ダイソー USB充電ライターの分解

    電子工作
    12 /04 2016
    USB充電の電熱式ライターです。 ダイソーネタが続いて申し訳ありません。
    ダイソーのどのコーナーに売っているか分からなかったが、レジ近くの電池や100円ライターがあるところにあった。
    何が面白そうかというとヒーター部分をLEDに交換すればLEDライトになるのでないかと思ったこと。 ただ、他の方の記事を見ると恐らく無理だと思われるが、まあ調べてみようということです。
    USB_charge_lighter01.jpg

    パッケージ裏の説明の抜粋
    USB_charge_lighter06.jpg
    タイマーでヒーターが切れるようになっているよう。
     ライトに改造できない理由。
    リチウムポリマー電池の充電を監視している。
     普通に考えると終始電圧も監視して切るはず。
     そうなら安全性が高い。
    充電終わっても抜かなくもいいの?

    全体の様子、分解
    USB_charge_lighter03.jpgUSB_charge_lighter04.jpg
    青い光はプリント基板上のLED。 つまり基板が見えるのです。 ゴミが入る。
    USB_charge_lighter05.jpg
     
    USB_charge_lighter12.jpgUSB_charge_lighter08.jpgUSB_charge_lighter09.jpg
    右のヒーターが付いている白っぽいベースはセラミックスで、熱を伝えにくく安価なステアタイトだと思います。 ステアタイトはセメント抵抗器のケースに使われるなど、高温・高抵抗(高絶縁)の電気部品で良く使われる材料です。

    USB_charge_lighter07.jpgUSB_charge_lighter10.jpg
    実は基盤に3mm程の半田かすが付いておりかなり危険だった。
    ダイオード表面の略号はS4だが候補が多すぎて分からないがSBDだろう。
    ツェナーらしきものは不明。
    SOT-23は略号2300でMTN2300N3 FETと思われる。

    リチウムポリマー電池は両面テープのようなものでプリント板に貼り付けられている。
    基板からややはみ出ているしケース(筺体)にこすれるので外部からのストレスをもろに受けて危険。 電池の上面もケースに当たるのでかなりまずい。

    基盤が見えることも含めて物理的な危険性が高い。

    回路図
    USB_charge_lighte11.png
    充電は準定電流方式? ツェナーで充電電圧の上限を決めいる。 が、かなりアバウト。
     3時間でフル充電出来る電流だと、もしツェナーがいかれてオープンになったら
     バッテリーは火を噴くだろう。
    回路図中の電圧は充電開始直後と4時間充電後の電圧。

    充電初期にPIC?の1ピン(恐らく電源)の電圧が電池より高い。
    R3を測ると確かにU1側が高いので間違いない。
    オシロで確認したが直流。 う~ん、謎の現象です...
    ! 閃きました。 もしかして...USB電源から外すと...BATと同じになりました。
    ピン3の電圧が漏れています。 入力-電源間の寄生ダイオードでしょう。
    R3からも充電されることになる。

    でも、だとすると充電中の電池電圧のモニターが正確に出来ない?
    電池が約4.1V以上になれば電池側から流れるようになるので正確に測れるようにはず。
    しかし、寄生ダイオードで漏れて電源端子が何Vになるかはバラつきがあるはず。
    タイマーを併用しているかな?
    充電が完了したらLEDがピカピカ光るらしいのだが大丈夫?
    ピン3の電圧を分圧すれば済むと思うんだけどなぁ。

    と思って充電したが4時間充電しても光らない。
    電池の電圧が4.2Vを超えたのでやめた。 危険。

    ヒーターは常温で2.3Ω位。(接触抵抗分は引いてある)
    2.45V掛けたら1.34A流れた。1.83Ω。あれ、加熱すると高くなるはずなのに常温より低い?
     4V程掛けたいのだが可変電源が電流的に持たずこれが限界。
    デジタルテスターの確度が悪いレンジ領域で測ったためだと思う。
     20V、15Aのレンジで測ったのでフルレンジの1/10程なので確度が低い。
    まあ2Ω位かな。

    動作
    SWを押しっぱなしだと(スライドさせてヒーターを出した状態)だと通電後11秒でOFFになる。
    ただ、SWを1秒位押して離すとLEDが点滅してから点灯になる謎のモードがある。
     この時FETはONにならない。
    再度短時間押して離すと消える。
     しかし、押した瞬間に少し暗くなり離すと消える。
     PWMでLEDを点灯?と謎過ぎる。
    この信号でFETをONにすればLEDを連続して付けることができるがSWの押し加減がシビアで無理。 電圧低下を監視しているかも不明だし。

    未充電で10回程使ったらLEDが点滅しヒーターは点かなくなった。
    やはり、電圧の低下を監視している。
    PIC?が繋がった状態(ほぼ開放)でのバッテリーの電圧は3.64Vと結構高め。
    終止電圧まで使っている訳ではなさそう。

    リチウムポリマー電池の容量は?
    放電からみると 4V/2Ω*11秒*80回/60/60=489mAh
    充電量は多く見積もっても 80mA*4h=320mAh
    合わない。3時間充電も嘘だし。
    まあ、多くても500mAhかな。
     150mAh位でないかというコメント頂きました。
       充電量の見積もりはかなり過大なのでにそんなものかもしれません。

    SWでFETをONするように改造はできるが過放電の監視はできないのでやめた方がいいだろう。 そもそも充電が怪しいし。
    とまあ、その内ニュースに登場しそうな個人的には危険過ぎると思える品物でした。

    以上
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    コメント

    非公開コメント

    充電池の容量は150mAhと予想します

    少し前の記事へのコメントで済みません。
    先月この商品を購入して分解しリポ電池の寸法を確認してみました。
    その結果、内蔵充電池は「150mAh」と予想します。

    容量算出のために比較したのは数か月前に購入した「250mAhリポ充電池」(702030)です。縦横の寸法はほぼ同じで厚さだけ違います。これの厚みの実測値は7.5mm、ダイソーライター内蔵品は4.5mm、単純計算で150mAhとなります。充電には

    ダイソーライターの充電池はキャンドゥ製3LEDソーラーキーライトのLIR2032(40mAh)と交換してギリギリで入ります。電池能力向上するので電流制限抵抗器追加必須です。尚、LIR2032を支えていた出っ張りと嵌合ボス六ヶ所のうち中央の二ヶ所は切り取ります。残りの四ヶ所で固定すれば十分でしょう。充電する場合、TP4055等を使ったUSB充電器が安全です。例えば「HiLetgo 5V 1A 18650 リチウムバッテリー チャージボード 」(110円、TP4056使用)などの電流制限抵抗器を交換して最大100mAに調整する等。

    切り取りには、「NT デザインナイフ D-400P」(229円)と「GISUKE ホビーニッパー GHN-125」(440円)が大活躍しました。特にGISUKEニッパーは平面部仕上げに適任です。もう少し高い「ケロロニッパー」(1091円)よりも平面が綺麗に仕上がります。

    Re:充電池の容量は150mAhと予想します

    mytoshi 様
    いつも情報ありがとうございます。
    充電量が多く見積もって320mAなのでそんなものかも知れません。
    使用回数はかなり盛っているのか?

    とても参考になりました

    とても参考になりました。謝謝。

    AMAZONで同Typeを購入…しかし一向に点火しない??
    電池電圧がなんぼ充電しても上がらないのです。
    (充電電流はほぼ0mA)。とほほっ。
    数回のMailのやり取りの果てにやっと追加発送となりました。
    こんどのは点火して欲しいです。

    Re:とても参考になりました

    川越Lonvic 様
    お役に立ってよかったです。
    確かにAaazonにそっくりなのがありますね。
    https://www.amazon.co.jp/gp/offer-listing/B00O3XC6BG/ref=dp_olp_new?ie=UTF8&condition=new
    電池が200mA、3.6Vとか機能とかも同じように思えます。
    安全規格等に通っていることになっており、配送料込みだと1000円位するので捨てる訳にも行きませんね。

    Friendship 7

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