Universele Li-Ion-acculader - Wat zit erin? - Ajarnpa

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

De uitkomst van een productdemontage kan door hobbyisten/makers worden gebruikt om erachter te komen welke componenten in het elektronische product worden gebruikt. Dergelijke kennis kan helpen bij het begrijpen van hoe het systeem werkt, inclusief innovatieve ontwerpkenmerken, en kan het reverse-engineeringproces van het circuit vergemakkelijken. Dit artikel, boordevol details van een Li-ion universele batterijlader, is een bescheiden poging in de richting en is het resultaat van een aantal experimenten die van tijd tot tijd worden uitgevoerd.

Stap 1: Inleiding

Onlangs kocht ik een kleine externe batterijlader voor mobiele telefoons van eBay. Met behulp van een verstelbare contactenset is de oplader echter in staat om bijna alle gangbare oplaadbare Li-ion-batterijen op te laden. De oplader hier omlijst dat Chinese product van $ 1 dat onder verschillende merknamen verkrijgbaar is.

Stap 2: Lithium-ionbatterij en lithium-ionbatterijlader

Lithium-ionbatterijen (Li-ion) zijn populair geworden voor draagbare elektronica zoals smartphones omdat ze de hoogste energiedichtheid hebben van alle commerciële batterijtechnologie. Aangezien lithium een zeer reactief materiaal is (onjuist opladen van een moderne Li-ion-cel kan permanente schade veroorzaken, of erger nog, instabiliteit en potentieel gevaar), moeten Li-ion-batterijen worden opgeladen volgens een zorgvuldig gecontroleerd regime van constante stroom/constante spanning dat is uniek voor deze celchemie.

Stap 3: Lithium-ion universele batterijlader

Hieronder volgt een uitleg over het voeden van de universele externe batterijlader, het plaatsen van een batterij in de oplader en het opladen ervan.

• Steek de oplader in een stopcontact (AC180 - 240V)
• Plaats het batterijpakket op de basis (3.7V Li-ion)
• Verplaats de contacten van de lader zodat ze uitgelijnd zijn met de "+" en "-" aansluitingen van de batterij. De oplader detecteert automatisch de "+" en "-" polariteit
• Nu licht de "power" -indicator op en de "opladen" -indicator knippert tijdens het opladen
• "Full Charge"-indicator licht op wanneer de batterij volledig is opgeladen

Een belangrijk kenmerk van deze lader is het ingebouwde detectiemechanisme voor omgekeerde polariteit. Wanneer we een batterij plaatsen, past het systeem automatisch de uitgangspolariteit aan volgens de huidige situatie om een veilig en gezond laadproces te garanderen. Verder biedt het slimme adaptieve oplaadalgoritme vrolijke functies zoals detectie van het einde van de lading, bijladen, bescherming tegen overladen, detectie van lege batterijen, verjonging van bijna lege batterijen, enz.

Stap 4: Afbraakreflecties

Interne elektronica: De elektronica van de oplader bestaat uit twee even belangrijke secties; een "vreemde" smps-voeding en een "mysterieuze" batterijlader. Belangrijk onderdeel van het smps-circuit is één TO-92-transistor 13001, terwijl de batterijlader is opgebouwd rond één 8-pins DIP-chip HT3582DA van HotChip (https://www.hotchip.com.cn). Volgens de datasheet is de HT3582DA een universele controlechip voor de batterijlader met automatische identificatie van de batterijpolariteit, bescherming tegen kortsluiting en bescherming tegen oververhitting (max. stroomsterkte 300 mA). Ik heb ook gemerkt dat de printplaat zelf erg generiek is - het belangrijkste dat scheidt een van de vele andere laders op de markt is de wijziging in het smps-circuit (later meer, zie labnota).

Stap 5: Schakelschema & Lab Opmerking

Dit is een goed moment om naar het schema van de groezelig uitziende printplaat te gaan (opgespoord en geverifieerd door mij).

Lab Opmerking: zoals eerder aangegeven, is het belangrijkste dat een oplader onderscheidt van vele andere op de markt de wijziging in het smps-circuit. Als voorbeeld werd waargenomen dat de waarde van R1 werd gewijzigd in 1.5M of 2.2M, en R2 tot 56R of 47R in sommige andere laders. Evenzo werd C2 vervangen door een type 10μF/25v.

Stap 6: Op het einde …

Helaas is er niets meer beschikbaar over de smps-transformator (X1) en de laadcontroller-chip (IC1), behalve een Chinese datasheet gevuld met wat onbewerkte gegevens. Het volgende wonder is de afwezigheid van een traditionele hoogspannings-dc-filter/buffercondensator (meestal een 4.7μF - 10μF/400v-type) aan de voorkant van de smps. Het is echter duidelijk dat de hoogspannings 1N4007 (D1) ingangsdiode de AC-ingang omzet in pulserende DC. De 13003 vermogenstransistor (T1) schakelt de voeding naar de smps-transformator (X1) met een variabele frequentie (waarschijnlijk hoger dan 50kHz). De smps-transformator heeft twee primaire wikkelingen (de hoofdwikkeling en een terugkoppelwikkeling) en een secundaire wikkeling. Een eenvoudig feedbackcircuit regelt de uitgangsspanning; de feedbackoscillatie van de feedbackwikkeling en de spanningsfeedback van de bijbehorende componenten worden gecombineerd in de 13001-vermogenstransistor. De transistor stuurt dan de smps-transformator aan. Aan de secundaire (uitgangs)zijde corrigeert de 1N4148-diode (D3) de smps-transformatoruitgang naar gelijkstroom, die wordt gefilterd door de 220μF condensator (C3) voordat de gewenste uitgangsspanning (bijna 5V) aan de rest van het circuit wordt geleverd. Gedurende de tijd van het demontage-experiment werd 4,1 V DC gevonden over de laadcontacten (zonder batterij), en ook daar werd de aanwezigheid van een pulsactiviteit waargenomen (met batterij).

En ten slotte wordt aangenomen dat PWM-uitvoer (met een bepaalde frequentie) gegenereerd door de batterijlaadcontroller-chip HT3582DA de batterij oplaadt. De ingebouwde ADC en PWM (zonder externe componenten) bieden een middel om een efficiënte lithium-ion batterijlader te implementeren!

Stap 7: Hoffelijkheidsnota

Dit artikel (geschreven door T. K. Hareendran) is oorspronkelijk gepubliceerd door www. codrey.com in het jaar 2017.