太陽電池充電アダプタ

可搬型太陽電池と
シールドバッテリー充電アダプター
前回紹介した「防災用照明」
 「防災用照明」内蔵PXL 12V 7.2AHのシールドバッテリーへの充電
 負荷放電は240mA で10時間(一晩)
→
2.4AH
 バッテリーの仕様より、最大充電電流は0.25C→7.2AH×0.25=1.8A
余裕を取って1.4Aへ
充電コントローラーを探す
MPPT充電コントローラーBQ24650
 5V～28V入力の太陽光パネル。
 最大電力点追従機能(MPPT＝Maximum Power
PointTracking)太陽光パネルが最大の出力電力を供給でき
るよう入力電圧がプログラミングされたレベルを下回った
場合に、充電電流を低下させます。
 固定周波数の同期PWMコントローラ(600kHZ)に加え、充
電電流/電圧の高精度レギュレーション、充電準備、充電
終了、および充電ステータス監視機能を備えています。
 帰還リファレンス電圧VFBを2.1Vに設定した状態で、
2.1V～26Vのバッテリをサポートします。充電電流は、
適切なセンス抵抗の選択によってプログラミングされます。
少し問題が・・・
BQ24650EVM-639
デバイスパッケージが
3.5×3.5mm2 QFN-16と小さく
半田付けが困難なため、評価
ボード「BQ24650EVM-639」
を使用。
BQ24650EVM-639のパラメータ変更
 充電電流プログラム
 初期値は2A、センス抵抗は20mΩ
 充電電流を1.4A、センス抵抗を27mΩへ変更
 MPPT動作点電圧17.8Vはそのまま。
 雰囲気温度による充電終了電圧の自動補正回路の
追加(GS YUASA PXLバッテリーの仕様による)
 30℃
→ 14.4V
 10℃ → 15V
※センサーはサーミスタ104JT(100kΩ)
BQ24650EVM-639回路図
充電を試す
太陽電池の代わりに安定化電源にて実験
設定した約
1.4Aを超え
ていない
出力電流
入力電圧
入力電流
電源の電流値を下げる
と設定したMPPT17.8V
まで電源電圧が下がる
1.3時間程度
出力電圧
設定した充電停止電圧
14.4V
充電特性（バッテリーデータシートより）
5時間
14.4V
太陽電池の選択
株式会社ケー・アイ･エス製
GT40 単結晶太陽電池
666㎜×535㎜ 4.5kg
架台は・・・
太陽電池可搬用架台(1.6kg)
架台に取り付けた写真は・・・
太陽電池
可搬用架台
太陽電池
可搬用架台
ブロック図
5V
4+2bitパラレル
液晶
I2C
5V
保護回路
KIS
GP-40
単結晶太陽電池
スパイクキラー
ヒューズ
バリスタ
1.5KW TVS
過電圧防御(OVP)
5V
電圧／電流測定
ＩＮＡ２２６
(IC2 I/F)
電圧／電流測定
ＩＮＡ２２６
(IC2 I/F)
PIC16F88
内部4MHZ
BQ24650EVM-639
評価ボード
VIN
VOUT
VSYS
5V
シャットダウン付
5VLDO
LT1129
外部PCへ
4800bps
TX
RX
PXL 12V 7.2AH
シールドバッテリー
発電試験風景
充電特性結果（グラフ）
平成26年7月13日(日)
新宿
天候：曇り／一時通り雨
無負荷
出力電流
入力電圧
設定したMPPT
17.8V
出力電流が低下した
ため入力電圧が上昇
入力電流
5時間程度
出力電圧
設定した充電停止電圧
14.4V
28℃(15:10)
平成26年7月21日(祝)
入力電圧
出力電流
入力電流
2.5時間程度
出力電圧
新宿
天候：曇り／薄曇り
28.5℃(14:10)
平成26年7月25日
新宿
出力電流
入力電流
入力電圧
1.5時間程度
出力電圧
5時間程度
天候：晴れ（雲あり）
35.5℃(14:10)
平成26年8月5日
新宿
天候：晴れ（雲皆無／風有り）
出力電流
入力電流
入力電圧
14.3V
1.1時間程度
出力電圧
5時間程度
36.0℃(13:50)
充電電流
充電電圧
半日の時差を設けた3台のバッテリー充電
1日目
1台目充電
2日目
充電電流
充電電圧
充電時間
2台目充電
3日目
3台目充電
充電時間
充電電流
充電電圧
充電時間
2つの太陽電池OR(並列)アダプター回路
Z
Z
理想ダイオード動作
VF=0.6V以上
VF=25mV以内
寄生diode
寄生diode
S
FDB3632
D
S
FDB3632
N-ch
2
3
4
IN
VOUT
NC
VDD
LTC4357IMS8
NC
GATE
N-ch
G
G
1
D
NC
GND
8
100
7
6
5
1
2
0.1
100V
3
4
IN
VOUT
NC
VDD
LTC4357IMS8
NC
GATE
NC
GND
8
100
7
6
5
0.1
100V
太陽電池を２枚使用しているところ
平成26年8月7日
1.6時間程度
新宿
天候：晴れ（雲あり／風あり）
33.9℃(13:50)
平成26年8月8日
1.58時間程度
新宿
天候：曇り（一時通り雨）
31.4℃(11:40)
各種防水

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