USB 3.7V Li-Ion Pil Şarj Devresi

Bu yazıda, otomatik kesme, akım kontrol özelliklerine sahip basit bir bilgisayar USB 3.7V li-ion pil şarj devresini inceliyoruz.

Nasıl çalışır

Devre, aşağıdaki açıklama yardımı ile anlaşılabilir:

IC LM358, bir karşılaştırıcı olarak yapılandırılmıştır. IC LM741, 4,5V'den düşük voltajlarla çalışacağı belirtilmediği için kullanılmaz.

IC'nin ters çevirme girişi olan Pin # 2, algılama pimi olarak kullanılır ve gerekli ayarlamalar ve ayarlar için bir ön ayar ile tutturulur.

Opampların ters çevirmeyen girişi olan Pin # 3, 3V zener diyot ile kenetlenerek 3V'de referanstır.

Devrenin şarj durumunu tespit etmek ve belirtmek için opampın çıkış pini boyunca kablolu birkaç LED görülebilir. Yeşil LED, pilin şarj edildiğini gösterirken, pil tamamen şarj olur olmaz kırmızı yanar ve pil beslemesi kesilir.

USB Bağlantı Noktası kullanarak Nasıl Şarj Edilir

Bir bilgisayarın USB'sinden gelen akım normalde çok düşük olduğundan ve amaç için hangi numara bağlantı noktasının kullanıldığına bağlı olarak 200mA ile 500mA arasında değişebileceğinden, şarj işleminin oldukça yavaş olabileceğini ve saatler sürebileceğini lütfen unutmayın.

Devre monte edilip ayarlandıktan sonra, aşağıda gösterilen tasarım, herhangi bir yedek Li-İyon Pili USB portu üzerinden şarj etmek için kullanılabilir.

Önce pili belirtilen noktalara bağlayın ve ardından USB konektörünü bilgisayarınızın USB soketine takın. Yeşil LED, pilin şarj edildiğini gösterecek şekilde anında AÇIK hale gelmelidir.

Şarjını izlemek için pilin üzerine bir voltmetre bağlayabilir ve devrenin beslemeyi belirtilen sınırda doğru şekilde kesip kesmediğini kontrol edebilirsiniz.

Bir bilgisayarın USB'sinden gelen akım oldukça az olabileceğinden, mevcut kontrol aşaması göz ardı edilebilir ve yukarıdaki tasarım aşağıda gösterildiği gibi çok basitleştirilebilir:

Li-Ion hücre 4.11V'a kadar şarj edildiğinde otomatik kesme işlemini gösteren Video Klip:

Güç anahtarı AÇIK konuma getirilmeden önce bir pil bağlanmadıkça devrenin şarj etmeye başlamayacağını lütfen unutmayın, bu nedenle lütfen pili USB bağlantı noktasına bağlamadan önce bağlayın

Bir LM358'de iki opamp vardır, bu da bir opampın burada israf edildiği ve kullanılmadan kaldığı anlamına gelir, bu nedenle LM321 denenebilir bunun yerine boşta kullanılmayan bir opamp varlığından kaçınmak için.

Yukarıdaki USB Li-ion Şarj Devresi Nasıl Kurulur:

Uygulanması son derece kolaydır.

1. İlk olarak, ön ayarın zemin tarafında tamamen hareket ettirildiğinden emin olun. Yani, pim # 2 başlangıçta ön ayar yoluyla zemin seviyesinde olmalıdır.
2. Ardından, herhangi bir pil bağlı olmadan, tam olarak 4,2 V uygulayın. +/- doğru ayarlanabilir bir güç kaynağı aracılığıyla devrenin besleme hatları.
3. Yeşil LED'in anında Yandığını göreceksiniz.
4. Şimdi, yeşil LED KAPALI ve KIRMIZI LED AÇIK konuma gelene kadar ön ayarı yavaşça döndürün.
5. Bu kadar! Devre artık gerçek Li-İyon hücresi bu seviyeye ulaştığında 4,2 V'ta kesilecek şekilde ayarlanmıştır.
6. Son test için, gösterilen konuma boşalmış bir pili bağlayın, bir bilgisayarın USB soketinden giriş gücünü takın ve hücrenin öngörülen 4,2 V eşiğinde şarj edilip kesilmesini izleyerek eğlenin.

Sabit Akım CC Özelliği Eklendi

Görüldüğü gibi, BC547 aşaması ana BJT'nin tabanı ile entegre edilerek sabit bir akım özelliği eklenmiştir.

Burada Rx direnci, akım algılama direncini belirler ve maksimum akım sınırına ulaşılması durumunda, bu direnç boyunca gelişen potansiyel düşüş, BC547'yi hızlı bir şekilde tetikler, bu da sürücü BJT'nin tabanını topraklayarak, iletimini ve pilin şarjını kapatır. .

Şimdi, bu işlem akım sınır eşiğinde salınmaya devam ederek gerekli sabit akımı, CC kontrollü şarj bağlı Li-ion pil için.

USB Gücü için Akım Sınırlaması Gerekmiyor

Akım sınırlayıcı bir özellik gösterilmesine rağmen, USB zaten akımla oldukça düşük olduğundan ve bir sınırlayıcı eklemek işe yaramayabileceğinden, devre bir USB ile kullanıldığında bu gerekli olmayabilir.

Akım sınırlayıcı, yalnızca bir güneş anelinden veya başka bir pilden kaynak akımı gibi önemli ölçüde yüksek olduğunda kullanılmalıdır.

Devreyi Daha da İyileştirmek

Bazı testlerden sonra, Darlington transistörünün, özellikle derin deşarj olmuş bir Li-Ion hücresine yeterli akımı değiştiremediği ortaya çıktı. Bu, hücredeki ve devrenin besleme rayları boyunca voltaj seviyelerinde bir farkla sonuçlandı.

Bu sorunla mücadele etmek için, tek Darlington BJT'yi aşağıda belirtildiği gibi bir çift NPN / PNP ağıyla değiştirerek tasarımı daha da geliştirmeye çalıştım:

Bu tasarım, akım dağıtımını önemli ölçüde geliştirdi ve akü terminali voltaj seviyesi ile gerçek besleme voltajı seviyesi arasındaki fark marjında ​​bir azalmaya ve dolayısıyla yanlış kesme anahtarlamasına neden oldu.

Aşağıdaki video, yukarıdaki devreyi kullanan test sonucunu gösterir:

5V Röle Kullanma

Yukarıdaki tasarımlar, hücreye mümkün olan en iyi akım iletimini ve daha hızlı şarjı sağlayacak 5V kullanılarak da inşa edilebilir. Devre şeması aşağıda görülebilir:

Lütfen aklınızda bulundurun:

Bu makale yakın zamanda büyük ölçüde değiştirildi ve bu nedenle eski yorum tartışmaları, bu güncellenmiş tasarım ve açıklamada gösterilen devre şemasıyla eşleşmeyebilir.