ヘッドホンアンプv5の製作(その4:リチウムイオン電池の充電)

まもなくヘッドホンアンプv5の基板が届くが、リチウムイオン電池にも対応する電圧設定なので、この電池を使う場合も考慮し充電の勉強をしました。

v5のベース仕様は単三乾電池なので、これとサイズの互換性があるリチウムイオン電池は、LC14500です(このブログ記事で紹介しました)

このリチウムイオン電池は充電管理をシビアに行わないと不具合(場合により火災?)が発生しやすいとあるので、市販の充電器を探しましたが意外に売られていないようです。
これではこの電池を使いたくても困るだろう。

ということで、早速作りました。
Li-ion_1

これはMicrochipのMCP73861というリチウムイオン電池専用の充電ICです。
温度センサー入力で温度管理もできるものです。 まもなく中期の充電が終わるとこです。

足が0.05インチ(1.27mm)ピッチのICですので、ハンダ付けもまずまず簡単な部類です


Li-ion_2

この写真は同じくMicrochipのMCP73855という専用ICです(真ん中の黒いもの)
何と3mm×3mmサイズに10pinの足が付いてます。しかも裏面に隠れてます。

手半田ではとっても作業に自信が無く、リフロー装置を使いました。


いずれのICも以下の充電パターンで充電を行います。
Li-ion_3

1.
左側の最初のゾーンが、Preconditionと言い電池電圧が2.8V以下(過放電領域)の場合は、充電電流を少し流してバッテリーの状態を確かめます。電圧が上がればOK、上がらなかったら規定時間(約60分)で諦めます。

2.
中央が定電流充電ゾーンでセットした一定電流で充電し、規定電圧4.1または4.2Vに達するまで行います。2.8V以上の初期電圧ではここからがスタートです。
やはり規定時間1.5hrが有ります。

3.
右側が定電圧充電ゾーンです。一定電圧で充電しますので電池が一杯になってくると徐々に電流が下がって規定の最小電流になるまで充電します。ここでの規定時間は定電流ゾーンを含んで3hrです。


二つのICを使って充電テストをしてみました。

前者のMCP73861が多くの充電電流が流せます(ボリュームで可変)
充電が終了すると電流を切ってLED(STAT1)を点滅させます。
エラーLED(STAT2)もあります。異常があると点灯します。

後者のMCP73855は100mAか400mAの定電流選択型です。
充電中は1個だけのLEDが点灯、充電が終わるとLEDが消えるタイプです。

使ってみた感じから、
前者ICは専用充電器用途で作られ、後者ICは機器組み込み用として作られたのかなと思います。


MCP73861での回路
Li-ion_4 右上の可変抵抗は付けてません。

0-5kの半固定抵抗で定電流値を調整します。

先のIC用途の推測や、ハンダ付けの難易度、LED機能を考慮するとMCP73861が良いかな。

【充電特性試験】
Li-ion_6
例の機器を使って特性を取ってみました。

Li-ion_5
何か変です。

単体で600mA程度にセットしておいた充電電流が500mA程度に落ちています。
定電流充電モードに入らず、第3モードに入ってます。
単体で試験をやったときとは挙動が異なります。

やれやれ、何なのでしょうか?

今日は大分遅いので明日にします。





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