- Potrebne komponente
- Shema vezja in razlaga
- Izdelava polnilnega in ojačevalnega modula litijeve baterije PCB 18650
- Naročanje PCB pri PCBWay
- Sestavljanje in preizkušanje polnilnikov 18650 in ojačevalnega modula
V tej vadnici bomo izdelali polnilni in ojačevalni modul za litijevo baterijo, tako da bomo združili IC-polnilnik za polnilnike litij-ionskih baterij TP4056 in IC-pretvornik FP6291 za enocelično litijevo baterijo. Takšen baterijski modul bo zelo koristen pri napajanju naših elektronskih projektov z litijevimi baterijami. Modul lahko varno napolni litijevo baterijo in poveča svojo izhodno napetost na regulirano 5V, ki se lahko uporablja za napajanje večine naših razvojnih plošč, kot so Arduino, NodeMcu itd. Polnilni tok našega modula je nastavljen na 1A in izhodni tok je prav tako nastavljen na 1A pri 5V, vendar ga je mogoče enostavno prilagoditi tako, da zagotavlja do 2,5A, če to zahteva in podpira baterija.
V celotni vadnici bomo razpravljali o vezju, kako sem načrtoval tiskano vezje, kako sem ga naročil in kakšne težave so se pojavile med spajkanjem komponent in testiranjem vezja. Če ste popolnoma novi pri litijevih baterijah in vezjih polnilnikov, si oglejte uvod v litijeve baterije in vezje za polnilnik litijeve baterije, da boste dobili idejo, preden nadaljujete s tem vezjem.
Tu smo uporabili PCBWay za zagotavljanje plošč PCB za ta projekt. V naslednjih oddelkih članka smo podrobno opisali celoten postopek za načrtovanje, naročanje in sestavljanje plošč PCB za to vezje litijevega akumulatorja.
Potrebne komponente
- TP-4056 Li-Ion polnilnik za IC
- FP6291 IC pretvornika povečanja
- Ženski priključek USB tipa A
- 5-polni priključek tipa Micro USB 2.0 B
- 5 × upor (2 × 1 k, 1,2 k, 12 k, 88 k)
- 6 × kondenzator (2 × 0,1µf, 2 × 10µf, 2 × 20µf)
- 2 × LED
- 1 × induktor (4,7µH)
- 1 × dioda (1N5388BRLG)
- 18650 Litijeva celica
Shema vezja in razlaga
Shema vezja za polnilni in ojačevalni modul litijeve baterije 18650 je podana zgoraj. To vezje ima dva glavna dela, eden je polnilni tokokrog akumulatorja, drugi pa del pretvornika za povečanje DC-DC. Booster del se uporablja za povečanje napetosti akumulatorja s 3,7 v na 4,5 v-6v. Tu v tem vezju smo uporabili ženski priključek USB tipa A na ojačevalni strani in priključek Micro USB 2.0 B 5-polni na strani polnilca. Popolno delovanje vezja najdete tudi v videoposnetku na dnu te strani.
Polnilnik vezje je zasnovan okoli namenskega litij-ionske polnilnika TP4056 IC. TP4056 je popoln linearni polnilnik s konstantnim tokom / konstantno napetostjo za enocelične litij-ionske baterije. Zaradi paketa SOP in nizkega števila zunanjih komponent je TP4056 idealen za prenosne aplikacije. Ta IC upravlja postopek polnjenja akumulatorja z obdelavo vhodnega napajanja 5V DC, ki ga prejema vtičnica Micro USB. Z njim povezane lučke označujejo stanje polnjenja.
DC-DC Boost pretvornik Circuit je zasnovan z DC-DC Boost pretvornik FP6291 IC. Ta 1-MHz DC-DC Step-Up Boost IC se lahko uporablja v aplikaciji, na primer pridobivanje stabilnih 5V iz 3V baterije. Vezje pretvornika Boost dobi vhodno napajanje prek terminalov akumulatorja (+ in -) obdela FP6291 IC, da dobi stabilno napajanje 5V DC prek standardne vtičnice USB na svojem izhodu.
Izdelava polnilnega in ojačevalnega modula litijeve baterije PCB 18650
Zdaj, ko razumemo delovanje shem, lahko nadaljujemo z izdelavo tiskanega vezja za naš projekt. PCB lahko oblikujete s katero koli programsko opremo PCB po naši izbiri. Naš PCB je videti videti spodaj, ko je končan.
Postavitev tiskanega vezja za zgornje vezje je na voljo tudi za prenos kot Gerber s povezave:
- 18650 Polnilnik litijeve baterije Gerber File
Zdaj, ko je naš dizajn pripravljen, je čas, da jih izdelamo z datoteko Gerber. Če želite PCB narediti zelo enostavno, preprosto sledite spodnjim korakom -
Naročanje PCB pri PCBWay
1. korak: Pojdite na https://www.pcbway.com/, prijavite se, če ste prvič. Nato na zavihku Prototype PCB vnesite dimenzije PCB, število slojev in število PCB, ki ga potrebujete.
2. korak: Nadaljujte s klikom na gumb »Citiraj zdaj«. Preusmerjeni boste na stran, kjer boste po potrebi nastavili nekaj dodatnih parametrov, na primer uporabljeni material, razmik skladbe itd. A v glavnem bodo privzete vrednosti v redu.
3. korak: Zadnji korak je nalaganje datoteke Gerber in nadaljevanje plačila. Da bi zagotovil nemoten postopek, PCBWAY pred nadaljevanjem plačila preveri, ali je vaša datoteka Gerber veljavna. Tako boste lahko prepričani, da je vaš PCB prijazen do izdelave in vas bo sprejel kot predan.
Sestavljanje in preizkušanje polnilnikov 18650 in ojačevalnega modula
Po nekaj dneh smo dobili PCB v ličnem paketu in kakovost PCB je bila kot vedno dobra. Zgornja in spodnja plast plošče sta prikazani spodaj.
Po sestavljanju vseh komponent in spajkanju rdeče-črne žice na zatiča B + in B za povezavo z našimi 18650 celicami. Ker pri sebi ni imel točkovnega varilca, sem z magneti zavaroval svojo povezavo s celicami 18650. Sestavljeni modul skupaj z litijevo baterijo je prikazan spodaj.
Zelena in rumena LED na plošči je stanje polnjenja modula. Zelena LED bo svetila, ko se baterija polni, rumena LED pa bo polnila, ko je baterija končana ali modul čaka na baterijo. Vrata micro USB lahko uporabite za polnjenje akumulatorja, če polnilnik ni priključen, niti zelena ali rumena led ne bodo svetile. S tem modulom lahko uporabimo poljuben polnilnik 5V, samo poskrbite, da je izhodni tok polnilnika 1A ali več. Spodnja slika prikazuje modul za polnjenje naše litijeve baterije, opazite, da sveti zelena LED.
Izhodna vrata USB so zasnovana za 5V in 1A. Napetost akumulatorja iz celic 18650 se poveča na 5 V za izklop elektronskih projektov. Spodnja slika prikazuje, kako lahko modul uporabljamo za napajanje nano plošče Arduino.
Upoštevajte, da je največji izhodni tok modula teoretično mogoče nastaviti do 2.5A, vendar praktično nisem mogel dobiti več kot 1,5A, tudi če je bil upor nastavljen na 2.5A. To je morda posledica moje baterije ali samega ojačevalnika. Če pa je obremenitveni tok manjši od 1A, bo to poceni povečevalno vezje povsem zadostovalo.
Upam, da vam je bil članek všeč in ste se naučili kaj koristnega, če imate kakršna koli vprašanja, jih lahko pustite v spodnjem oddelku za komentarje ali uporabite naša forum za druga tehnična vprašanja.