な充放電器

上の回路は、1セル急速充放電ができるだけのものだが、3セルのNiMHを充放電したいのと、デサルフェータ機能 or バルス充電機能を付けてみたいので、こんな回路を考えてみた。
鉛バッテリーではないので、サルフェーションそのものはあり得ない。デサルフェータ機能というのは変。リフレッシュ機能というべきなのか? ただ、普通リフレッシュ機能というのは、深放電する放電機能のことらしいのでややこしい。

ちなみに、ニッカド電池にメモリ効果というものがあり、これは復活できないらしい。NiMH の場合は、深放電と充電を繰り返せば普通復活するので、ニッカド電池とおなじ意味のメモリ効果はない。
ここでいうデサルフェータ機能とは、10kHz ぐらいの高い周波数で充電と放電を繰り返すもので、サルフェーションで弱った鉛バッテリーを復活させるには有効らしい。NiMH でも同じことをすれば、復活できるかも知れないので試しに作ろうとしているもの。効果があるかどうかは、作って試すのだ。



デサルフェータとして使う場合は、電源供給を Off にして、昇圧回路を動かす。電池から電源を供給して、昇圧して返す。パルス充電の場合は、電源も供給して、昇圧回路の 周波数を上げる。 B-C 間の電流(と向き)を測定すれば、うまく制御できるのではないかと思う。放電機能は、電池側に移動し、負荷抵抗も外付けにしようと思う。

820uH は、手持ちの LHL10TB821K を使おうと思う。これは以前 現品.com で入手したもので、1.4Ω 定格電流 420 mA 。昇圧回路を動かさずに普通に充電するときは、420mAまでにしなければならない。
ちなみに LHLC 10NB 102J は、1mH / 1.8Ω / 480mA になっているので、こちらの方がよいかも知れない。

パルス側のPWM は、最大 ON 時間 1.4 * 22 / 5 = 6.16 uS ( 49 clock) を目安にする。電流を流したければ、ON 時間固定で Off 時間を短くする。ただし ON Duty は 6/7 ぐらいまで。
パルスをどのように制御しようが、流れこんだ電流は出て行くので、パルス側の出力が低ければ上の L を通って電池に流れる。パルス側の出力が上がりすぎれば、逆に上のLを通って電池から流れ込んでくるはず。充電しているときにそうなってしまうのはやりすぎだが、B-C 間の電圧と向きで制御すればよいのだろう。

ちなみに電圧のセンスは、ADC に直接接続せずに、抵抗で分圧したものを入力する。3セルで精度良く測定したいというのも理由だが、パルス充電中に 電池がはずれたときの保護も理由。
posted by すz at 15:11| Comment(2) | TrackBack(0) | 日記
この記事へのコメント
はじめまして。2週間ほど前にセリア充電器で検索していてこちらのサイトを発見しました。回路図など参考にさせていただいているのですが、このセリア充電器の出力電流を倍になるよう改造出来ないものかと思っているところです。抵抗値を半分にしてみてはどうかと、早速実行してみたのですが、出力電流はほぼ変化無しでした。何か良い案は無いでしょうか?
Posted by iori at 2009年11月05日 00:16
過充電してしまう危険性があるので出力電流を増やすことは(できたとしても)お勧めできません。

過充電 に弱い NiMH でも 1/20C (2000 mAH の場合 100 mA) ならずっと流しても良さそうなので、むしろ 電流を減らして トリクル充電専用に改造した方が良いと思います。

高価な充電器でも、ある程度充電したらトリクル充電に切り替わるので、多数の電池を充電したい場合、移し変えることで高価な充電器を空けることが出来て便利かも。
Posted by すz at 2009年11月06日 22:19
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