ソーラーパネルにダイオード

お世話になります。
秋月電子の「携帯機器用ソーラーモジュール（太陽電池・ソーラーセル）　３００ｍＷ」でLi-ion電池を充電させようとしていますが、電池とソーラーモジュールの間に逆流防止のためにダイオードは必要ですか？入れる場合は+側それとも-側ですか。
ダイオードはショットキーバリアダイオードを使います。

この商品の電圧が５Vなのでダイオードを入れることにより電圧が下がりLi-ion電池に良さそうな電圧になると考えていますが、出力が弱くなるのが心配です。
Li-ion電池の充電全てをソーラーモジュールに頼るわけではなく自然放電を補ってもらえればと期待しています。

このパネルを2枚並列に接続して1個のダイオード10Aから電池の+側に接続しようと計画中ですが、この接続で正しいか（効率も含め）ご確認をお願いします。
よろしくお願い致します。

No.2 ベストアンサー 回答者： xpopo 回答日時： 2017/06/13 12:23

＞秋月電子の「携帯機器用ソーラーモジュール（太陽電池・ソーラーセル）　３００ｍＷ」でLi-ion電池を充電させようとしていますが、電池とソーラーモジュールの間に逆流防止のためにダイオードは必要ですか？入れる場合は+側それとも-側ですか。

回答＞＞電池とソーラーモジュール間にはダイオードは必要です。ソーラーパネルは日陰になると　＋　と　－　の間がショート状態になりますので電池とソーラーモジュール間には逆流防止のためにダイオードを挿入する必要があります。ダイオードにはショットキー・バリア・ダイオードが最適です。

＞この商品の電圧が５Vなのでダイオードを入れることにより電圧が下がりLi-ion電池に良さそうな電圧になると考えていますが、出力が弱くなるのが心配です。
＞Li-ion電池の充電全てをソーラーモジュールに頼るわけではなく自然放電を補ってもらえればと期待しています。

コメント＞＞Li-ion電池の電圧は約３．５V、満充電では4.2Vです。またこのソーラーモジュール（http://akizukidenshi.com/catalog/g/gM-06564/）の電圧は解放電圧で５．７V、最大出力時電圧が4.5Vです。５Vではありません。ソーラーパネルの出力が最大になる時の電圧が　最大出力時電圧（4.5V）ですのでショットキーバリア・ダイオードの順方向電圧降下VF（約0.5V)を考慮するとちょうど良い電圧関係になります。すなわち、最大出力条件に近い条件になるという事です。

＞このパネルを2枚並列に接続して1個のダイオード10Aから電池の+側に接続しようと計画中ですが、この接続で正しいか（効率も含め）ご確認をお願いします。

回答＞＞パネルを2枚並列に接続する場合はダイオードを添付の回路図のようにそれぞれに挿入する必要があります。2枚のパネルのどちらかが日陰になった場合、そのパネルはショート状態になりますのでダイオードが1本だけだと、太陽が当たってるパネルを日陰になったパネルがショートしてしまいますのでそれを防ぐためにダイオードは2本必要です。
それから、ダイオードですが、　10A　はショットキーバリアダイオードではなくシリコンダイオードです。ショットキーバリアダイオードには例えばこちら（http://akizukidenshi.com/catalog/g/gI-00127/）辺りを使えばよいでしょう。

この回答へのお礼

xpopo様　ありがとうございます。返事遅くなりすみません。
再度ダイオードの規格を確認したら10Aではなく１Aでした。
教えて頂いた回路で作成して、様子をみています。
ソーラーパネルの出力が小さいので充電されているか不明な程度です。なので、過充電にはならないと思います。
たまたま、部品が余っていたので作成しました。

ありがとうございました。

お礼日時：2017/06/15 13:01

No.5 回答者： fxq11011 回答日時： 2017/06/14 18:44

うろ覚えですが、確かPN接合の片方が金属だったような、そのため静電容量がほとんどなく、応答速度の速いのが特徴、反面耐圧その他に問題が・・・。

でも最近は応答速度も速く耐圧その他も改善されているようです。
定格が条件を満たすなら十分可能でしょう、あとは価格の問題だけかと。

この回答へのお礼

fxq11011様
ありがとうございます。

充電電流は少なく条件は十分に満たしています。
このダイオードも手元に転がっていたものを使ったので使えないなら新たに購入を考えていました。
今回の場合、ダイオードが壊れてもバッテリーが急速に放電されるだけなので、何とかなるかと思います。

お礼日時：2017/06/15 16:00

No.4 回答者： yucco_chan 回答日時： 2017/06/13 22:22

どのようなLi-ion電池をどのような充電回路（充電器）を使って充電しようとしているか

分かりませんが、秋月の太陽電池が
http://akizukidenshi.com/catalog/g/gM-06564/
これならば、適しているとは思えません。

Li-ion電池 は、最大電圧４．２V±５０ｍV＠２５℃に制御された電源での充電が
必須です。
この制御を行わないと爆発の危険性があるので、多くのLi-ion電池には、
制御用の回路が電池内部に組み込まれていますが、組み込まれていない電池も
存在します。

制御回路が組み込まれたLi-ion電池 の場合はとりあえず充電は可能ですが、
この太陽電池のVpmの最小値は３．８Vなので、満充電は困難です。

ご質問に戻ると
>逆流防止のためにダイオードは必要ですか？

必須です。
秋月のページのデータシートの等価回路を見てください。
抵抗が記載されています。
この抵抗によって、夜間（日射が無い時）に放電されます。
また、Vpmの最小値が３．８Vの意味は、等価回路のダイオードのVfが３．８Vを意味します。
つまり、Li-ion電池 の電圧は３．８V以上になった時に（ほぼ）ショート状態になり
急速放電されます。

Li-ion電池 の充電には、
http://akizukidenshi.com/catalog/g/gM-08919/
こちらの太陽電池の方が適します。

>この商品の電圧が５Vなのでダイオードを入れることにより電圧が下がりLi-ion電池に良さそうな電圧になると考えていますが、出力が弱くなるのが心配です。

太陽電池は、定電流源なので、出力電圧はVpmが５V程度以上あれば、
気にしなくても良いです。
例えば２０Vの太陽電池でも全く問題ないです。

>Li-ion電池の充電全てをソーラーモジュールに頼るわけではなく自然放電を補ってもらえればと期待しています。

Li-ion電池 は、自己放電が非常に少ないので、自己放電を補う必要はありません。
むしろ、そのような考え方の補充電は、電池寿命を短くするだけで、
デメリットしかありません。

この回答へのお礼

yucco_chan様
詳しい説明ありがとうございます。返信遅くなり、すみません。
今回のソーラーモジュールが適していないことや満充電できないことも承知しています。
手元に有ったパーツを使おうと思い、質問させて戴きました。

ソーラーパネルが発電しない時に電力が消費されることは知っていましたが、微々たる量だと思っていました。まさか急速放電されるとは驚きです。

Li-ION電池は自己放電が少ないのですか？私のLi-ionは半年で半分ほどに減っていきます。制御用回路が消費しているのかな～


Vpmで２０Vの太陽電池でも問題ないそうですが、私は２０Vのソーラーパネルとコントローラーと１２Vの鉛バッテリーを接続して充電させています。ソーラーパネルだけだと２０V近く出力されていますがバッテリーに接続すると１２V近くまで下がります。

質問です。
５Vの充電器に２０Vのソーラーパネルは大丈夫なのでしょうか？または、バッテリーに直なら大丈夫という事ですか。
USBのACアダプターを電源にして使用している充電器です。（今回のソーラーパネルはバッテリー直付けです）
https://www.amazon.co.jp/gp/product/B01N5AQLM9/r …

宜しくお願いします

お礼日時：2017/06/15 15:56

No.3 回答者： xpopo 回答日時： 2017/06/13 12:27

回答NO.2です。

追加です。

ショットキー・バリア・ダイオードの漏れ電流（逆方向の漏れ電流）はこちら（http://akizukidenshi.com/catalog/g/gI-00127/）のダイオードの場合で最大でも1μAも見れば十分ですので負荷が電池ですので無視できる微小な電流です。したがって、ショットキー・バリア・ダイオードを使用して問題ありません。

No.1 回答者： fxq11011 回答日時： 2017/06/13 10:48

＞ショットキーバリア

これは一般整流用、逆流防止用には使いません。
高速作動が可能なだけで、漏れ電流が多かったり、逆耐圧が低かったり・・・です。

この回答へのお礼

早速教えて頂き、ありがとうございます。
以前、ショットキーバリアダイオードはソーラーパネルに適していると何かで読んだ記憶があり、そのまま使おうと考えてしまいました。

と言う事は、通常の整流用ダイオードを使えばいいのですか。
お勧めのダイオードの種類があれば教えて下さい。

お礼日時：2017/06/13 12:00