Lithium-ion-polymeerbatterij AIO Lader-beschermer-booster - Ajarnpa

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:16

Dag iedereen.

We hebben allemaal reserve/geborgen LiPo-batterijen, die we ofwel hebben teruggewonnen uit oude laptopbatterijen of nieuwe batterijen hebben gekocht.

Om ze te gebruiken, gebruiken we allemaal in de handel verkrijgbare modules voor het opladen, beschermen en voor het verhogen van de spanning tot 5V om ze te gebruiken om onze USB-apparaten van stroom te voorzien, zoals het opladen van telefoons, powerbanks, het opladen van Bluetooth-hoofdtelefoons en -luidsprekers, arduino en Esp8266-NodeMCU-kaarten en andere spullen.

Maar deze borden zijn gescheiden en hebben aparte bedrading nodig en het kost veel tijd en ruimte.

Dus vandaag zullen we een All-in-One LiPo-batterijlader met beveiligingscircuit en een 5-volt boost-printplaat ontwerpen, fabriceren en bouwen.

Benodigdheden

MICRO USB-aansluiting - 1

Tuimelschakelaar - 1

FS312F-G IC - 1

Rode LED - 1

Groene LED - 1

Weerstand 7.5K - 1

Weerstand 100 - 1

MT3608 IC - 1

FS8205 IC - 1

Condensator 10uF - 1

Spoel 22uH - 1

Weerstand 2K - 2

Diode SS34 - 1

Weerstand 1K - 3

Condensator 100nF - 1

TP4056 IC - 1

Condensator 22uF - 2

Stap 1: Schematisch ontwerp

Ik heb EasyEDA-software gebruikt om het bord te ontwerpen. Het is gemakkelijk en leuk om te gebruiken en heeft de footprint-bibliotheken van de meeste componenten.

FS312F-G IC –

Beschermings-IC voor oplaadbare eencellige Li-ion-/polymeerbatterijen

Functies

• Lage voedingsstroom

• Overbelastingsdetectiespanning: 4,25 ± 0,025 V

• Overbelastingsvrijgavespanning: 4,145 ± 0,05 V

• Overontladingsdetectiespanning: 2,90 ± 0,08 V

• Overontladingsspanning: 3,0 ± 0,08 V

• Overstroomdetectiespanning: 150±30 mV

• Spanning voor kortsluitingdetectie: 1,35 V

• Vertragingstijd gegenereerd door het interne circuit

• Laderdetectiespanning: -1,35 V

• Resetweerstand voor overstroombeveiliging: >500KΩ

• Breed voedingsspanningsbereik: 1,5 ~ 9,0 V

MT3608 IC-

De MT3608 is een 6-pins SOT23 step-up converter met constante frequentie

Functies

• Geïntegreerde 80mΩ Power MOSFET

• 2V tot 24V ingangsspanning

• 1,2 MHz vaste schakelfrequentie

• Interne 4A-schakelstroomlimiet

• Instelbare uitgangsspanning

• Interne vergoeding

• Tot 28V uitgangsspanning

• Automatische pulsfrequentiemodulatiemodus bij lichte belasting

• Tot 97% efficiëntie

FS8205 IC-

Dual N-Channel Enhancement Mode Power MOSFET

TP4056 IC-

Lineaire oplader met constante stroom/constante spanning voor lithium-ionbatterijen met één cel

KENMERKEN

· Programmeerbare laadstroom tot 1000mA

· Geen MOSFET, detectieweerstand of blokkeerdiode vereist

· Constante stroom/constante spanning

· Laadt eencellige Li-ion-batterijen rechtstreeks op via de USB-poort

· Vooraf ingestelde laadspanning van 4,2 V met een nauwkeurigheid van 1,5%

· Automatisch opladen

· Twee uitgangspinnen voor laadstatus

· C/10 Laadbeëindiging

· 2,9 V druppellaaddrempel (TP4056)

· Soft-startlimieten inschakelstroom

Spoel 22uH

Ik heb een 1206-inductor gebruikt, maar een SMD-stroominductor is een betere optie.

Datasheet van alle componenten zijn hier gelinkt.

FS312F

MT3608

FS8205-DS

TP4056

Stap 2: PCB-lay-out en ontwerpen

Ik heb EasyEda gebruikt om de 2-laags PCB te ontwerpen.

Het is gemakkelijk en leuk om te gebruiken en heeft de footprint-bibliotheken van de meeste componenten.

Als iemand wil kan ik altijd de gerber-bestanden voor je posten.

Stap 3: De printplaten bestellen

Nu hebben we het PCB-ontwerp en is het tijd om de PCB's te bestellen. Daarvoor hoef je alleen maar naar JLCPCB.com te gaan en op de knop "NU QUOTE" te klikken.

JLCPCB is ook sponsor van dit project. JLCPCB (Shenzhen JLC Electronics Co., Ltd.), is de grootste onderneming voor PCB-prototypes in China en een hightechfabrikant die gespecialiseerd is in snelle PCB-prototypes en PCB-productie in kleine batches. U kunt minimaal 5 PCB's bestellen voor slechts $ 2. Om de printplaat te laten maken, uploadt u het gerber-bestand dat u in de laatste stap hebt gedownload. Upload het.zip-bestand of u kunt de gerber-bestanden ook slepen en neerzetten. Na het uploaden van het zipbestand zie je onderaan een succesbericht als het bestand succesvol is geüpload. U kunt de print in de Gerber-viewer bekijken om te controleren of alles goed is. U kunt zowel de boven- als onderkant van de print bekijken. Nadat je ervoor hebt gezorgd dat de print er goed uitziet, kun je nu de bestelling plaatsen tegen een redelijke prijs. U kunt 5 PCB's bestellen voor slechts $ 2 plus verzendkosten. Om de bestelling te plaatsen, klikt u op de knop "OPSLAAN IN WINKELWAGEN". Het duurde 2 dagen voordat mijn PCB's werden vervaardigd en arriveerden binnen 20 dagen met de standaard aangetekende postbezorgingsoptie. Er zijn ook snelle leveringsopties beschikbaar. PCB's waren goed verpakt en de kwaliteit was echt goed.

JLCPCB biedt nu ook SMT-assemblageservice aan tegen een zeer redelijke prijs en na het geprobeerd te hebben, moet ik zeggen dat ze uitstekend werk doen en dat hun vakmanschap vergelijkbaar is met elke andere commerciële PCB-productie- en assemblageservice over de hele wereld.

Hun backend-team is zo efficiënt dat ze elk ontwerp en elke plaatsing van componenten controleren en de klant informeren over vereiste wijzigingen in het ontwerp of over verkeerde plaatsing en polariteit van de componenten en de kleine problemen zelf corrigeren.

Stap 4: Montage en werken

• R2- en R4-weerstand vormen een feedbacknetwerk voor het boostcircuit en zijn berekend om 5V. te geven
• L1 is 1206 SMD-variant, het is beter om een stroominductor te gebruiken om meer stroomoutput te krijgen, reserveterminals voor hetzelfde te hebben
• LEDR (ROOD) is voor oplaadindicatie
• LEDG (GROEN) is voor opladen klaar indicatie
• De maximale ingangsstroom voor de TP4056 moet 1-1,5 ampère zijn, aangezien het IC erg heet wordt en het risico bestaat dat het beschadigd raakt. Ook omdat het een lineair converter-IC is, betekent meer stroom bij hogere spanning meer vermogensverlies als warmte en een algehele vermindering van de efficiëntie
• VBUS en GND1 vrouwelijke headers toegevoegd om draden rechtstreeks aan te sluiten in plaats van de MicroUSB-poort
• Tuimelschakelaar regelt de output van 5-Volt terminals
• Dit is een pass-thru-oplader en levert dus stroom aan de 5-V-terminal, zelfs tijdens het opladen

PS: Het idee en ontwerp is geïnspireerd door greatscott.