プロジェクトLi+(この電池は取扱注意ですので、追試の際には自己責任で!!)


こんな電池を入手しました。

 


左は秋月で300円のパックで、オレンジ色のは魚肉ソーセージ、じゃなくてカラ割りして中身をだしたもの。
右は若松から630円で買ったヘニョヘニョのパウチに入ったもの。
 いずれもリチウムイオン(Li+)電池です。リチウムというとナトリウムに似たかなり激しく酸素と化合する物質で、出来たら一生係わらずにものつくりライフを終えようと思っていましたが、まあ、あるプロジェクトのために一応触っておく必要が出てきましたので今回取り上げます。(と言っても携帯電話とかノートパソコンでは普通に使われていますけどね。)

 問題はこれの充電方法です。携帯やノートパソコンで使われている充電方法はちゃんと制御素子が電池本体に組み込まれていまして、上記の写真みたいに端子むき出しのLi+電池なんか普通は転がっていません。制御素子が充電電流や電圧、時間、電池本体の温度などを総合的に監視しながら充電を終止させます。そういう条件を無視して充電すると爆発や火災等の危険があります。

 さて、こういうアナログ素子を作らせたらやっぱりMAXIMでしょう、ということで以前からデータを郵送していただいてたんですがその中からMAX1758を使用したバッテリーチャージャーを製作してみます。
 Li+電池の充電だったら別に電動ラジコン用の充電器がありますので5000円も出して買ってくれば安全で良いんですが、まあ、中身は同じでしょうということでデータシートと評価キットの説明書をダウンロード。

 MAX1758は28ピンSSOPのパッケージだものだから、変換基板を購入。大阪のダイセン電子工業のS028が5枚一組で650円。しかもなんと!裏表でSOPとSSOP両方のパッケージに対応してますのでこれはお買い得。他のメーカーの物より安価で便利です。通販が可能。500円の送料ですぐに直送してくれますのでホントお勧めです。



 これが変換基板(ぱきぱき割って使います。)と制御素子MAX1758。



 例によってハンダペーストの登場。フラックスが乾燥し、元々クリーム状だったのがかなり堅くなってカチカチです。まあ、賞味期限を1年も過ぎてますのでしょうがないんですが・・・。これにピンを植えて行きます。幅広28ピンICソケットより一列広い仕様になってますので普通のソケットを半分に切ってばらして使います。



こんな感じになったら隣のピンとショートしてないか、ピンヘッドとICの各パッドが導通しているかテスタで念入りにチェックします。これでICモジュールの完成です。


 さて部品もそろいましたので早速基板上に組み立てました。白い角形のは電流監視用の抵抗ですが、0.05Ωのセメント抵抗しか入手できませんでした。入力電流の制限が必要でなければ短絡してしまえば良いのですが、どれだけ電源電流が流れ込むか見てからということにします。
 緑色の素子は温度監視用のサーミスタです。20℃で10KΩになるネガティブ特性のを買ってきました。他にも部品はあるのですがIC変換基板の裏に隠れて見えません。



横から見るとこんな感じ。あとでセメント抵抗は寝かせて付けました。ケースに頭がつかえるもので・・・。





 で、タカチのケースに入れるとこんな感じ。内部に300KhzのPWM発振器があるので一応フェライトコアを突っ込んでおきました。



 顔はこんな風になります。LEDは左からエラー、急速充電(定電流)、満充電(定電圧充電)のステータス表示用。ドライバがICに入っていますので線を3本引っ張り出すだけ。
 スイッチは左が電源、右は中点オフの充電電池の本数切り替え。1・2・4本が切り替えられます。これもICのピンから引き出したもの。



 これで完成です。とりあえず一本充電してみましたが、消費電流は200mAくらい。最大1.5Aまで流せるようですが、もうちょっと追い込んでみます。愛用の実験用電源(メトロニクス521C)の容量が650mAしかないのでこんな位で今のところちょうど良いんですけど。

 ケース上から引き出したサーミスタの上に電池を置いて充電すれば温度監視が出来るように考えています。

 特殊な部品は0.05Ωの抵抗でしょうか。あと、2Aクラスの整流用ショットキーダイオードが2本ほど入り用です。前に「現品」から購入したチップ部品ROHMのパワーモールドダイオードRB-051L-40(40V3A)があったので活用しました。

【動作について】
 スイッチを入れるとリセットがかかり、接続されているLi+電池電圧が2.5V以上あるかどうか事前検定を行います。その上電池温度を測って異常なければ急速充電モード(定電流)に入ります。満充電まで85%程度で定電圧モードに遷移し4.2Vの電圧リミットに達すると充電が停止します。またタイマーが内蔵されており、一定時間が経過すると充電が終了します。

 さて、これは、とあるプロジェクトの一部です。次なる計画は・・・?何だ?
(続く)