ICR-200　充電器の製作

ICR-200は充電式のラジオで内部に充電池が入っており、充電は100V電源の充電器を本体に接続して行うようになっています。残念ながら本体しか手に入りませんでしたので、充電装置を作製しました。本体についてはこちらです。

充電器-1台目

2010年頃作製しましたものです。手持ちの6V電源アダプタを流用した関係で、電圧がやや不足しており、充電の後半に電流が不足する場合があります。このまま使ってましたが、レギュレータ圧を5.5Vぐらいにしたほうがよいと思います。

• 一番簡単なNi-Cd, Ni-MHの充電回路は、定電圧電源に直列に抵抗を入れて充電電流の触れを小さくして、特段の制御無しに充電するもののようです。元の充電器はその方式で、基板内に11Ωの抵抗が入っており(22Ωが並列に2本使われています)、。
• 当時公開されていたパナソニックの技術情報には、この方式で充電する場合、容量の1/10程度か（もしくはもっと少ない電流で）に電流を設定し、150%となる時間充電する方法が紹介されていました。ただ今の(2022年)、閲覧できる技術情報には急速充電しか記載されていません。
• 低速充電は終点の検知が難しく、空っぽから時間を測定して充電することとなることから、過充電の可能性がありますが、急速充電は専用の制御ICがないと難しそうですし、このラジオのように電池内蔵の場合は温度検知用のサーミスターを内部に入れるのは更に困難な感じですので、シンプルな定電流の回路にしました。

  

• トランジスタを用いるものでは定番の回路のようです。原理は、Q2がONになり電流を流していくと、R2の両端電圧が上がっていき、0.6V付近になるとQ1がONになり、Q2のベースへの電流が減少してコレクター電流も減少し、結果的にR2が0.6Vとなる電流でバランスするというものです。
• 充電電流は240mAhに対して0.067Cの16mAにしました。理論値の150%が供給されるように時間設定するということで、24hrとなります。最近みたEmergizerの資料では120%となっていましたので、1.2/0.067 = 18hrで満充電の想定です。
• Ni-MH電池は急速充電でも1.8V以上の電圧はかけてはいけないようです。実際は今回のような低電流ではそこまで上がることはなく、せいぜい1.45-1.5V程度のようですので、電池3個分の4.5Vに、回路での抵抗（最低で0.7V程度）と、本体の電流制限抵抗の電圧降下(0.2V程度)、更に今回はポリスイッチをいれていますので、この分を0.1Vと見込むと、供給電圧は、5.5V程度がよかったのかもしれません。

  

充電用プラグ作製

本体についているジャックは、現在は一般的なものでないのか、使えそうなものが見つかりいませんでしたので、その辺で手に入るもので適当に自作しました。

充電器 その２

10年ぶりに修理したラジオのスイッチをいれたところ、鳴りませんでしたので、内部確認しましたが、ジャック本体と固定金具がゆるゆるになっており、修理が難しいようでしたので、ジャック自体を交換することにしました（ジャックの交換については、ICR-200のページのメンテナンス2を参照ください）。この変更に合わせて、新しいジャックに対応したプラグで、充電器も新たに作成しました。

• 基本的な回路は、その１と同じ定電流回路で、ゆっくりと充電するものですが、前回を踏まえて、以下の点を変更しました。
  • 最近、広く浸透しているUSB電源を使用する。
  • 過充電にならないよう電圧は可変とする。
  • 電圧に余裕ができたので、充電動作チェックはLEDを充電ラインに直列に入れる方式に変更
• 赤色のLEDを動作確認用にいれましたので、この分の電圧降下が2Vほどあります。1セルあたりの電圧の上限を1.5V、Q2のCE間電圧の最小値を0.1V、Q1のBE間電圧0.7V、ポリスイッチと抵抗で0.3Vとして各所の電圧降下を合わせて元電圧は7.5Vに調節しました。
• 電源には昇圧が必要となるので、秋月電子のキット（ISL87519A使用可変昇圧電源キット）を使いました。また、今後、容量の異なる電池を充電するかもしれないので、汎用性を持たせるのに、定電流値は可変とし、接続もコネクターにしました。
• ブレッドボードのテスト回路をそのまま使えるよう、ブレッドボード配線されたプリント基板をつかっています。

  

＜参考文献＞

Energizer: Battery Charge Manual
Panasonic: NiMH Handbook
新・低周波/高周波回路設計マニュアル: CQ出版

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2010/10/20, Update 2022/02/17

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