Lithium-Ionen-Polymer-Akku AIO-Ladegerät-Schutz-Booster - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:17

Hallo alle zusammen.

Wir alle haben Ersatz- / geborgene LiPo-Akkus, die wir entweder aus alten Laptop-Akkus gewonnen oder neue Akkus gekauft haben.

Um sie zu verwenden, verwenden wir alle handelsübliche Module zum Laden, Schützen und Erhöhen der Spannung auf 5 V, um unsere USB-Geräte wie das Aufladen von Telefonen, Powerbanks, das Aufladen von Bluetooth-Kopfhörern und -Lautsprechern, Arduino- und Esp8266-NodeMCU-Boards und andere mit Strom zu versorgen Stoffe.

Diese Platinen sind jedoch getrennt und benötigen eine separate Verdrahtung und sind zeit- und platzaufwendig.

Heute werden wir also ein All-in-One-LiPo-Ladegerät mit Schutzschaltung und einer 5-Volt-Boost-Platine entwerfen, herstellen und bauen.

Lieferungen

MICRO-USB-Anschluss - 1

Kippschalter - 1

FS312F-G-IC - 1

Rote LED - 1

Grüne LED - 1

Widerstand 7,5K - 1

Widerstand 100 - 1

MT3608-IC - 1

FS8205 IC - 1

Kondensator 10uF - 1

Induktivität 22uH - 1

Widerstand 2K - 2

Diode SS34 - 1

Widerstand 1K - 3

Kondensator 100nF - 1

TP4056-IC - 1

Kondensator 22uF - 2

Schritt 1: Schematischer Entwurf

Ich habe die EasyEDA-Software verwendet, um das Board zu entwerfen. Es ist einfach zu bedienen und macht Spaß und verfügt über die Footprint-Bibliotheken der meisten Komponenten.

FS312F-G-IC –

Schutz-IC für wiederaufladbare Li-Ion/Polymer-Akkus

Merkmale

• Niedriger Versorgungsstrom

• Überladungserkennungsspannung: 4,25 ± 0,025 V

• Überladungsauslösespannung: 4,145 ± 0,05 V

• Überentladungserkennungsspannung: 2,90 ± 0,08 V

• Überentladungs-Freigabespannung: 3,0 ± 0,08 V

• Überstromerkennungsspannung: 150±30 mV

• Kurzschlusserkennungsspannung: 1,35 V

• Verzögerungszeit, die von der internen Schaltung erzeugt wird

• Ladegerät-Erkennungsspannung: -1,35 V

• Reset-Widerstand für Überstromschutz: >500KΩ

• Großer Versorgungsspannungsbereich: 1,5 ~ 9,0 V

MT3608-IC –

Der MT3608 ist ein 6-poliger SOT23-Strommodus-Aufwärtswandler mit konstanter Frequenz

Merkmale

• Integrierter 80mΩ Leistungs-MOSFET

• 2V bis 24V Eingangsspannung

• 1,2 MHz feste Schaltfrequenz

• Interne 4A Schalterstrombegrenzung

• Einstellbare Ausgangsspannung

• Interne Vergütung

• Bis zu 28V Ausgangsspannung

• Automatischer Pulsfrequenzmodulationsmodus bei geringen Lasten

• Bis zu 97 % Effizienz

FS8205-IC –

Dualer N-Kanal-Leistungs-MOSFET im Enhancement-Modus

TP4056-IC –

Lineares Konstantstrom-/Konstantspannungs-Ladegerät für einzellige Lithium-Ionen-Batterien

MERKMALE

· Programmierbarer Ladestrom bis 1000mA

· Kein MOSFET, Messwiderstand oder Sperrdiode erforderlich

· Konstantstrom/Konstantspannung

· Lädt einzellige Li-Ion-Akkus direkt über den USB-Anschluss

· Voreingestellte Ladespannung von 4,2 V mit einer Genauigkeit von 1,5 %

· Automatisches Aufladen

· Zwei Ladestatus-Ausgangspins

· C/10 Gebührenbeendigung

· 2,9 V Erhaltungsladungsschwelle (TP4056)

· Sanftanlauf begrenzt den Einschaltstrom

Induktivität 22uH

Ich habe einen 1206-Induktor verwendet, aber ein SMD-Leistungsinduktor ist die bessere Option.

Datenblätter aller Komponenten sind hier verlinkt.

FS312F

MT3608

FS8205-DS

TP4056

Schritt 2: PCB-Layout und Design

Ich habe EasyEda verwendet, um die 2-Lagen-Leiterplatte zu entwerfen.

Es ist einfach zu bedienen und macht Spaß und verfügt über die Footprint-Bibliotheken der meisten Komponenten.

Wenn jemand möchte, kann ich immer die Gerber-Dateien für Sie posten.

Schritt 3: Bestellung der Leiterplatten

Jetzt haben wir das PCB-Design und es ist Zeit, die PCBs zu bestellen. Dazu müssen Sie nur zu JLCPCB.com gehen und auf die Schaltfläche „JETZT QUOTE“klicken.

JLCPCB ist auch Sponsor dieses Projekts. JLCPCB (Shenzhen JLC Electronics Co., Ltd.) ist das größte Unternehmen für PCB-Prototypen in China und ein High-Tech-Hersteller, der sich auf die schnelle Herstellung von PCB-Prototypen und PCB-Kleinserien spezialisiert hat. Sie können mindestens 5 Leiterplatten für nur 2 US-Dollar bestellen. Um die Leiterplatte herzustellen, laden Sie die im letzten Schritt heruntergeladene Gerber-Datei hoch. Laden Sie die.zip-Datei hoch oder ziehen Sie die Gerber-Dateien per Drag & Drop. Nach dem Hochladen der ZIP-Datei sehen Sie unten eine Erfolgsmeldung, wenn die Datei erfolgreich hochgeladen wurde. Sie können die Leiterplatte im Gerber-Viewer überprüfen, um sicherzustellen, dass alles in Ordnung ist. Sie können sowohl die Ober- als auch die Unterseite der Platine anzeigen. Nachdem Sie sich vergewissert haben, dass die Platine gut aussieht, können Sie jetzt die Bestellung zu einem vernünftigen Preis aufgeben. Sie können 5 Leiterplatten für nur 2 USD zzgl. Versand bestellen. Um die Bestellung aufzugeben, klicken Sie auf die Schaltfläche „IN DEN WARENKORB SPEICHERN“. Meine Leiterplatten brauchten 2 Tage, um hergestellt zu werden, und kamen innerhalb von 20 Tagen mit der standardmäßigen Einschreiben-Zustellungsoption an. Es gibt auch schnelle Lieferoptionen. PCBs waren gut verpackt und die Qualität war wirklich gut.

JLCPCB bietet jetzt auch einen SMT-Bestückungsservice zu einem sehr vernünftigen Preis an, und nachdem ich ihn ausprobiert habe, muss ich sagen, dass sie hervorragende Arbeit leisten und ihre Handwerkskunst mit jedem anderen kommerziellen PCB-Fertigungs- und Bestückungsservice auf der ganzen Welt vergleichbar ist.

Ihr Backend-Team ist so effizient, dass es jedes einzelne Design und jede Bauteilbestückung überprüft und den Kunden über erforderliche Designänderungen oder falsche Platzierung und Polarität der Komponenten informiert und die kleinen Probleme an ihrem Ende selbst korrigiert.

Schritt 4: Montage und Arbeit

• R2- und R4-Widerstände bilden ein Rückkopplungsnetzwerk für die Boost-Schaltung und wurden berechnet, um 5 V. zu ergeben
• L1 ist eine 1206-SMD-Variante, es ist besser, eine Leistungsinduktivität zu verwenden, um mehr Stromausgang zu erzielen, und haben Sie Ersatzklemmen dafür
• LEDR (ROT) dient zur Ladeanzeige
• LEDG (GRÜN) dient zur Anzeige des Ladevorgangs
• Der maximale Eingangsstrom für TP4056 sollte wie oben 1-1,5 Ampere betragen, damit der IC wirklich heiß wird und die Gefahr besteht, dass er beschädigt wird. Da es sich um einen linearen Wandler-IC handelt, bedeutet mehr Strom bei höherer Spannung mehr Verlustleistung als Wärme und verringert den Gesamtwirkungsgrad
• VBUS- und GND1-Buchsenleisten zum direkten Anschluss von Drähten anstelle des MicroUSB-Ports hinzugefügt
• Kippschalter steuert den Ausgang von 5-Volt-Klemmen
• Dies ist ein Pass-Thru-Ladegerät und versorgt daher auch beim Laden den 5-V-Anschluss mit Strom

PS: Die Idee und das Design sind von Greatscott inspiriert.