e-DIYで行こう!趣味の電子工作とプログラミングの記録e-DIYで行こう!市販DCDCコンバータ基板で3直列リチウムイオン組電池を充電するリチウムイオン電池2022.02.06ここのところ中古のリチウムイオン電池を使った組電池の自作に挑戦しており、直近では18650リチウムイオン3直列の組電池を自作した。作ったリチウムイオン組電池はとりあえず実験的に安定化電源で充電していたが、毎回安定化電源を出してきて充電するのも面倒。組電池を普段使いするためには専用の充電器があった方が便利だ。いうわけで、充電器として市販のDCDCコンバータ基板を使えないかと考え試した結果、リチウムイオン組電池を問題なく充電出来たので記事にまとめる。1セルあたり4.2V」という条件。これは要するに、以下のような制御が出来れば良いという事だ。充電初期は定電流充電(電流の上限は1C)充電後期は定電圧充電(電圧の上限は1セルあたり4.2V)当ブログでもマイコン制御のリチウムイオン単セル用充電器を作ったり、安定化電源を使ってリチウムイオン3直列組電池の充電を行ってきた。充電器として使うのはAliExpressで見つけた定電流機能付きDCDCコンバータ基板。安価で100円ちょっとで売られている。Aliexpress.coms.click.aliexpress.comこの基板にはLM2596という降圧コンバータICが載っており、ボードへの入力電圧は最大35V・出力電流は3A迄取れる。電源入力と充電出力の端子接続に注意!このモジュールのマイナス側の基板パターンを調べると入力側と出力側で繋がって見えるし、マルチメータで調べても抵抗がほぼ0Ωなのでモジュールの外側でGND共通にして使いたくなってしまうが、それはNG。繋がって見える基板パターンだが、実は迷路のようになっている所(下写真の赤枠で囲んだ所)が出力電流測定用のシャント抵抗の役割を果たしており、外側でGND共通にしてしまうと電流検出が出来なくなって定電流動作ががうまく行かなくなってしまう。実際自分もモジュールの外側でGND共通にして使ってしまい、出力電流の調節がうまく出来ず困っていたところ、下記記事を見つけて理由が分かった次第。基板パターンに作られたシャント抵抗は「トレース抵抗」と言うらしい。左右2つの半固定抵抗の調節を行う(真ん中の「充電OK」LED点灯調整は後で詳しく触れる)。安定化電源から電源を取ることにし、DCDCコンバータへの入力電圧は15Vとした。上限電圧の調整DCDCコンバータの出力端子にマルチメータの電圧計を接続し、左側の「出力電圧制限」の半固定抵抗で上限電圧の調整をする。電池の劣化を抑えるため1本あたり4.2Vフルフル満充電せずに少し控え目の4.1Vとし、3本直列なので4.1V×3=12.3Vで充電電圧の制限をかけることにした。次に定電流充電の電流値を調整する。マルチメータを10A電流測定モードにしてDCDCコンバータ出力に接続させてショート状態にさせ、右側の「出力電流制限」の半固定抵抗を回して少し控えめの700mAへと調整した。調節したDCDCコンバータに3直列のリチウムイオン組電池を接続して充電を行う。いつも通り自作電流ロガーで測定を行った。調整してしまったためグラフの波形が少し歪んでいる。12.3Vに再調整を行っている。この調整のせいで終止電圧もズレてしまい、約180分経過で充電を中止する頃にはDCDCコンバータの出力は約12.4V付近まで上昇してしまった。細かい誤差はあるものの、安定化電源を使って充電を行った前回記事の結果とも遜色無く、このDCDCコンバータ基板でもリチウムイオン組電池の充電は問題なく出来そうだ。充電状態に応じて基板のLEDが点灯DCDCコンバータ基板には3種類のLEDが付いていて、どのLEDが点灯しているかによって充電状態を知ることが出来る。