Caricabatteria universale agli ioni di litio - Cosa c'è dentro?: 7 passaggi

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

Il risultato di uno smontaggio del prodotto può essere utilizzato da hobbisti/produttori per scoprire quali componenti vengono utilizzati nel prodotto elettronico. Tale conoscenza può aiutare a comprendere come funziona il sistema, comprese le caratteristiche di progettazione innovative, e può facilitare il processo di reverse engineering dei circuiti. Questo articolo, ricco di dettagli sullo smontaggio di un caricabatterie universale agli ioni di litio, è un umile sforzo nella direzione ed è il risultato di numerosi esperimenti condotti di volta in volta.

Passaggio 1: introduzione

Recentemente ho acquistato da eBay un piccolo caricabatteria esterno per cellulare. Con l'aiuto di un set di contatti regolabili, il caricabatterie è, tuttavia, in grado di caricare quasi tutti i comuni pacchi batteria ricaricabili agli ioni di litio. Il caricabatterie ha qui incorniciato quel prodotto cinese da $ 1 disponibile con diversi marchi.

Passaggio 2: batteria agli ioni di litio e caricabatteria agli ioni di litio

Le batterie agli ioni di litio (Li-ion) sono diventate popolari per l'elettronica portatile come gli smartphone perché vantano la più alta densità di energia di qualsiasi tecnologia di batteria commerciale. Poiché il litio è un materiale altamente reattivo (la carica errata di una moderna cella agli ioni di litio può causare danni permanenti o, peggio, instabilità e potenziale pericolo), le batterie agli ioni di litio devono essere caricate seguendo un regime di corrente costante/tensione costante attentamente controllato che è unico per questa chimica cellulare.

Passaggio 3: caricabatteria universale agli ioni di litio

Di seguito viene fornita una spiegazione su come alimentare il caricabatterie esterno universale, caricare una batteria nel caricabatterie e caricarla.

• Collegare il caricabatterie alla presa a muro CA (CA180 - 240 V)
• Posizionare il pacco batteria sulla base (3.7V Li-ion)
• Spostare i contatti del caricabatterie per allinearli con i terminali "+" e "-" della batteria. Il caricabatterie rileverà automaticamente la polarità "+" e "-"
• Ora l'indicatore di "alimentazione" si accende e l'indicatore di "ricarica" lampeggerà durante la ricarica
• L'indicatore "Full Charge" si accende quando la batteria è completamente carica

Una caratteristica importante di questo caricabatterie è il meccanismo di rilevamento dell'inversione di polarità integrato. Quando inseriamo una batteria, il sistema regola automaticamente la sua polarità di uscita in base alla situazione attuale per garantire un processo di carica sicuro e sano. Inoltre, l'algoritmo di ricarica adattivo intelligente offre funzioni allegre come il rilevamento della fine della carica, la carica di fine carica, la protezione da sovraccarico, il rilevamento della batteria scarica, il ringiovanimento della batteria quasi scarica, ecc.

Passaggio 4: riflessioni sullo smontaggio

Elettronica interna: l'elettronica del caricabatterie comprende due sezioni ugualmente importanti; un “strano” alimentatore smps, e un “misterioso” caricabatteria. Il componente principale nel circuito smps è un transistor TO-92 13001, mentre il caricabatterie è costruito attorno a un chip DIP a 8 pin HT3582DA di HotChip (https://www.hotchip.com.cn). Secondo la scheda tecnica, HT3582DA è un chip di controllo del caricabatterie universale con identificazione automatica della polarità della batteria, protezione da cortocircuito e protezione da sovratemperatura (corrente massima 300 mA). Ho anche notato che il circuito stesso è molto generico - la cosa principale che separa un caricabatterie da molti altri sul mercato è l'alterazione nel circuito smps (più avanti, vedi nota di laboratorio).

Passaggio 5: diagramma del circuito e note di laboratorio

Ora è un buon momento per passare allo schema del circuito dall'aspetto sporco (tracciato e verificato da me).

Nota di laboratorio: come indicato in precedenza, la cosa principale che separa un caricabatterie da molti altri sul mercato è l'alterazione del circuito smps. Ad esempio è stato osservato che il valore di R1 è stato modificato in 1,5 M o 2,2 M e R2 in 56R o 47R in alcuni altri caricabatterie. Allo stesso modo, C2 è stato sostituito da un tipo 10μF/25v.

Passaggio 6: alla fine…

Sfortunatamente, niente di più disponibile sul trasformatore smps (X1) e sul chip del controller del caricatore (IC1), tranne un foglio dati cinese pieno di alcuni dati grezzi. La prossima meraviglia è l'assenza di un tradizionale filtro/condensatore buffer cc ad alta tensione (di solito un tipo da 4,7 μF - 10 μF/400 V) all'estremità anteriore degli smp. Tuttavia, è chiaro che il diodo di ingresso ad alta tensione 1N4007 (D1) converte l'ingresso CA in CC pulsante. Il transistor di potenza 13003 (T1) commuta l'alimentazione al trasformatore smps (X1) a frequenza variabile (probabilmente superiore a 50kHz). Il trasformatore smps ha due avvolgimenti primari (l'avvolgimento principale e un avvolgimento di retroazione) e un avvolgimento secondario. Un semplice circuito di retroazione regola la tensione di uscita; l'oscillazione di retroazione dall'avvolgimento di retroazione e la retroazione di tensione dai componenti associati sono combinate nel transistor di potenza 13001. Il transistor quindi pilota il trasformatore smps. Sul lato secondario (uscita), il diodo 1N4148 (D3) rettifica l'uscita del trasformatore smps in DC, che viene filtrata dal condensatore da 220μF (C3) prima di fornire la tensione di uscita desiderata (vicino a 5V) al resto del circuito. Per tutto il tempo dell'esperimento di smontaggio, sono stati trovati 4,1 V CC attraverso i contatti del caricabatterie (senza batteria) e anche lì è stata osservata la presenza di un'attività a impulsi (con batteria).

Infine, si presume che l'uscita PWM (a una certa frequenza) generata dal chip del controller di carica della batteria HT3582DA carichi la batteria. L'ADC e il PWM integrati (senza componenti esterni) forniscono un mezzo per implementare un efficiente caricabatterie agli ioni di litio!

Passaggio 7: nota di cortesia

Questo articolo (scritto da T. K. Hareendran) è stato originariamente pubblicato da www. codrey.com nell'anno 2017.