Batteria ai polimeri di ioni di litio AIO Caricabatterie-protettore-booster: 4 passaggi

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:01

Ciao a tutti.

Abbiamo tutti batterie LiPo di riserva/recuperate, che abbiamo recuperato da vecchie batterie per laptop o acquistate nuove batterie.

Per utilizzarli utilizziamo tutti i moduli disponibili in commercio per caricare, proteggere e aumentare la tensione a 5 V per utilizzarli per alimentare i nostri dispositivi USB come caricare telefoni, power bank, caricare cuffie e altoparlanti Bluetooth, eseguire schede arduino e Esp8266-NodeMCU e altro cose.

Ma queste schede sono separate e richiedono un cablaggio separato e richiedono tempo e spazio.

Quindi, oggi progetteremo, realizzeremo e costruiremo un caricabatterie LiPo All-in-One con circuito di protezione e un circuito boost da 5 Volt.

Forniture

Connettore MICRO USB - 1

Interruttore a levetta - 1

CI FS312F-G - 1

LED rosso - 1

LED verde - 1

Resistenza 7.5K - 1

Resistenza 100 - 1

CI MT3608 - 1

CI FS8205 - 1

Condensatore 10uF - 1

Induttore 22uH - 1

Resistenza 2K - 2

Diodo SS34 - 1

Resistenza 1K - 3

Condensatore 100nF - 1

CI TP4056 - 1

Condensatore 22uF - 2

Passaggio 1: progettazione schematica

Ho usato il software EasyEDA per progettare la scheda. È facile e divertente da usare e ha le librerie di impronte della maggior parte dei componenti.

CI FS312F-G –

IC di protezione per batterie a una cella ricaricabili agli ioni di litio/polimero

Caratteristiche

• Bassa corrente di alimentazione

• Tensione di rilevamento sovraccarico: 4,25±0,025 V

• Tensione di rilascio sovraccarico: 4,145±0,05 V

• Tensione di rilevamento sovrascarica: 2,90±0,08 V

• Tensione di rilascio sovrascarica: 3.0±0.08 V

• Tensione di rilevamento sovracorrente: 150±30 mV

• Tensione di rilevamento cortocircuito: 1,35 V

• Tempo di ritardo generato dal circuito interno

• Tensione di rilevamento del caricabatterie: -1,35 V

• Resistenza di ripristino per protezione da sovracorrente: >500KΩ

• Ampio intervallo di tensione di alimentazione: 1,5 ~ 9,0 V

CI MT3608 –

L'MT3608 è un convertitore step-up in modalità corrente SOT23 a frequenza costante a 6 pin

Caratteristiche

• MOSFET di potenza integrato da 80 mΩ

• Tensione di ingresso da 2V a 24V

• Frequenza di commutazione fissa di 1,2 MHz

• Limite di corrente dell'interruttore interno 4A

• Tensione di uscita regolabile

• Compensazione interna

• Tensione di uscita fino a 28 V

• Modalità di modulazione automatica della frequenza degli impulsi con carichi leggeri

• Fino al 97% di efficienza

CI FS8205 –

MOSFET di potenza in modalità di potenziamento a doppio canale N

TP4056 IC –

Caricabatterie lineare a corrente costante/tensione costante per batterie agli ioni di litio a cella singola

CARATTERISTICHE

· Corrente di carica programmabile fino a 1000 mA

· Nessun MOSFET, resistore di rilevamento o diodo di blocco richiesto

· Corrente Costante/Tensione Costante

· Ricarica batterie agli ioni di litio a cella singola direttamente dalla porta USB

· Tensione di carica preimpostata a 4,2 V con una precisione dell'1,5%

· Ricarica automatica

· Due pin di uscita dello stato di carica

· C/10 Cessazione dell'addebito

· Soglia di carica di mantenimento 2,9 V (TP4056)

· L'avvio graduale limita la corrente di spunto

Induttore 22uH

Ho usato un induttore 1206 ma un induttore di potenza SMD è l'opzione migliore.

I datasheet di tutti i componenti sono collegati qui.

FS312F

MT3608

FS8205-DS

TP4056

Passaggio 2: layout e progettazione PCB

Ho usato EasyEda per progettare il PCB a 2 strati.

È facile e divertente da usare e ha le librerie di impronte della maggior parte dei componenti.

Se qualcuno vuole posso sempre postare i file gerber per te.

Passaggio 3: ordinare i PCB

Ora abbiamo il design del PCB ed è il momento di ordinare i PCB. Per questo, devi solo andare su JLCPCB.com e fare clic sul pulsante "QUOTA ORA".

JLCPCB è anche sponsor di questo progetto. JLCPCB (Shenzhen JLC Electronics Co., Ltd.), è la più grande impresa di prototipi di PCB in Cina e un produttore high-tech specializzato in prototipi rapidi di PCB e produzione di PCB in piccoli lotti. Puoi ordinare un minimo di 5 PCB per soli $2. Per ottenere il PCB prodotto, carica il file gerber che hai scaricato nell'ultimo passaggio. Carica il file.zip oppure puoi anche trascinare e rilasciare i file gerber. Dopo aver caricato il file zip, vedrai un messaggio di successo in basso se il file è stato caricato correttamente. Puoi rivedere il PCB nel visualizzatore Gerber per assicurarti che tutto sia a posto. È possibile visualizzare sia la parte superiore che quella inferiore del PCB. Dopo esserti assicurato che il PCB abbia un bell'aspetto, ora puoi effettuare l'ordine a un prezzo ragionevole. Puoi ordinare 5 PCB per soli $2 più spese di spedizione. Per effettuare l'ordine, fare clic sul pulsante "SALVA NEL CARRELLO". I miei PCB hanno impiegato 2 giorni per essere prodotti e sono arrivati entro 20 giorni utilizzando l'opzione di consegna raccomandata standard. Sono disponibili anche opzioni di consegna rapida. I PCB erano ben imballati e la qualità era davvero buona.

JLCPCB ora offre anche un servizio di assemblaggio SMT a un prezzo molto ragionevole e dopo averlo provato devo dire che stanno facendo un lavoro eccellente e la loro maestria è paragonabile a qualsiasi altro servizio di produzione e assemblaggio di PCB commerciali in tutto il mondo.

Il loro team di backend è così efficiente e attraverso questo controllerà ogni singolo design e posizionamento dei componenti e informerà il cliente delle modifiche richieste nel design o del posizionamento e della polarità errati dei componenti e correggerà i problemi minori alla fine stessa.

Fase 4: Assemblaggio e Lavorazione

• Il resistore R2 e R4 forma una rete di feedback per il circuito boost ed è stato calcolato per fornire 5V
• L1 è la variante 1206 SMD, è meglio usare un induttore di potenza per ottenere più corrente in uscita, avere terminali di ricambio per lo stesso
• LEDR (ROSSO) è per l'indicazione di carica
• LEDG (VERDE) è per l'indicazione di carica completata
• La corrente di ingresso massima per TP4056 dovrebbe essere di 1-1,5 A come sopra che l'IC diventa molto caldo e c'è il rischio di danneggiarlo. Inoltre, poiché è un convertitore lineare IC, più corrente a una tensione più elevata significa una maggiore perdita di potenza sotto forma di calore e una riduzione dell'efficienza complessiva
• Aggiunti connettori femmina VBUS e GND1 per il collegamento diretto dei cavi invece della porta MicroUSB
• L'interruttore a levetta controlla l'uscita dei terminali a 5 Volt
• Questo è un caricabatterie passante e quindi fornirà alimentazione al terminale da 5 V anche durante la ricarica

PS: L'idea e il design si ispirano a greatscott.