Lithium-ion-polymerbatteri AIO Oplader-beskytter-booster: 4 trin

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:27

Hej allesammen.

Vi har alle reserve-/bjærgede LiPo -batterier, som vi enten har genoprettet fra gamle bærbare batterier eller købt nye batterier.

For at bruge dem bruger vi alle kommercielt tilgængelige moduler til opladning, beskyttelse og for at øge spændingen til 5V for at bruge dem til at drive vores USB-enheder som opladningstelefoner, powerbanker, opladning af Bluetooth-hovedtelefoner og højttalere, kørsel af arduino og Esp8266-NodeMCU-kort og andre ting.

Men disse tavler er adskilte og har brug for separate ledninger og tid og plads.

Så i dag vil vi designe, fremstille og bygge en alt-i-et LiPo-batterioplader med beskyttelseskredsløb og et 5-volts boost-printkort.

Forbrugsvarer

MICRO USB -stik - 1

Vippekontakt - 1

FS312F -G IC - 1

Rød LED - 1

Grøn LED - 1

Modstand 7.5K - 1

Modstand 100 - 1

MT3608 IC - 1

FS8205 IC - 1

Kondensator 10uF - 1

Induktor 22uH - 1

Modstand 2K - 2

Diode SS34 - 1

Modstand 1K - 3

Kondensator 100nF - 1

TP4056 IC - 1

Kondensator 22uF - 2

Trin 1: Skematisk design

Jeg har brugt EasyEDA software til at designe tavlen. Det er let og sjovt at bruge og har fodaftrykbibliotekerne til de fleste komponenter.

FS312F-G IC-

Beskyttelses-IC til genopladelige Li-ion/polymer-batterier

Funktioner

• Lav forsyningsstrøm

• Overladningsdetekteringsspænding: 4,25 ± 0,025 V

• Overladningsspænding: 4.145 ± 0,05 V

• Overspændingsdetekteringsspænding: 2,90 ± 0,08 V

• Overudladningsspænding: 3,0 ± 0,08 V

• Overstrøms detekteringsspænding: 150 ± 30 mV

• Kortslutningsdetekteringsspænding: 1,35 V

• Forsinkelsestid genereret af det interne kredsløb

• Oplader detekteringsspænding: -1,35 V

• Nulstil modstand for overstrømsbeskyttelse:> 500KΩ

• Bredt spændingsområde: 1,5 ~ 9,0 V

MT3608 IC -

MT3608 er en konstantfrekvent, 6-benet SOT23 strømtilstand-trinomformer

Funktioner

• Integreret 80mΩ Power MOSFET

• 2V til 24V indgangsspænding

• 1,2 MHz fast skiftefrekvens

• Intern 4A switch strømgrænse

• Justerbar udgangsspænding

• Intern kompensation

• Op til 28V udgangsspænding

• Automatisk pulsfrekvensmodulationstilstand ved lette belastninger

• Op til 97% effektivitet

FS8205 IC -

Dual N-Channel Enhancement Mode Power MOSFET

TP4056 IC -

Konstant strøm/konstant spænding lineær oplader til encellede lithium-ion batterier

FUNKTIONER

· Programmerbar ladestrøm op til 1000mA

· Ingen MOSFET, følelsesmodstand eller blokeringsdiode påkrævet

· Konstant strøm/konstant spænding

· Oplader enkeltcelle Li-Ion-batterier direkte fra USB-porten

· Forudindstillet 4.2V opladningsspænding med 1,5% nøjagtighed

· Automatisk genopladning

· To opladningsstatusudgangsstifter

· Afslutning af gebyr

· 2,9V Trickle Charge Threshold (TP4056)

· Soft-Start grænser Startstrøm

Induktor 22uH

Jeg har brugt en 1206 -induktor, men en SMD -strøminduktor er en bedre mulighed.

Datablad for alle komponenter er linket her.

FS312F

MT3608

FS8205-DS

TP4056

Trin 2: PCB -layout og design

Jeg har brugt EasyEda til at designe 2-lags PCB.

Det er let og sjovt at bruge og har fodaftrykbibliotekerne til de fleste komponenter.

Hvis nogen vil, kan jeg altid sende gerber -filerne til dig.

Trin 3: Bestilling af printkort

Nu har vi PCB -designet, og det er tid til at bestille PCB'erne. Til det skal du bare gå til JLCPCB.com og klikke på knappen "QUOTE NOW".

JLCPCB er også sponsor af dette projekt. JLCPCB (Shenzhen JLC Electronics Co., Ltd.), er den største PCB-prototypevirksomhed i Kina og en højteknologisk producent med speciale i hurtig PCB-prototype og PCB-produktion i små partier. Du kan bestille mindst 5 printkort for kun $ 2. For at få printkortet fremstillet skal du uploade gerber -filen, du downloadede i det sidste trin. Upload.zip -filen, eller du kan også trække og slippe gerberfilerne. Når du har uploadet zip -filen, ser du en succesbesked nederst, hvis filen er uploadet. Du kan gennemgå printkortet i Gerber viewer for at sikre, at alt er godt. Du kan se både toppen og bunden af printkortet. Efter at have kontrolleret, at printkortet ser godt ud, kan du nu placere ordren til en rimelig pris. Du kan bestille 5 printkort for kun $ 2 plus forsendelse. For at placere ordren skal du klikke på knappen "SAVE TO CART". Mine printkort tog 2 dage at blive fremstillet og ankom inden for 20 dage ved hjælp af standard registreret mulighed for levering efter levering. Der er også hurtige leveringsmuligheder. PCB'er var godt pakket og kvaliteten var virkelig god.

JLCPCB tilbyder nu også SMT -montageservice til en meget rimelig pris, og efter at have prøvet det må jeg sige, at de udfører fremragende arbejde, og deres håndværk kan sammenlignes med enhver anden kommerciel PCB -fremstilling og samlingstjeneste over hele verden.

Deres backend -team er så effektivt og igennem, at de vil kontrollere hvert design og komponentplacering og vil informere kunden om nødvendige ændringer i designet eller om forkert placering og polaritet af komponenterne og rette de mindre problemer i deres ende selv.

Trin 4: Montering og arbejde

• R2 og R4 modstand danner et feedback netværk for boost kredsløb og er blevet beregnet til at give 5V
• L1 er 1206 SMD -variant, det er bedre at bruge en strøminduktor til at få mere strøm, har ekstra terminaler til det samme
• LEDR (RØD) er beregnet til opladning
• LEDG (GRØN) er til opladning af færdig indikation
• Maksimal indgangsstrøm for TP4056 skal være 1-1,5 ampere som ovenfor, så IC'en bliver virkelig varm, og der er risiko for at beskadige den. Da det er en lineær omformer, betyder IC mere strøm ved højere spænding mere effekttab som varme og reducerer effektiviteten generelt
• Tilføjet VBUS- og GND1 -kvindelige headere til direkte tilslutning af ledninger i stedet for MicroUSB -porten
• Vippekontakt styrer udgangen på 5-volts terminaler
• Dette er en pass-thru oplader og vil dermed levere strøm til 5-V-terminalen, selv når den oplades

PS: Idéen og designet er inspireret af greatscott.