Hogyan építsünk 18650-es lítium akkumulátortöltőt és emlékeztető modult

Ebben az oktatóanyagban lítium akkumulátortöltőt és emlékeztető modult fogunk építeni a TP4056 Li-Ion akkumulátortöltő IC és az FP6291 Boost Converter IC kombinálásával egycellás lítium akkumulátorhoz. Egy ilyen akkumulátor modul nagyon hasznos lesz, ha elektronikus projektjeinket lítium elemekkel tápláljuk. A modul biztonságosan feltöltheti a lítium akkumulátort, és kimeneti feszültségét egy szabályozott 5 V-ra növelheti, amely a legtöbb fejlesztőlemezünk, például az Arduino, a NodeMcu stb. Energiaellátására használható. A modulunk töltőárama 1A-ra van állítva, és a kimeneti áram is 1A-ra állítva 5V-on, ugyanakkor könnyen módosítható akár 2,5A-ig is, ha szükséges és támogatja az akkumulátor.

A bemutató során megvitatjuk a kapcsolási rajzot, hogyan terveztem a NYÁK-t, hogyan rendeltem meg, és milyen problémák merültek fel az alkatrészek forrasztása és az áramkör tesztelése során. Ha még nem ismeri a lítium akkumulátorokat és a töltő áramköröket, olvassa el a lítium akkumulátorok és a lítium akkumulátorok töltő áramkörének bevezetését, hogy ötletet kapjon, mielőtt folytatja ezt az áramkört.

Itt a PCBWay-t használtuk a PCB-táblák biztosításához ehhez a projekthez. A cikk következő szakaszaiban részletesen bemutattuk a lítium akkumulátortöltő áramkör NYÁK-kártyáinak tervezésére, megrendelésére és összeszerelésére vonatkozó teljes eljárást.

Szükséges alkatrészek

• TP4056 Li-Ion akkumulátortöltő IC
• FP6291 Boost Converter IC
• A típusú USB csatlakozó
• Micro USB 2.0 B típusú 5 tűs csatlakozó
• 5 × ellenállás (2 × 1k, 1.2k, 12k, 88k)
• 6 × kondenzátor (2 × 0,1µf, 2 × 10µf, 2 × 20µf)
• 2 × LED
• 1 × induktivitás (4,7µH)
• 1 × dióda (1N5388BRLG)
• 18650 Lítium sejt

Áramkör diagram és magyarázat

Az 18650 lítium akkumulátor töltő és emlékeztető modul kapcsolási rajza a fenti. Ennek az áramkörnek két fő része van, az egyik az akkumulátor töltőáramköre, a másik pedig az egyenáramú és az egyenáramú erősítő átalakító része. A Booster részt arra használják, hogy az akkumulátor feszültségét 3,7 V-ról 4,5 V-6 V-ra növeljék. Ebben az áramkörben a Booster oldalán egy A típusú USB csatlakozót és a töltő oldalán egy Micro USB 2.0 B típusú 5 tűs csatlakozót használtunk. Az áramkör teljes működése megtalálható az oldal alján található videóban is.

Az akkumulátortöltő áramköre egy dedikált TP4056 IC lítium-ion akkumulátortöltő körül van kialakítva. A TP4056 egy komplett állandó áramú / állandó feszültségű lineáris töltő egycellás lítium-ion akkumulátorokhoz. SOP csomagja és alacsony külső komponensszáma miatt a TP4056 ideális hordozható alkalmazásokhoz. Ez az IC kezeli az akkumulátor töltési műveletet a Micro USB aljzaton keresztül kapott 5 V DC bemeneti bemenet feldolgozásával. A hozzá kapcsolt LED-ek jelzik a töltés állapotát.

A DC-DC Boost Converter áramkört az FP6291 IC DC-DC Boost Converter használatával tervezték. Ez az 1 MHz-es DC-DC Step-Up Boost IC használható az alkalmazásban, például stabil 5V-ot kap 3V-os akkumulátorból. A Boost Converter áramkör a bemeneti tápellátást az akkumulátor pólusain keresztül kapja meg (+ és -), amelyet az FP6291 IC feldolgoz, és stabil 5 V DC tápot ad a kimenetén lévő szabványos USB aljzaton keresztül.

PCB 18650 lítium akkumulátor töltő és emlékeztető modul gyártása

Most, hogy megértettük a vázlatok működését, folytathatjuk a PCB-t a projektünkhöz. Tervezheti a NYÁK-t bármelyik általunk választott NYÁK-szoftver használatával. A nyomtatott áramköri lapunk így néz ki, ha elkészült.

A fenti áramkör NYÁK-elrendezése Gerber néven is letölthető a linkről:

• 18650 lítium akkumulátor töltő Gerber fájl

Most, hogy elkészült a Design, itt az ideje, hogy a Gerber fájl segítségével elkészítsük őket. A nyomtatott áramköri lap elkészítéséhez elég könnyű, egyszerűen kövesse az alábbi lépéseket-

PCB rendelése a PCBWay-ről

1. lépés: Lépjen be a https://www.pcbway.com/ oldalra, és regisztráljon, ha most először jár. Ezután a NYÁK prototípus lapon adja meg a NYÁK méreteit, a rétegek számát és a szükséges NYÁK számát.

2. lépés: Folytassa a "Quote Now" gombra kattintva. Egy olyan oldalra kerül, ahol szükség esetén néhány további paramétert állíthat be, például a felhasznált anyag, a pálya távolsága stb. De az alapértelmezett értékek többnyire jól működnek.

3. lépés: Az utolsó lépés a Gerber fájl feltöltése és a fizetés folytatása. Annak érdekében, hogy a folyamat zökkenőmentes legyen, a PCBWAY a fizetés folytatása előtt ellenőrzi, hogy Gerber fájlja érvényes-e. Így biztos lehet abban, hogy a NYÁK gyártásbarát és elkötelezetten eljut hozzád.

Az 18650 töltők és a Booster modul összeszerelése és tesztelése

Néhány nap múlva rendes csomagolásban kaptuk meg a NYÁK-kat, és a NYÁK minősége jó volt, mint mindig. A tábla felső és alsó rétege látható alább.

Miután összeszerelte az összes alkatrészt, és egy piros és fekete vezetéket forrasztott a B + és a B-csapokhoz, hogy csatlakozzon az 18650 cellánkhoz. Mivel nem volt nálam ponthegesztő, mágneseket használtam az 18650 cellával való kapcsolat biztosításához. Az összeszerelt modult a lítium akkumulátorral együtt az alábbiakban mutatjuk be.

A táblán található zöld és sárga LED-ek jelzik a modul töltöttségi állapotát. A zöld LED világít, amikor az akkumulátort töltik, és a sárga LED világítani kezd, ha a töltés befejeződik, vagy ha a modul várja az akkumulátort. A mikro USB port használható az akkumulátor töltésére, ha a töltő nincs csatlakoztatva, akkor sem a zöld, sem a sárga led nem fog világítani. Bármely 5V-os töltőt használhatunk ezzel a modullal, csak győződjön meg arról, hogy a töltő kimeneti árama legalább 1A. Az alábbi képen látható a modul, amely a lítium akkumulátorunkat tölti, vegye figyelembe, hogy a zöld LED világít.

A kimeneti USB port 5 V és 1 A feszültségre lett tervezve. Az 18650 cellából származó akkumulátor feszültségét 5 V-ra növelik az elektronikus projektek kikapcsolása érdekében. Az alábbi kép megmutatja, hogyan lehet a modult használni egy Arduino nano tábla meghajtására.

Ne feledje, hogy a modul maximális kimeneti árama elméletileg akár 2,5 A-ig is konfigurálható, de gyakorlatilag nem tudtam 1,5 A-nál többet elérni akkor sem, amikor az ellenállást 2,5 A-ra állítottuk. Ennek oka lehet az akkumulátorom vagy maga a boost IC. Ha azonban a terhelési áram kisebb, mint 1A, akkor ez az alacsony költségű áramkör elégséges lesz.

Remélem, hogy tetszett a cikk, és valami kérdése van, ha kérdése van, hagyhatja el az alábbi megjegyzés részben, vagy használhatja fórumunkat egyéb technikai kérdésekhez.