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昨日MPPT回路を組み込みモバイル電源が完成しました。

MPPT回路は内蔵のソーラーパネルでは
若干充電電流が下がるものの、外付けのソーラーパネルを繋ぐと
電流が増すのでこのまま使用します。

内蔵ソーラーパネルのみだと、充電するのに
晴れた日が１０日ぐらい必要なので
３．５ｍｍΦステレオ・ミニプラグ のR-ch(真中)に外部ソーラーパネル入力を作って
MPPT回路に外部ソーラーパネルが接続できるようにしました。

外付け用のソーラーパネルに前に買ったソーラーパネルを使おうと思いましたが
テストした所、4枚直列（16V)しても充電電流が60mA程度だったので
別のソーラーパネルを使うことにします。

秋月で買った5Wのソーラーパネル(M-05018/OPSM-SF0005)を接続すると
充電電流が300mAぐらい出ていました。

上のLEDが充電用で下のLEDが放電用です。

MPPT回路はUSB端子の上側に配置しました。

また、テスト中に断線することがあり調べた所、
金属電池ケースの接続部分が断線する場合はある様で
ハンダ吸取線で接続させました。

ちなみに充電制御は９Vで遮断するようにしてあり、
電圧を検出して遮断した場合は遮断した状態で10秒待ち時間を
入れて電圧が下がっていたら再度MPPT動作します。
最初は充電と待ち時間を繰り返しますが、
次第に待ち時間の方が多くなり充電が完了します。
また、MPPTで使うPICの電源電圧は3.3Vにしました。
前に使ったAN8025がディスコンになっているのと
3.3Vのレギュレータに耐圧が29Vの物があったので
秋月にあった29V耐圧のＴＡ４８Ｍ０３３Ｆを使いました。

ソーラーモバイルUSB電源の自作で放電部を製作しましたが、
今度は充電部をつくりました。

とりあえず、ソーラーパネルは前に買ったにぎわい商店の太陽電池を
３枚使って１２V出力としました。

ソーラーパネルの接着は下手な接着剤を使うと
ペリっと剥がれてしまうので、
冷熱の繰り返しに強い弾性系接着剤であるセメダインのEP001を使いました。
接着後の色はアイボリーより白に近い色です。

ソーラーパネルの接着は電極部分を半田付けしておいて
電極部分に当たるケースに穴を開けで接着しました。
ソーラーパネルの接着も大事ですが、ケースをに開けた穴も配線を通したら
同時にEp001で穴埋めしておきます。

それで完成したのがこれです。

ソーラーパネルは２セルのエネループを充電して電流の多い物を選別したので
晴天ではありませんが、ソーラーパネルを太陽の方向に向けると
70mAは流れました。

また、一日中外に出しておくと８V程度になり、
IS03を40%→70%へと充電することができました。
翌日は70%→100%でした。

現状、充電制御回路はショッキーバリアダイオードのみです。
いろいろテストできるように充電制御LED用の穴から
バッテリ+、ソーラーパネル+とマイナス端子を引き出しています。

現在この電源用にMPPT回路を作成中です。

ポータブルUSB電源の充電に使おうと前に作ったMPPTを
使いましたが、効率があまりよくなく直結より電流が微減してました。

そこで、基準電圧を５Vにして、リセット回路を省略（_MCLRE_OFF必須）
した回路をつくりました。
夜、寝る時間を削って作ったので配線は汚いです。
スイッチング素子が2SA1020に変更になっていますが
元々は2SJ334を使用していました。
結果はどちらも同じでした。

今日、日が照っている時テストした時は前回と同様に
電池側の電流が直結の場合と比べて微減していました。
しかし、ソーラーパネルの開放電圧は約16Vで回路に接続して
計測すると約12VになるのでMPPT自体は動作しているようです。

また、妙なことにソーラー側の電流が増えています。

鉛蓄電池の充電の場合はMPP電圧と電池電圧の差がそれほど無くても
MPPTの効果があったので電池の方が悪いのでしょうか？

ポータブルUSB電源にはエネループProを使用しています。

左側がMPPTで使用するUSB電源1号機
右がメインで使っている２号機
２号機は電池ケースを使わず組電池にしてあるので小型化できました。
両方とも簡易電子負荷で負荷をかけると２Aぐらいは流れます。
それ以上になると電池側に付いているポリスイッチで遮断されるので電流が下がってきます。

太陽電池との相性?も考えて、ソーラーUSB電源のソーラーパネルで一度テストしてみたいと思います。
それでダメだったらソーラーパネルの電圧を上げるか、過充電制御のみにするしかありません。

ポータブル5V電源用の充電回路を探していたら
MPPTという方法がありました。

MPPTは主にソーラーパネルで使われていますが
ソーラーパネルの最大出力ポイント(MPP)を
追従します。

今回は簡単なMPPT充電回路を紹介します。

回路図など元ネタはこちら
なんでも作っちゃう、かも。　MPPT太陽電池充電器(5)

これにショッキーバリアダイオードと
２セルの電池に接続するので分圧抵抗を追加しました。
あと、追従電圧をアモルファスの60%から80%にプログラムの
定数を変更しました。

ソーラー側の分圧抵抗は
SparkFun Electronics – Solar Cell Large – 2.5W
最大電圧が約９Vなので余裕を見て１０Vとしましたが、
ちょうど良い抵抗がなかったので330KΩと100KΩを使いました。
この場合11Vが最大電圧になってしまいますがこれでいきます。

パーツは共立電子エレショップで
登録されていない2.5VレギュレータやリセットICはダミーデータ
を突っ込んで購入しました。

作ったMPPT充電コントローラはこれ

ちなみにこれは２号機の修正後です。
最初に作った１号機は4.8Vアモルファスソーラーパネル(CNS715)用
に作ったので分圧抵抗値も違いますし、配線などが汚いので
２号機を作成しました。

最初は全然MPPT効果がありませんでした。
ショッキーバリアダイオード(SBD)直接100mAとすると
MPPT経由だと60mAぐらいに電流が流れません。

PICのプログラムやらいろいろ弄りましたが
ダメでした。
MPPTや～めたと思い充電制御だけ(PWMのDUTY100%)にしてもダメ
と回路図をよーく見るとスイッチングトランジスタ2SA1020のエミッタとコレクタが逆になっていました。
ということで2SA1020と付け替えた後が上の写真です。

これで充電電流を計ると
SBD直接だと188mA
MPPT経由だと270mA流れていました。

一応、
2.9V(1セルでは1.45V)になると充電が停止されますが、
2.9では弱いのか暗くなった後電圧を測ったら２．７台まで下がっていました。
充電完了電圧は3.0Vが良いように思います。

あと、MPPTの場合弱い日光では充電できません。
日光が弱い場合、ソーラーパネルの電圧を維持しようと
デューティー比を小さくして出力側の電圧が下がってしまい、
電池との電圧差がなくなってしまい充電されません。

しかし、直射日光下では効果を発揮するので
ポータブル5V電源で使用しています。