2008年04月18日

直列充電用過充電保護兼セルバランサ

ふと思うところあって、Ni-MH多セル直列充電用の過充電保護兼セルバランシング回路を試作してみた。無論、フルアナログで、である。

OvChPrt.PNGで、←が試作した4セル用回路のスケマである。現在ではこういったアナログで組まず、マイコンを使って各セルの電圧を測り、特にリチウムイオンバッテリの直列充電の場合は、放電用の回路を付けてセル毎に平衡を取る。

例えばATmega406のようなバッテリマネジメント専用のマイコンを使って、そういった機能を持たせるのが一般的だ。が、Ni-MHを対象に急速充電の必要がない(せいぜい100[mA]未満での充電)ならアナログで充分じゃないかと思ったのが、この回路を作ってみたキッカケである。

動作は単純、セルに掛かっている電圧がある一定値を超えるとトランジスタのスイッチが入って放電するようになっているだけだ。環境温度20[℃]時の実測では、セル電圧1.44[V]時に1[mA]ほど放電していた。これは、充電時に過充電保護且つセルバランシング回路として働くことを狙っている。

因みに「セルバランシング」というのは、同容量・同特性のセルでも残容量の異なる二次電池を直列接続した状態で充電する場合必要で、これをやっておかないと充電時だけでなく、実際に電池として使用している時にも少々厄介な問題が起きてセルを無意味に劣化させてしまいかねない。

余談だが、この回路の部品コストは1セルあたり約¥10-(秋月価格)。また回路図中のR1〜R4は単なる放電用の負荷なので1.5[V]仕様の豆球でも良い、てかその方が良いかも知れない。セル単位で充電が終了していることを知らせるランプとしての役を持たせることにもなる(ある程度、充電時に電流を流す必要はあるが)。

なお、この回路は温度補償を全く行ってないので気温が高い場合や放電回路が働きだすと(つまりはトランジスタやダイオードが熱を帯びると)、セル電圧が狙った電圧より低くても放電し続ける、状況によっては熱暴走を起こしかねないので注意が必要である。そういった意味で、より高い信頼性を求めるならデジタル処理をカラメないと危険であるし、その場合コストが嵩むことは書くまでもない。

posted by Masa at 09:21| Comment(0) | 実験 | 更新情報をチェックする
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