Bộ sạc pin Li-Ion đa năng - Có gì bên trong?: 7 bước

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:32

Những người yêu thích / nhà sản xuất có thể sử dụng kết quả của một lần xé nhỏ sản phẩm để tìm hiểu những thành phần nào đang được sử dụng trong sản phẩm điện tử. Những kiến thức như vậy có thể giúp hiểu được cách thức hoạt động của hệ thống, bao gồm các tính năng thiết kế sáng tạo và có thể tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình thiết kế ngược của mạch điện. Bài báo này, với những chi tiết nhỏ về Bộ sạc pin đa năng Li-ion, là một nỗ lực khiêm tốn về phương hướng và là kết quả của một số thử nghiệm được tiến hành theo thời gian.

Bước 1: Giới thiệu

Gần đây, tôi mua một bộ sạc pin điện thoại di động nhỏ bên ngoài từ eBay. Tuy nhiên, với sự trợ giúp của bộ tiếp điểm có thể điều chỉnh, bộ sạc có thể sạc gần như tất cả các loại pin sạc Li-ion thông thường.

Bước 2: Pin Lithium-ion & Bộ sạc pin Lithium-ion

Pin Lithium-ion (Li-ion) đã trở nên phổ biến cho các thiết bị điện tử di động như điện thoại thông minh vì chúng có mật độ năng lượng cao nhất so với bất kỳ công nghệ pin thương mại nào. Vì Lithium là vật liệu có tính phản ứng cao (sạc không đúng pin Li-ion hiện đại có thể gây ra hư hỏng vĩnh viễn, hoặc tệ hơn, không ổn định và tiềm ẩn nguy cơ), pin Li-ion cần được sạc theo chế độ dòng điện / điện áp không đổi được kiểm soát cẩn thận. là duy nhất cho hóa học tế bào này.

Bước 3: Bộ sạc pin đa năng Lithium-ion

Sau đây là giải thích về cách cấp nguồn cho bộ sạc pin ngoài đa năng, nạp pin vào bộ sạc và sạc.

• Cắm bộ sạc vào ổ cắm điện AC trên tường (AC180 - 240V)
• Đặt bộ pin lên đế (Li-ion 3.7V)
• Di chuyển các điểm tiếp xúc của bộ sạc để căn chỉnh với cực “+” và “-” của pin. Bộ sạc sẽ tự động phát hiện cực “+” và “-”
• Bây giờ chỉ báo "nguồn" sáng lên và chỉ báo "sạc" sẽ nhấp nháy trong khi sạc
• Chỉ báo "Sạc đầy" sáng lên khi pin được sạc đầy

Một tính năng quan trọng của bộ sạc này là cơ chế phát hiện phân cực ngược được tích hợp sẵn. Khi chúng tôi lắp pin, hệ thống sẽ tự động điều chỉnh cực đầu ra của nó theo tình hình hiện tại để đảm bảo quá trình sạc an toàn và lành mạnh. Hơn nữa, thuật toán sạc thích ứng thông minh cung cấp các tính năng thú vị như phát hiện sạc cuối, sạc đầu, bảo vệ khi sạc quá mức, phát hiện pin hết, trẻ hóa pin gần hết, v.v.

Bước 4: Phản xạ giọt nước mắt

Thiết bị điện tử bên trong: Phần điện tử của bộ sạc bao gồm hai phần quan trọng như nhau; bộ nguồn smps "kỳ quặc" và bộ sạc pin "bí ẩn". Thành phần chính trong mạch smps là một bóng bán dẫn TO-92 13001, trong khi bộ sạc pin được xây dựng xung quanh một chip DIP 8 chân HT3582DA từ HotChip (https://www.hotchip.com.cn). Theo bảng dữ liệu, HT3582DA là một chip điều khiển bộ sạc pin đa năng với chức năng tự động nhận dạng cực tính của pin, bảo vệ ngắn mạch và bảo vệ quá nhiệt (dòng điện tối đa 300mA). Tôi cũng nhận thấy rằng bản thân bảng mạch rất chung chung - điều chính phân tách một bộ sạc từ nhiều bộ sạc khác trên thị trường là sự thay đổi trong mạch smps (xem thêm ở phần sau, xem ghi chú trong phòng thí nghiệm).

Bước 5: Sơ đồ mạch & Ghi chú phòng thí nghiệm

Bây giờ là thời điểm tốt để chuyển sang sơ đồ của bảng mạch trông có vẻ bẩn thỉu (được tôi truy tìm và xác minh).

Lưu ý phòng thí nghiệm: Như đã chỉ ra trước đây, điều chính khác biệt giữa một bộ sạc với nhiều bộ sạc khác trên thị trường là sự thay đổi trong mạch smps. Như một ví dụ, người ta quan sát thấy giá trị của R1 đã sửa đổi thành 1,5M hoặc 2,2M và R2 thành 56R hoặc 47R trong một số bộ sạc khác. Tương tự, C2 được thay thế bằng loại 10μF / 25v.

Bước 6: Cuối cùng…

Thật không may, không có thêm thông tin nào về biến áp smps (X1) và chip điều khiển bộ sạc (IC1), ngoại trừ một biểu dữ liệu của Trung Quốc chứa một số dữ liệu thô. Điều đáng ngạc nhiên tiếp theo là sự vắng mặt của bộ lọc / tụ đệm một chiều điện áp cao truyền thống (thường là loại 4,7μF - 10μF / 400v) ở đầu trước của bộ khuếch đại. Tuy nhiên, rõ ràng là diode đầu vào 1N4007 (D1) điện áp cao chuyển đổi đầu vào AC thành DC xung. Bóng bán dẫn công suất 13003 (T1) chuyển nguồn cho máy biến áp smps (X1) ở tần số thay đổi (có thể cao hơn 50kHz). Máy biến áp smps có hai cuộn dây sơ cấp (cuộn dây chính và một cuộn dây phản hồi), và một cuộn dây thứ cấp. Một mạch hồi tiếp đơn giản điều chỉnh điện áp đầu ra; dao động phản hồi từ cuộn dây phản hồi và phản hồi điện áp từ các thành phần liên quan được kết hợp trong bóng bán dẫn công suất 13001. Sau đó bóng bán dẫn điều khiển máy biến áp smps. Ở phía thứ cấp (đầu ra), diode 1N4148 (D3) điều chỉnh đầu ra biến áp smps thành DC, được lọc bởi tụ điện 220μF (C3) trước khi cung cấp điện áp đầu ra mong muốn (gần 5V) cho phần còn lại của mạch. Trong suốt thời gian thử nghiệm giọt nước, 4,1 V DC được tìm thấy trên các điểm tiếp xúc của bộ sạc (không có pin) và sự hiện diện của hoạt động xung cũng được quan sát thấy ở đó (có pin).

Và cuối cùng, giả định rằng đầu ra PWM (ở một tần số nhất định) do chip điều khiển sạc pin HT3582DA tạo ra sẽ sạc pin. ADC và PWM tích hợp (không có thành phần bên ngoài) cung cấp một phương tiện để triển khai bộ sạc pin lithium-ion hiệu quả!

Bước 7: Lưu ý lịch sự

Bài báo này (do T. K. Hareendran viết) ban đầu được xuất bản bởi www. codrey.com vào năm 2017.