Carregador-protetor-protetor de bateria de íon de lítio de polímero AIO: 4 etapas

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:36

Olá pessoal.

Todos nós temos baterias LiPo sobressalentes / recuperadas, que recuperamos de baterias velhas de laptop ou compramos baterias novas.

Para usá-los, todos nós usamos módulos disponíveis comercialmente para carregar, proteger e aumentar a voltagem para 5V para usá-los para alimentar nossos dispositivos USB como carregar telefones, bancos de energia, carregar fones de ouvido e alto-falantes Bluetooth, executar placas Arduino e Esp8266-NodeMCU e outros coisas.

Mas essas placas são separadas e precisam de fiação separada e consomem tempo e espaço.

Portanto, hoje iremos projetar, fabricar e construir um carregador de bateria LiPo All-in-One com circuito de proteção e uma placa de circuito de reforço de 5 volts.

Suprimentos

Conector MICRO USB - 1

Chave seletora - 1

FS312F-G IC - 1

LED vermelho - 1

LED verde - 1

Resistor 7,5K - 1

Resistor 100 - 1

MT3608 IC - 1

FS8205 IC - 1

Capacitor 10uF - 1

Indutor 22uH - 1

Resistor 2K - 2

Diodo SS34 - 1

Resistor 1K - 3

Capacitor 100nF - 1

TP4056 IC - 1

Capacitor 22uF - 2

Etapa 1: Projeto esquemático

Usei o software EasyEDA para projetar a placa. É fácil e divertido de usar e tem as bibliotecas de pegada da maioria dos componentes.

FS312F-G IC -

IC de proteção para baterias recarregáveis de íon-lítio / polímero de uma célula

Recursos

• Baixa corrente de alimentação

• Tensão de detecção de sobrecarga: 4,25 ± 0,025 V

• Tensão de liberação de sobrecarga: 4,145 ± 0,05 V

• Tensão de detecção de sobre descarga: 2,90 ± 0,08 V

• Tensão de liberação de descarga excessiva: 3,0 ± 0,08 V

• Tensão de detecção de sobrecorrente: 150 ± 30 mV

• Tensão de detecção de curto-circuito: 1,35 V

• Tempo de atraso gerado pelo circuito interno

• Tensão de detecção do carregador: -1,35 V

• Resistor de reset para proteção contra sobrecarga de corrente:> 500KΩ

• Ampla faixa de tensão de alimentação: 1,5 ~ 9,0 V

MT3608 IC -

O MT3608 é uma frequência constante, conversor de modo de corrente SOT23 de 6 pinos

Recursos

• MOSFET de potência de 80mΩ integrado

• Tensão de entrada de 2 V a 24 V

• Frequência de comutação fixa de 1,2 MHz

• Limite de corrente do interruptor 4A interno

• Tensão de saída ajustável

• Remuneração Interna

• Tensão de saída de até 28V

• Modo de modulação automática de frequência de pulso em cargas leves

• Eficiência de até 97%

FS8205 IC -

Power MOSFET Dual N-Channel Enhancement Mode

TP4056 IC -

Carregador linear de corrente constante / voltagem constante para baterias de íon-lítio de célula única

RECURSOS

· Corrente de carga programável até 1000mA

· Nenhum MOSFET, Resistor de detecção ou Diodo de bloqueio necessário

· Corrente constante / Tensão constante

· Carrega baterias de íon-lítio de célula única diretamente da porta USB

· Tensão de carga predefinida de 4,2 V com 1,5% de precisão

· Recarga Automática

· Dois pinos de saída de status de carga

· Rescisão de Cobrança C / 10

· Limiar de carga residual de 2,9 V (TP4056)

· Corrente de pico de limites de soft-start

Indutor 22uH

Eu usei um indutor 1206, mas um indutor SMD é a melhor opção.

A folha de dados de todos os componentes está vinculada aqui.

FS312F

MT3608

FS8205-DS

TP4056

Etapa 2: Layout e projeto de PCB

Usei o EasyEda para projetar o PCB de 2 camadas.

É fácil e divertido de usar e tem as bibliotecas de pegadas da maioria dos componentes.

Se alguém quiser, posso postar os arquivos gerber para você.

Etapa 3: Solicitando os PCBs

Agora temos o design do PCB e é hora de fazer o pedido dos PCBs. Para isso, basta acessar JLCPCB.com e clicar no botão “COBRIR AGORA”.

A JLCPCB também é patrocinadora deste projeto. JLCPCB (Shenzhen JLC Electronics Co., Ltd.), é a maior empresa de protótipos de PCB na China e um fabricante de alta tecnologia especializado em protótipos de PCB rápidos e produção de pequenos lotes de PCB. Você pode solicitar um mínimo de 5 PCBs por apenas $ 2. Para obter o PCB fabricado, carregue o arquivo gerber que você baixou na última etapa. Faça upload do arquivo.zip ou você também pode arrastar e soltar os arquivos gerber. Depois de enviar o arquivo zip, você verá uma mensagem de sucesso na parte inferior se o arquivo foi enviado com sucesso. Você pode revisar o PCB no visualizador Gerber para ter certeza de que está tudo bem. Você pode visualizar a parte superior e inferior do PCB. Depois de verificar se o PCB está bom, agora você pode fazer o pedido a um preço razoável. Você pode solicitar 5 PCBs por apenas $ 2 mais frete. Para fazer o pedido, clique no botão “SALVAR NO CARRINHO”. Minhas PCBs levaram 2 dias para serem fabricadas e chegaram em 20 dias usando a opção de pós-entrega padrão registrada. Também há opções de entrega rápida disponíveis. Os PCBs estavam bem embalados e a qualidade era muito boa.

A JLCPCB agora oferece serviço de montagem SMT a um preço muito razoável e, depois de experimentá-lo, devo dizer que eles estão fazendo um excelente trabalho e sua habilidade é comparável a qualquer outro serviço comercial de fabricação e montagem de PCB em todo o mundo.

Sua equipe de back-end é tão eficiente que verifica cada projeto e posicionamento de componente e informa o cliente sobre as mudanças necessárias no design ou sobre o posicionamento incorreto e polaridade dos componentes e corrige os pequenos problemas em sua própria extremidade.

Etapa 4: Montagem e Trabalho

• O resistor R2 e R4 forma uma rede de feedback para o circuito de reforço e foi calculado para fornecer 5V
• L1 é a variante 1206 SMD, é melhor usar um indutor de energia para obter mais saída de corrente, ter terminais sobressalentes para o mesmo
• LEDR (VERMELHO) é para indicação de carga
• LEDG (VERDE) é para indicação de carregamento concluído
• A corrente máxima de entrada para TP4056 deve ser de 1-1,5 Amps, conforme acima, para que o IC fique muito quente e haja risco de danificá-lo. Além disso, como é um IC conversor linear, mais corrente em tensão mais alta significa mais perda de energia como calor e reduzindo a eficiência geral
• Adicionados conectores fêmea VBUS e GND1 para conectar fios diretamente em vez da porta MicroUSB
• A chave seletora controla a saída dos terminais de 5 volts
• Este é um carregador passante e, portanto, fornecerá energia ao terminal 5-V, mesmo durante o carregamento

PS: The Idea and Design é inspirado em greatscott.