G2025a_リチウム電池過放電防止回路

2025年12月16日

7:06

G2025a_lpc812_junk_lithium_battery_over_discharge

 

 

• 1S1588 の敷居電圧を利用して、ある程度電圧が下がったらシャットダウンできる仕組みを構成します
• 内部抵抗が低いスイッチング素子として、K4017 を使います
• K4017 の特性を G2511 で測定します

 

 

 

• 4.45/2=2.225
• ここまで放電してしまうと、過放電なので下記数値を目標にします
• 3.4*2=6.8
• 6.8V あたりで回路がシャットダウンするように設計します
• 分圧された電圧で 1.25V と報告さていました
• (8.2/2.45)*1.25=4.1837
• どうも計算が苦手でありまして、適当に抵抗の分圧にあたりを付けて、あとは実測値で調整します
• ゲートのシャットダウンが遅いので、ゲート電圧を低く調整します
• 4.1837V -> 6.8V 　(4.1837/6.8)*100=61.525
• 62 %　に分圧すばよい？　おおざっぱに 50%として実測します
• これはまちがいでした　8.2V は放電とともに低下するので、れン率方程式が必要でした

 

 

K4017では電源供給の回路になりません

 

 

J681の下記回路で抵抗の配分を調査します

 

• ボリュームのつまみでちょうどいい抵抗の配分を調べます
• J681 はゲート電圧が上がると、回路が閉じるので、C1815で反転させます
• 電池を放電させて 6.8Vあたりにしてから、ボリュームを調整します

 

 

• 4K / 1K の配分を計測できたので、この数値をベースに微調整します
• この回路はブレッドボードの接触抵抗の影響が大きいので、早めに基板化します
• 抵抗を交換して実測した結果 30K / 4.7K  という暫定結果が得られました
• 正直回路はただしいのだろうかと思うくらい、回路が安定しません
• ブレッドボードをやめて、はんだ付けして実験を続けます

 

 

ユニバーサル基板

 

 

 

放電実験の考察

 

• この考察が正しいという確証はありません
• 皆さんはご自分の実験室で、個別に検証を行ってください
• リチウム電池２個を直列にして、過放電防止回路を作っていました
• 多くの確率で放電がアンバランスの電池があります
• その中で直列して放電したとき、 3.8V  0.2V  という大きな不均衡のペアがあり、放電しすぎた 0.2Vが充電不能になってしまいました
• 充電できない、発熱するという現象になったので廃棄処分となります
• おそらく、過放電しなければまだ使えていたと思われます
• 過放電防止は、リチウム電池一つ一つに装備しなければいけないものだということがわかりました
• こうなると、電子回路のみで構成するより、マイコンで構成する方が簡単に作れるかもしれません

 

• 一晩経過して、考察が進み、そもそも6.8V以下で放電停止する設計でしたから、3.8V 0.2V というのは4Vまで下がっており、放電しすぎです
• よく考えるとテスターでのモニタではなく、LED電圧測定器を1次側にも接続していました
• これは保護回路を通さないので、測定器の回路を通して過放電したと言えます
• 1次回路の電圧は測定せず、保護された2次回路のみ測定する方式でもう少し実験を続けます

 

 

未完成ですがここまでで切り上げます