2008年12月10日水曜日

DC/DCコンバータ

太陽光発電にこっているのですが、1枚だけ中途半端な性能の太陽電池パネルがあります。開放電圧が13V位で、0.7A程度を流す抵抗を接続すると端子間電圧が10V程度になってしまいます。これでは、12Vのバッテリーを充電することはできません。現在はポータブルテレビ用のエネループ7本を電流制限用抵抗を経由して約400mA程度で充電しています。これだと、晴天時に朝から夕方まででほぼ満充電となります。ただ、これは、あくまでも晴天が続く事が条件です。少しでも曇りの時間があると満充電ができませんし、環境も青空充電、つまり電池が剥き出しなので、にわか雨が降ると一発で使用不能になってしまいます。たとえ条件が良くても、朝、仕事に出る前に接続して帰ったら取り込むという面倒な作業が必要なのです。そこで、手元にある40AH・12Vのシールドバッテリーに一度充電して、その電力を利用する方法を検討してみました。
要するに10V程度の電圧を12Vのシールドバッテリーを充電するのに必要な電圧へ昇圧してあげればよいわけです。ネットで調べていると、昇圧用のDC/DCコンバータICの存在を知りました。太陽電池パネルの出力が最大1A程度なので、3Aの出力がとれるLM2577-ADJを採用することにしました。主要パーツは例のごとくサトー電気の通販で入手しました。実際に購入したのはLM2577-ADJと100μHの昇圧用コイルです。あとは、手持ちのパーツを利用しましたので、約1k円で済んでいます。ショットキーダイオードは手持ちの30V耐圧の容量1Aのチップタイプを使ったので、何度かバラック実験の際に飛ばしてしまいました。ここはメーカーの指定どおり40V3Aタイプを使った方が良いでしょう。実はテストのときに実験用電源をつないで昇圧させるテストをしていたのですが、突然電圧が出なくなってしまいました。どうやら、電源を接続したり、切ったりしているときにコイルからスパイク電圧が発生して実験用電源へ逆流してしまったようです。しかたなく、14V・250mA程度のACアダプタをつないで実験を継続しました。ちょっと、電圧可変用のVRが最適化されていなくてちょっとVRに触っただけで電圧が大きく変化してしまいます。この過程でショットキーダイオードの耐圧を超える電圧が発生して飛ばしてしまいました。とりあえず、出力電圧を16V程度に設定して太陽電池につないで出力を調整してみます。冬の午後3時位の全日照で250mA程度の充電電流を得ることができました。ちょっと計算からすると充電電流が少ない気がしたので、パネル側の電圧を測ってみると、なんと3V位まで落ちてるではないですか。3V→16Vではやはり効率が落ちているのでしょう。でも、逆にこの状態でも16Vの出力を出しているこのICのすごいパワーを実感しました。現在はバラックの状態なので、太陽電池パネルからはずしてありますが、週末には防水をして充電できるようにしてみたいと思います。

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