USB 3,7 V Li-Ion akkumulátor töltő áramkör

Ebben a cikkben egy egyszerű számítógépes USB 3,7 V li-ion akkumulátor töltő áramkört tanulmányozunk, amely automatikusan kikapcsol, áramszabályozási funkciókkal rendelkezik.

Hogyan működik

Az áramkört a következő leírás segítségével lehet megérteni:

Az IC LM358 összehasonlítóként van konfigurálva. Az IC LM741-et nem használják, mivel nincs megadva, hogy 4,5 V-nál alacsonyabb feszültséggel működjön.

Az érzékelő tüskéjeként a # 2 érintkezőt használják, amely az IC inverter bemenete, és egy előre beállított értékkel van rögzítve a szükséges beállításokhoz és beállításokhoz.

A # 3 tű, amely az opampok nem invertáló bemenete, 3V feszültségnél referenciaértékű, ha egy 3V zener diódával rögzítjük.

Néhány LED látható bekötve az opamp kimeneti tüskéjén az áramkör töltési állapotának észlelésére és jelzésére. A zöld LED azt jelzi, hogy az akkumulátor töltődik, míg a piros világít, amint az akkumulátor teljesen fel van töltve, és az akkumulátor megszakad.

Töltés USB port használatával

Ne feledje, hogy a töltési folyamat meglehetősen lassú lehet, és sok órát is igénybe vehet, mert a számítógép USB-jéről érkező áram általában nagyon alacsony, és 200–500 mA közötti lehet, attól függően, hogy melyik számportot használják erre a célra.

Miután az áramkört összeállította és felállította, az alábbiakban bemutatott kialakítás felhasználható bármilyen tartalék Li-Ion akkumulátor töltésére az USB porton keresztül.

Először csatlakoztassa az akkumulátort a jelzett pontokon, majd dugja be az USB-csatlakozót a számítógép USB-aljzatába. A zöld LED-nek azonnal be kell kapcsolnia, jelezve, hogy az akkumulátor töltődik.

Csatlakoztathat egy voltmérőt az akkumulátorra, hogy figyelemmel kísérje annak töltését, és ellenőrizze, hogy az áramkör megfelelően szakítja-e le az áramellátást a megadott határértékig.

Mivel a számítógép USB-jéről érkező áram meglehetősen kisebb lehet, az aktuális vezérlési szakasz figyelmen kívül hagyható, és a fenti kialakítás sokkal egyszerűbbé válhat az alábbiak szerint:

Videoklip, amely bemutatja az automatikus kikapcsolási műveletet, amikor a Li-Ion cellát 4.11V-ig töltik:

Felhívjuk figyelmét, hogy az áramkör csak akkor kezdi meg a töltést, ha a tápfeszültség bekapcsolása előtt akkumulátort csatlakoztatnak, ezért először csatlakoztassa az akkumulátort, mielőtt az USB portra csatlakoztatná

Egy LM358-nak két opampja van, ami azt jelenti, hogy itt egy pazarlás pazarolódik el, ezért használaton kívül marad Az LM321 kipróbálható ehelyett elkerülje a tétlen, fel nem használt opamp jelenlétét.

A fenti USB Li-ion töltő áramkör beállítása:

Ez rendkívül egyszerűen kivitelezhető.

1. Először győződjön meg arról, hogy az előre beállított egység teljesen a föld felőli oldalon mozog. Ez azt jelenti, hogy a 2-es csapnak kezdetben az alapbeállításon keresztül a talaj szintjén kell lennie.
2. Ezután, csatlakoztatott akkumulátor nélkül, pontosan 4,2 V feszültséget adjon a készülékre +/- áramkör tápvezetékei pontos, állítható tápegységen keresztül.
3. Látni fogja, hogy a zöld LED azonnal bekapcsol.
4. Most lassan forgassa az előre beállított értéket, amíg a zöld LED csak kialszik, és a RED LED bekapcsol.
5. Ez minden! Az áramkör készen áll arra, hogy 4,2 V feszültségen megszakadjon, amikor a tényleges Li-Ion cella eléri ezt a szintet.
6. Az utolsó teszteléshez csatlakoztassa a lemerült akkumulátort a bemutatott helyzetbe, dugja be a bemeneti energiát a számítógép USB-aljzatán keresztül, és érezze jól magát, miközben figyeli a cella feltöltését és kikapcsolását a megadott 4,2 V küszöbértéknél.

Folyamatos CC funkció hozzáadva

Amint látható, állandó áramerősséggel bővült a BC547 fokozat integrálása a fő BJT alapjával.

Itt az Rx ellenállás határozza meg az áramérzékelő ellenállást, és a maximális áramkorlát elérése esetén az ezen az ellenálláson kialakult potenciális csökkenés gyorsan beindítja a BC547-et, ami megalapozza a meghajtó BJT alapját, kikapcsolva annak vezetését és az akkumulátor töltését .

Ez a művelet folyamatosan ingadozik az aktuális határküszöbnél, lehetővé téve a szükséges állandó áramot, a CC-t ellenőrzött töltés a csatlakoztatott Li-ion akkumulátorhoz.

Az áramellátás korlátozása nem szükséges az USB tápellátáshoz

Bár egy áramkorlátozó lehetőség látható, ez nem szükséges, ha az áramkört USB-vel használják, mivel az USB már elég alacsony az áram mellett, és korlátozó hozzáadása felesleges lehet.

Az áramkorlátozót csak akkor szabad használni, ha a forrásáram jelentősen magas, például egy szolár anelből vagy egy másik elemből

Az áramkör továbbfejlesztése

Némi tesztelés után kiderült, hogy a Darlington-tranzisztor nem képes elegendő áramot átkapcsolni egy Li-Ion cellára, különösen amelyek mélyen lemerültek. Ez különbséget eredményezett a feszültségszintekben a cella és az áramkör tápvezetékei között.

A probléma leküzdése érdekében megpróbáltam tovább fejleszteni a kialakítást, azáltal, hogy az egyetlen Darlington BJT-t egy NPN / PNP hálózattal helyettesítettem, az alábbiak szerint:

Ez a kialakítás jelentősen javította az áramellátást, és az akkumulátor kapcsa feszültségszintje és a tényleges tápfeszültség szintje közötti különbség csökkenését eredményezte, és ezért téves határkapcsolást.

Az alábbi videó bemutatja a teszt eredményét a fenti áramkör használatával:

5V relé használata

A fenti tervek 5 V-os felhasználással is megépíthetők, ami biztosítja a lehető legjobb áramellátást a cellába és a gyorsabb töltést. A kapcsolási rajz az alábbiakban látható:

Kérjük, vegye figyelembe:

Ezt a cikket a közelmúltban jelentősen megváltoztatták, és ezért a régebbi megjegyzés-megbeszélések nem felelnek meg a jelen frissített tervben és magyarázatban bemutatott kapcsolási rajznak.