Литий-ионно-полимерный аккумулятор AIO Зарядное устройство-протектор-усилитель: 4 шага

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:50

Всем привет.

У всех нас есть запасные / утилизированные LiPo батареи, которые мы либо восстановили из старых батарей для ноутбуков, либо купили новые.

Чтобы использовать их, мы все используем имеющиеся в продаже модули для зарядки, защиты и повышения напряжения до 5 В, чтобы использовать их для питания наших USB-устройств, таких как зарядка телефонов, аккумуляторы, зарядка наушников и динамиков Bluetooth, запуск плат Arduino и Esp8266-NodeMCU и других вещи.

Но эти платы отдельные и требуют отдельной разводки, что отнимает много времени и места.

Итак, сегодня мы спроектируем, изготовим и построим зарядное устройство для LiPo батарей All-in-One со схемой защиты и 5-вольтовой схемой повышения напряжения.

Запасы

Разъем MICRO USB - 1

Тумблер - 1

FS312F-G IC - 1

Красный светодиод - 1

Зеленый светодиод - 1

Резистор 7,5К - 1

Резистор 100-1

MT3608 IC - 1

FS8205 IC - 1

Конденсатор 10uF - 1

Индуктор 22uH - 1

Резистор 2К - 2

Диод СС34 - 1

Резистор 1К - 3

Конденсатор 100нФ - 1

TP4056 IC - 1

Конденсатор 22uF - 2

Шаг 1: схематический дизайн

Я использовал программное обеспечение EasyEDA для разработки платы. Его легко и весело использовать, и он содержит библиотеки посадочных мест для большинства компонентов.

FS312F-G IC -

ИС защиты для литий-ионных / полимерных перезаряжаемых одноэлементных батарей

Функции

• Низкий ток питания

• Напряжение обнаружения перезаряда: 4,25 ± 0,025 В

• Напряжение сброса перезаряда: 4,145 ± 0,05 В

• Напряжение обнаружения переразряда: 2,90 ± 0,08 В

• Напряжение расцепителя избыточного разряда: 3,0 ± 0,08 В

• Напряжение обнаружения перегрузки по току: 150 ± 30 мВ

• Напряжение обнаружения короткого замыкания: 1,35 В

• Время задержки, создаваемое внутренней схемой

• Напряжение обнаружения зарядного устройства: -1,35 В

• Резистор сброса для защиты от перегрузки по току:> 500 кОм

• Широкий диапазон напряжения питания: 1,5 ~ 9,0 В

Микросхема MT3608 -

MT3608 - это 6-контактный повышающий преобразователь SOT23 с постоянной частотой и повышающим током.

Функции

• Встроенный силовой МОП-транзистор 80 мОм

• Входное напряжение от 2 до 24 В

• Фиксированная частота переключения 1,2 МГц

• Внутренний предел тока переключателя 4А

• Регулируемое выходное напряжение

• Внутренняя компенсация

• Выходное напряжение до 28 В

• Автоматический режим частотно-импульсной модуляции при легких нагрузках

• КПД до 97%

FS8205 IC -

Двойной N-канальный полевой МОП-транзистор в режиме улучшения

TP4056 IC -

Линейное зарядное устройство постоянного тока / постоянного напряжения для одноэлементных литий-ионных аккумуляторов

ОСОБЕННОСТИ

· Программируемый ток заряда до 1000 мА

· Не требуется полевой МОП-транзистор, чувствительный резистор или блокирующий диод

· Постоянный ток / постоянное напряжение

· Заряжает одноэлементные литий-ионные аккумуляторы непосредственно от USB-порта

· Предустановленное напряжение заряда 4,2 В с точностью 1,5%

· Автоматическая подзарядка

· Два выходных контакта состояния зарядки

· Прекращение списания платежа C / 10

· Порог постоянной подзарядки 2,9 В (TP4056)

· Плавный пуск ограничивает пусковой ток

Индуктор 22uH

Я использовал индуктивность 1206, но индуктор питания SMD - лучший вариант.

Технические данные всех компонентов связаны здесь.

FS312F

MT3608

FS8205-DS

TP4056

Шаг 2: компоновка и проектирование печатной платы

Я использовал EasyEda для разработки двухслойной печатной платы.

Его легко и весело использовать, и он содержит библиотеки посадочных мест для большинства компонентов.

Если кто-то захочет, я всегда могу выложить для вас файлы gerber.

Шаг 3: заказ печатных плат

Теперь у нас есть дизайн печатной платы и пора заказывать печатную плату. Для этого вам просто нужно зайти на JLCPCB.com и нажать кнопку «ЦИТАТИ СЕЙЧАС».

JLCPCB также спонсирует этот проект. JLCPCB (Shenzhen JLC Electronics Co., Ltd.) - крупнейшее предприятие по производству прототипов печатных плат в Китае и высокотехнологичный производитель, специализирующийся на быстром производстве прототипов печатных плат и мелкосерийном производстве печатных плат. Вы можете заказать минимум 5 печатных плат всего за 2 доллара. Чтобы получить печатную плату, загрузите файл gerber, который вы скачали на последнем шаге. Загрузите файл.zip или перетащите файлы gerber. После загрузки zip-файла вы увидите сообщение об успешной загрузке внизу, если файл успешно загружен. Вы можете просмотреть печатную плату в программе просмотра Gerber Viewer, чтобы убедиться, что все в порядке. Вы можете просматривать как верхнюю, так и нижнюю часть печатной платы. Убедившись, что печатная плата хорошо выглядит, вы можете разместить заказ по разумной цене. Вы можете заказать 5 печатных плат всего за 2 доллара плюс доставка. Чтобы разместить заказ, нажмите кнопку «СОХРАНИТЬ В КОРЗИНУ». На изготовление моих печатных плат ушло 2 дня, и они были доставлены в течение 20 дней с использованием стандартного варианта доставки заказным письмом. Также доступны варианты быстрой доставки. Печатные платы были хорошо упакованы, и качество было действительно хорошим.

JLCPCB теперь предлагает услуги сборки SMT, которые тоже по очень разумной цене, и после того, как я попробовал, я должен сказать, что они делают отличную работу, и их мастерство сравнимо с любыми другими коммерческими услугами по производству и сборке печатных плат во всем мире.

Их бэкэнд-команда настолько эффективна, что проверяет каждый дизайн и размещение компонентов и информирует клиента о необходимых изменениях в дизайне или о неправильном размещении и полярности компонентов, а также исправляет незначительные проблемы на своей стороне.

Шаг 4: Сборка и работа

• Резисторы R2 и R4 образуют цепь обратной связи для цепи повышения напряжения и рассчитаны на выдачу 5 В.
• L1 - это вариант 1206 SMD, лучше использовать силовой индуктор, чтобы получить больший выходной ток, есть запасные клеммы для того же
• LEDR (КРАСНЫЙ) для индикации зарядки
• LEDG (ЗЕЛЕНЫЙ) указывает на то, что зарядка завершена.
• Максимальный входной ток для TP4056 должен составлять 1-1,5 А, как указано выше, чтобы микросхема сильно нагрелась и существует риск ее повреждения. Кроме того, поскольку это линейный преобразователь IC, больший ток при более высоком напряжении означает большие потери мощности в виде тепла и снижение общего КПД.
• Добавлены розетки VBUS и GND1 для подключения проводов напрямую вместо порта MicroUSB
• Тумблер управляет выходом 5-вольтовых клемм.
• Это сквозное зарядное устройство, которое обеспечивает питание клеммы 5 В даже при зарядке.

PS: Идея и дизайн вдохновлены великим Скоттом.