Cargador de batería universal de iones de litio: ¿qué hay dentro ?: 7 pasos

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

Los aficionados / fabricantes pueden utilizar el resultado del desmontaje de un producto para averiguar qué componentes se utilizan en el producto electrónico. Este conocimiento puede ayudar a comprender cómo funciona el sistema, incluidas las características de diseño innovadoras, y puede facilitar el proceso de ingeniería inversa de los circuitos. Este artículo, repleto de detalles de desmontaje de un cargador de batería universal de iones de litio, es un humilde esfuerzo en la dirección y es el resultado de una serie de experimentos realizados de vez en cuando.

Paso 1: ¡Introducción

Recientemente compré un pequeño cargador de batería externo para teléfono móvil en eBay. Sin embargo, con la ayuda de un juego de contactos ajustables, el cargador puede cargar casi todos los paquetes de baterías recargables de iones de litio comunes. El cargador enmarca aquí ese producto chino de $ 1 disponible con diferentes marcas.

Paso 2: batería de iones de litio y cargador de batería de iones de litio

Las baterías de iones de litio (Li-ion) se han vuelto populares para los dispositivos electrónicos portátiles como los teléfonos inteligentes porque cuentan con la mayor densidad de energía de cualquier tecnología de batería comercial. Dado que el litio es un material altamente reactivo (la carga incorrecta de una celda de iones de litio moderna puede causar daños permanentes o, lo que es peor, inestabilidad y peligro potencial), las baterías de iones de litio deben cargarse siguiendo un régimen de corriente constante / voltaje constante cuidadosamente controlado que es exclusivo de esta química celular.

Paso 3: Cargador de batería universal de iones de litio

A continuación se ofrece una explicación sobre cómo alimentar el cargador de batería externo universal, cargar una batería en el cargador y cargarla.

• Enchufe el cargador en un tomacorriente de pared de CA (AC180 - 240V)
• Coloque la batería en la base (Li-ion de 3,7 V)
• Mueva los contactos del cargador para alinearlos con los terminales “+” y “-” de la batería. El cargador detectará automáticamente la polaridad "+" y "-"
• Ahora el indicador de "encendido" se enciende y el indicador de "carga" parpadea durante la carga
• El indicador de "carga completa" se enciende cuando la batería está completamente cargada

Una característica importante de este cargador es el mecanismo de detección de polaridad inversa incorporado. Cuando insertamos una batería, el sistema ajusta automáticamente su polaridad de salida según la situación actual para garantizar un proceso de carga seguro y saludable. Además, el algoritmo de carga adaptable inteligente ofrece características alegres como detección de fin de carga, carga de tope, protección contra sobrecarga, detección de batería agotada, rejuvenecimiento de batería casi agotada, etc.

Paso 4: Reflexiones de desmontaje

Electrónica interior: La electrónica del cargador se compone de dos secciones igualmente importantes; una fuente de alimentación smps "extraña" y un cargador de batería "misterioso". El componente principal del circuito smps es un transistor TO-92 13001, mientras que el cargador de batería está construido alrededor de un chip DIP de 8 pines HT3582DA de HotChip (https://www.hotchip.com.cn). De acuerdo con la hoja de datos, HT3582DA es un chip de control de cargador de batería universal con identificación automática de polaridad de la batería, protección contra cortocircuitos y protección contra sobrecalentamiento (corriente máxima 300 mA). También noté que la placa de circuito en sí es muy genérica: lo principal que separa un cargador de muchos otros en el mercado es la alteración en el circuito smps (más adelante, vea la nota de laboratorio).

Paso 5: diagrama de circuito y nota de laboratorio

Ahora es un buen momento para pasar al esquema de la placa de circuito de aspecto sucio (rastreado y verificado por mí).

Nota de laboratorio: Como se indicó anteriormente, lo principal que separa a un cargador de muchos otros en el mercado es la alteración en el circuito smps. Como ejemplo, se observó que el valor de R1 se modificó a 1.5M o 2.2M, y R2 a 56R o 47R en algunos otros cargadores. De manera similar, C2 fue reemplazado por un tipo 10μF / 25v.

Paso 6: Al final …

Desafortunadamente, no hay nada más disponible sobre el transformador smps (X1) y el chip controlador del cargador (IC1), excepto una hoja de datos china llena con algunos datos sin procesar. La siguiente maravilla es la ausencia de un condensador de búfer / filtro de CC de alto voltaje tradicional (generalmente uno de tipo 4.7μF - 10μF / 400v) en la parte frontal de los smps. Sin embargo, está claro que el diodo de entrada de alto voltaje 1N4007 (D1) convierte la entrada de CA en CC pulsante. El transistor de potencia 13003 (T1) conmuta la potencia al transformador smps (X1) a una frecuencia variable (probablemente superior a 50 kHz). El transformador smps tiene dos devanados primarios (el devanado principal y un devanado de retroalimentación) y un devanado secundario. Un circuito de retroalimentación simple regula el voltaje de salida; la oscilación de retroalimentación del devanado de retroalimentación y la retroalimentación de voltaje de los componentes asociados se combinan en el transistor de potencia 13001. El transistor luego acciona el transformador smps. En el lado secundario (salida), el diodo 1N4148 (D3) rectifica la salida del transformador smps a CC, que es filtrada por el capacitor de 220μF (C3) antes de proporcionar el voltaje de salida deseado (cerca de 5V) al resto del circuito. Durante el tiempo del experimento de desmontaje, se encontraron 4,1 V CC en los contactos del cargador (sin batería) y también se observó la presencia de una actividad de pulso allí (con batería).

Y finalmente, se supone que la salida PWM (a una cierta frecuencia) generada por el chip controlador de carga de la batería HT3582DA carga la batería. El ADC y PWM integrados (sin componentes externos) proporcionan un medio para implementar un cargador de batería de iones de litio eficiente.

Paso 7: ¡Nota de cortesía

Este artículo (escrito por T. K. Hareendran) fue publicado originalmente por www. codrey.com en el año 2017.