リチウムイオンバッテリーの充電器３号機　　　　　　　　　　　　　　　ｖｅｇａ　　2005.11.27
　

　　直列での充電は、各電池の放電バランスが異なるとすべての電池をフル充電できない為、１セル毎に充電器を製作する
　　ことにしました。　１号機は解体処分。
　　今度は、専用ＩＣ（ＬＴＣ４０５４）の入手ができたのでこれを使用しました。最大８００ｍＡで充電ができます。
　　　LTC4054データシート（英語）

　　　LTC4057は、LTC4054ととてもよく似ていて日本語のデータシートがあるので参考になります。
　　　LTC4057データシート
　　　
　　参考サイトは獣医さんのです。http://www.cac-japan.com/electronics/libt_chg/index.htm
　　作り方は、獣医さんと同じ方法（生基板をアクリルカッターでガリガリ）です。
　　ＩＣ以外の部品は表面実装部品ではなく通常の部品を使用しました。

　　私のはこんな値にしました。充電電流は、３７０ｍＡ。　

　　　

　　　回路説明
　　　　　１．　充電電流は、Ｒ１で決まり上記では
　　　　　　　　１０００／２．７ｋ　=　３７０　mＡ　となります。
　　　　　　　　２ＫΩが入手できたら、交換して500mＡにする予定です。
　　　　　　　　２ｋΩに交換しました。充電時間が短くなりました。ＩＣの発熱も問題ありません。（２００６．２）
　　　　　
　　　　　２．　Ｃ１は、データシートによると積層セラミックでは共振により異常動作する場合
　　　　　　　　があるということなので、しかたなくケミコンを使用してます。

　　　　　３．　ＶＣＣは、５Ｖ　２Ａ　（秋月の小型ＳＷ電源）を使用してます。

　　　　　４．　Ｒ３はＩＣの発熱を抑える為のです。　セメント抵抗を使用。
　　　　　　　　抵抗値の決め方は、最大充電電流での電圧降下によりなるべく電圧が低くなるようにします。
　　　　　　　　（ただし４．３Ｖ以上）　　必要ワット数は要計算。
　　　　　　　　

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　　　　製作

　　　１．上記（獣医さん）のサイトをまねています。
　　　　　レーザープリンタがあれば、この方法にしたいのですが．．．．．．。
　　　　　ガラスエポキシの生基板　９ｃｍｘ３ｃｍ　に　上記回路を３セット実装しました。
　　　　　３本同時に充電できます。
　　　　　ＬＴＣ４０５４の部分のパターンは、ルーペで見ながら慎重に削りました。
　　　　　その他の部分はかなりいいかげんです。
　　　　　放熱を考えて少し大きめにしましたが、３７０ｍＡではほとんど発熱しないので
　　　　　もっと小さくても良かったと思います。
　　　
　　　　　１個目のパターン作成は、時間がかかりましたが、２個目、３個目は１０分程度
　　　　　で製作できました。　　トレーシング紙の裏を濃い鉛筆でなぞり、生基板の上に置いてから
　　　　　表をなぞると、銅箔上に薄くパターンが転写されますのでこれを頼りに、溝を掘りました。

　　　　　パターンはこんな感じです（横2.５cmＸ縦３．０cm）。相対サイズ及びとスケールは、全くデタラメですから
　　　　　これで、感光基板の元にはしないでください。�@、�A．．．はＩＣのピン番号
　　　　　基板の見る向きは、上記獣医さんの写真と同じ方向
　　　　　　　　

基板上の部品の配置は Ａ−Ｂ　：ＬＥＤ Ｂ−�@　：Ｒ２ �D−�A ：Ｒ１ �A−�C ：Ｃ１ Ｃ −�C ：Ｒ３ Ａ−�C　：ジャンパー線 　　 赤線が、ＩＣの位置

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　　　　チェック方法

　　　　　　安全な？テスト方法を紹介します。　　最初は、充電電流を少なくして確認します。
　　
　　　　１．　基板は、銅箔の削りかすが残っていないか十分チェックし、
　　　　　　　テスターで絶縁を確認します。

　　　　２． 部品を実装します。　ＩＣを実装するパターンは、半田メッキします。
　　　　　　（一旦半田を流したあとフラックスを塗り、吸収線で吸い取る）
　　　　　　ＬＴＣ４０５４の実装は慎重に。　パターンのブリッジ等はテスターで確認します。
　　　　　　ＬＥＤの極性も確認しておきます。　　　　
　
　　　　３．　Ｒ１は、１０ＫΩを直列（合計２０ｋΩ）にします。
　　　　　　　テスト時は、充電電流（最大50mＡ）
　　　　　　　充電電流　＝　１０００／２０Ｋ　=　５０ｍＡ

　　　　４．　十分チェック（目視とテスターで）した後に電源をつなげます。
　　　　　　　このときバッテリーはまだ接続しません。
　　　　　　　ＬＥＤが光るはずです、光らない場合は即電源ＯＦＦ！
　　　
　　　　　　　正常な場合の各ピンの電圧　（バッテリーは接続しない状態）
　 　　　　　　　No.3　：　３．８Ｖ　程度
　　　　　　　　 No.5 　：　０Ｖ

　　　　５．　Ｒ３の両端にテスター（電圧計）を接続します。
　　　　　　　リチウムイオンバッテリーを接続します。
　　　　　　　（フル充電したのはダメ。　又電圧は２．９Ｖ以下の電池もこのテストではダメ）
　　　　　　　ＬＥＤを見ながら、電源を供給します。
　　　　　　　ＬＥＤは、点灯します。点灯しない場合は即電源ＯＦＦ！
　　　　　　　１Ωの電圧降下は、５０mＶ程度（５０ｍＡ）になるはずです。
　　　　　　　５番ピンは、１．０Ｖになります。
　　　　　　　Ｒ１の１０KΩ直列を１個分ショートしてＲ３の電流変化を見ます。
　　　　　　　およそ倍程度のなるはずです。

　　　　　　　このとうりなれば、回路はたぶん正常です。

　　　　６．　Ｒ１の値を減らして、充電電流を増やして見ましょう。
　　　　　　　５ピンは最初１．０Ｖ（この状態は、定電流充電）ですが、バッテリー電圧が４．２に到達した後
　　　　　　　充電電流は少しずつ減り（定電圧充電）、０．１Ｖを下回ったあたりで、ＬＥＤが消燈し充電が完了
　　　　　　　します。

　　　　注意
　　　　　　フル充電したバッテリーを接続した場合は、ＬＥＤは点灯せず充電が開始されません。
　　　　　　電池電圧が２．９Ｖ以下の場合は、最大充電電流の１／１０の充電電流となり、電圧が２．９Ｖ
　　　　　　を超えてから、定電流充電が開始されます。

　　　　　　電池の放電が少ない場合(充電の最大電流で４．２Ｖを超える場合）は、最初から定電圧充電になり
　　　　　　ます。このとき５番ピンは、１．０Ｖ以下になります。

　　　　　　電池の放電が少ない場合、バッテリーを電源を入れた状態で接続するとＬＥＤが点灯せず充電が開始されない場合が
　　　　　　あります。　バッテリーを接続してから、電源を入れると充電が開始されます。
　　　　　　またこの方がソフトスタート機能（起動時の過渡電流も抑えられる）が有効に働くと思います。

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　　　発熱
　　　　　獣医さん紹介の方法はＩＣからの熱が、銅箔から放熱されますので良い方法と思います。　　　
　　　　　ＧＮＤピン（２番ピン）が一番熱くなるので、ＧＵＮのパターンを広くして放熱を考慮しました。
　　　　　試作品では、ウレタン被覆線（０．２ｍｍ）で配線しましたが熱の逃げ場がない為、３００ｍＡ
　　　　　程度の充電電流でも結構熱くなりました。
　　　　　

　　　充電電流のモニター
　　　　充電電流がどんな状態なのか、上記回路では全くわかりません。又バッテリーを接続してなくても
　　　　ＬＥＤが光りますから。
　　　　５番ピンの電圧に応じて、ＬＥＤの点灯個数を変化させれば．．．．とも思っていますがめんどくさい。