- Componente necesare
- Diagrama și explicația circuitului
- Fabricarea PCB 18650 încărcător baterie litiu și modul de rapel
- Comandarea PCB-ului de la PCBWay
- Asamblarea și testarea încărcătoarelor 18650 și a modulului Booster
În acest tutorial, vom construi un încărcător de baterii litiu și un modul de rapel prin combinarea IC încărcător de baterii Li-Ion TP4056 și IC convertor FP6291 Boost pentru o baterie litiu cu o singură celulă. Un astfel de modul de baterie va fi foarte util atunci când alimentăm proiectele noastre electronice cu baterii cu litiu. Modulul poate încărca în siguranță o baterie cu litiu și poate crește tensiunea de ieșire la un reglat de 5V, care poate fi utilizat pentru alimentarea majorității plăcilor noastre de dezvoltare precum Arduino, NodeMcu etc. Curentul de încărcare al modulului nostru este setat la 1A, iar setat la 1A la 5V, cu toate acestea, poate fi modificat cu ușurință pentru a furniza până la 2,5A, dacă este necesar și acceptat de baterie.
Pe parcursul tutorialului, vom discuta schema circuitului, modul în care am proiectat PCB-ul, cum l-am comandat și ce fel de probleme au apărut în timpul lipirii componentelor și testării circuitului. Dacă sunteți complet nou în ceea ce privește bateriile cu litiu și circuitele încărcătorului, consultați introducerea bateriilor cu litiu și a circuitului încărcătorului de litiu pentru a vă face o idee înainte de a continua cu acest circuit.
Aici am folosit PCBWay pentru a furniza plăcile PCB pentru acest proiect. În următoarele secțiuni ale articolului am prezentat în detaliu procedura completă de proiectare, comandare și asamblare a plăcilor PCB pentru acest circuit de încărcare a bateriei cu litiu.
Componente necesare
- IC încărcător de baterii Li-Ion TP4056
- IC convertor FP6291 Boost Converter
- Conector USB de tip feminin
- Conector Micro USB 2.0 B tip 5 pini
- 5 × rezistor (2 × 1k, 1,2k, 12k, 88k)
- 6 × Condensator (2 × 0.1µf, 2 × 10µf, 2 × 20µf)
- 2 × LED-uri
- 1 × inductor (4.7µH)
- 1 × diodă (1N5388BRLG)
- 18650 Celulă de litiu
Diagrama și explicația circuitului
Schema circuitului pentru 18650 încărcător de baterii litiu și modul de rapel este prezentată mai sus. Acest circuit are două părți principale, una este circuitul de încărcare a bateriei, iar a doua este partea convertorului DC-DC. Partea Booster este utilizată pentru a crește tensiunea bateriei de la 3,7v la 4,5v-6v. Aici, în acest circuit, am folosit un conector USB de tip femelă A pe partea Booster și un conector Micro USB 2.0 B tip 5 pini pe partea încărcătorului. Funcționarea completă a circuitului poate fi găsită și în videoclipul din partea de jos a acestei pagini.
Circuitul de încărcare a bateriei este proiectat în jurul unui dedicat litiu-ion baterie încărcător TP4056 IC. TP4056 este un încărcător liniar complet de curent constant / tensiune constantă pentru baterii litiu-ion cu o singură celulă. Pachetul SOP și numărul scăzut de componente externe fac ca TP4056 să fie ideal pentru aplicații portabile. Acest IC gestionează operațiunea de încărcare a bateriei prin procesarea sursei de intrare de 5V DC primită prin mufa Micro USB. LED-urile conectate cu acesta indică starea de încărcare.
Circuitul convertorului DC-DC Boost Converter este proiectat folosind convertorul DC-DC Boost Converter FP6291 IC. Acest 1-DC DC-DC Step-Up Boost IC poate fi utilizat în aplicație, de exemplu, obținând o baterie stabilă de 5V de la 3V. Circuitul Boost Converter primește alimentarea de intrare prin bornele bateriei (+ și -) este procesat de FP6291 IC pentru a oferi o alimentare stabilă de 5V DC prin priza USB standard la ieșire.
Fabricarea PCB 18650 încărcător baterie litiu și modul de rapel
Acum, că înțelegem cum funcționează schemele, putem continua cu construirea PCB-ului pentru proiectul nostru. Puteți proiecta PCB utilizând orice software PCB la alegerea noastră. PCB-ul nostru arată așa mai jos când este finalizat.
Aspectul PCB pentru circuitul de mai sus este de asemenea disponibil pentru descărcare ca Gerber de pe link:
- 18650 Încărcător baterie litiu Gerber File
Acum, când Design-ul nostru este gata, este timpul să le fabricăm folosind fișierul Gerber. Pentru a realiza PCB-ul este destul de ușor, pur și simplu urmați pașii de mai jos-
Comandarea PCB-ului de la PCBWay
Pasul 1: intrați pe https://www.pcbway.com/, înscrieți-vă dacă este prima dată. Apoi, în fila Prototip PCB, introduceți dimensiunile PCB-ului, numărul de straturi și numărul de PCB de care aveți nevoie.
Pasul 2: Continuați făcând clic pe butonul „Cotați acum”. Veți fi direcționat către o pagină unde să setați câțiva parametri suplimentari, dacă este necesar, cum ar fi materialul utilizat, distanța dintre piste, etc. Dar, în general, valorile implicite vor funcționa bine.
Pasul 3: ultimul pas este să încărcați fișierul Gerber și să continuați plata. Pentru a vă asigura că procesul este ușor, PCBWAY verifică dacă fișierul dvs. Gerber este valid înainte de a continua plata. În acest fel, puteți să vă asigurați că PCB-ul dvs. este prietenos cu fabricarea și vă va ajunge la fel de angajat.
Asamblarea și testarea încărcătoarelor 18650 și a modulului Booster
După câteva zile, am primit PCB-ul nostru într-un pachet elegant, iar calitatea PCB-ului a fost bună ca întotdeauna. Stratul superior și cel inferior al plăcii sunt prezentate mai jos.
După asamblarea tuturor componentelor și lipirea unui fir roșu și negru la pinii B + și B- pentru conectarea la celulele noastre 18650. Din moment ce nu avea sudor la fața locului cu mine, am folosit magneți pentru a-mi asigura conexiunea cu celulele 18650. Modulul asamblat împreună cu bateria cu litiu sunt prezentate mai jos.
LED-urile verzi și galbene de pe placă reprezintă starea de încărcare a modulului. LED-ul verde va aprinde atunci când bateria este încărcată, iar LED-ul galben va aprinde încărcarea sau modulul așteaptă bateria. Portul micro USB poate fi folosit pentru a încărca bateria dacă încărcătorul nu este conectat, atunci nici ledul verde sau ledul galben nu vor lumina. Putem folosi orice încărcător de 5V cu acest modul, asigurați-vă că curentul de ieșire al încărcătorului este de 1A sau mai mult. Imaginea de mai jos arată modulul care încarcă bateria cu litiu, observați că LED-ul verde este aprins.
Portul USB de ieșire este proiectat pentru 5V și 1A. Tensiunea bateriei de la celulele 18650 este mărită la 5V pentru a scoate din funcțiune proiectele electronice. Imaginea de mai jos arată modul în care modulul poate fi utilizat pentru alimentarea unei plăci nano Arduino.
Rețineți că curentul maxim de ieșire al modulului poate fi configurat teoretic până la 2,5 A, dar practic nu am putut obține mai mult de 1,5 A chiar și atunci când rezistorul a fost setat la 2,5 A. Acest lucru ar putea fi din cauza bateriei mele sau a impulsului IC în sine. Cu toate acestea, dacă curentul de încărcare este mai mic de 1A, acest circuit de creștere low-cost va fi suficient.
Sper că v-a plăcut articolul și ați învățat ceva util dacă aveți întrebări, le puteți lăsa în secțiunea de comentarii de mai jos sau puteți folosi forumurile noastre pentru alte întrebări tehnice.