Litar Pengecas Bateri Li-Ion USB 3.7V

Dalam artikel ini kita mengkaji litar pengecas bateri li-ion USB 3.7V komputer sederhana dengan ciri kawalan semasa yang dipotong secara automatik.

Bagaimana ia berfungsi

Litar dapat difahami dengan bantuan penerangan berikut:

IC LM358 dikonfigurasi sebagai pembanding. IC LM741 tidak digunakan kerana tidak ditentukan untuk berfungsi dengan voltan yang lebih rendah daripada 4.5V.

Pin # 2 yang merupakan input pembalik IC digunakan sebagai pin penginderaan dan dilampirkan dengan pratetap untuk penyesuaian dan pengaturan yang diperlukan.

Pin # 3 yang merupakan input tidak terbalik dari opamps adalah rujukan pada 3V dengan mengapitnya dengan diod zener 3V.

Beberapa LED boleh dilihat di kabel output dari opamp, untuk mengesan dan menunjukkan keadaan pengisian litar. LED hijau menunjukkan bateri sedang diisi semasa merah menyala sebaik sahaja bateri terisi penuh, dan bekalan terputus ke bateri.

Cara Mengecas menggunakan Port USB

Harap diingat bahawa proses pengecasan boleh menjadi agak lambat dan mungkin memakan waktu berjam-jam, kerana arus dari USB komputer biasanya sangat rendah dan mungkin berkisar antara 200mA hingga 500mA bergantung pada port nombor yang digunakan untuk tujuan tersebut.

Setelah rangkaian dipasang dan disiapkan, reka bentuk yang ditunjukkan di bawah ini dapat digunakan untuk mengisi bateri Li-Ion ganti melalui port USB.

Sambungkan bateri terlebih dahulu di titik yang ditunjukkan, dan kemudian pasangkan penyambung USB dengan soket USB komputer anda. LED hijau akan segera menyala menunjukkan bateri sedang dicas.

Anda boleh memasang voltmeter pada bateri untuk memantau pengecasannya, dan periksa sama ada litar memutuskan bekalan dengan betul atau tidak pada had yang ditentukan.

Oleh kerana arus dari komputer USB boleh menjadi lebih sedikit, tahap kawalan semasa dapat diabaikan dan reka bentuk di atas dapat dipermudah seperti yang ditunjukkan di bawah:

Klip Video menunjukkan tindakan pemotongan automatik, apabila sel Li-Ion dicas hingga 4.11V:

Harap maklum bahawa litar tidak akan memulakan pengecasan melainkan bateri disambungkan sebelum kuasa dihidupkan, oleh itu sila sambungkan bateri terlebih dahulu sebelum menyambungkannya ke port USB

LM358 mempunyai dua opamp yang bermaksud satu opamp terbuang di sini dan tetap tidak digunakan LM321 boleh dicuba sebaliknya untuk mengelakkan kehadiran opamp yang tidak digunakan.

Cara Menyiapkan Litar Pengecas Li-ion USB di atas:

Itu sangat mudah dilaksanakan.

1. Pertama, pastikan pratetap digerakkan di sisi tanah sepenuhnya. Maksudnya, pin # 2 harus berada di permukaan tanah melalui pratetap pada awalnya.
2. Selanjutnya, tanpa bateri disambungkan, gunakan 4.2 V tepat di seberang +/- talian bekalan litar, melalui bekalan kuasa laras yang tepat.
3. Anda akan melihat LED hijau menyala dengan serta-merta.
4. Sekarang, putar perlahan pratetap perlahan-lahan, sehingga LED hijau mati, dan LED MERAH menyala.
5. Itu sahaja! Litar kini siap untuk dipotong pada 4.2 V apabila sel Li-Ion yang sebenarnya mencapai tahap ini.
6. Untuk pengujian terakhir, sambungkan bateri yang telah habis ke posisi yang ditunjukkan, pasang kuasa input melalui soket USB komputer, dan bersenang-senang menyaksikan sel diisi dan dipotong pada ambang batas 4.2 V yang ditetapkan.

Ciri CC Semasa Tetap Ditambah

Seperti yang dapat dilihat, ciri arus tetap telah ditambahkan dengan mengintegrasikan tahap BC547 dengan pangkalan BJT utama.

Di sini perintang Rx menentukan perintang penginderaan semasa, dan sekiranya had arus maksimum tercapai, penurunan yang berpotensi melintasi perintang ini dengan cepat mencetuskan BC547, yang menjadikan dasar pemandu BJT, mematikan konduksi dan pengecasan baterinya .

Sekarang, tindakan ini terus berayun pada ambang had semasa, memungkinkan arus tetap yang diperlukan, CC pengecasan terkawal untuk bateri Li-ion yang disambungkan.

Had semasa tidak diperlukan untuk Kuasa USB

Walaupun kemudahan pembatasan semasa ditunjukkan, ini mungkin tidak diperlukan semasa litar digunakan dengan USB kerana USB sudah cukup rendah dengan arus dan menambahkan limiter mungkin tidak berguna.

Pembatas arus harus digunakan hanya apabila arus sumbernya sangat tinggi, seperti dari anel surya atau dari bateri lain

Memperbaiki Litar Lebih Lanjut

Setelah beberapa ujian, transistor Darlington tidak dapat mengalihkan arus yang mencukupi ke sel Li-Ion, terutama yang dikeluarkan secara mendalam. Ini mengakibatkan perbezaan tahap voltan di sel, dan di rel bekalan litar.

Untuk mengatasi masalah ini, saya cuba memperbaiki reka bentuk dengan lebih jauh, dengan menggantikan Darlington BJT tunggal dengan sepasang rangkaian NPN / PNP, seperti yang diberikan di bawah:

Reka bentuk ini meningkatkan penyampaian arus dengan ketara, dan mengakibatkan pengurangan margin perbezaan antara tahap voltan terminal bateri dan tahap voltan bekalan yang sebenarnya, dan oleh itu pertukaran pemutusan palsu

Video berikut, menunjukkan hasil ujian menggunakan litar di atas:

Menggunakan Relay 5V

Reka bentuk di atas juga boleh dibina menggunakan 5V, yang akan memastikan penghantaran arus terbaik ke sel dan pengecasan lebih cepat. Gambarajah litar dapat dilihat di bawah:

Sila ambil perhatian:

Artikel ini telah banyak berubah baru-baru ini dan oleh itu perbincangan komen lama mungkin tidak sesuai dengan gambarajah litar yang ditunjukkan dalam reka bentuk dan penjelasan yang terkini.