Univerzalni polnilnik Li -Ion baterije - kaj je notri?: 7 korakov

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:04

Izid izdelka, ki je bil raztrgan, lahko ljubitelji/ustvarjalci uporabijo, da ugotovijo, katere komponente se uporabljajo v elektronskem izdelku. Takšno znanje lahko pomaga razumeti, kako sistem deluje, vključno z inovativnimi oblikovalskimi lastnostmi, in olajša postopek obratnega inženiringa vezja. Ta članek, poln odtrganih podrobnosti Li-ionskega univerzalnega polnilnika baterij, je skromen napor v tej smeri in je rezultat številnih poskusov, ki so bili občasno izvedeni.

1. korak: Uvod

Pred kratkim sem kupil majhen zunanji polnilec baterij za mobilne telefone pri eBayu. S pomočjo nastavljivega kontaktnega kompleta lahko polnilnik napolni skoraj vse običajne Li-ionske baterije za ponovno polnjenje.

2. korak: Litij-ionska baterija in litij-ionski polnilnik baterij

Litij-ionske (Li-ion) baterije so postale priljubljene pri prenosni elektroniki, kot so pametni telefoni, saj se ponašajo z največjo gostoto energije od vseh komercialnih baterijskih tehnologij. Ker je litij zelo reaktiven material (nepravilno polnjenje sodobne litij-ionske celice lahko povzroči trajno poškodbo ali še huje, nestabilnost in potencialno nevarnost), je treba litij-ionske baterije polniti po skrbno nadzorovanem režimu konstantnega toka/konstantne napetosti, ki je edinstven za to celično kemijo.

3. korak: Univerzalni litij-ionski polnilnik baterij

Spodaj je razlaga, kako napajati univerzalni zunanji polnilnik baterij, vstaviti baterijo v polnilnik in jo napolniti.

• Polnilnik priključite v stensko vtičnico (AC180 - 240V)
• Baterijo postavite na podlago (3,7 V Li-ion)
• Stike polnilnika premaknite tako, da bodo poravnani s poljima "+" in "-" na akumulatorju. Polnilnik samodejno zazna polariteto "+" in "-"
• Zdaj zasveti indikator »power« in indikator »polnjenja« utripa med polnjenjem
• Ko je baterija popolnoma napolnjena, zasveti indikator »Full Charge«

Pomembna lastnost tega polnilnika je vgrajen mehanizem za zaznavanje povratne polarnosti. Ko vstavimo baterijo, sistem samodejno prilagodi svojo izhodno polarnost glede na trenutno stanje, da zagotovi varen in zdrav proces polnjenja. Poleg tega pameten prilagodljiv algoritem polnjenja ponuja vesele funkcije, kot so zaznavanje konca napolnjenosti, polnjenje, zaščita pred prenapolnjenostjo, zaznavanje prazne baterije, pomlajevanje skoraj prazne baterije itd.

4. korak: Odsevi odtrganja

Notranja elektronika: Elektronika polnilnika je sestavljena iz dveh enako pomembnih delov; "čudno" napajanje smps in "skrivnostni" polnilnik baterij. Glavna komponenta v vezju smps je en tranzistor TO-92 13001, polnilec baterije pa je zgrajen okoli enega 8-polnega DIP čipa HT3582DA podjetja HotChip (https://www.hotchip.com.cn). Po podatkih iz podatkovnega lista je HT3582DA univerzalni čip za krmiljenje polnilnikov baterij z avtomatsko identifikacijo polaritete baterije, zaščito pred kratkim stikom in zaščito pred previsoko temperaturo (največji tok 300 mA). Opazil sem tudi, da je tiskano vezje zelo splošno-glavna stvar, ki ločuje en polnilnik od mnogih drugih na trgu je sprememba v vezju smps (več o tem kasneje-glej opombo o laboratoriju).

5. korak: Shema vezja in laboratorijska opomba

Zdaj je pravi čas, da se premaknete na shemo veznega tiskanega vezja (ki sem ga izsledil in preveril).

Opomba laboratorija: Kot je bilo že omenjeno, je glavna stvar, ki ločuje en polnilnik od mnogih drugih na trgu, sprememba v vezju smps. Kot primer smo opazili, da se je vrednost R1 spremenila na 1,5 M ali 2,2 M, R2 pa na 56R ali 47R v nekaterih drugih polnilnikih. Podobno je bil C2 zamenjan s tipom 10μF/25v.

6. korak: Na koncu…

O transformatorju smps (X1) in čipu krmilnika polnilnika (IC1) žal ni na voljo nič več, razen kitajskega podatkovnega lista, napolnjenega z nekaj surovimi podatki. Naslednje čudo je odsotnost tradicionalnega visokonapetostnega enosmernega filtra/pufrskega kondenzatorja (običajno enega tipa 4,7μF-10μF/400v) na sprednjem delu smps. Jasno pa je, da visokonapetostna 1N4007 (D1) vhodna dioda pretvori vhod AC v pulzirajoči DC. Močni tranzistor 13003 (T1) preklopi napajanje na smps transformator (X1) pri spremenljivi frekvenci (verjetno višji od 50 kHz). Transformator smps ima dva primarna navitja (glavni in povratni navit) in sekundarni navit. Preprosta povratna vez regulira izhodno napetost; povratna nihanja iz povratnega navitja in napetostne povratne informacije iz povezanih komponent so združene v tranzistorju moči 13001. Tranzistor nato poganja transformator smps. Na sekundarni (izhodni) strani dioda 1N4148 (D3) popravi izhod transformatorja smps v enosmerni tok, ki ga filtrira 220μF kondenzator (C3), preden preostali tokokrog zagotovi želeno izhodno napetost (blizu 5 V). Med celotnim poskusom raztrganja je bilo na kontaktih polnilnika (brez baterije) ugotovljeno 4,1 V DC, tam pa so opazili tudi prisotnost impulzne aktivnosti (z baterijo).

In končno, predpostavlja se, da izhod PWM (pri določeni frekvenci), ki ga ustvari čip krmilnika polnjenja baterije HT3582DA, napolni baterijo. Vgrajeni ADC in PWM (z nič zunanjimi komponentami) omogočata izvajanje učinkovitega polnilnika litij-ionskih baterij!

7. korak: Vljudnostna opomba

Ta članek (avtor T. K. Hareendran) je prvotno objavil www. codrey.com v letu 2017.