PIC16F84電子遊戯（８１）

最終更新日：２００２年８月２５日

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ニッケル水素充電池簡易充電器を作ろう

今回からニッケル水素充電池の充電器を製作します。 簡易的ですので、細かいところまであんまり突っ込まないで下さいね。 まずは電池を見て下さい。

（ニッケル水素充電池）

左側が海外で購入したＣＤプレーヤーに同包されていた中国製のニッケル水素充電池です。右側が東芝製のものです。規格は次の通りです。

メーカー 電流容量 中国製 １３００ｍＡ 東芝製 １５００ｍＡ

この２種類の充電池を充電するような充電器を作りましょう。 簡易充電器ですので、急速充電は出来ません。時間は掛かりますが、通常充電で充電します。通常充電の時は、電流容量の１０％程度の電流で充電します。 まずは充電部の回路図を見て下さい。

（ニッケル水素充電池の簡易充電器の充電部の回路図）

充電池は２個直列で充電をします。１個について１．４Ｖになるまで充電をする必要がありますから、２個直列の場合は２．８Ｖになるまで充電を続けます。 その後は２．８Ｖ一定になるように充電をし続けます。（実際には２．８Ｖ以上になれば充電をストップして時間が経過して２．８Ｖより下がると再び充電を行います。）

これを規定の時間だけ続けると充電が完了となります。 まずは中国製の１３００ｍＡの充電池について考えます。 充電の効率を８５％とすると、１３００ｍＡを充電するには １３００ｍＡ／０．８５＝１５３０ｍＡ　となります。 上記の回路図の充電電流の設計値は １．０Ｖ／８．２Ω＝１２２ｍＡ　となります。 従って充電時間は１５３０ｍＡ／１２２ｍＡ＝１２．５時間 となり、約１２時間半充電すれば良いことになります。

同様に東芝製の１５００ｍＡについて計算します。 １５００ｍＡ／０．８５＝１７６４ｍＡ １７６４ｍＡ／１２２ｍＡ＝１４．５時間 となります。

この２種類の時間についてＰＩＣで時間をダウンカウントする回路を付加することによって充電時間の目安とすることにします。 ２個直列で２．８Ｖを超えないように設計していますので、それ以上の時間充電していても問題はありませんが、カウンタがタイムアップしたら、充電完了です。 （ＰＩＣの部分は別のページで説明します。）

ニッケル水素充電池簡易充電器の基準電圧回路

基準電圧はテキサスインスツルメント製ＴＬ４３１（Adjustable precision shunt regulators）で発生することにします。 これは２．５Ｖの基準電圧を発生するレギュレータですが、抵抗分割することによって、２．５Ｖ以上の基準電圧を発生することが出来ます。 まずは基本回路を見て下さい。

（ＴＬ４３１基本回路）

基本回路のIrefを無視すると、出力VKAは基準電圧Vrefの抵抗分割から計算出来ます。VKA=2.8V,R2=4.7kとすると R1=((2.8-2.5)/2.5)*4.7k=0.564k となります。実際にはＲ１を５６０Ωとすると出力電圧が低かったので、その上の６２０Ωとしてほぼ２．８Ｖを得ることが出来ました。 シミュレーションにもこのＩＣが入っておりましたので、一応結果を載せておきます。 結果は２．８２Ｖでほぼ実測と同じでした。

（ＴＬ４３１シミュレーション結果）

ニッケル水素充電池簡易充電器の電源

電源を作ると大変面倒なので、今回は不要になった携帯電話の充電器を利用しました。 この充電器は出力が５．８Ｖ７３０ｍＡのものを使用しました。 先端はＤＣジャックに変更しています。 出力電圧がメーカーによって微妙に異なりますから、充電電流を決めるときには上記の回路図の８．２Ωを変更する必要があります。

（充電器の電源）

ニッケル水素充電池簡易充電器の充電部の完成

充電部のまずは完成したした姿を見て下さい。 実際には基準電圧以外の部分は２回路あります。 充電電流を決める抵抗（８．２Ω）は発熱するのでワット数を大きいものを使用して下さい。 ちなみに私は２Ｗタイプを使用しました。 トランジスタ２ＳＤ７９４Ａも熱くなりますので、放熱板を付けたほうが良いかもしれません。

（充電部です。）

ということで今回はここまでとしましょう。次回以降もよろしくです。

これからも益々面白くなる「PIC16F84電子遊戯」をよろしくお願いいたします。

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