Chargeur-protecteur-booster de batterie lithium-ion polymère AIO : 4 étapes

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:06

Bonjour à tous.

Nous avons tous des batteries LiPo de rechange/récupérées, que nous avons récupérées dans de vieilles batteries d'ordinateurs portables ou achetées de nouvelles batteries.

Pour les utiliser, nous utilisons tous des modules disponibles dans le commerce pour charger, protéger et augmenter la tension à 5 V pour les utiliser pour alimenter nos appareils USB comme charger des téléphones, des banques d'alimentation, charger des écouteurs et des haut-parleurs Bluetooth, exécuter des cartes arduino et Esp8266-NodeMCU et autres étoffes.

Mais ces cartes sont séparées et nécessitent un câblage séparé et prennent du temps et de l'espace.

Ainsi, aujourd'hui, nous allons concevoir, fabriquer et construire un chargeur de batterie LiPo tout-en-un avec circuit de protection et un circuit imprimé de suralimentation de 5 volts.

Fournitures

Connecteur MICRO USB - 1

Interrupteur à bascule - 1

CI FS312F-G-1

DEL rouge - 1

LED verte - 1

Résistance 7.5K - 1

Résistance 100 - 1

MT3608 IC-1

FS8205 IC-1

Condensateur 10uF - 1

Inductance 22uH - 1

Résistance 2K - 2

Diode SS34 - 1

Résistance 1K - 3

Condensateur 100nF - 1

TP4056 IC-1

Condensateur 22uF - 2

Étape 1: Conception schématique

J'ai utilisé le logiciel EasyEDA pour concevoir la carte. Il est facile et amusant à utiliser et possède les bibliothèques d'empreintes de la plupart des composants.

CI FS312F-G –

IC de protection pour batteries rechargeables à une cellule Li-ion/polymère

Caractéristiques

• Faible courant d'alimentation

• Tension de détection de surcharge: 4,25 ± 0,025 V

• Tension de décharge de surcharge: 4,145 ± 0,05 V

• Tension de détection de décharge excessive: 2,90 ± 0,08 V

• Tension de décharge de décharge excessive: 3,0 ± 0,08 V

• Tension de détection de surintensité: 150±30 mV

• Tension de détection de court-circuit: 1,35 V

• Temps de retard généré par le circuit interne

• Tension de détection du chargeur: -1,35 V

• Résistance de réinitialisation pour la protection contre les surintensités: > 500 KΩ

• Large plage de tension d'alimentation: 1,5 à 9,0 V

CI MT3608 –

Le MT3608 est un convertisseur élévateur de mode courant SOT23 à fréquence constante et 6 broches

Caractéristiques

• MOSFET de puissance 80 mΩ intégré

• Tension d'entrée de 2 V à 24 V

• Fréquence de commutation fixe de 1,2 MHz

• Limite de courant du commutateur interne de 4 A

• Tension de sortie réglable

• Rémunération interne

• Tension de sortie jusqu'à 28 V

• Mode de modulation de fréquence d'impulsion automatique à charges légères

• Jusqu'à 97 % d'efficacité

CI FS8205 –

MOSFET de puissance en mode d'amélioration à double canal N

CI TP4056 –

Chargeur linéaire à courant constant/tension constante pour batteries lithium-ion à cellule unique

CARACTÉRISTIQUES

· Courant de charge programmable jusqu'à 1000mA

· Aucun MOSFET, résistance de détection ou diode de blocage requis

· Courant constant/Tension constante

· Charge les batteries Li-Ion à cellule unique directement à partir du port USB

· Tension de charge préréglée de 4,2 V avec une précision de 1,5%

· Recharge automatique

· Deux broches de sortie d'état de charge

· Terminaison de charge C/10

· Seuil de charge d'entretien de 2,9 V (TP4056)

· Le démarrage progressif limite le courant d'appel

Inductance 22uH

J'ai utilisé une inductance 1206 mais une inductance de puissance SMD est une meilleure option.

La fiche technique de tous les composants est liée ici.

FS312F

MT3608

FS8205-DS

TP4056

Étape 2: mise en page et conception de circuits imprimés

J'ai utilisé EasyEda pour concevoir le PCB à 2 couches.

Il est facile et amusant à utiliser et possède les bibliothèques d'empreintes de la plupart des composants.

Si quelqu'un veut, je peux toujours poster les fichiers gerber pour vous.

Étape 3: Commande des PCB

Nous avons maintenant la conception du PCB et il est temps de commander les PCB. Pour cela, il vous suffit de vous rendre sur JLCPCB.com et de cliquer sur le bouton « QUOTE NOW ».

JLCPCB est également sponsor de ce projet. JLCPCB (Shenzhen JLC Electronics Co., Ltd.), est la plus grande entreprise de prototypes de PCB en Chine et un fabricant de haute technologie spécialisé dans la production de prototypes de PCB rapides et de petits lots de PCB. Vous pouvez commander un minimum de 5 PCB pour seulement 2 $. Pour faire fabriquer le PCB, téléchargez le fichier gerber que vous avez téléchargé à la dernière étape. Téléchargez le fichier.zip ou vous pouvez également faire glisser et déposer les fichiers gerber. Après avoir téléchargé le fichier zip, vous verrez un message de réussite en bas si le fichier est téléchargé avec succès. Vous pouvez examiner le PCB dans la visionneuse Gerber pour vous assurer que tout va bien. Vous pouvez voir à la fois le haut et le bas du PCB. Après vous être assuré que le PCB est beau, vous pouvez maintenant passer la commande à un prix raisonnable. Vous pouvez commander 5 PCB pour seulement 2 $ plus les frais d'expédition. Pour passer la commande, cliquez sur le bouton « ENREGISTRER DANS LE PANIER ». Mes circuits imprimés ont pris 2 jours pour être fabriqués et sont arrivés dans les 20 jours en utilisant l'option de livraison postale enregistrée standard. Des options de livraison rapide sont également disponibles. Les PCB étaient bien emballés et la qualité était vraiment bonne.

JLCPCB propose désormais un service d'assemblage SMT à un prix très raisonnable et après l'avoir essayé, je dois dire qu'ils font un excellent travail et que leur savoir-faire est comparable à tout autre service commercial de fabrication et d'assemblage de PCB dans le monde entier.

Leur équipe backend est si efficace et grâce à cela, ils vérifieront chaque conception et placement des composants et informeront le client des changements requis dans la conception ou du mauvais placement et de la polarité des composants et corrigeront eux-mêmes les problèmes mineurs de leur côté.

Étape 4: Assemblage et travail

• Les résistances R2 et R4 forment un réseau de rétroaction pour le circuit boost et ont été calculées pour donner 5V
• L1 est la variante 1206 SMD, il est préférable d'utiliser une inductance de puissance pour obtenir plus de courant de sortie, d'avoir des bornes de rechange pour le même
• LEDR (ROUGE) est pour l'indication de charge
• LEDG (VERT) est pour l'indication de charge terminée
• Le courant d'entrée maximal pour le TP4056 doit être de 1 à 1,5 ampères, car le circuit intégré devient très chaud et il y a un risque de l'endommager. De plus, en tant que convertisseur linéaire IC, plus de courant à une tension plus élevée signifie plus de perte de puissance sous forme de chaleur et réduit l'efficacité globale
• Ajout d'en-têtes femelles VBUS et GND1 pour connecter les fils directement au lieu du port MicroUSB
• L'interrupteur à bascule contrôle la sortie des bornes de 5 volts
• Il s'agit d'un chargeur pass-thru et fournira donc de l'énergie à la borne 5 V même lors de la charge

PS: L'idée et le design sont inspirés de greatscott.