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リチウムイオン電池回路設計入門

定価(税込)  2,420円

著者
サイズ A5判
ページ数 176頁
ISBNコード 978-4-526-06849-2
コード C3054
発行月 2012年04月
ジャンル 電気・電子

内容

リチウムイオン電池は、小型・軽量化がしやすく、個々の仕様に合った電池構成と回路設計が可能である。本書は、リチウムイオン電池についての専門知識があまりない人にもわかりやすいように、リチウムイオン電池の性能を最大限に引き出す回路設計を写真や図を多く取り入れて解説する。

臼田昭司  著者プロフィール

(うすだ しょうじ)
1975年 北海道大学大学院工学研究科修了
1975年 工学博士
1975年 東京芝浦電気(株)(現・東芝)などで研究開発に従事
1994年 大阪府立工業高等専門学校総合工学システム学科・専攻科教授
2008年 大阪府立工業高等専門学校地域連携テクノセター・産学交流室長、光触媒工業会特別会員、華東理工大学(上海)客員教授、山東大学(中国山東省)客員教授、石家庄経済大学光電技術研究所(中国河北省)客員教授兼名誉教授
2012年 大阪電気通信大学客員研究員、大阪府立大学工業高等専門学校兼任講師、摂南大学理工学部電気電子工学科兼任講師、大阪産業大学電子情報通信工学科兼任講師、台湾WPGグループ初芝テック首席技術顧問
専門:電気・電子工学、計測工学、実験・教育教材の開発と活用法
研究:リチウムイオン電池と蓄電システムの開発、LED照明、UV LEDと光触媒浄化システム、企業との奨励研究や共同開発の推進など
主な著者:
 ・「読むだけで力がつく電気・電子再入門」、日刊工業新聞社、2004年
 ・「読むだけで力がつく電気数学再入門」、日刊工業新聞社、2004年
 ・「読むだけで力がつく自動制御再入門」、日刊工業新聞社、2004年
 ・「よくわかるLED活用入門」、日刊工業新聞社、2008年
 ・「よくわかるLED照明入門」、日刊工業新聞社、2010年
 ・「よくわかるLED照明活用」、日刊工業新聞社、2011年

目次

はじめに

《プロローグ》
身近な電池として期待されるリチウムイオン電池

第1章 リチウムイオン電池の基本
1-1 電池の種類
1-2 リチウムイオン電池の特徴
1-3 リチウムイオン電池の原理
1-4 リチウムイオン電池の構成
1-5 リチウムイオン電池の製法

第2章 リチウムイオン電池の充電回路
2-1 サイクル回路とトリクル回路
2-2 定電圧充電と定電流充電
2-3 電圧レギュレータIC
2-4 定電流定電圧充電回路の設計
2-5 定電流定電圧充電回路の製作
2-6 定電流定電圧回路基板によるホルダー型リチウムイオン電池の充電

第3章 バッテリ電圧LEDレベル表示回路の回路設計
3-1 LEDレベル表示回路の回路構成と設計
3-2 LEDレベル表示回路の製作と動作実験
3-3 リチウムイオン電池を使用した動作実験
3-4 LEDレベル表示回路基板の設計と製作

第4章 ホルダー型リチウムイオン電池と回路設計
4-1 ホルダー型リチウムイオン電池の回路構成
4-2 ホルダー型リチウムイオン電池の仕様と基本設計
4-3 ホルダー型リチウムイオン電池の製作
4-4 ホルダー型リチウムイオン電池の充電特性と放電特性

第5章 ユニット型リチウムイオン電池と回路設計
5-1 ユニット型リチウムイオン電池の回路構成
5-2 ユニット型リチウムイオン電池の仕様と基本設計
5-3 スタック構成ユニット型リチウムイオン電池の組み立て
5-4 スタック構成ユニット型リチウムイオン電池の充電特性と放電特性

第6章 ソーラパネルとリチウムイオン電池を組み合わせた蓄電システムの設計
6-1 システムの全体設計
6-2 折りたたみ式ソーラパネルの基本仕様
6-3 蓄電システムの充放電特性
6-4 ハンドキャリー式小型蓄電システムの製作

《付録1》リチウムイオン電池の内部抵抗測定
《付録2》アタッシュケースに組み込んだ蓄電器の製作
《付録3》モバイル型リチウムイオン電池の試用
《付録4》デジタルバッテリテスタ
《付録5》電気自動車のリチウムイオン電池

索 引

はじめに

 本書は、リチウムイオン電池とはどのような電池なのか、従来の電池とどのように違うのか、リチウムイオン電池はどのような特徴をもっているのか、そしてリチウムイオン電池を使うためにはどのような回路設計をしたらよいか、充電回路はどのように設計したらよいのか、充放電特性はどのように理解したらよいのか、これらのことを背景にリチウムイオン電池とその使用法と回路設計について解説した入門書です。
 本書の各章の概要を以下に説明します。
 プロローグは、“身近な電池として期待されるリチウムイオン電池”と題して、リチウムイオン電池の現状と今後について概説します。
 第1章は、電池の種類、リチウムイオン電池の基本として、リチウムイオン電池の特徴、リチウムイオン電池の原理と構成を中心に説明します。
 第2章は、リチウムイオン電池の充電回路の設計と製作について説明します。定電圧レギュレータICを使用した定電流定電圧充電回路を設計します。リチウムイオン電池は第4章で説明するホルダー型リチウムイオン電池を使用します。
 第3章は、バッテリ電圧LEDレベル表示回路の回路設計について説明します。DC-DCコンバータとコンパレータICを組み合わせて回路設計します。また、回路設計に基づいて、LEDレベル表示回路基板を製作し、リチウムイオン電池に接続して動作実験をします。
 第4章は、円筒型リチウムイオン電池を組み合わせたホルダー型リチウムイオン電池を設計し、電池の基本仕様を決定します、次に、電池設計に基づいて実際にホルダー型リチウムイオン電池を製作します。これらを通して円筒型リチウムイオン電池の諸量や電池容量の計算法について説明します。
 第5章は、比較的電池容量の大きいユニット型リチウムイオン電池とこれを組み合わせたスタック構成ユニット型リチウムイオン電池の回路構成について説明します。また、実際に回路構成し、製作したスタック構成ユニット型リチウムイオン電池の充放電特性について測定します。
 第6章は、ソーラパネルとリチウムイオン電池を組み合わせた蓄電システムについて説明します。最初に、システムの全体設計をします。次に、製作した折りたたみ式ソーラパネルの基本仕様について説明します。最後に、第4章で製作したホルダー型リチウムイオン電池を複数本使用して電池ブロックを構成し、ソーラパネルに接続したときの充放電特性を測定します。
 付録は、本文の関連として、リチウムイオン電池の内部測定、アタッシュケースに組み込んだ蓄電器の製作例、市販のUSB出力型小形リチウムイオン電池の試用例、市販のデジタルバッテリテスタの紹介と円筒型リチウムイオン電池の自作簡易型電圧チェッカ、電気自動車に搭載された大容量リチウムイオン電池と急速充電器の使用例、充電時間と航続可能距離の測定例について説明します。
 本書は、各章関連しているので、最初から読み進まれることを望みますが、リチウムオン電池について多少予備知識がある場合は、興味ある章から読み進むことができます。
 本書を通して、リチウムイオン電池の優れた特徴を理解していただき、少しでも興味を抱いていただければ望外の喜びです。また、実際にリチウムイオン電池の具体的な使用や応用を検討される際に、本書が何らかのお役に立てれば幸いです。
 本書執筆に際して、リチウムイオン電池の応用研究に多大なご支援、ご援助をいただいた、有限会社コム・インスティチュート代表小牧保之氏と大阪電気通信大学教授伊与田功氏に感謝します。また、リチウムイオン電池の使用に際し、多くの貴重な情報提供をいただいた関係諸氏に感謝します。最後に、本書執筆の好機を与えていただいた日刊工業新聞社書籍編集部の森山氏はじめ関係の諸氏に感謝します。

 2012年4月
 著者しるす

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