HPA v6 電池寿命改良仕様

友人から、「あの電池寿命が長くなるHPA は作らないのか?」と聞かれた。
そういえばstm32マイコンにばかり夢中になって、すっかり忘れてました。

作るとなると、Li-ion電池プロテクターの置き場を考えねばならないが、いまの部品構成では無理だ。
いろいろ考えた結果、Li-ion充電ICを周辺部品が少ないものにしようかな・・・

考えているよりは触ってみましょう。
【Li-ion電池充電IC、XC6802の充電テスト】
HPA_v6_3_3.jpg

使ったのは、TOREXのXC6802というLi-ion充電用ICです。サイズがUSP-6Cという2mm角(HPA v6初期版と同サイズ)、SOT-25(HPA v6のDual Trと同サイズ)、そしていちばん大きいSOT-89がありますが、目に良くないのでこのいちばん大きなサイズを選定しました。基板右側です。
外付け部品は1uFのコンデンサと充電電流調整用抵抗、そして充電作動チェック用のLEDだけです。
コンデンサは丁度良い容量のチップコンが無かったので、音響用大型コンデンサが付いてます(黄色)
基板左側にプロテクタIC外付けのLC14500電池を接続してます。

充電サイクルは問題ありませんが、充電が終わっても青色LEDがかすかに光ります。充電時の明るさからはかなり減光するのですが・・・ データシートを見ると20uA程度の電流が流れる仕様のようです。 最終的には使用するLED特性で調整するようかもしれません。
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
2014.6.23 追記
基板に使うチップLEDを使って充電完了時の減光テストを行いました。

【充電中】 模擬的に電池を外します
HPA_v6_3_6.jpg  

【充電完了】 模擬的に充電済みの電池を取り付けます
HPA_v6_3_7.jpg

使用予定のチップLEDならば完全に点灯しなくなります。これならばOKです。ちなみに負荷抵抗は1.5k、点灯時の電流は約0.4mA、消灯時は1.5uAでした(負荷抵抗1.5kの電位差から推定)

【チョット気になったのでデータシートを】
HPA_v6_3_5.jpg
この仕様ですと、バッテリー電圧が極端に低い(=バッテリが外れたり断線したりするケースを含む)状態で充電ランプが点灯することになります。これは要注意です。
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ 追記 ここまで

【そんな訳で基板を設計しました】
HPA_v6_3_1_brd.jpg

Li-ion電池プロテクターがかなりの面積を占めますが、これを搭載しなければ電池容量が増えません。
Li-ion充電IC周りはまずまずスッキリしてます。
スマホの充電器も使えるように、USBコネクタをMini_BからMicro_Bに変更しました。

充電中も動作できればより良いのですが、本アンプの特徴は±両側を駆動する方式なので、2個の電池の中点がGNDになっています。よって、電池単独回路で充電する回路と整合しないので残念です。

【新たに搭載する部品】
HPA_v6_3_4.jpg

USBコネクタはリフロー接着なので重さでずれてしまわないか心配です。
左上が充電ICですが、これでもいちばん大きなサイズです。

右側がLi-ion電池プロテクターです。プロテクター付き電池はこれが電池の下に直列に入っているので、容量が少なくなる一因になっています。また全長が1.5mm程度長いので単三電池ケースに無理に押し込む必要がありました。電池にも無理がかかっていたと思います。
こんどはそんな心配から解消され、30%以上駆動時間が長くなります。

【参考:プロテクター付きLi-ion電池は下にプロテクト回路が入り、過放電・過充電を防止】
LI-ion_18.jpg



さて、基板を作ってみましょう。





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