スマホの最適充電実験(2)2021年04月03日

スマホの充電用USBケーブルの5Vラインに抵抗を挿入して充電電流を低減し、充電しながらテザリングを長時間行う試みをしばらく継続してみた。その結果、やはり充電電流が不安定で狙い値を維持できないという問題が生じて頓挫した。
スマホの電池はリチウムイオン二次電池であり、充電は電池の電圧が4.1V位に達するまでは定電流制御で行われる。この段階で充電率は80%程度であり、その電圧以上になると定電圧制御に移行して充電電流は徐々に減少を続け、100%まで充電されると充電電流はゼロとなる。
充電のスタート時スマホと電源をUSBケーブルに接続するとまずUSBのデータライン2本(DATA+とDATA-)を使ってスマホから電源の素性を調べに行く。電源側は種類に応じた抵抗をDATA+とDATA-に繋ぐことによりどれだけの定電流を流せるかをスマホ側に知らせることでスマホは規定電流での充電を行うよう制御する。今回は電源の5Vラインに直列抵抗を入れることにより、スマホの定電流動作から外れる低電流動作をさせたわけだが、これによりスマホは電流制御ができなくなるから充電電流が不安定になるのは当然のことである。DATA+とDATA-による制御は1A程度またはそれ以上による急速充電か500mA程度の電流による低速充電かを切り替えることと充電をオフにする程度の機能しかなく、電流値を自在にコントロールする機能はない。スマホを例えば充電率60%位に一定制御するためには充電率の値を読み取って電源にフィードバック制御をしない限り不可能のようだ。これをやるには充電率をDATAとして読み出すアプリを使うしかないがスマホのソフトもスマホ内部の充電制御回路の情報もないので自分には無理。結局充電率を見ながら自分で手動オンオフするくらいしか方法はない。
いまのところ結論としては低い充電率を維持したまま充電器接続しっ放しのテザリングをする方法はなさそうである。

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