先ず、今回のシステムの全体図を↓に示す（再掲）。
で、↑のようなゴージャスなシステム構成にして意味があるのか、という突っ込みは愚問だ。何故なら例えば←の図のように猫でも作れそうなシステムにしてしまうと、自作の愉しみも何もあったモンじゃないからだ。
てか、左図で良いのなら既に出来上がっているというか、実験だけは行った。太陽光発電パネルと、充電したい電池の数だけ１[Ａ]流せるＳＢＤがあれば手動充電が可能だし、これで「出来上がりだあ」と開き直っても無問題だと思う（汗）
が、今Digi-keyに頼んでいるＦＰＧＡが手元に届くまでは時間が掛かりそうだし、また何時本業からお呼ばれが来るか判らないが、それまでは単に凝ったシステムを作って遊んでみようと思ったわけだ。というわけで本システムのコンセプトについて以下に簡単に纏めておこうと思う。
方式としてはスケマ３とスケマ４の方法が考えられ、それぞれ一長一短がある。スケマ３なら制御線（ctrl）の電圧は２[Ｖ]以下でも問題はないが、スケマ４ではNi-MHの電圧＋0.6[Ｖ]くらいが最低でも必要。仮にNi-MHの電圧を1.5[Ｖ]とするならQをONにするのに約2.1[Ｖ]以上が必要だ。今回使うATmega48は、メーカが保証する2.7[Ｖ]以上にする必要があるし、その為にＵＰＳ付き昇圧器も用意して3.3[Ｖ]（以上）を供給出来るようにしている。従ってその点は既にクリアしていて無問題。また、細かいことだがスケマ４ならQのベースに入れる電流をNi-MHに流し込めるのでスケマ３よりごく僅かではあるが無駄がない。
さて、最終的には↑スケマ５で示したように2SC1213Aを２個パラで使うことにした。コレクタ電流の絶対最大定格500[mA]とギリギリになってしまうし、許容損失が400[mW]なので１個だと場合によってはオーバしてしまうからである。大きく余裕を見て３パラの方が良いかも知れないが取り敢えず２パラにした。
更にベース電流を制限するＲは330[Ω]とした。ctrlはATmega48の出力ポートに繋がり充電のOn/Off制御を行う。充電On時はctrlにマイコン側電源電圧が出力されることになる。但しATmega48のポート出力に幾らかのインピーダンス（ＦＥＴのＯＮ抵抗）があるので、その分を含めるとＲトータルは350〜400[Ω]くらいになることに注意が必要。それを考慮してNi-MH側電圧が0.9〜1.5[Ｖ]まで変化するものとして、どの位の充電電流になるかをExcelを使って簡易シミュレーションを行ってみた結果が←の表とグラフである。
ctrl電圧3.3[Ｖ]、Ｒ＝375[Ω]、2SC1213A（ランクＣ）のhFE＝100とし、電池電圧0.9[Ｖ]の時に480[mA]流れる計算となった。仕様として「充電電流は500[mA]を限度とする」ので一応条件は満たしてはいる。電圧の異なる複数のNi-MHに対して充電を行うものと仮定した場合、電圧の低い（残量の少ない）電池に対してより多く電流を突っ込むことになるが、それは「なるべく同時に全ての電池の充電を完了させる」狙いを実現出来るので都合が良い。
なお、Over Voltage Protectionの電圧（充電終止電圧）を1.5[V]とすれば、1.5[Ｖ]時には320[mA]流れ、内部抵抗を0.2[Ω]とすればNi-MHに掛かる電圧は1.436[Ｖ]という計算になり、コレくらいで抑えればNi-MHに大きなダメージを与えることはないだろうと考えている。問題ありそうならOVPを1.45[Ｖ]あたりに変更するつもりだ。
-- 続く --
