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2011年4月23日 (土)

バッテリ充電器の自作 (3)

秋月電子通商 鉛蓄電池充電器パーツキット で充電器を自作します。前回は、パワートランジスタの放熱板とアルミケースを加工しましたので、今回は、配線をして完成させます(過去記事 バッテリ充電器の自作 (2) の続き)。

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キットからの変更点は、大電流を流すために 2SC2320 + 2N3055 をダーリントン接続しています。また、半固定抵抗 VR1、VR2 を可変抵抗にして電圧計・電流計を見ながら設定を変更できるようにしました。

キットの説明書(PDF)は、こちら。説明書内の回路図は、Pin11(Vc) の表示が漏れているので、回路図を見て自作する方は注意してください。Pin11(Vc) とPin12(V+) は、共に電源に接続する事。

まず、ダーリントン接続するために TR2 B-Eのジャンパーを取り去り、手持ちの 2SC2320 を基板にハンダ付けします。放熱板に取り付けた 2N3055 のEBCを確認して配線をします。2SC2320 は汎用トランジスタで、他に 2SC1815 など使えます。

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電源ラインには、FUSE 5A を入れておきました。ACアダプタは 3.5A ですのでFUSEが飛ぶ事は無いはずですが念のため。

Rimg0053

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DC19V の入力に1.6KΩの抵抗を入れて発光ダイオードを接続して、DC19V 通電中に点灯するようにしました。

Rimg0054

今回購入した電圧計は 5V ですので直列に 10V 0.5W のツェナーダイオード(HZ11A3 ツェナー電圧 9.9Vmin-10.3Vmax) を入れて、10V-15V を表示するようにしました。ツェナーダイオードは電流が流れない逆方向に入れます。

R7 1Ωセメント抵抗 の両端に発生する電圧は、2A の時に 2V 発生します。今回購入した電流計は 20mA ですので、電流を 1/100 にすると 2A の時に 20mA と表示する。電流を 1/100 にするには、100Ωの抵抗を電流計と直列に入れるだけだ。

充電端子には、3A のダイオードを入れてバッテリから電流が逆流して故障しないようにしています。実際には、ここで 0.37V 電圧降下してしまいますが。

最大充電電圧の調整は、無負荷の状態で VR2 を調整して、13.8V に調整します。半固定抵抗は、MAX の状態になりました (できれば、15V ぐらいまで電圧を上げれるようにしたかったが)。

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最大電流制限の設定は、手持ちにあった 18Ω6W の抵抗を2本並列に接続して 9Ω の負荷でテストしました。VR1 を左に回しきった状態から右に回して充電電流を設定します。1A を超えると抵抗が焼けます。あれれ、2A 流れないのばなぜだ・・・

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よく考えてみると、オームの法則 R=E/I により、E は 13.8V に設定しましたので、2A 流すには 13.8V/2A で R は 6.9Ω 以下にしなければテストできません。そこで、18Ω6W の抵抗を 4本並列にして 4.5Ω でテストすると 2A のメータを振り切る事ができました。

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キットは正常に動作しているようですので、半固定抵抗を取り外して可変抵抗に交換します。VR1 500Ω は、安価なものがなかったので 1KΩ にしました。VR2 5KΩ は、5KΩ の可変抵抗に交換しました。同じ基板を使った 実験室用精密級 定電圧安定化電源 Ver3・キットの説明書(PDF) に注意書きがあり、VR2 を延長する場合の配線は極力短くしてツイスト又はシールド線で配線するように記載されています。写真のように最短にしてツイストしておきました。

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アルミケースに穴を追加工して可変抵抗をネジ止めしました。また、基板を取り付けている足を延長して、可変抵抗とショートしない高さにしました。

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つまみは、手持ちの中(ジャンク箱)から探してきました。アルミ削り出しのつまみは、ちょっとミスマッチか。

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VR2(右側)は最大電圧の設定です。現在は 13.8V がMAXですので、右に回しきっておきます。VR1 (左側)は最大電流の設定です。充電するバッテリの容量により、1/10 になるように設定するのが基本です。例えば、7Ah のバッテリは 0.7A になるように VR1 を設定します。

VR1 の電流制限がかかると VR2 の電圧とは関係なく充電電圧が下がりますので、VR2 を操作すると訳が判らなくなってしまいます。注意してください。

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試しに TDR125 のバッテリを充電してみましたが、すぐに電圧が上昇してしまい 0.7A で連続充電する事ができませんでした(満充電と判断されてしまった)。やはり、VR2 は 15V まで設定できるよう改造しないと VR2 を変化させる意味がありません。

VR1(左側) が最大電流、VR2(右側) が最大電圧の設定ですが、電圧計が左、電流計が右になってしまいました。些細な事ですが少し違和感があるので、何かのついでがあれば左右を入れ替えたいところです。

充電しながら VR1 最大充電電流を設定するには、充電中にヘッドライトを点灯させると電圧が12V 程度まで下がるので、この状態で VR1 の最大充電電流を設定すると上手く設定できました。

続き バッテリ充電器の自作 (4) を読む>>

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