Univerzálna nabíjačka Li -Ion batérií - čo je vo vnútri?: 7 krokov

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

Výsledok rozbitia produktu môžu fanúšikovia/tvorcovia použiť na zistenie, ktoré komponenty sa používajú v elektronickom výrobku. Tieto znalosti môžu pomôcť porozumieť fungovaniu systému vrátane inovatívnych konštrukčných prvkov a môžu uľahčiť proces reverzného inžinierstva obvodov. Tento článok nabitý podrobnosťami o rozbití univerzálnej nabíjačky lítium-iónových batérií je pokorným úsilím v tomto smere a je výsledkom mnohých čas od času vykonaných experimentov.

Krok 1: Úvod

Nedávno som kúpil malú externú nabíjačku batérií pre mobilné telefóny z eBay. Pomocou nastaviteľnej sady kontaktov je však nabíjačka schopná nabíjať takmer všetky bežné nabíjateľné lítium-iónové batérie. Nabíjačka tu zaraďuje čínsky výrobok za 1 dolár dostupný pod rôznymi značkami.

Krok 2: Lítium-iónová batéria a nabíjačka lítium-iónových batérií

Lítium-iónové (Li-ion) batérie sa stali obľúbenými pre prenosnú elektroniku, ako sú napríklad inteligentné telefóny, pretože sa pýšia najvyššou hustotou energie zo všetkých komerčných batériových technológií. Pretože je lítium veľmi reaktívny materiál (nesprávne nabitie moderného lítium-iónového článku môže spôsobiť trvalé poškodenie, v horšom prípade nestabilitu a potenciálne nebezpečenstvo), lítium-iónové akumulátory je potrebné nabíjať podľa starostlivo kontrolovaného režimu konštantného prúdu/konštantného napätia, ktorý je v tejto bunkovej chémii jedinečné.

Krok 3: Lítium-iónová univerzálna nabíjačka batérií

Nasleduje vysvetlenie, ako napájať univerzálnu externú nabíjačku batérií, vložiť batériu do nabíjačky a nabiť ju.

• Zapojte nabíjačku do sieťovej zásuvky AC (180 - 240 V)
• Umiestnite batériu na základňu (3,7 V Li-ion)
• Posuňte kontakty nabíjačky tak, aby boli zarovnané so svorkami „+“a „-“batérie. Nabíjačka automaticky zistí polaritu „+“a „-“
• Teraz sa rozsvieti indikátor „napájania“a počas nabíjania bude blikať indikátor „nabíjania“
• Po úplnom nabití batérie sa rozsvieti indikátor „Plné nabitie“

Dôležitou vlastnosťou tejto nabíjačky je vstavaný mechanizmus detekcie obrátenej polarity. Keď vložíme batériu, systém automaticky upraví svoju polaritu výstupu podľa aktuálnej situácie, aby zaistil bezpečný a zdravý proces nabíjania. Algoritmus inteligentného adaptívneho nabíjania okrem toho ponúka veselé funkcie, ako je detekcia konca nabitia, dobitie, ochrana proti prebitiu, detekcia vybitia batérie, regenerácia takmer vybitej batérie atď.

Krok 4: Úvahy o roztrhnutí

Vnútorná elektronika: Elektronika nabíjačky sa skladá z dvoch rovnako dôležitých častí; „nepárny“zdroj SMPS a „záhadná“nabíjačka batérií. Hlavnou súčasťou obvodu SMPS je jeden tranzistor TO-92 13001, pričom nabíjačka batérií je postavená na jednom 8-kolíkovom DIP čipe HT3582DA od HotChip (https://www.hotchip.com.cn). Podľa dátového listu je HT3582DA univerzálnym čipom na kontrolu nabíjačky batérií s automatickou identifikáciou polarity batérie, ochranou proti skratu a ochranou proti prehriatiu (maximálny prúd 300 mA). Tiež som si všimol, že samotná doska plošných spojov je veľmi generická-hlavná vec, ktorá oddeľuje jedna nabíjačka od mnohých ďalších na trhu je zmena v obvode smps (ďalšie informácie nájdete v laboratórnej poznámke).

Krok 5: Schéma zapojenia a laboratórna poznámka

Teraz je vhodný čas prejsť na schému drsne vyzerajúcej dosky plošných spojov (mnou vysledovanú a overenú).

Laboratórna poznámka: Ako už bolo uvedené, hlavnou vecou, ktorá oddeľuje jednu nabíjačku od mnohých ďalších na trhu, je zmena obvodu smps. Ako príklad bolo pozorované, že hodnota R1 bola upravená na 1,5 M alebo 2,2 M a R2 na 56 R alebo 47 R v niektorých iných nabíjačkách. Podobne bol C2 nahradený typom 10μF/25v.

Krok 6: Na konci …

O transformátore smps (X1) a čipe ovládača nabíjačky (IC1) bohužiaľ nie je k dispozícii nič viac, okrem čínskeho listu s niektorými nespracovanými údajmi. Ďalším zázrakom je absencia tradičného vysokonapäťového jednosmerného filtra/vyrovnávacieho kondenzátora (zvyčajne jedného typu 4,7μF-10μF/400v) na prednom konci SMPS. Je však zrejmé, že vysokonapäťová vstupná dióda 1N4007 (D1) prevádza vstup AC na pulzujúci DC. Výkonový tranzistor 13003 (T1) prepína výkon na transformátor smps (X1) s premenlivou frekvenciou (pravdepodobne vyššou ako 50 kHz). SMPS transformátor má dve primárne vinutia (hlavné vinutie a spätnoväzbové vinutie) a sekundárne vinutie. Jednoduchý obvod so spätnou väzbou reguluje výstupné napätie; oscilácia spätnej väzby z vinutia spätnej väzby a spätná väzba napätia z príslušných komponentov sú kombinované vo výkonovom tranzistore 13001. Tranzistor potom poháňa smps transformátor. Na sekundárnej (výstupnej) strane dióda 1N4148 (D3) usmerňuje výstup transformátora smps na jednosmerný prúd, ktorý je filtrovaný kondenzátorom 220μF (C3) pred poskytnutím požadovaného výstupného napätia (blízko 5V) zvyšku obvodu. Počas experimentu so strhávaním bolo na kontaktoch nabíjačky (bez batérie) nájdených 4,1 V DC a bola tam tiež pozorovaná prítomnosť pulznej aktivity (s batériou).

A nakoniec sa predpokladá, že výstup PWM (na určitej frekvencii) generovaný čipom regulátora nabíjania batérie HT3582DA nabíja batériu. Vstavaný ADC a PWM (s nulovými externými komponentmi) poskytuje prostriedky na implementáciu efektívnej nabíjačky lítium-iónových batérií!

Krok 7: S láskavým dovolením

Tento článok (napísal T. K. Hareendran) bol pôvodne publikovaný spoločnosťou www. codrey.com v roku 2017.