Cargador-protector-amplificador AIO de batería de polímero de iones de litio: 4 pasos

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:41

Hola, todos.

Todos tenemos baterías LiPo de repuesto / recuperadas, que hemos recuperado de baterías viejas de portátiles o comprado baterías nuevas.

Para usarlos, todos usamos módulos disponibles comercialmente para cargar, proteger y para aumentar el voltaje a 5V para usarlos para alimentar nuestros dispositivos USB como cargar teléfonos, bancos de energía, cargar auriculares y parlantes Bluetooth, ejecutar placas arduino y Esp8266-NodeMCU y otros telas.

Pero estas placas están separadas y necesitan un cableado separado, lo que requiere mucho tiempo y espacio.

Por lo tanto, hoy diseñaremos, fabricaremos y construiremos un cargador de batería LiPo todo en uno con circuito de protección y una placa de circuito de refuerzo de 5 voltios.

Suministros

Conector MICRO USB - 1

Interruptor de palanca - 1

FS312F-G IC - 1

LED rojo - 1

LED verde - 1

Resistencia 7.5K - 1

Resistencia 100-1

MT3608 IC - 1

FS8205 IC - 1

Condensador 10uF - 1

Inductor 22uH - 1

Resistencia 2K - 2

Diodo SS34 - 1

Resistencia 1K - 3

Condensador 100nF - 1

TP4056 IC - 1

Condensador 22uF - 2

Paso 1: diseño esquemático

He utilizado el software EasyEDA para diseñar la placa. Es fácil y divertido de usar y tiene las bibliotecas de huellas de la mayoría de los componentes.

FS312F-G IC -

IC de protección para baterías recargables de una celda de iones de litio / polímero

Características

• Corriente de suministro baja

• Voltaje de detección de sobrecarga: 4,25 ± 0,025 V

• Voltaje de liberación de sobrecarga: 4,145 ± 0,05 V

• Voltaje de detección de sobredescarga: 2,90 ± 0,08 V

• Voltaje de liberación de sobredescarga: 3,0 ± 0,08 V

• Voltaje de detección de sobrecorriente: 150 ± 30 mV

• Voltaje de detección de cortocircuito: 1,35 V

• Tiempo de retardo generado por el circuito interno

• Voltaje de detección del cargador: -1,35 V

• Restablecimiento de la resistencia para protección contra sobrecorriente:> 500 KΩ

• Amplio rango de voltaje de suministro: 1,5 ~ 9,0 V

MT3608 IC -

El MT3608 es un convertidor elevador de modo de corriente SOT23 de frecuencia constante y 6 pines

Características

• MOSFET de potencia integrado de 80 mΩ

• Voltaje de entrada de 2 V a 24 V

• Frecuencia de conmutación fija de 1,2 MHz

• Límite de corriente del interruptor interno de 4 A

• Voltaje de salida ajustable

• Compensación interna

• Voltaje de salida de hasta 28 V

• Modo automático de modulación de frecuencia de pulso con cargas ligeras

• Hasta 97% de eficiencia

FS8205 IC -

MOSFET de potencia con modo de mejora de doble canal N

TP4056 IC -

Cargador lineal de corriente constante / voltaje constante para baterías de iones de litio de celda única

CARACTERÍSTICAS

· Corriente de carga programable hasta 1000mA

· No se requiere MOSFET, resistencia de detección o diodo de bloqueo

· Corriente constante / voltaje constante

· Carga baterías de iones de litio de celda única directamente desde el puerto USB

· Voltaje de carga preestablecido de 4.2V con precisión del 1.5%

· Recarga automática

· Dos pines de salida de estado de carga

· C / 10 Terminación de cargo

· Umbral de carga lenta de 2,9 V (TP4056)

· El arranque suave limita la corriente de irrupción

Inductor 22uH

He usado un inductor 1206 pero un inductor de potencia SMD es una mejor opción.

La hoja de datos de todos los componentes está vinculada aquí.

FS312F

MT3608

FS8205-DS

TP4056

Paso 2: Disposición y diseño de PCB

He utilizado EasyEda para diseñar el PCB de 2 capas.

Es fácil y divertido de usar y tiene las bibliotecas de huellas de la mayoría de los componentes.

Si alguien quiere, siempre puedo publicar los archivos gerber por usted.

Paso 3: pedir las placas de circuito impreso

Ahora tenemos el diseño de la placa de circuito impreso y es el momento de pedir las placas de circuito impreso. Para eso, solo tiene que ir a JLCPCB.com y hacer clic en el botón "COTIZAR AHORA".

JLCPCB también patrocina este proyecto. JLCPCB (Shenzhen JLC Electronics Co., Ltd.), es la empresa de prototipos de PCB más grande de China y un fabricante de alta tecnología especializado en prototipos de PCB rápidos y producción de PCB en lotes pequeños. Puede pedir un mínimo de 5 PCB por solo $ 2. Para fabricar la PCB, cargue el archivo gerber que descargó en el último paso. Sube el archivo.zip o también puedes arrastrar y soltar los archivos gerber. Después de cargar el archivo zip, verá un mensaje de éxito en la parte inferior si el archivo se cargó correctamente. Puede revisar la PCB en el visor de Gerber para asegurarse de que todo esté bien. Puede ver la parte superior e inferior de la PCB. Después de asegurarse de que la PCB se vea bien, ahora puede realizar el pedido a un precio razonable. Puede pedir 5 PCB por solo $ 2 más gastos de envío. Para realizar el pedido, haga clic en el botón "GUARDAR EN EL CARRITO". Mis PCB tardaron 2 días en fabricarse y llegaron en 20 días utilizando la opción estándar de envío postal registrado. También hay opciones de entrega rápida disponibles. Los PCB estaban bien embalados y la calidad era realmente buena.

JLCPCB ahora ofrece un servicio de ensamblaje SMT a un precio muy razonable y, después de probarlo, debo decir que están haciendo un trabajo excelente y que su artesanía es comparable a cualquier otro servicio comercial de fabricación y ensamblaje de PCB en todo el mundo.

Su equipo de backend es tan eficiente que comprobará todos y cada uno de los diseños y la ubicación de los componentes e informará al cliente sobre los cambios necesarios en el diseño o sobre la ubicación incorrecta y la polaridad de los componentes y corregirán los problemas menores en su propio extremo.

Paso 4: Montaje y funcionamiento

• La resistencia R2 y R4 forma una red de retroalimentación para el circuito de refuerzo y se ha calculado para dar 5V
• L1 es la variante 1206 SMD, es mejor usar un inductor de potencia para obtener más salida de corriente, tener terminales de repuesto para el mismo
• LEDR (ROJO) es para indicación de carga
• LEDG (VERDE) es para la indicación de carga completa
• La corriente de entrada máxima para TP4056 debe ser de 1-1,5 amperios como se indicó anteriormente, ya que el IC se calienta mucho y existe el riesgo de dañarlo. Además, como es un convertidor lineal IC, más corriente a un voltaje más alto significa más pérdida de potencia como calor y reduce la eficiencia general
• Se agregaron encabezados hembra VBUS y GND1 para conectar cables directamente en lugar del puerto MicroUSB
• El interruptor de palanca controla la salida de terminales de 5 voltios
• Este es un cargador de paso y, por lo tanto, proporcionará energía al terminal de 5 V incluso cuando se esté cargando

PD: La idea y el diseño están inspirados en greatscott.