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2018年9月25日 (火)

スマホ充電考(UPSの仕組みと比較とか)

 9/23「それにしても,過充電の怖さだ。(デジタルカメラから取り外したリチウムイオン充電池を単独セットして充電するタイプの充電器BJ-2が)グリーンランプになって,充電満了を知らせてくれてはいるのだが。おそらくはトリクル充電(trickle charge)で,満充電になっても,雫が滴るように充電を続ける仕組みだろう。自然放電を補う目的で100%充電状態を続けるための仕組みではあるが,電池の寿命に悪く,ガスが発生し,電池が膨らんでしまうということだ。」と書いたが,少し考えが足りなかったかもしれない。つまり,劣化の原因は満充電後のトリクル充電だけなのか,ということ。

 ルートアール簡易電圧・電流チェッカーRT-USBVACT1が30mA未満で給電停止する仕様であり,実際に,スマートフォンFT142A,F-10D(電源ONの状態で充電)で満充電後しばらくして給電停止するのを確認した。つまり満充電では充電電流はかなり少なくなる。うかつにもFTW141A_ariaではまだ試していなかったので,確認してみるつもり(2台中,実家の極度に膨らんだ方ではなく,少し膨らみかけてはいるがまだ大丈夫そうな方で)。

 AccuBatteryで「放電速度」を見ると,FT142Aの電源ON状態で19.2mAであるため,満充電維持するために,同等電力が供給されるとすると,30mA以下となって確かにRT-USBVACT1の給電停止レベルに合致しそうだ。とはいえ,消費電力ぴったりの電力が満充電後に供給されているのかどうかは,確かめようがなさそうだ。

 上記で,過充電が怖いと書いたが,過充電ではなく別の理由かもしれない。実家ではインターネットを使わない月があったりしたから(FREETEL SIMの基本料金ままの月あり),モバイルルータが,満充電で放置状態に近くなり「保存劣化」したのかもしれない。あるいは,「高温環境」による劣化かもしれない。モバイルルータに冷却ファンが付いている訳ではないので,夏場はとくに熱くなる。スマートフォンF-10Dではよく発熱して熱暴走したり過熱のため充電停止したりしたっけ。
   https://time-space.kddi.com/mobile/20180801/2394
   「充電繰り返すとスマホ電池は劣化」は都市伝説? バッテリー寿命を延ばすコツ|TIME&SPACE by KDDI
   2018/08/01

 ちなみに,UPS(無停電電源装置)の場合,方式に3種類ある。「オンラインUPS」,「ラインインタラクティブUPS」,「オフラインUPS」(下記資料の分類)。最初のは,必ずバッテリーを経由して作動するタイプ。スマートフォンで電池をはずしてACアダプタをつないでも電源が入らないのはこの方式に近い設計のためではないかと考えている(どこかに解説記事ないかな。見つけられなかった)。電力消費は必ずバッテリ経由になるので,ACアダプタをつないでいようがつないでいまいが,バッテリは必ず消耗する。消費した分はACアダプタから給電されるが。満充電状態でトリクル充電中だろうが,50%の充電状態で充電しながら使っていようが,充電せずに使っていようが,スマホの消費電力分は必ずバッテリから使われている(充電回数のサイクルにカウントされる)ということではないか,と思う。もしそうなら,充電状態の違いにかかわらず電力消費の分だけバッテリがへたるということなので,あとは,バッテリがへたる別の要因・満充電維持・完全放電・高熱を避けることが大切ということになる。

 AccuBateryは満充電ではなく80%で止めようというアプリなので,電池容量が5000mAhと多い機種(RAIJINとか)に向いている。RT-USBVACT1は満充電の期間を短くしてくれるので(30mA以下が20秒続くと給電停止),これも良い。まぁ,充電終了予測時刻に基づいて,普通のコンセントタイプのタイマーで充電OFFしてもよいのだけれど。・・・ということは,室内でWiFiのみで使っていて,部屋を移動しない常時通電のスマートフォン(SH-05E,F-10D,FT142A)は,機械式で安価な24時間タイマーにつないで,4時間ごとに1時間ぐらいACアダプタに通電する方式でもよいかもしれない。時間帯を適当に調整すれば,フル充電を避けるような調整もできるかもしれない。また,ACアダプタのON・OFFタイミングで画面が明るくなってしまうのは,就寝中のタイマーのセット時間を調整すれば防げるだろう。スマホ画面に覆いをかけてもよいが。

 充電時に高熱になるのは,USB充電ミニ扇風機(百円ショップで200~300円ぐらいだったか)を,スマホスタンドを逆にして風通しをよくしたものにスマートフォンを立てかければよいのだが(安価に環境構築できる),結構,場所を取る。スマホ/Nintendo Switch用のスタンド型USBファン(冷却ファン,クーラースタンド)を使えば,コンパクトだ。導入検討しようかな。また,今回,RT-USBVACT1で電流測定し,電流値の少ないもの(15個)は廃棄しようとしていたが,あえて電流があまり流れないケーブルや性能の低い充電器を使って,充電電流を少なめにして発熱を抑える方法もあるかもしれない。

【当方検討中のUSBファン】
 実のところ,これで決まり!という製品が見当たらない。欠点がいろいろ有る。室内利用なので,モバイルバッテリー機能は当方不要。ただし,旅行時に持ち出せると便利ではある(軽くて荷物にならないこと)。モバイルバッテリー非内蔵ということは,機械式の24時間タイマーとUSB充電器を組み合わせれば(百円ショップで2分岐のケーブルもある),タイマーでのスマホ充電停止と共にファンも自動停止するということ。まぁ,タイマーを旅行先へ持っていくことはさすがにないだろうが。

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※ この2つは,ファンとスマホの間に冷却に充分な空間があるのがよい。角度調整できないのは不便。かさばり,旅行時の持ち運びに不便。

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※ 同型でもっと安いのもあるようだが,こちらはカスタマーレビュー数が多く商品説明がしっかりしている。ファンとスマホとの隙間が少なく,もう少し空間が欲しいところ。角度調整できるし,折り畳めるし,持ち運びは便利そう。

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※ ファンとスマホの間に冷却に充分な空間があるのがよい。角度調整できる(3つだが)。コンパクト。吸盤が良し悪し。埃に弱そうだし(ベッドサイドで使うには),持ち運び時も不便。何かフィルムみたいのをくっつけて吸盤を保護してやればよさそうではあるが。

以上

2018-09-25 懶道人(monogusadoujin)

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