充電

ケータイやスマートフォンの内蔵電池を充電する。
充電用電力もバッテリだった場合、スマートフォンのバッテリが完全に消耗してから充電した方が良いのか否か。

Li-ion電池の充電制御は定電流→定電圧→充電終止制御のような感じになっている。
電池容量の8割方を過ぎるまでは定電流充電が行われる。
外部からの供給電圧はUSB準拠なので5Vだ。
スマートフォンがバッテリエンプティの場合は、Li-ion電池の電圧が3.3V以下になっているはずだ。
そこに5Vを加えて定電流充電させるので、充電制御デバイスが1.7V近くをロスする事になる。
充電電流が500mAならば0.85Wの損失になる。

充電が進んでバッテリ電圧が上がるに従ってこの損失は小さくなり、充電終止前にはバッテリ電圧が4.1V程度になるので損失は0.4W程度となる。
この損失分を考えるとバッテリ電圧が下がってから充電するよりも、バッテリがまだ余り減っていない時点で外部充電器を接続した方が効率的になる。
Li-ionバッテリの場合は8割方の充電までは比較的早く進む(定電流で)ので、半分に減ったら充電を開始して8割まで充電されたら充電器を外すなんて方法が効率的なのかも知れない。

バッテリでバッテリを充電する場合は更に効率が悪い。
スマートフォン充電用バッテリの内部電池はLi-ionやLi-POの公称3.6V〜3.7Vだ。
これをDC-DCコンバータで5Vに昇圧しているのだが、このコンバータの効率も関係してくる。
高効率設計を行えば9割程度の効率になるが、一般的なショットキダイオード整流型のコンバータだと実測8割行けばいい方だ。
充電効率が9割だとしてもトータルでは7割ちょっとしかない。

これが、充電用のバッテリを持つならばスマートフォン内蔵電池を交換した方が効率的だという理由である。