Lítium-iónová polymérová batéria AIO Posilňovač-chránič-posilňovač: 4 kroky

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 11:57

Ahojte všetci.

Všetci máme náhradné/zachránené LiPo batérie, ktoré sme buď obnovili zo starých batérií do notebookov, alebo sme kúpili nové batérie.

Aby sme ich mohli používať, všetci používame komerčne dostupné moduly na nabíjanie, ochranu a zvyšovanie napätia na 5 V, ktoré ich používa na napájanie našich zariadení USB, ako sú nabíjacie telefóny, napájacie banky, nabíjajúce slúchadlá a reproduktory Bluetooth, dosky arduino a Esp8266-NodeMCU a ďalšie plnky.

Tieto dosky sú však oddelené a vyžadujú samostatné zapojenie a sú náročné na čas a priestor.

Dnes teda navrhneme, vyrobíme a vyrobíme nabíjačku batérií typu All-in-One LiPo s ochranným obvodom a doskou s obvodom 5-voltového zosilnenia.

Zásoby

MICRO USB konektor - 1

Prepínač - 1

FS312F -G IC - 1

Červená LED - 1

Zelená LED - 1

Rezistor 7,5K - 1

Rezistor 100 - 1

MT3608 IC - 1

FS8205 IC - 1

Kondenzátor 10uF - 1

Induktor 22uH - 1

Rezistor 2K - 2

Dióda SS34 - 1

Rezistor 1K - 3

Kondenzátor 100nF - 1

TP4056 IC - 1

Kondenzátor 22uF - 2

Krok 1: Schematický návrh

Na návrh dosky som použil softvér EasyEDA. Je ľahké a zábavné použitie a má knižnice stopy väčšiny komponentov.

FS312F-G IC-

Ochranný IC pre Li-ion/polymérové nabíjateľné jednočlánkové batérie

Vlastnosti

• Nízky napájací prúd

• Napätie na detekciu prebitia: 4,25 ± 0,025 V

• Uvoľňovacie napätie prebitia: 4,145 ± 0,05 V

• Napätie na detekciu nadmerného vybitia: 2,90 ± 0,08 V

• Napätie pri nadmernom vybití: 3,0 ± 0,08 V

• Napätie na detekciu nadprúdu: 150 ± 30 mV

• Detekčné napätie skratu: 1,35 V

• Čas oneskorenia generovaný vnútorným obvodom

• Detekčné napätie nabíjačky: -1,35 V

• Resetujte odpor pre nadprúdovú ochranu:> 500KΩ

• Široký rozsah napájacieho napätia: 1,5 ~ 9,0 V

MT3608 IC -

MT3608 je 6-kolíkový prevodník zvýšeného prúdu v režime SOT23 s konštantnou frekvenciou

Vlastnosti

• Integrovaný napájací MOSFET s výkonom 80 mΩ

• Vstupné napätie 2V až 24V

• Pevná spínacia frekvencia 1,2 MHz

• Vnútorný limit prúdu prepínača 4A

• Nastaviteľné výstupné napätie

• Interná kompenzácia

• Až 28V výstupné napätie

• Režim automatickej modulácie pulznej frekvencie pri ľahkých zaťaženiach

• Účinnosť až 97%

FS8205 IC -

Duálny N-kanálový režim vylepšenia Power MOSFET

TP4056 IC -

Lineárna nabíjačka s konštantným prúdom/konštantným napätím pre jednočlánkové lítium-iónové batérie

VLASTNOSTI

· Programovateľný nabíjací prúd až 1000mA

· Nie je potrebný žiadny MOSFET, snímací odpor ani blokovacia dióda

· Konštantný prúd/konštantné napätie

· Nabíja jednočlánkové lítium-iónové batérie priamo z portu USB

· Prednastavené nabíjacie napätie 4,2 V s presnosťou 1,5%

· Automatické nabíjanie

· Dva výstupné kolíky stavu nabitia

· Ukončenie nabíjania C/10

· Prah udržiavacieho nabíjania 2,9 V (TP4056)

· Limity mäkkého štartu zapínací prúd

Induktor 22uH

Použil som induktor 1206, ale výkonová tlmivka SMD je lepšia voľba.

Tu je prepojený údajový list všetkých komponentov.

FS312F

MT3608

FS8205-DS

TP4056

Krok 2: Rozloženie a navrhovanie DPS

Na návrh dvojvrstvovej dosky plošných spojov som použil EasyEda.

Je to jednoduché a zábavné a má knižnice stopy väčšiny komponentov.

Ak niekto chce, môžem vám kedykoľvek zaslať Gerberove súbory.

Krok 3: Objednávka DPS

Teraz máme dizajn DPS a je čas objednať si DPS. Na to stačí ísť na JLCPCB.com a kliknúť na tlačidlo „CITOVAŤ HNED“.

JLCPCB sú tiež sponzorom tohto projektu. JLCPCB (Shenzhen JLC Electronics Co., Ltd.) je najväčší prototypový podnik plošných spojov v Číne a výrobca špičkových technológií špecializujúci sa na rýchlu výrobu prototypov plošných spojov a malosériovú výrobu plošných spojov. Môžete si objednať minimálne 5 DPS za pouhých 2 doláre. Ak chcete vyrobiť dosku plošných spojov, nahrajte súbor gerber, ktorý ste stiahli v poslednom kroku. Odovzdajte súbor.zip alebo môžete tiež presúvať súbory Gerber. Po nahraní súboru zip sa v spodnej časti zobrazí správa o úspechu, ak sa súbor úspešne nahrá. Môžete skontrolovať DPS v prehliadači Gerber a uistiť sa, že je všetko v poriadku. Môžete si prezrieť hornú aj spodnú časť DPS. Potom, čo sa ubezpečíte, že PCB vyzerá dobre, môžete teraz objednať za rozumnú cenu. Môžete si objednať 5 PCB za pouhých 2 doláre plus poštovné. Objednávku zadáte kliknutím na tlačidlo „ULOŽIŤ DO KOŠÍKA“. Výroba mojich PCB trvala 2 dni a dorazili do 20 dní pomocou štandardnej možnosti doporučeného poštového doručenia. K dispozícii sú aj možnosti rýchleho dodania. PCB boli dobre zabalené a kvalita bola skutočne dobrá.

JLCPCB teraz ponúka aj montážnu službu SMT za veľmi rozumnú cenu a po vyskúšaní musím povedať, že odvádzajú vynikajúcu prácu a ich remeselné spracovanie je porovnateľné s akýmikoľvek inými komerčnými výrobnými a montážnymi službami doskových dosiek na celom svete.

Ich backend tím je taký efektívny a že preverí každý dizajn a umiestnenie komponentov a bude informovať zákazníka o požadovaných zmenách v dizajne alebo o zlom umiestnení a polarite komponentov a opraví drobné problémy na ich konci.

Krok 4: Montáž a práca

• Rezistor R2 a R4 tvorí sieť spätnej väzby pre zosilňovací obvod a bol vypočítaný tak, aby poskytoval 5V
• L1 je variant SMD 1206, je lepšie použiť výkonovú tlmivku na získanie väčšieho prúdového výstupu, mať k dispozícii náhradné svorky
• LEDR (ČERVENÁ) slúži na indikáciu nabíjania
• LEDG (ZELENÁ) slúži na indikáciu dokončeného nabíjania
• Maximálny vstupný prúd pre TP4056 by mal byť 1 až 1,5 ampéra, ako je uvedené vyššie, pretože IC je skutočne horúci a existuje riziko jeho poškodenia. Pretože je to lineárny prevodník IC, vyšší prúd pri vyššom napätí znamená väčšiu stratu energie ako teplo a zníženie celkovej účinnosti
• Pridané zásuvkové lišty VBUS a GND1 na priame pripojenie vodičov namiesto portu MicroUSB
• Prepínač ovláda výstup 5-voltových svoriek
• Toto je priechodná nabíjačka, a preto bude napájať 5-V terminál aj pri nabíjaní

PS: Myšlienka a dizajn je inšpirovaná Grosstscott.