充電しながら使えるLIPOバッテリーUSB電源モジュールを作ってみた。
充電用USB(TYPE-C)端子に電源(5V)が供給されると充電と5V出力を同時に行うことができるのでバックアップ電源としても使える。
充放電回路はMOSFET+ダイオードを組み合わせた回路が一般的であるようだがソーラーパネルからの充電のとき発電電圧が上昇し放電状態から充電状態に切り替わるときに負荷電圧がダイオードの順方向電圧(VF)だけ突然下がりそうな気がするので電圧降下のない理想ダイオードを使ってみた。電圧降下の影響については最後に昇圧するときは問題ないけれど降圧したときに影響が出そうな気がする。試してないけどなんとなく．．．
USB タイプA メスソケット
TP4056 Type-C USB 5V1A リチウム電池充電器モジュール
B628 昇圧 dc-dc コンバーター 5V1A
SparkFun 理想ダイオードモジュール 20V4A
【試作モジュール】
TP4056の発熱が凄すぎるのでヒートシンクを縛り付けている。(笑)
【回路】
無負荷時のLIPOバッテリの消費電流は約0.3mA程度。
ちなみに理想ダイオードはONからOFFになるときにダイオードとは異なる動作をするものがある。ON状態のときの入出力間は数十～数百ｍΩほどの非常に低い抵抗値であるため単純に入出力の電位差だけで制御する理想ダイオードではそれなりの逆電流が流れないとOFFにならないものがあったりするので注意が必要だ。
【ソーラーパネルからの充電】
無負荷の状態でバッテリ(5000mA)とソーラーパネル(5V5W)を接続して試したところ問題なく充電が完了。バッテリ容量や残量、日照状況など様々な条件化で試してみる必要があるのかもしれない。
【参考情報】
ソーラーパネルからの充電を重視するなら次の製品がお勧め。但し、降圧又は昇圧DC-DCが別途必要。
Adafruit bq25185 USB/DC/ソーラー用バッテリーチャージャー基板
3.3V(Max1A)出力なら次の製品もお勧め。
Adafruit bq25185 USB / DC / ソーラー用バッテリーチャージャー基板（3.3V降圧レギュレータ搭載）
3.3V(Max400mA)出力なら次の製品もお勧め。
LiPo充電器＋DC-DCコンバータx2ch＝LTC3558