ニッケル水素充電式5Vポータブル電源完成
長い時間がかかってしまった。
とりあえず完成にするかねというところで。
主な機能は
- USB A端子による5V出力(電源線がつながってるだけ)
- ただし電圧精度±10%
- 電池放電中は電池電圧がそのまま出てくる(5.5V〜4.5Vぐらい)
- ACアダプタ内蔵、入力100V〜250V AC(無駄にワールドワイド)
- ACは普通のメガネコネクタ
- AC接続で充電開始
- AC接続中は安定可された5V出力を利用可能
- リフレッシュ充電モード付き(完全放電してから充電しなおす)
- 電池容量5400mAh
- ただし本体重量430g
- 完全放電から満充電までの充電時間5.5時間
- 5段階による残量表示機能付き
- 過放電防止機能
NiMHの充電方法とかぜんぜん知らない状態から試行錯誤で充電回路をつくって火傷してみたり煙もくもくしてみたり。
なんというかケースがほんとギリギリのサイズだったので、ケース内にどうやって収めるかのほうが苦労したかもしれない。
右側は電池でうまってて、左にACアダプタのなかみやら制御基板やらコネクタやら放電用抵抗やらが押し込められている。下にふにゅ、と出ているのはデバッグ用のシリアル出力。
最初 秋月電子で買った GPのタブ付き4500mAh電池 http://akizukidenshi.com/catalog/g/gB-01142/ でやってたんだけどなんかいくらがんばっても容量が2000mAhとちょっとしかないんだよね。在庫中に腐ったのかしら。
しょうがないのでサンヨーの2700mAhのNiMHを2本ずつ並列にして、それを4つ直列にした電池構成で。
NiMHの充電回路はいろんな意味で熱いね。今回実装した回路は急速充電だけど、満充電検出はいくつかの方式を組み合わせている。いまのところ一番最初にひっかかるようなのは、放電電圧が既定の電圧に達したというもの。もし万が一それで引っかからなかった場合は-ΔVを検出するようにしている。
−ΔVは急速充電における満充電検出方法として一般的だけれども、これは電池が発熱することによって内部抵抗が変化し、それによっての充電電圧の変化を検出する物。要するに電池を発熱させちゃってるため、電池に少なからずダメージを与える。
今回実装している放電電圧の検出は、発熱する手前で充電を止められるため、おそらく電池にとってはダメージが少ないと思われる。
充電電流は1A。もっと早く充電したければ電流を増やせばよいが、やっぱり電池が発熱してあまりよい影響はないし、5時間半ほどで充電できるのであれば1Aでもいいかということでこの電流に。
マイコンはATmega328p。オーバースペックだが気にしない。これオンチップ温度計もってるのね。便利に使ってる。
回路図はこちら
(オリジナルサイズを表示、で大きくしてみてね)
戦慄のファームウェアのソースプログラムなど : http://kikyou.info/misc/charger-20110116.zip
さーて、できたのはいいんだがこれ、重いんだよなorz