Carregador de bateria de íon de lítio universal - O que há dentro ?: 7 etapas

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

O resultado da desmontagem de um produto pode ser usado por amadores / fabricantes para descobrir quais componentes estão sendo utilizados no produto eletrônico. Esse conhecimento pode ajudar na compreensão de como o sistema funciona, incluindo recursos de design inovadores, e pode facilitar o processo de engenharia reversa do circuito. Este artigo, repleto de detalhes de desmontagem de um carregador de bateria universal de íons de lítio, é um humilde esforço nessa direção e é o resultado de vários experimentos conduzidos de tempos em tempos.

Etapa 1: introdução

Recentemente, comprei um pequeno carregador externo de bateria para celular no eBay. Com a ajuda de um conjunto de contato ajustável, o carregador é, no entanto, capaz de carregar quase todas as baterias recarregáveis de íon de lítio comuns. O carregador mostra aqui aquele produto chinês de $ 1 disponível sob diferentes marcas.

Etapa 2: bateria de íon de lítio e carregador de bateria de íon de lítio

As baterias de íon de lítio (Li-ion) se tornaram populares para eletrônicos portáteis, como telefones inteligentes, porque possuem a maior densidade de energia de qualquer tecnologia de bateria comercial. Uma vez que o lítio é um material altamente reativo (o carregamento incorreto de uma célula moderna de íon-lítio pode causar danos permanentes, ou pior, instabilidade e perigo potencial), as baterias de íon-lítio precisam ser carregadas seguindo um regime de corrente / tensão constante cuidadosamente controlado que é exclusivo para esta química celular.

Etapa 3: Carregador de bateria universal de íon de lítio

A seguir está uma explicação sobre como alimentar o carregador de bateria externa universal, carregar uma bateria no carregador e carregá-la.

• Conecte o carregador na tomada de parede AC (AC180 - 240V)
• Coloque a bateria na base (3,7 V Li-ion)
• Mova os contatos do carregador para alinhar com os terminais “+” e “-” da bateria. O carregador detectará automaticamente a polaridade “+” e “-”
• Agora, o indicador de "energia" acende e o indicador de "carregamento" pisca durante o carregamento
• O indicador “Full Charge” acende quando a bateria está totalmente carregada

Uma característica importante deste carregador é o mecanismo integrado de detecção de polaridade reversa. Quando inserimos uma bateria, o sistema ajusta automaticamente sua polaridade de saída de acordo com a situação atual para garantir um processo de carga seguro e saudável. Além disso, o algoritmo de carregamento adaptável inteligente oferece recursos alegres como detecção de fim de carga, carga completa, proteção de sobrecarga, detecção de bateria descarregada, rejuvenescimento de bateria quase descarregada, etc.

Etapa 4: reflexos de dilaceração

Eletrônica interna: A eletrônica do carregador é composta por duas seções igualmente importantes; uma fonte de alimentação smps “estranha” e um carregador de bateria “misterioso”. O principal componente do circuito smps é um transistor TO-92 13001, enquanto o carregador de bateria é construído em torno de um chip DIP HT3582DA de 8 pinos da HotChip (https://www.hotchip.com.cn). De acordo com a ficha técnica, o HT3582DA é um chip de controle do carregador de bateria universal com identificação automática da polaridade da bateria, proteção contra curto-circuito e proteção contra superaquecimento (corrente máxima de 300mA). Também notei que a placa de circuito em si é muito genérica - a principal coisa que separa um carregador de muitos outros no mercado é a alteração no circuito smps (mais informações mais adiante - veja a nota do laboratório).

Etapa 5: Diagrama de circuito e notas de laboratório

Agora é um bom momento para passar para o esquema da placa de circuito de aparência suja (rastreada e verificada por mim).

Nota do Laboratório: Conforme indicado anteriormente, o principal que separa um carregador de muitos outros no mercado é a alteração no circuito smps. Como exemplo, foi observado que o valor de R1 foi modificado para 1,5M ou 2,2M, e de R2 para 56R ou 47R em alguns outros carregadores. Da mesma forma, C2 foi substituído por um tipo 10μF / 25v.

Etapa 6: no final …

Infelizmente, nada mais disponível sobre o transformador smps (X1) e o chip controlador do carregador (IC1), exceto uma folha de dados chinesa preenchida com alguns dados brutos. A próxima maravilha é a ausência de um filtro DC de alta tensão / capacitor buffer tradicional (geralmente um do tipo 4,7μF - 10μF / 400v) no front-end do smps. No entanto, está claro que o diodo de entrada de alta tensão 1N4007 (D1) converte a entrada CA em CC pulsante. O transistor de potência 13003 (T1) comuta a potência para o transformador smps (X1) em uma frequência variável (provavelmente superior a 50 kHz). O transformador smps tem dois enrolamentos primários (o enrolamento principal e um enrolamento de feedback) e um enrolamento secundário. Um circuito de feedback simples regula a tensão de saída; a oscilação de feedback do enrolamento de feedback e o feedback de tensão dos componentes associados são combinados no transistor de potência 13001. O transistor então aciona o transformador smps. No lado secundário (saída), o diodo 1N4148 (D3) retifica a saída do transformador smps para DC, que é filtrada pelo capacitor 220μF (C3) antes de fornecer a tensão de saída desejada (perto de 5V) para o resto do circuito. Ao longo do tempo do experimento de desmontagem, 4,1 V DC foi encontrado nos contatos do carregador (sem bateria), e a presença de uma atividade de pulso também foi observada lá (com bateria).

E, finalmente, presume-se que a saída PWM (em uma certa frequência) gerada pelo chip controlador de carga da bateria HT3582DA carrega a bateria. O ADC e o PWM embutidos (sem nenhum componente externo) fornecem um meio de implementar um carregador de bateria de íon de lítio eficiente!

Etapa 7: Nota de cortesia

Este artigo (escrito por T. K. Hareendran) foi publicado originalmente por www. codrey.com no ano de 2017.