充電器(Ni-Cd Ni-MH兼用)

  つくり

 回路図は右の通り。

 S2は表記の都合上2個に見えているが、実際は1個の6Pスイッチとなっている。
 S2の切り替えで、充電/放電の切り替えが可能、また、中点OFFが可能なスイッチで、中点OFFにすると、充電も放電もされない。

 定電流充電はバイポーラトランジスタによる定電流回路でできるようになっている。S1をONにすると、ベース電流を増やすことになるので、充電電流が増やせる。こちらでは、S1がOFFのときNi-Cd、S1がONのときNi-MHを0.1C充電ができるよう調整してある。
 R1とQ1だが、ここでは2組書かれているが、大きな電流で充電する場合は、PD(許容損失)に注意した数を並列にすること。また発熱により充電電流が増大するので、多めの数を並列にすることを推奨する。さらに、調整の時には発熱している時にある程度時間をかけてやること。
 放電は、シリコンダイオードと1Ωの直列で放電する至って単純なもの。それでいて、過放電保護も可能。

 5V電源は、こちらでは、8本(4並列)を一度に充電できるようにしているため、十分な容量のものが必要。

  注意

 実用を目的に作る場合、きちんと安全対策、冗長設計などをすること。

 大電流充電での過充電は液漏れ、破裂、発火などを引き起こす恐れがあるので、この方法での充電は速度を0.1C(充電池容量の電気量を流すのに10時間かかる)くらいの電流にとどめること。

 また、電流が適当でも過充電は電池の寿命を縮めるので、容量の1.5倍程流したらなるべく止めるようすること。まあ、0.1Cだと1年くらいは持つとされるが。

 この充電器では、絶対にLi-ion電池を充電しないこと。それを充電するなら、アルカリ乾電池を充電する方がはるかに安全。Li-ion電池は過充電に非常に弱く、充電制御が下手だと、爆発炎上の危険がかなり高い。電源素子を飛ばしたいなら、電解コンデンサ・ロケットでもやってるように。

  補足

  充電の前に電池を放電させることの必要性

 Ni-Cd電池やNi-MH電池では、中途半端に放電したあと充電することを繰り返すと、容量が減る現象、メモリー効果が起きる。
 これは、電池を最後まで放電させた後、充電することで、避けることができる。しかし、消費電流の多い機器では、残りの容量が少なくなり、取り出せる電流が減ると、電池切れになってしまい、最後まで放電させることができない。この最後まで放電させる作業が、リフレッシュ放電で、今回作った充電器では、その機能を搭載している。

  電解コンデンサ・ロケット

 電解コンデンサに定格を遙かに超える負荷をかけると、外装が発射されることがある。これのこと。
 また、器具に実装され高い負荷がかかる場所では、寿命がくると発射されることもあるという噂。
      _,∠⌒ヽ、
     l|::|   ̄ `l
     ||]| `・ω・´|
     |l::|  ,.、  |
     ||]| <YEC>|   i
   i!   |l;;|   `'´ j  !l
 i | !  );;)二 ニ(   !
 | |i l (;;{_    _)    !
   !| | i   ミ三彡   i |! !
    i |!   ミ三彡  l| l|!| |i
  l l| i!  ,ミ三彡  |! i| ! !    (このAAのように。このAAは2chの自作PC板から拾ってきました)
  i!    に,二,二l  ! j
       ‖‖
         ` ‖
           `

  その他

 1系統あたり、トランジスタを8個も並列にして作ったが、これは、500mA程で高速充電を安定して行う目的での設計で、250mAくらいでの充電なら、3〜4並列で充分だろう。

 回路図のD1は、直流電源を切ったときに電池が放電してしまうのを防ぐものだが、中点OFFのスイッチをOFFにすることを忘れない人なら、省略しても構わない。


トップページへもどる