FAQ
Q.
バッテリ充電に使用できる電源の特徴を教えてください。
  • 電源/電子負荷
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  • AC入力電源(AC-DCコンバータ)


A. バッテリ充電に推奨する電源は、定電流制御電源及びCVCC機能を持った電源が挙げられます。
製品情報ウェブサイト(TDKプロダクトセンター)の「電源」ポータルサイトの「直流安定化電源(CVCC)」カテゴリ、または、「AC入力電源(AC-DCコンバータ) > 簡易定電流制御」にラインアップしている電源が対象です。

ただし、バッテリ充電に電源の過電流保護機能を利用しているケースがあります。
本来、過電流保護機能は電源が過負荷となり定格以上の電流が流れた際、電流値を抑え電源自体の劣化・破損を回避することを目的とした機能です。ここでは、その電流値を抑える動作を流用し、その抑えられた電流をバッテリの充電定電流として利用します。ここで注意しなければならないのは、過電流保護の特性によってはバッテリ充電に適さない特性があることです。

図1

図1
電源の過電流保護特性は図1のとおり、主に3つの方式が挙げられます。このうち、バッテリ充電に適した方式は、定電流電圧垂下特性を持つ電源であり、この定電流領域を利用することでバッテリへの定電流充電を行うことができます。
なお、その他の過電流保護特性を持つ電源は、バッテリへの充電に適していませんので、電源を選定する場合は注意が必要となります。
さらに、先ほど説明したようにこの定電流領域は、電源の劣化・破損を回避するための過電流保護動作状態であり、電源の仕様で規定されている定格電流を超えて(定格電流<過電流保護設定電流)使用することになります。
この場合、(過電流保護設定電流<定格電流)となるように、電源の過電流保護設定電流値を変更する準標準対応が必要となります。
また、これまで説明した過電流保護機能を流用する方法以外にも、電源に外付け回路を接続し、定電流制御をさせる方法があります。
具体的に弊社(TDKラムダ)製HWS1000を例に挙げ説明します。(図2)

図2  HWS1000 使用時におけるバッテリ充電用定電流回路構成

図2  HWS1000 使用時におけるバッテリ充電用定電流回路構成
電源の負荷線にシャント抵抗(①)を付け、出力電流をシャント抵抗にて電圧変換し、出力電流を検出します(②)。また、定電流垂下点調整回路を設け、過電流設定基準電圧を作ります(③)。この②と③の電圧をオペアンプ(④)にて比較し、フォトカプラ(⑤)にて電源の出力電圧を制御します。
なお、この方法は出力電圧外部コントロール(PV可変機能)を持った電源の定電流回路構成例となり、必ず定格電力以下でご使用頂く必要があります。

最後にリチウムイオン電池等は必ずBMS(バッテリマネジメントシステム)経由でのご使用をお願いします。充放電を繰り返すと、バッテリのセルごとの充電量にバラつきが発生し、そのまま放置すると過充電が発生します。そのため、個々のセルの電圧を監視し、1個でも過充電/過放電になれば充電放電を停止させるBMSを用いて、安全確保・劣化防止を行ってください。
※BMS(Battery Management System:バッテリマネジメントシステム) 電池モジュール(組電池)の状態を監視・制御するシステムです。BMU(Battery Management Unit:バッテリマネジメントユニット)と呼ばれることもあります。