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リチウムバッテリーチャージボード (3-01-0208-A)

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データ番号

1545

区 分

部品

分 類

電源

品 名

リチウムバッテリーチャージボード (3-01-0208-A)
   

英文タイトル

1A LIPO BATTERY CHARGER MICRO USB TP4056 / Simple LiPo charge with Micro USB connection
(QKits web Store)

amazon.co.jp
商品タイトル

HiLetgo® 10個セット 5V 1A 18650 リチウムバッテリー チャージボード
Micro USB チャージモジュール プロテクト [並行輸入品]

発売元

製造元 HiLetgo

販売元 amazon.co.jp

価 格

780円(8%税込) (10個セット)

主要部品

電 源

USB電源 (4.5〜5.5Vdc)

概略仕様

   

概要

リチウムイオン電池のマイクロUSBポート経由充電機能と放電機能を有する基板モジュール。 過充電、短絡、過放電機能付き。

電源

4.5〜6.0Vdc (マイクロUSBコネクタ接続)

構成品

完成基板 : 10枚

完成基板 が複数枚連なった状態で梱包されている。 各基板間にはVカットが入っているので、手で簡単に分離できる。

バッテリ電圧

リチウムイオン電池 定格(公称)電圧 3.6〜3.7Vdc

基板PAD
+ / − マイクロUSBの電源ライン+極、−極
+B / −B リチウム電池接続端子
OUT+ / OUT− 電池出力端子(負荷接続)
構成デバイス
TC4056A 1A 线性锂离子电池充电器
(1A リチウムイオン電池充電器)
DW01V 锂电池保护IC
(リチウム電池保護IC)
SC8205A 10V N 沟道强型MOS 场效应管
(10V N-Channel Enhancement-Mode MOSFET)

表示器

青色 バッテリー充電完了表示
赤色 バッテリー充電中表示

充電電流

1A(R3:1.2kΩ)

R3抵抗値を交換することで充電電流を変更可能。
データシートに計算式とRPROG抵抗値/充電電流相関表が掲載されているが、計算式と表は一致していない。

DW01V

保護機能

過電圧保護 電圧上昇時 4.3Vdc
電圧下降時 4.1Vdc
過放電保護 電圧下降時 2.5Vdc
電圧上昇時 2.9Vdc
短絡保護

(過電流保護)

VM端子電圧 1.36Vdc
外付けQ1,Q2の両端電圧(=B−〜OUT−間電圧)に比例した電圧。

注意
 電流を検出しているのではなく、VM端子電圧を監視している。 短時間ではあるが、大きな短絡電流が流れる。 短絡電流の大きさは短絡負荷インピーダンス・電池内部抵抗・配線抵抗・各部接触抵抗に依存する。

     

付属基板

03962A

付属ケース

無し

外形寸法

基板単体 W 28.7mm D 17.3mm H 3.8mm

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 】

 

【 構成品1 】

 

【 構成品2 】

 

【 構成品3 】

 

【 基板外観1(部品面) 】

 

【 基板外観2(部品面) 】

 

【 基板外観3(部品面) 】

 

【 基板外観4(主要部品拡大) 】

 

【 基板外観5(裏面) 】

 


部品下面パターン確認

 DW01V、SC8205Aを取り外して隠れているパターンを確認しました。  回路はDW01Vデータシートに記載の図3アプリケーション回路図に準拠しているようです。(部品定数が異なります。)

 

【 部品取り外し状態1 】

 

【 部品取り外し状態2 】

  


充電動作確認

 デジカメ用リチウム電池を利用して充電動作を確認しました。

 

【 充電動作確認1(充電中) 】

 

【 充電動作確認2(充電完了) 】

 

シャント抵抗10W0.1Ωを利用して充電電流を測定しました。

【 充電動作確認3(電流測定外観) 】

 

【 充電時電池電圧、充電電流1(全体) 】

 

【 充電時電池電圧、充電電流2(充電初期) 】

 

【 充電時電池電圧、充電電流3(充電終了) 】

 


電池関連作確認 ( 電池充放電)

 リチウム電池からみたときの本基板の動作を確認しました。 下記画像に確認時の状態を示します。

【 測定状態外観 】

 

 基板に接続している各部品の用途は下記のとおりです。

スイッチ OUT端子に接続している負荷(1.2kΩ+0.1Ω)を切り離すためのスイッチ
最上段抵抗 1.2kΩ  OUT端子負荷抵抗
2段目抵抗 20W 1Ω リチウム電池に相当するDC電源に直列に接続した電流制限抵抗
リチウム電池の内部インピーダンスに相当
3段目抵抗 10W 0.1Ω OUT端子負荷抵抗の電流測定用シャント抵抗
4段目抵抗 20W 1Ω OUT端子過負荷用抵抗
(写真撮影時の接続位置に間違いがあります。 撮影時はシャント抵抗の左側にハンダ付けしていますが、測定時はシャント抵抗の右側にハンダ付けしています。
みの虫クリップ リチウム電池に相当するDC電源に接続しています。

 

 下図はリチウム電池電圧接続端子の+B・−B間電圧とOUT端子電圧の関係です。 このとき、USBポートは未接続です。

 電池電圧が低い場合にOUT電圧が0Vになっているのが過放電防止回路の動作を示しています。 電圧上昇時と電圧下降時の電圧設定に幅を持たせたヒステリシス特性を有しています。 また、電池電圧4.2V付近でOUT電圧が低下しているのは過充電防止回路の影響と思われます。

【 電池充放電特性 】

 

 負荷短絡状態と過負荷状態を模擬してみました。
 OUT間を短絡すると出力電圧をほぼ0Vに低下して遮断しています。 遮断状態を復帰する祭は、前記のスイッチをオフしてOUT間の負荷を完全に切断する必要がありました。 なお、何度も過負荷状態でデータ測定をした特定の1枚の本基板では、スイッチをオフしても復帰できませんでした。 過負荷のストレスでICもしくはFETにダメージを与えたのかもしれません。 USBポートから5Vを供給する方法でもことでも復帰できま 。 この方法であれば全ての基板で復帰することができました。
 次に、過負荷状態を模擬するためにOUT間に1Ωの抵抗(上記写真の4段目抵抗)を接続してみました。 この場合は出力がすぐに遮断されることはなく、しばらく出力を継続して一時的に遮断、その後、再度通電となる状態を何度も繰り返していました。 過負荷状態の継続は本基板だけではなく、負荷にもダメージを与える可能性がありそうです、

【 電池放電特性 】

 

 短絡時の瞬時電流が気になりましたので挙動を詳しく観察しました。 短絡して出力遮断するまで数ms程度の時間を必要としています。 なお、この時間は一定ではなく、ばらつきが大きいようです。 

 

【 負荷短絡状態(全体) 】

 

 短絡直後をさらに詳しく観測しました。 数10μs間、本来の短絡電流が流れているようです。  DC電源と本基板間にリチウム電池内部インピーダンスに相当する1Ω抵抗(上記写真の2段目抵抗)を設けておいてよかったと思える結果でした。 測定にはNR−2000 を利用していますので 本来のピーク電流を捉えることはできておりませんが、今回はこれ以上の追加は止めました。 

【 負荷短絡時(初期) 】

  
  

データ作成者 CBA

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