Litiumjonpolymerbatteri AIO Laddare-skydd-booster: 4 steg

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:41

Hej alla.

Vi har alla reserv-/bärgade LiPo -batterier, som vi antingen har återhämtat från gamla laptopbatterier eller köpt nya batterier.

För att använda dem använder vi alla kommersiellt tillgängliga moduler för laddning, skydd och för att öka spänningen till 5V för att använda dem för att driva våra USB-enheter som laddningstelefoner, powerbanker, laddning av Bluetooth-hörlurar och högtalare, körning av arduino och Esp8266-NodeMCU-kort och andra saker.

Men dessa kort är separata och behöver separata ledningar och det tar tid och utrymme.

Så idag kommer vi att designa, tillverka och bygga en allt-i-ett LiPo-batteriladdare med skyddskrets och ett 5-volts boost-kretskort.

Tillbehör

MICRO USB -kontakt - 1

Vippströmställare - 1

FS312F -G IC - 1

Röd LED - 1

Grön LED - 1

Motstånd 7.5K - 1

Motstånd 100 - 1

MT3608 IC - 1

FS8205 IC - 1

Kondensator 10uF - 1

Induktor 22uH - 1

Motstånd 2K - 2

Diod SS34 - 1

Motstånd 1K - 3

Kondensator 100nF - 1

TP4056 IC - 1

Kondensator 22uF - 2

Steg 1: Schematisk design

Jag har använt EasyEDA -programvara för att designa kortet. Det är enkelt och roligt att använda och har fotavtrycksbibliotek för de flesta komponenterna.

FS312F-G IC-

Skydd IC för laddningsbara litiumjon/polymer-batterier

Funktioner

• Låg matningsström

• Överladdningsdetekteringsspänning: 4,25 ± 0,025 V

• Överladdningsspänning: 4,145 ± 0,05 V

• Överladdningsdetekteringsspänning: 2,90 ± 0,08 V

• Överladdningsspänning: 3,0 ± 0,08 V

• Överströms detekteringsspänning: 150 ± 30 mV

• Kortslutningsdetekteringsspänning: 1,35 V

• Fördröjningstid som genereras av den interna kretsen

• Laddarens detekteringsspänning: -1,35 V

• Återställ motstånd för överströmskydd:> 500KΩ

• Brett matningsspänningsområde: 1,5 ~ 9,0 V

MT3608 IC -

MT3608 är en konstantfrekvent, 6-polig SOT23 strömlägesomvandlare

Funktioner

• Integrerad 80mΩ Power MOSFET

• 2V till 24V ingångsspänning

• 1,2 MHz fast växlingsfrekvens

• Intern 4A switch strömgräns

• Justerbar utspänning

• Intern ersättning

• Upp till 28V utspänning

• Automatiskt pulsfrekvensmoduleringsläge vid lätta belastningar

• Upp till 97% effektivitet

FS8205 IC -

Dual N-Channel Enhancement Mode Power MOSFET

TP4056 IC -

Konstantström/konstantspänning linjär laddare för encells litiumjonbatterier

FUNKTIONER

· Programmerbar laddström upp till 1000mA

· Ingen MOSFET, avkänningsmotstånd eller blockeringsdiod krävs

· Konstant ström/konstant spänning

· Laddar encells litiumjonbatterier direkt från USB-porten

· Förinställd 4,2 V laddspänning med 1,5% noggrannhet

· Automatisk laddning

· Två laddningsstatusutgångar

· Avslutning av C/10 -avgift

· 2,9V Trickle Charge Tröskel (TP4056)

· Mjukstartbegränsningar Startström

Induktor 22uH

Jag har använt en 1206 -induktor men en SMD -effektinduktor är ett bättre alternativ.

Datablad för alla komponenter länkas här.

FS312F

MT3608

FS8205-DS

TP4056

Steg 2: PCB -layout och design

Jag har använt EasyEda för att designa 2-lager PCB.

Det är enkelt och roligt att använda och har fotavtrycksbibliotek för de flesta komponenterna.

Om någon vill kan jag alltid lägga upp gerber -filerna åt dig.

Steg 3: Beställa kretskort

Nu har vi PCB -designen och det är dags att beställa kretskortet. För det behöver du bara gå till JLCPCB.com och klicka på knappen "CITERA NU".

JLCPCB är också sponsor av detta projekt. JLCPCB (Shenzhen JLC Electronics Co., Ltd.), är det största PCB-prototypföretaget i Kina och en högteknologisk tillverkare som specialiserat sig på snabb PCB-prototyp och produktion av små partier. Du kan beställa minst 5 kretskort för bara $ 2. För att få kretskortet tillverkat, ladda upp gerber -filen som du laddade ner i det sista steget. Ladda upp.zip -filen eller dra och släpp gerber -filerna. När du har laddat upp zip -filen ser du ett framgångsmeddelande längst ner om filen har överförts. Du kan granska kretskortet i Gerber viewer för att se till att allt är bra. Du kan se både övre och nedre delen av kretskortet. Efter att ha säkerställt att kretskortet ser bra ut kan du nu lägga ordern till ett rimligt pris. Du kan beställa 5 kretskort för bara $ 2 plus frakt. För att göra beställningen, klicka på knappen "SPARA I VAGN". Mina kretskort tog 2 dagar att bli tillverkade och kom inom 20 dagar med hjälp av standardregistrerat alternativ för leverans efter leverans. Det finns också snabba leveransalternativ. PCB var väl förpackade och kvaliteten var riktigt bra.

JLCPCB erbjuder nu även SMT -monteringstjänster till ett mycket rimligt pris och efter att ha provat det måste jag säga att de gör ett utmärkt arbete och deras hantverk är jämförbart med alla andra kommersiella PCB -tillverknings- och monteringstjänster över hela världen.

Deras backend -team är så effektivt och genom att de kommer att kontrollera varje konstruktion och komponentplacering och informera kunden om nödvändiga konstruktionsändringar eller om fel placering och polaritet hos komponenterna och korrigera de mindre problemen i själva slutet.

Steg 4: Montering och arbete

• R2- och R4 -motståndet bildar ett återkopplingsnätverk för boostkretsen och har beräknats ge 5V
• L1 är 1206 SMD -variant, det är bättre att använda en kraftinduktor för att få mer strömeffekt, ha reservterminaler för samma
• LEDR (RÖD) är för laddningsindikering
• LEDG (GRÖN) är för laddningsklar indikation
• Max ingångsström för TP4056 bör vara 1-1,5 ampere enligt ovan så att IC: n blir riktigt varm och det finns risk för att den skadas. Eftersom det är en linjär omvandlare betyder IC mer ström vid högre spänning mer strömförlust som värme och minskar effektiviteten totalt sett
• Tillagd VBUS- och GND1 -hona för att ansluta ledningar direkt istället för MicroUSB -porten
• Vippströmställaren styr utgången från 5-volts terminaler
• Detta är en genomgående laddare och ger därmed ström till 5-V-terminalen även när den laddas

PS: Idéen och designen är inspirerad av greatscott.