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充電コントローラー、充電レギュレーター、またはバッテリーレギュレーターは、電気過負荷、過充電、および過電圧から保護するために、電気バッテリーへの電流の追加または引き抜きの速度を制限します。[ 1 ] [ 2 ]これにより、バッテリーの性能や寿命を低下させ、安全上のリスクをもたらす可能性のある状態を防ぎます。また、バッテリー技術によっては、バッテリーの寿命を保護するために、バッテリーの完全な放電（「深放電」）を防いだり、制御された放電を実行したりすることもできます。[ 3 ] [ 4 ] 「充電コントローラー」または「充電レギュレーター」という用語は、スタンドアロンデバイス、またはバッテリーパック、バッテリー駆動デバイス、および/またはバッテリー充電器に組み込まれた制御回路のいずれかを指す場合があります。[ 5 ]
充電コントローラーは、 RV、ボート、オフグリッドの家庭用バッテリー蓄電システムなどの用途で、太陽光発電機や風力発電機と組み合わせて、消費者に別個のデバイスとして販売されることが多い。 [ 1 ] 太陽光発電用途では、充電コントローラーはソーラーレギュレーターまたはソーラー充電コントローラーとも呼ばれる。一部の充電コントローラー/ソーラーレギュレーターには、低電圧遮断（LVD）などの追加機能がある。これは、バッテリーが過放電になったときに負荷への電力供給を停止する独立した回路である（一部のバッテリーの化学組成では、過放電によってバッテリーが損傷する可能性がある）。[ 6 ]
直列充電コントローラまたは直列レギュレータは、バッテリーが満充電になると、それ以上の電流の流れを遮断します。分路充電コントローラまたは分路レギュレータは、バッテリーが満充電になると、余剰電力を電気温水器などの補助負荷または「分路」負荷に振り向けます。[ 7 ]
シンプルな充電コントローラーは、バッテリーの電圧が設定された高電圧レベルを超えると充電を停止し、バッテリー電圧がそのレベルを下回ると充電を再開します。パルス幅変調（PWM）と最大電力点追従（MPPT）技術は、より電子的に高度で、バッテリーレベルに応じて充電速度を調整し、最大容量に近い充電を可能にします。[ 8 ]
MPPT機能を備えた充電コントローラーを使用することで、システム設計者は利用可能な太陽光発電電圧とバッテリー電圧を厳密に一致させる必要がなくなります。特に太陽光発電アレイがバッテリーからある程度離れた場所に設置されている場合、大幅な効率向上を実現できます。例えば、MPPT充電コントローラーに接続された150ボルトの太陽光発電アレイを使用して、24ボルトまたは48ボルトのバッテリーを充電できます。アレイ電圧が高いほどアレイ電流は低くなるため、配線コストの削減によってコントローラーの費用を十分に回収できます。
充電コントローラーは、過熱を防ぐためにバッテリーの温度を監視することもあります。一部の充電コントローラーシステムは、データの表示、リモートディスプレイへのデータ送信、および時間の経過に伴う電流の流れを追跡するためのデータロギング機能も備えています。
充電レギュレータコントローラとして機能する回路は、複数の電気部品で構成されている場合もあれば、単一のマイクロチップ、つまり通常は充電コントローラICまたは充電制御ICと呼ばれる集積回路（IC）にカプセル化されている場合もある。[ 3 ] [ 9 ]
充電コントローラ回路は、携帯電話、ノートパソコン、ポータブルオーディオプレーヤー、無停電電源装置などの充電式電子機器、および電気自動車や軌道上の宇宙衛星に搭載されている大型バッテリーシステムに使用されています[ 10 ]。
銅線が安全に処理できる電流には制限があるため、エンドデバイスが電線の発熱を増加させることなく電力スループットを向上させるために高電圧を要求できるようにする充電プロトコルが開発されました。到着した電圧は、エンドデバイス内部でバッテリーの最適な充電電圧に変換されます。[ 11 ]
最も広く使われている規格は、クアルコムのQuick ChargeとメディアテックのPump Expressの2つです。
Pump Expressの2014年版と2015年版、Pump Express Plus、Pump Express Plus 2.0は、USB 2.0データレーンを介してネゴシエートするのではなく、メインUSB電源レーン（VBUS ）を介して電流変調信号を使用して充電器に電圧要求を伝える点で異なります。[ 12 ]
Pump Express Plusは7、9、12ボルトの高電圧レベルをサポートしていますが、Quick Charge 2.0の仕様には7ボルトレベルがありません。20ボルトレベルは、仕様の「クラスB」と呼ばれる改訂版で追加されました。[ 13 ] [ 14 ]
後継機種の Pump Express Plus 2.0 の電圧範囲は 5 ボルトから 20 ボルトで、0.5 ボルト刻みです。 Quick Charge 3.0 プロトコルは、0.2 ボルト刻みのより細かい電圧レベルをサポートし、最低電圧は約 3.3 ボルトと低くなっています。PocketNowによると、Quick Charge 3.0 は 3.2 ボルトから始まり、各ステップ間に 0.2 ボルトずつ増え、20 V まで上がります (3.2 V、3.4 V、4.6 V、...、19.8 V、20 V)。[ 15 ] [ 16 ] [ 17 ] [ 18 ]「powerbankexpert.com」というサイトでは、このプロトコルの最低電圧は 3.6 ボルトであると主張しています。[ 19 ]
Oppo VOOC（子会社「 OnePlus」の「Dash Charge」としても知られる）やHuaweiのSuperChargeは、充電電流を増やすことで逆のアプローチを取っている。端末に到達する電圧が最適なバッテリー充電電圧と一致するため、端末内部での変換は不要となり、発熱が抑えられる。しかし、電圧を上げるだけの充電プロトコルとは異なり、電流が高いとケーブルの銅線でより多くの熱が発生するため、既存のケーブルとの互換性がなくなり、より太い銅線を使用した特別な高電流ケーブルが必要になる。 [ 20 ]
充電コントローラ: 直流電圧または直流電流、あるいはその両方を制御し、バッテリーまたはその他のエネルギー貯蔵装置を充電するために使用される機器。
{{cite book}}: CS1メンテナンス: 場所 (リンク)クラスAおよびクラスBのアダプタはどちらも5、9、12ボルトに対応しています。クラスBアダプタはさらに一歩進んで、最大20ボルトまで対応しています。
最大入力電圧：22V
{{cite web}}: CS1メンテナンス: アーカイブサービスは非推奨になりました (リンク)20Vまでの電圧を200mV刻みで変化。