Круг УСБ 3.7В Ли-Ион пуњача батерија

У овом чланку проучавамо једноставан рачунарски УСБ 3.7В круг пуњача ли-јонских батерија са аутоматским искључењем, тренутним функцијама управљања.

Како то ради

Коло се може разумети уз помоћ следећег описа:

ИЦ ЛМ358 је конфигурисан као компаратор. ИЦ ЛМ741 се не користи јер није предвиђен за рад са напонима нижим од 4,5В.

Пин # 2 који је инвертујући улаз ИЦ користи се као сензорски пин и прикључен је са унапред подешеном поставком за потребна подешавања.

Пин # 3 који је неинвертујући улаз опампа је референтни на 3В стезањем са 3В зенер диодом.

Преко излазног пина опампа може се видети неколико ЛЕД диода повезаних за откривање и индикацију стања пуњења у кругу. Зелена ЛЕД лампица означава да се батерија пуни док црвена светли чим се батерија потпуно напуни, а батерија је прекинута.

Како се пуни помоћу УСБ порта

Имајте на уму да поступак пуњења може бити прилично спор и може потрајати много сати, јер је струја са УСБ рачунара обично врло мала и може се кретати између 200мА до 500мА, у зависности од тога који се бројни порт користи у ту сврху.

Једном када се склоп склопи и постави, доленаведени дизајн се може користити за пуњење било које резервне Ли-Ион батерије путем УСБ порта.

Прво спојите батерију преко назначених тачака, а затим прикључите УСБ конектор у УСБ утичницу рачунара. Зелена ЛЕД лампица би требала моментално УКЉУЧИТИ што значи да се батерија пуни.

Можете да прикључите волтметар преко батерије да бисте надзирали њено пуњење и проверите да ли струјни круг исправно искључује напајање или не на наведеном ограничењу.

Будући да струја са рачунарског УСБ-а може бити прилично мања, тренутна контролна фаза се може занемарити и горњи дизајн може бити много поједностављен као што је приказано доле:

Видео снимак који приказује аутоматску акцију прекида када се Ли-Ион ћелија напуни до 4,11 В:

Имајте на уму да струјни круг неће започети пуњење уколико батерија није повезана пре укључивања прекидача напајања, зато прво спојите батерију пре него што је повежете на УСБ прикључак

ЛМ358 има два опампа, што значи да се један опамп овде троши и остаје неискоришћен Може се покушати са ЛМ321 уместо да би се избегло присуство празног неискоришћеног опампа.

Како поставити горњи круг УСБ Ли-ион пуњача:

То је изузетно лако применити.

1. Прво проверите да ли је унапред подешена поставка померјена у потпуности на земљи. Значи, пин # 2 би у почетку требао бити на нивоу тла кроз унапред подешену поставку.
2. Даље, без икакве повезане батерије, примените тачно 4,2 В на +/- напојне линије кола, кроз тачно подесиво напајање.
3. Видећете да се зелена ЛЕД лампица тренутно УКЉУЧУЈЕ.
4. Сада полако ротирајте унапред подешену вредност, све док се зелена ЛЕД лампица једноставно не угаси, а ЦРВЕНА ЛЕД лампица УКЉУЧИ.
5. То је све! Коло је сада подешено да се искључи на 4,2 В када стварна Ли-Ион ћелија достигне овај ниво.
6. За последње тестирање, прикључите испражњену батерију на приказани положај, укључите улазно напајање кроз рачунарску УСБ утичницу и забавите се гледајући како се ћелија пуни и искључује на предвиђеном прагу од 4,2 В.

Додата је функција сталне струје ЦЦ

Као што се може видети, додата је карактеристика константне струје интегрисањем позорнице БЦ547 са базом главног БЈТ-а.

Овде Рк отпорник одређује тренутни отпорник за осетљивост, а у случају да је достигнута максимална граница струје, потенцијални пад развијен на овом отпорнику брзо покреће БЦ547, који заснива базу возача БЈТ, искључујући његову проводљивост и пуњење батерије .

Ова акција сада осцилира на граничном прагу струје, омогућавајући тражену константну струју, ЦЦ контролисано пуњење за повезану Ли-ион батерију.

За УСБ напајање није потребно ограничење струје

Иако је приказана могућност ограничавања струје, то можда неће бити потребно када се коло користи са УСБ-ом, јер је УСБ већ прилично низак са струјом, а додавање ограничитеља може бити бескорисно.

Ограничивач струје треба користити само када је изворна струја знатно велика, на пример из соларног анула или из друге батерије

Даље побољшање кола

После неких испитивања показало се да Дарлингтонов транзистор није могао да пребаци довољну струју на Ли-Ион ћелије, посебно које су биле дубоко празне. То је резултирало разликом у нивоима напона на ћелији и на доводним шинама круга.

Да бих се борио против овог проблема, покушао сам да побољшам дизајн, заменом појединачног Дарлингтон БЈТ са паром НПН / ПНП мреже, како је дато у наставку:

Овај дизајн је значајно побољшао тренутну испоруку и резултирао смањењем разлике у нивоу између нивоа напона на прикључку акумулатора и стварног нивоа напона напајања, а самим тим и лажног прекида прекида.

Следећи видео приказује резултат теста помоћу горњег кола:

Коришћење релеја од 5В

Горе наведени дизајни се такође могу израдити помоћу напона од 5В, што ће осигурати најбољу могућу тренутну испоруку до ћелије и брже пуњење. Шема кола може се видети доле:

Молим обратите пажњу:

Овај чланак је недавно суштински измењен, па се стога старије расправе о коментарима можда неће подударати са дијаграмом кола приказаним у овом ажурираном дизајну и објашњењу.