USB 3.7V Li-Ion Battery Charger Circuit

Sa artikulong ito pinag-aaralan namin ang isang simpleng computer USB 3.7V li-ion baterya ng charger circuit na may awtomatikong pagputol, kasalukuyang mga tampok sa kontrol.

Paano ito gumagana

Ang circuit ay maaaring maunawaan sa tulong ng sumusunod na paglalarawan:

Ang IC LM358 ay naka-configure bilang isang paghahambing. Ang IC LM741 ay hindi ginamit dahil hindi ito tinukoy upang gumana sa mga voltages na mas mababa sa 4.5V.

Ang Pin # 2 na kung saan ay ang pag-invert ng input ng IC ay ginagamit bilang sensing pin at naka-attach sa isang preset para sa kinakailangang mga pagsasaayos at setting.

Ang Pin # 3 na kung saan ay ang non-inverting input ng mga opamp ay tumutukoy sa 3V sa pamamagitan ng pag-clamping nito ng isang 3V zener diode.

Ang isang pares ng mga LEDs ay maaaring makita wired sa output pin ng opamp, para sa pagtuklas at pagpapahiwatig ng kundisyon ng pagsingil ng circuit. Ipinapahiwatig ng Green LED na ang baterya ay sinisingil habang ang pula ay nag-iilaw sa sandaling ang baterya ay ganap na nasingil, at ang supply ay pinutol sa baterya.

Paano Mag-charge gamit ang USB Port

Mangyaring tandaan na ang proseso ng pagsingil ay maaaring maging masyadong mabagal at maaaring tumagal ng maraming oras, dahil ang kasalukuyang mula sa USB ng isang computer ay karaniwang napakababa at maaaring saklaw sa pagitan ng 200mA hanggang 500mA depende sa kung aling numero ng port ang ginagamit para sa hangarin.

Kapag ang circuit ay binuo at na-set up, ang ipinakitang disenyo sa ibaba ay maaaring magamit para sa singilin ang anumang ekstrang Li-Ion Battery sa pamamagitan ng USB port.

Ikonekta muna ang baterya sa mga ipinahiwatig na puntos, at pagkatapos ay isaksak ang konektor ng USB sa USB socket ng iyong computer. Ang berdeng LED ay dapat agad na maging ON na nagpapahiwatig na ang baterya ay sisingilin.

Maaari kang maglakip ng isang voltmeter sa baterya upang subaybayan ang pag-charge nito, at suriin kung tama bang pinutol ng circuit ang supply o hindi sa tinukoy na limitasyon.

Dahil ang kasalukuyang mula sa isang computer USB ay maaaring mas mababa, ang kasalukuyang yugto ng kontrol ay maaaring balewalain at ang disenyo sa itaas ay maaaring gawing simple tulad ng ipinakita sa ibaba:

Ipinapakita ang Video Clip ang awtomatikong pagkawasak ng pagkilos, kapag ang Li-Ion cell ay sisingilin hanggang sa 4.11V:

Mangyaring tandaan na ang circuit ay hindi magpapasimula ng pagsingil maliban kung ang isang baterya ay konektado bago ang power switch ON, samakatuwid mangyaring ikonekta muna ang baterya bago ikonekta ito sa USB port

Ang isang LM358 ay may dalawang opamp na nangangahulugang ang isang opamp ay nasayang dito at nananatiling hindi nagamit, samakatuwid Maaaring subukin ang LM321 sa halip upang maiwasan ang pagkakaroon ng isang idle na hindi ginagamit na opamp.

Paano Mag-set up sa itaas ng USB Li-ion Charger Circuit:

Napakadali nitong ipatupad.

1. Una, siguraduhin na ang preset ay inilipat sa lupa sa buong bahagi. Ibig sabihin, ang pin # 2 ay dapat na nasa antas ng lupa sa pamamagitan ng preset na una.
2. Susunod, nang walang koneksyon sa baterya, maglagay ng eksaktong 4.2 V sa kabuuan +/- mga linya ng supply ng circuit, sa pamamagitan ng isang tumpak na naaayos na supply ng kuryente.
3. Makikita mo agad ang berdeng LED na ON.
4. Ngayon, dahan-dahang paikutin ang preset, hanggang sa ang berdeng LED ay nakasara lang, at ang RED LED ay ON.
5. Yun lang! Nakatakda na ngayon ang circuit upang putulin sa 4.2 V kapag ang aktwal na Li-Ion cell ay umabot sa antas na ito.
6. Para sa pangwakas na pagsubok, ikonekta ang isang pinalabas na baterya sa ipinakitang posisyon, plug-in ang input power sa pamamagitan ng isang computer USB socket, at magsaya sa panonood ng cell na nasisingil at naputol sa itinakdang 4.2 V na threshold.

Nagdagdag ng Kasalukuyang Kasalukuyang CC Tampok

Tulad ng makikita, isang pare-pareho ang kasalukuyang tampok ay naidagdag sa pamamagitan ng pagsasama ng yugto ng BC547 sa base ng pangunahing BJT.

Dito natutukoy ng risistor ng Rx ang kasalukuyang resisting ng sensing, at kung sakaling maabot ang maximum na kasalukuyang limitasyon, ang potensyal na pagbagsak na binuo sa resistor na ito ay mabilis na nag-trigger sa BC547, na kung saan ang batayan ng driver ng BJT, isinasara ang pagpapadaloy nito at singilin ang baterya .

Ngayon, ang aksyon na ito ay nagpapanatili ng oscillating sa kasalukuyang limitasyon ng limitasyon, na nagbibigay-daan sa kinakailangang palaging kasalukuyang, CC kinokontrol ang pagsingil para sa nakakonektang baterya ng Li-ion.

Hindi Kinakailangan ang Kasalukuyang Limitasyon para sa USB Power

Bagaman ipinakita ang isang kasalukuyang pasilidad na naglilimita, maaaring hindi ito kinakailangan kapag ginamit ang circuit sa isang USB dahil ang USB ay medyo mababa na sa kasalukuyan at ang pagdaragdag ng isang limiter ay maaaring walang silbi.

Ang kasalukuyang limiter ay dapat gamitin lamang kapag ang kasalukuyang mapagkukunan ay malaki ang taas, tulad ng mula sa isang solar anel o mula sa ibang baterya

Pagpapabuti ng Layo ng Circuit

Matapos ang ilang pagsubok ay lumitaw na ang Darlington transistor ay hindi nagawang ilipat ang sapat na kasalukuyang sa isang Li-Ion cells, lalo na kung saan ay malalim na pinalabas. Nagresulta ito sa isang pagkakaiba sa mga antas ng boltahe sa buong cell, at sa kabila ng mga riles ng supply ng circuit.

Upang labanan ang isyung ito, sinubukan kong pagbutihin pa ang disenyo, sa pamamagitan ng pagpapalit ng solong Darlington BJT ng isang pares ng NPN / PNP network, tulad ng ibinigay sa ibaba:

Ang disenyo na ito ay napabuti ang kasalukuyang paghahatid nang malaki, at nagresulta sa pagbawas sa margin ng pagkakaiba sa pagitan ng antas ng boltahe ng terminal ng baterya at ang tunay na antas ng boltahe ng supply, at samakatuwid ay maling paglipat ng cut-off.

Ang sumusunod na video, ipinapakita ang resulta ng pagsubok gamit ang circuit sa itaas:

Paggamit ng isang 5V Relay

Ang mga disenyo sa itaas ay maaari ding itayo gamit ang isang 5V, na masisiguro ang pinakamahusay na posibleng kasalukuyang paghahatid sa cell at mas mabilis na singilin. Ang circuit diagram ay makikita sa ibaba:

Paalala:

Ang artikulong ito ay malaki ang binago kamakailan at samakatuwid ang mga mas matandang talakayan sa komento ay maaaring hindi tumugma sa diagram ng circuit na ipinapakita sa kasalukuyang nai-update na disenyo at paliwanag.