2010. 4. 30
2010. 4. 30
【注意】火災を起こします！
Li-Ion/Li-PO電池は現在最もポピュラーな二次電池です。しかし、充放電条件が厳しく、素人によるラフな扱いには耐えられません。このため、機器内蔵または専用の電池パックとして使われ、充電・放電ともに専用機器で管理された状態で使うことになります。アルカリ電池やNi-MH電池のように生セルで使われることは原則としてありません。
最近はその高容量・高電圧といった魅力から自作機器でLi-Ion/Li-PO電池を使うことも多くなり、汎用的に使える生セル充電器が欲しくなってきたので、一つ自作してみました。
Li-Ion/Li-PO電池の充電方法は、SLA電池と同じCVCC充電です。SLAのような温度補償は必要ないものの、電圧制御はセル当たり4.200V±50mVとかなり高精度に管理する必要があります。充電アルゴリズムの解説は別の文献に譲るとして、実際に充電器を製作しようとすると充電シーケンスの管理が意外にめんどいものです。そこで、専用の充電ICを使って簡単に済ませることにしました。専用ICはよく考えられていて、自作回路などより信頼性の高い充電器を手軽に作ることができます。
今回製作した充電器では回路図に示すように、充電ICにTIのBQ2057を使用し、充電電流を切り換えていろいろな電池に対応できるようにしています。BQ2057の温度モニタ機能は使っていません。制御トランジスタ Q5 では最大1.5W程度の発熱があるので、何らかの放熱をする必要があります。そこで、上の写真に示すようにヒート・シンクをシャーシとしてこれに基板を固定しています。これによりコンパクトに仕上げることができました。
単セル専用です。基板上のモニタLEDが充電状態を示します。電池が接続されていない状態では、緑を表示しています。放電した電池を接続するとLEDが赤に変わり充電が開始されます。充電が終了すると緑に変わります。充電電流は個々の電池に合わせてロータリ・スイッチで設定します。設定値は電池容量(mAh)の1/100を目安にするとよいでしょう。たとえば、1000mAhの電池なら10に設定した場合、約0.5C(一般的な充電電流)で充電されることになります。
