ソーラーパネル発電式携帯電話充電器の製作

　災害発生時、ワンセグが見れたり、ＬＥＤ照明がついている携帯電話は、電話がネット利用制限で通じなくなったとしても、かなり重宝することは間違いありません。　停電したときにバッテリー切れが発生したら、最近本番運用に入った商用電源バックアップシステムが動作しているうちは、よいですが、これが万一バッテリー切れや故障となったときに重要な情報入手手段が断たれることになります。

　これに備えるには、日中は小電力ソーラーシステムを利用するのが有効と考えます。夜でも日中、携帯電話用予備バッテリーに同時に充電したものを使用するといった運用が考えられます。　日中太陽エネルギーを活用できるように、５／１５に秋葉原に見つけた１２Ｖ出力ソーラパネルを使用することを前提に、高効率変換のＤＣ－ＤＣコンバータを製作して携帯電話へ充電するシステムを構築することにしました。

　ドコモのオプションで販売しているソーラパネルで事足りるように思われるかもしれませんが、これとは違った利用上柔軟性の高いシステムを組みたいと思っています。

 

１．製品選定

　ソーラーパネル（１２Ｖ、０．２Ａ、２．４Ｗ）からの電力を通常の降圧型レギュレータにより携帯電話（ＦＯＭＡ）の電圧５．４Ｖまで下げることが考えられますが、基本的に降圧型レギュレータは電位差を熱として放出することで、降圧させる仕組みなので、変換効率が悪いことからエネルギー変換効率が良いＤＣ－ＤＣコンバータを利用したいと考えました。

　作るのが面倒なので、できるだけ完成品を探していたのですが、

（１）秋月電子通商　：　４～２５Ｖ（最大５Ａ）可変スイッチング定電圧電源キット
　　　→基板がでかすぎる

（２）千石電子通商　：　完成品のＳＭＴモジュール化されたＤＣ－ＤＣコンバータ
　　　→ほしい入出力のものが品切れ

ということで、秋月電子通商でもっと（１）より小出力のもの（５Ｗ程度で十分）でいいので小型のはないか聞いたところ、

（３）秋月電子通商　：　５ＡＤＣ－ＤＣコンバーター制御ＩＣセット
　　　→ＤＣ／ＤＣコンバータ制御ＩＣ のＮＪＭ２３６７、トロイダルコイル、ショットキーバリアダイオード（ＳＢＤ）の３点をセット
　　　　　→よって、その他の部品は自分で調達しパターンの配線も自分でやることになる

を推奨されました。　結局のところ追加部品点数が少ないもののある程度作りこみが必要になり一番面倒くさいのですが、仕様の適合レベルとしては（２）に次いで第２位で、すぐに製作に着手できるため（３）を選定しました。

　　出典：秋月電子通商さま通販ホームページ（http://akizukidenshi.com/）より

２．購入部品と費用

　　￥４５０　：　５ＡＤＣ－ＤＣコンバーター制御ＩＣセット
　　￥０２０　：　３３０μＦ２５Ｖ電解コンデンサー
　　￥０１０　：　０．１μＦ５０Ｖ積層セラミックコンデンサー
　　￥１５０　：　４７００μＦ１０Ｖ電解コンデンサー
　　￥１００　：　ＤＣアダプタ用プラグ・メス×２
　　￥０１０　：　１／２Ｗ　６８ｋΩ、６．８ｋΩ　各×１
　　￥１６０　：　ＴＡＫＡＣＨＩプラケース
　　￥０００　：　もとから持っていたＲ１（８２ｋΩ）、ＵＳＢコネクタ、放熱器（たぶんそれほど発熱しない）
　計￥９００

　　Ｒ１は１２ＶＤＣアダプタで入力しながら、１００ｋΩ可変抵抗でだいたい５．４Ｖになるように調整して手持ちの８２ｋΩにしました。　秋月店員に１ｋΩ可変抵抗での調整を推奨されましたが、それではぜんぜんダメ（出力電圧が高くなる一方）で、Ｒ１を大きくするほど電圧が下がることがわかりました。　まあゆっくり冷静に回路を眺めればわかったことかもしれませんが。

３．製作→完成

　ＤＣアダプタ入力（ソーラーパネル入力）が２つありますが、これはソーラーパネルを２枚並列に接続できるようにするためです。　１枚で充電は可能であるが、たとえば、ワンセグを見るには電力不足になるのではないかという予測をしています。　ミニジャック端子は、たぶん使用しないかもしれませんが、ミニジャック型のＦＯＭＡ接続コードを使用できるようにあらかじめ取り付けています。　あとで必要になったとき加工するのが面倒でしょ。

　ケースを前後ひっくり返すと、ＵＳＢコネクタがあります。　よくあるＵＳＢ→ＦＯＭＡの通信／充電ケーブルを使えるようにしています。　その接続先はＦＯＭＡ（私が現在所有するF-06B）の充電用クレードルになっています。

４．動作確認

　動作確認するころは、太陽は沈んでいました。　蛍光灯でも当然のことながらソーラーパネルはほとんど発電しません。　よって白熱電球で照らすことにしました。　ソーラーパネルの出力電圧を測定していますが、室内の明るさで１．２２Ｖです。

　白熱電球をつけたら、一瞬１１Ｖまで電圧が上がりましたが、５．８６Ｖまでさがりました。　かなり低いですが、予想通り電流が不足気味のようです。　一応充電は正常にできているようですが、もう一度、太陽の下でテストしてみて、それでも電圧が低いようであれば、もう一枚ソーラーパネルを購入したいと思います。　　

　このＤＣ－ＤＣコンバータですが、１２Ｖのソーラパネルを選んだ理由にもなっていますが、自動車車内のシガレットプラグ→ＤＣアダプタプラグケーブルを使用すれば、同様に携帯電話の充電ができます。