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リチウムイオン電池充電保護基板 1セル 2.5A (HX1S025A)

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データ番号

1777

区 分

部品

分 類

電源

品 名

リチウムイオン電池充電保護基板 1セル 2.5A (HX1S025A)

発売元

(株)秋葉原 aitendo

価 格

90円(10%税別)

主要部品

DW01B FS8205A

電 源

概略仕様

   

概 要

リチウム電池1セル用の保護回路基板です。

主要素子

Fortune Semiconductor Corporation (Fortune™)  DW01B

対応セル数

1セル

保護機能

過充電保護、過放電保護、放電過電流保護

過充電保護

過充電(過電圧)検出電圧 : 4.3V±0.05V

過充電(過電圧)検出回復電圧 : 4.1V±0.05V

過放電保護

過放電検出電圧 : 2.5V±0.075V

過放電検出回復電圧 : 2.9V±0.075V

放電過電流保護

VM電位差(+B〜−P間) : 0.15V±0.02V

備 考

本基板はリチウム電池1セルの保護機能のみを有しています。 充電制御機能はありませんので、充電用の回路を別途設ける必要があります。

     

付属基板

HX1S025A

付属ケース

外形寸法

基板単体 W 3.8mm D 1.9mm H 3.1mm

追加購入
部品

コメント

改 造

その他

(製作例)

   

【 パッケージ外観1 】

 

【 パッケージ外観2 】

 

【 基板外観1 】

 

【 基板外観2 】

 

【 基板外観3 】

 

【 基板外観4 】

 

【 基板外観5 】

 

【 基板外観6 】

 

【 基板外観7 】

 


動 作 確 認  (バックライト)

 本基板の各種特性を実測した結果を以下に掲載します。 バッテリ相当、および、充電電源として可変電源を用いて測定しました。 測定点は バッテリ側電圧+B〜−B間、充電側・負荷側電圧+P〜−P間、電流は電流測定用シャント抵抗両端間です。 測定プローブのコモンは+Bもしくは+Pの電源+ラインに接続しました。  測定プローブのコモンを電源+ラインに接続して測定したため、実測電圧は−極性となります。 測定データのグラフ化に際しては測定データの極性を反転してグラフ化しています。

【 充電・放電特性 】

 通常運用の充電・放電特性を測定しました。 測定回路は模擬電池内部抵抗Rdummy1、模擬バッテリ負荷抵抗Rdummy2、模擬バッテリ電圧源Vbatt及び模擬充電用電源Vpsの構成としました。 

 

【 充電・放電特性 】

 

 まず、バッテリが正常状態に相当するバッテリ側電圧約2.9Vdcにした状態で充電側・負荷側電圧を約2.9V〜約4.25V間で変化させた結果を下記します。

 充電側・負荷側電圧約3.2Vを境に充電と放電が切り替わっていました。 また、充電側・負荷側電圧を上昇/下降させてもヒステリシスはほぼ無い結果となりました。

 

【 充電・放電特性 バッテリ側電圧約2.9Vdc 】

 

 バッテリ電圧が過放電状態に相当するバッテリ側電圧約1.9Vdcの状態で充電側・負荷側電圧を約1.0V〜約4.25V間で変化させた結果を下記します。

 バッテリ側電圧を約1.0Vから上昇させた場合、バッテリ側電圧約2.4V以下では充電回路側と遮断された状態となっていました。 バッテリ側電圧約2.4Vを超えると充電開始しました。

【  充電・放電特性(上昇時) バッテリ側電圧約1.9Vdc 】

 

 次に、 バッテリ側電圧を約4.2Vから下降させた場合、バッテリ側電圧約2.5Vまでは充電状態となっていましたが、バッテリ側電圧約2.5Vを下回ると充電電源側から遮断状態となりました。

【 充電・放電特性(下降時) バッテリ側電圧約1.9Vdc 】

 

【 過電圧保護 】

 充電を継続しすぎた場合の過電圧検出時の動作を確認しました。

 バッテリが正常状態に相当するバッテリ側電圧約2.9Vdcにした状態で充電側・負荷側電圧を約2.9V〜約5.0V間で変化させた結果を下記します。

 充電側・負荷側電圧を約2.9Vから上昇させた場合、充電側・負荷側電圧約4.3Vでバッテリ側回路と充電側・負荷側回路が遮断されました。

【 過電圧検出特性(上昇時) バッテリ側電圧約2.9Vdc 】

 

 充電側・負荷側電圧を過電圧状態約5.0Vから下降させた場合、充電側・負荷側電圧約3.7Vでバッテリ側回路と充電側・負荷側回路が再接続されて、充電・放電動作を再開しました。

【 過電圧検出特性(下降時) バッテリ側電圧約2.9Vdc 】

 

 次に、バッテリが過放電態に相当するバッテリ側電圧約1.9Vdcにした状態で充電側・負荷側電圧を約1.0V〜約5.0V間で変化させた結果を下記します。

 充電側・負荷側電圧を約1.0Vから上昇させた場合、充電側・負荷側電圧約4.3Vでバッテリ側回路と充電側・負荷側回路が遮断されました。

 

【  過電圧検出特性(上昇時) バッテリ側電圧約1.9Vdc 】

 

 充電側・負荷側電圧を過電圧状態約5.0Vから下降させた場合、充電側・負荷側電圧約2.4V(実際には電圧と継続時間の両方で判定しているようです。)で一旦充電状態となり、すぐにバッテリ側回路と充電側・負荷側回路が遮断されました。 なお、この一時的な充電状態の現象は過電圧検出状態からの回復を意味しているようです。 この一時的な充電状態の現象発生後に充電側・負荷側電圧を上昇すると充電・放電動作を再開しました。

【 過電圧検出特性(下降時) バッテリ側電圧約1.9Vdc 】

 

【 過放電保護 】

 軽負荷時(抵抗約44Ω)と重負荷時(抵抗約2Ω)におけるバッテリ電圧依存特性(過放電保護)を測定した結果を下記に掲載します。

 

【 負荷電流依存特性 測定回路 】

 

 いずれの負荷抵抗時ともに、バッテリ放電継続状態を模擬したバッテリ側電圧の下降時はバッテリ側電圧約2.5Vで放電停止しました。 バッテリ側電圧を1.0Vから上昇するとバッテリ側電圧約2.9Vで放電再開できるようになりました。

【 バッテリ電圧依存特性:過放電保護 (負荷抵抗44Ω) 】

 

【 バッテリ電圧依存特性:過放電保護 (負荷抵抗2Ω) 】

 

 負荷抵抗2Ω時、過放電検出・過放電検出復帰時の特性で本来のグラフは垂下(90°)するはずが、若干斜めになっています。 この原因は測定に用いた試験用電源の出力端部で電圧降下は生じていたためでした。 負荷抵抗44Ω時にも電圧降下が生じているはずですが、電流が低いため斜め状態が目立たないようです。

 

【 過電流保護 】

 バッテリ放電時の負荷電流依存特性(過電流保護)を測定した結果を下記に掲載します。

 バッテリ側電圧は満充電相当約4.2Vdcと放電終了付近相当約3.7Vdcの2通りで測定しました。 また、バッテリ側電圧は電源自体(電源出力端)起因の電圧降下が生じていましたので、参考までにグラフ中にプロット(橙色)しました。

 バッテリの負荷電流はーP〜−B間の電位差(VM≒0.15V)で検出していますので、D01BでドライブしているN−MOSトランジスタ(FS8205A)の特性により検出電流が変化しま す。 測定に用いた基板では約3.4A前後で過電流保護回路が動作しました。

 過電流保護が動作した後の復帰は、無負荷状態とすることで復帰します。 ただし、中途半端な無負荷状態では復帰しないようです。 自作電子負荷を最もハイインピーダンス状態にしても復帰せず、自作電子負荷の電源遮断もしくは電子負荷への配線を断線状態にする必要がありました。

 

【 負荷電流依存特性 測定回路 】

 

【 負荷電流依存特性 バッテリ側電圧約3.7Vdc 】

 

【 負荷電流依存特性 バッテリ側電圧約4.2Vdc 】

  

データ作成者 CBA

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