Krug USB 3.7V Li-Ion punjača baterija

U ovom ćemo članku proučavati jednostavan računalni krug punjača USB 3.7V li-ionske baterije s automatskim odsijecanjem, trenutnim značajkama upravljanja.

Kako radi

Sklop se može razumjeti uz pomoć sljedećeg opisa:

IC LM358 konfiguriran je kao usporednik. IC LM741 se ne koristi jer nije određen za rad s naponima nižim od 4,5V.

Pin # 2 koji je invertirajući ulaz IC koristi se kao osjetni pin i pričvršćen je s unaprijed postavljenim postavkama za potrebna podešavanja i podešavanja.

Pin # 3 koji je neinvertirajući ulaz opampa referentni je na 3V stezanjem s 3V zener diodom.

Preko izlaznog pina opampa može se vidjeti nekoliko LED dioda za otkrivanje i prikaz stanja punjenja u krugu. Zelena LED lampica označava da se baterija puni dok crvena svijetli čim se baterija potpuno napuni, a baterija je prekinuta.

Kako se puni pomoću USB priključka

Imajte na umu da postupak punjenja može biti prilično spor i može potrajati mnogo sati jer je struja s USB-a računala obično vrlo niska i može se kretati između 200mA do 500mA, ovisno o tome koji se brojni port koristi u tu svrhu.

Jednom kad se sklop sklopi i postavi, dolje prikazani dizajn može se koristiti za punjenje bilo koje rezervne Li-Ion baterije putem USB priključka.

Prvo spojite bateriju na naznačene točke, a zatim priključite USB priključak u USB utičnicu računala. Zelena LED dioda trebala bi se trenutno uključiti što znači da se baterija puni.

Na bateriju možete pričvrstiti voltmetar kako biste nadzirali njegovo punjenje i provjerili je li krug ispravno odsjekao napajanje ili nije na navedenom ograničenju.

Budući da struja s računala USB može biti prilično manja, trenutni upravljački stupanj može se zanemariti i gornji dizajn može se znatno pojednostaviti kao što je prikazano u nastavku:

Video isječak koji prikazuje automatsku akciju prekida kada se Li-Ion ćelija napuni do 4,11 V:

Imajte na umu da krug neće započeti punjenje ako baterija nije spojena prije uključivanja prekidača napajanja, zato prvo spojite bateriju prije spajanja na USB priključak

LM358 ima dva opampa, što znači da se jedan opamp ovdje troši i ostaje neiskorišten Može se pokušati s LM321 umjesto toga kako bi se izbjegla prisutnost neaktivnog neiskorištenog opampa.

Kako postaviti gornji USB Li-ion krug punjača:

To je izuzetno lako provesti.

1. Prvo provjerite je li unaprijed postavljena postavka pomaknuta do kraja sa zemlje. Znači, zatik # 2 trebao bi u početku biti na razini tla kroz unaprijed postavljene postavke.
2. Dalje, bez ikakve povezane baterije, primijenite točno 4,2 V na +/- opskrbni vodovi kruga, kroz točno podesivo napajanje.
3. Vidjet ćete da se zelena LED lampica trenutno uključuje.
4. Sada polako rotirajte unaprijed postavljenu postavku, dok se zelena LED lampica jednostavno ne ugasi, a CRVENA LED dioda UKLJ.
5. To je sve! Krug je sada spreman za prekid na 4,2 V kada stvarna Li-Ion ćelija dosegne ovu razinu.
6. Za posljednje ispitivanje spojite ispražnjenu bateriju na prikazani položaj, uključite ulazno napajanje kroz USB utičnicu računala i zabavite se gledajući kako se stanica puni i isključuje na propisanom pragu od 4,2 V.

Dodana značajka konstantne struje

Kao što se može vidjeti, dodana je značajka konstantne struje integriranjem stupnja BC547 s bazom glavnog BJT-a.

Ovdje Rx otpor određuje trenutni osjetnik otpora, a u slučaju da je dosegnuta maksimalna granica struje, potencijalni pad razvijen na ovom otporu brzo pokreće BC547, koji temelji bazu vozača BJT, isključujući njegovo provođenje i punjenje baterije. .

Sada ta radnja oscilira na graničnom pragu struje, omogućavajući traženu konstantnu struju, CC kontrolirano punjenje za povezanu Li-ion bateriju.

Za USB napajanje nije potrebno ograničenje struje

Iako je prikazana mogućnost ograničavanja struje, to možda neće biti potrebno kada se sklop koristi s USB-om, jer je USB već prilično nizak s strujom, a dodavanje ograničitelja može biti beskorisno.

Ograničivač struje treba koristiti samo kada je izvorna struja znatno velika, na primjer iz solarne anule ili iz druge baterije

Daljnje poboljšanje kruga

Nakon nekih ispitivanja pokazalo se da Darlingtonov tranzistor nije mogao prebaciti dovoljnu struju na Li-Ion stanice, posebno one koje su bile duboko prazne. To je rezultiralo razlikom u razinama napona na ćeliji i na opskrbnim vodilicama kruga.

Kako bih se borio protiv ovog problema, pokušao sam dodatno poboljšati dizajn zamjenom pojedinačnog Darlington BJT parom NPN / PNP mreže, kako je navedeno u nastavku:

Ovaj dizajn značajno je poboljšao trenutnu isporuku i rezultirao smanjenjem razlike u razini između razine napona na priključku akumulatora i stvarne razine napona napajanja, a time i lažnog prekida prekida.

Sljedeći video prikazuje rezultat ispitivanja pomoću gornjeg kruga:

Korištenje 5V releja

Gore navedeni dizajni također se mogu izraditi pomoću napona od 5V, što će osigurati najbolju moguću trenutnu isporuku do ćelije i brže punjenje. Dijagram sklopa možete vidjeti u nastavku:

Molim Zabilježite:

Ovaj je članak nedavno bitno promijenjen, pa se stoga starije rasprave o komentarima možda neće podudarati s shemom sklopa prikazanom u ovom ažuriranom dizajnu i objašnjenju.