バッテリーの充電と放電のコントロールについて

質問

自動車用のバッテリー１２ボルトを３個直列にしますと、３６ボルトになると思いますが、その３６ボルトの出力部にスライダーのような抵抗器をつけてその電圧か電流を制御することが出来ますか。出力電力をコントロールしたいのですが、そのような機器、部品がありましたら教えてください。また充電が終了したら自動で遮断し、在る程度放電が進んだら自動的に通電するようにすることは可能ですか。

回答No.3

sailor · ベストアンサー

使用用途が直流アーク溶接機との事で、私の専門分野からは外れてしまいますので、あまり的確なアドバイスをすることができないことをお断りしておきます。

出力電流の制御に関してですが、できれば抵抗を使用したものよりはコイルのリアクタンスを用いた物のほうがよいかともいます。アーク放電のような種類の負荷では、放電開始前と、放電中で非常に大きなインピーダンスの変化が起こるため、単純な抵抗よりもコイルによるリアクタンスを利用したほうがより効率を高めることができるかと思います。もし抵抗を使用するのであれば、巻線型のものよりもカーボンパイルのような物がよいでしょう。巻線抵抗では瞬間的な大電流で焼損の恐れがあります。また、抵抗器は大電流による大きな発熱が予想されますので、十分な冷却が必要になるでしょう。

電気関係についてまるで素人とのことですので、専用ＩＣを用いた充電回路の設計は難しいと考えますので参照ＵＲＬに直流アーク溶接機の製作記事のあるＨＰを掲載します。

参考URL：

http://www3.ocn.ne.jp/~haruo12/yosetuki0C.htm

お礼

参考のページをご紹介いただきましてありがとうございます。手ごわいですが、少し眺めてみます。いづれにせよ大変参考になりました。

回答No.2

sailor

具体的にどのような負荷を使用するのかどの程度のバッテリー容量に対し、どの程度の放電率を見込んでいるのかがわからないと、どういった方法でのコントロールが最良であるかの判断をすることが難しいかと思います。

確かに抵抗による、出力の制御も可能ですが、バッテリーを電源に使う以上はバッテリーの限られた電力をどれだけ有効に利用するかということが、最重要課題となるかと思いますのでお勧めできる方法では有りません。

どのような機器をどの程度の容量のバッテリーで使用するのかできるだけ詳細に記載していただければ、かなり具体的にアドバイスできるかと思います。

充電回路についてはバッテリーチャージャー専用のＩＣなども各社から発売されており、充電完了後に自動的にトリクルチャージに入るような回路も割合簡単に組み立てることが可能です。出力の制御に関してもチョッパやスイッチングなどの高効率のものが専用のＩＣを使って実現可能です。

文面から考えると充電用の電源は常時接続された状態での使用が可能な状態であるとも思えますが、そのような状態で使用するのであれば、フローティングチャージというシステムをとることが最良かとも思えます。

いずれにせよどの制御方法をとるべきかはもう少し具体的な全体像が見えてこないとお答えのしようがない状態です。

自動車用バッテリーを使用する場合、回路の保護が不十分ですと非常に危険です。自動車用バッテリーはスターターモーターなどの駆動のために瞬間的であれば非常に大きな電流を取り出せるように、内部インピーダンスが低く設計されています。そのためショートなどが起こると非常に大きな電流が流れ回路の焼損や発火などの危険性がありますので、十分な配慮が必要です。また、自動車用のバッテリーは一般の充電池のようにある程度の残容量になるまで使い続け、その後充電するというような使い方には適していません。そういった用途には、鉛バッテリーのような一時的な高率放電が必要なのであれば、サイクルサービスバッテリーの使用をお勧めします。また、鉛バッテリーを室内で使用する場合は充放電時に発生する恐れのある有毒ガスや可燃性ガスの発生にも留意する必要があります。密閉型のバッテリーであればかなりこの危険性は提言できますが、一般の自動車用バッテリーではガスは大気に開放されているため扱い方を誤ると中毒や爆発の危険があります。

補足

ご教授ありがとうございました。

＞具体的にどのような負荷を使用するのかどの程度のバッテリー容量に対し、どの程度の放電率を見込んでいるのかがわからないと...

36ボルトの端子でスパークをさせて、溶接を行う手作りの溶接機を考えています。

＞確かに抵抗による、出力の制御も可能ですが、...

そこで溶接棒の太さによって、出力を変える必要があると思われるのです。

＞充電回路についてはバッテリーチャージャー専用のＩＣなども各社から発売されており、充電完了後に自動的にトリクルチャージに入るような回路も割合簡単に組み立てることが可能です。

入手先と商品名および回路図などの情報はどこで手に入るでしょうか。電気に関しては全くの素人です。

＞出力の制御に関してもチョッパやスイッチングなどの高効率のものが専用のＩＣを使って実現可能です。

回路図や部品名等がやはり必要ですが、どんな呼称で検索したらよろしいでしょうか。

＞フローティングチャージというシステムをとることが最良かとも思えます。

このシステムは使えそうですね。

＞サイクルサービスバッテリーの使用をお勧めします...

大変参考になります。なにしろ溶接機をつくろとおもいたったばかりですので、

＞誤ると中毒や爆発の危険があります。

ご配慮ありがとうございます。

回答No.1

noname#11476

抵抗をつけてというのは出来ないことはないですが、大量の熱ロスが出ますのでお勧めできません。
通常は可変ＤＣ－ＤＣコンバータを使います。アクティブな制御が必要であればＰＷＭ制御などをすることになるでしょう。

もうひとつの充電器に関してですが、可能ですが市販品であるかどうかはわかりません。
基本的にはバッテリーの電圧降下などをみて残量をチェックして充電回路を動かせばよいかと思います。

基本的知識なしに出来るかと言われると出来ないでしょうというお答えになります。
３６Ｖにもなると結構危険ですからご注意ください。

お礼

ありがとうございました。危険性につきましては認識させていただきました。基本知識がないということも自覚させていただきました。