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解決済みの質問

PC用電源アダプタと電流制限抵抗だけの充電器は?

持っているACアダプタの定格は15V3A、
充電しようとしているシールド鉛バッテリーの定格は12V2.3Aです。(バイク用)
シールド鉛バッテリーの横には「0.3Aで10時間充電する」と書かれています。

試しにACアダプタの+側(無負荷で16V)に整流ダイオード2ヶを直列接続して、その先に100Ωの抵抗を入れて閉回路とし、ダイオードの電圧降下を利用した結果、100Ω抵抗両端の電圧は約14.2Vになりました。
あとは抵抗を使って電流制限することになると思いますが、0.24A制限の電流制限抵抗を入れるとすると、

私の計算ですが、電源電圧14.2V
電流制限抵抗56.8オーム
バッテリー充電開始時の内部抵抗3オーム(想定) とします。
この直列抵抗で分圧すると
14.2×(56.8/(56.8+3))=13.49V(電流制限抵抗)
14.2×(3/(56.8+3))=0.71V(バッテリにかかる電圧)

充電開始時流れる電流は
13.49/56.8≒0.24A(電流制限抵抗にもバッテリにも同電流)

抵抗の耐電力はW=I×I×Rから
0.24×0.24×56.8=3.20W

バッテリー充電経過後の内部抵抗0.1オーム(想定) とします。
この直列抵抗で分圧すると
14.2×(56.8/(56.8+0.1))=14.18V(電流制限抵抗)
14.2×(0.1/(56.8+0.1))=0.02V(バッテリにかかる電圧)

充電経過後流れる電流は
14.18/56.8≒0.25A(電流制限抵抗にもバッテリにも同電流)

抵抗の耐電力はW=I×I×Rから
0.25×0.25×56.8=3.54W

という計算をしました。電流制限抵抗の電圧降下が大きくなるので、充電開始時の残りの0.71Vや充電経過後の0.02Vのバッテリにかかる電圧ではとても充電できません。

(V-Vf)/(流す電流)=制限抵抗値 と言う計算はLEDの計算で良く使いますが、
LEDの抵抗値が数Ω~数十Ωある場合に有効であり、バッテリのように内部抵抗が小数点以下
の場合などには使えないのではないでしょうか。

どこかで考え方を錯覚しているのでしょうか?

ネットを検索していると、PC用電源アダプタと電流制限抵抗だけで充電されている方がいらっしゃるようです。

電流は制限出来ても、充電電圧を確認されているのか、私の計算だとバッテリーには充電できる電圧はかかっていないはず。

でも充電できている・・・・・・??
どういう理屈なんでしょう?

ここが分かりません。

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投稿日時 - 2014-09-22 15:36:54

QNo.8763957

困ってます

質問者が選んだベストアンサー

>2本直列でOKということでよろしいのでしょうか?

いいんじゃない。ダイオードの電圧降下は状況によって一定ではないですけど。

>充電電流を0.3A以下としたい場合、電流制限抵抗はどういう計算でいくらの抵抗になるのでしょうか?

抵抗の両端にかかる最大の電圧と流したい最大の電流で抵抗値を求めます。
バッテリーの端子電圧が最も低い時が抵抗両端の電圧が最も高くなるでしょう。

>その時に、電流制限抵抗による電圧降下でバッテリ側の充電電圧が不十分になると言う事はないですか?

「電流制限抵抗による電圧降下で」よりも
バッテリーに与える電圧・電流が影響するのは言わずもがな、です。
しかし、
電圧・電流を能動回路で積極的に制御する、という方式はとらない方針でしたよねたしか、
固定抵抗器だけでは制御も何もありません。
充電が進み端子電圧が変化すれば充電電流も変化します。
計算式だけでいつ充電が完了するかを求めるのはまず無理です。

充電状況を確認する為に電流と端子電圧くらいは人間の目で10分程度ごとに確認し、
電流が少なくなりすぎたら(充電に時間がかかってしまうので)抵抗を交換(または追加)し
電流を増やすとか、
端子電圧が13.8Vに達したら充電完了と判断して給電をやめる、
くらいの「制御」は人力ででも行うのが、
事故防止の点でも所要時間の点でもいいと思います。

投稿日時 - 2014-09-23 17:52:22

お礼

ふ~む・・・・・・。

ありがとうございました。

結局、ACアダプタだけとか、せいぜい電流制限抵抗や逆流防止ダイオードを入れて作りましたとかの充電器は無理があるんですね。

13V~14Vで0.3A定格のアダプタがあればなんとか使えるでしょうが、そんなものなかなか手に入りません。解決策は3端子レギュレータを使うしかないのかなぁと考えています。

勉強になりました。

投稿日時 - 2014-09-23 21:42:43

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回答(2)

「バッテリーの内部抵抗」を勘違いしてます。

>内部抵抗3オーム(想定) とします。
>内部抵抗0.1オーム(想定) とします。

バッテリーをそれぞれ「3オームの」「0.1オームの」純抵抗に置き換えるから
おかしいんです。バッテリーの電圧はどこいっちゃったんですか。

投稿日時 - 2014-09-23 14:38:31

お礼

ありがとうございます。

確かに純抵抗として計算していました。
バッテリーの内部抵抗を純抵抗として分圧計算に使うというところが勘違いでしたか。

と言う事は、単純にバッテリーにかけたい電圧を決める時、例えば13.8Vとしたらダイオード一本が約0,6Vの電圧降下を発生しますから、15Vー13,8V=1.2Vですから、2本直列でOKということでよろしいのでしょうか?(ダイオードのバラツキのせいか実際は2本直列だと14.2Vの電圧表示でしたが)

充電電流を0.3A以下としたい場合、電流制限抵抗はどういう計算でいくらの抵抗になるのでしょうか?

その時に、電流制限抵抗による電圧降下でバッテリ側の充電電圧が不十分になると言う事はないですか?

投稿日時 - 2014-09-23 15:43:15

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