Univerzální nabíječka Li -Ion baterií - co je uvnitř?: 7 kroků

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:21

Výsledek roztržení produktu mohou fandové/tvůrci použít ke zjištění, jaké součásti jsou v elektronickém produktu používány. Tyto znalosti mohou pomoci porozumět fungování systému, včetně inovativních konstrukčních funkcí, a mohou usnadnit proces zpětného inženýrství obvodů. Tento článek, nabitý detaily o roztržení univerzální lithium-iontové nabíječky baterií, je pokorným směrem a je výsledkem řady čas od času provedených experimentů.

Krok 1: Úvod

Nedávno jsem koupil malou externí nabíječku baterií pro mobilní telefony od eBay. Pomocí nastavitelné sady kontaktů je však nabíječka schopna nabíjet téměř všechny běžné lithium-iontové dobíjecí baterie. Nabíječka zde zarámovala čínský produkt za 1 $ dostupný pod různými značkami.

Krok 2: Lithium-iontová baterie a nabíječka lithium-iontových baterií

Lithium-iontové (Li-ion) baterie se staly populární pro přenosnou elektroniku, jako jsou chytré telefony, protože se pyšní nejvyšší energetickou hustotou ze všech komerčních bateriových technologií. Vzhledem k tomu, že lithium je vysoce reaktivní materiál (nesprávné nabíjení moderního lithium-iontového článku může způsobit trvalé poškození, v horším případě nestabilitu a potenciální nebezpečí), je třeba lithium-iontové akumulátory nabíjet podle pečlivě kontrolovaného režimu konstantního proudu/konstantního napětí, který je pro tuto buněčnou chemii unikátní.

Krok 3: Lithium-ionová univerzální nabíječka baterií

Následuje vysvětlení, jak napájet univerzální externí nabíječku baterií, vložit do ní baterii a nabít ji.

• Zapojte nabíječku do elektrické zásuvky AC (180 - 240 V)
• Umístěte baterii na základnu (3,7 V Li-ion)
• Posuňte kontakty nabíječky tak, aby byly zarovnány se svorkami „+“a „-“baterie. Nabíječka automaticky detekuje polaritu „+“a „-“
• Nyní se rozsvítí indikátor „napájení“a během nabíjení bude blikat indikátor „nabíjení“
• Když je baterie plně nabitá, rozsvítí se indikátor „Plné nabití“

Důležitou vlastností této nabíječky je vestavěný mechanismus detekce obrácené polarity. Když vložíme baterii, systém automaticky upraví polaritu výstupu podle aktuální situace, aby byl zajištěn bezpečný a zdravý proces nabíjení. Algoritmus inteligentního adaptivního nabíjení dále nabízí veselé funkce, jako je detekce konce nabití, dobíjení, ochrana proti přebití, detekce vybité baterie, omlazení téměř vybité baterie atd.

Krok 4: Teardown Reflections

Vnitřní elektronika: Elektronika nabíječky se skládá ze dvou stejně důležitých sekcí; „podivný“napájecí zdroj smps a „tajemná“nabíječka baterií. Hlavní součástí obvodu SMPS je jeden tranzistor TO-92 13001, zatímco nabíječka baterií je postavena na jednom 8pinovém čipu DIP HT3582DA od společnosti HotChip (https://www.hotchip.com.cn). Podle datového listu je HT3582DA univerzální řídicí čip nabíječky baterií s automatickou identifikací polarity baterie, ochranou proti zkratu a ochranou proti přehřátí (max. Proud 300mA). Všiml jsem si také, že samotná deska plošných spojů je velmi obecná-hlavní věc, která odděluje jedna nabíječka od mnoha dalších na trhu je změna v obvodu smps (více později-viz laboratorní poznámka).

Krok 5: Schéma zapojení a laboratorní poznámka

Nyní je ten správný čas přejít ke schématu nevrle vypadající desky plošných spojů (mnou dohledané a ověřené).

Laboratorní poznámka: Jak již bylo uvedeno, hlavní věcí, která odděluje jednu nabíječku od mnoha dalších na trhu, je změna obvodu smps. Jako příklad bylo pozorováno, že hodnota R1 byla upravena na 1,5 M nebo 2,2 M a R2 na 56 R nebo 47 R v některých jiných nabíječkách. Podobně byl C2 nahrazen typem 10μF/25v.

Krok 6: Nakonec…

O transformátoru smps (X1) a čipu řadiče nabíječky (IC1) bohužel není k dispozici nic kromě čínského datového listu plného některých nezpracovaných dat. Dalším zázrakem je absence tradičního vysokonapěťového stejnosměrného filtru/vyrovnávacího kondenzátoru (obvykle jednoho typu 4,7μF-10μF/400v) na předním konci smps. Je však zřejmé, že vysokonapěťová vstupní dioda 1N4007 (D1) převádí střídavý vstup na pulzující stejnosměrný proud. Výkonový tranzistor 13003 (T1) přepíná výkon na smps transformátor (X1) s proměnnou frekvencí (pravděpodobně vyšší než 50 kHz). SMPS transformátor má dvě primární vinutí (hlavní vinutí a zpětnovazební vinutí) a sekundární vinutí. Jednoduchý obvod zpětné vazby reguluje výstupní napětí; oscilace zpětné vazby z vinutí zpětné vazby a zpětná vazba napětí z přidružených komponent jsou kombinovány ve výkonovém tranzistoru 13001. Tranzistor pak pohání smps transformátor. Na sekundární (výstupní) straně dioda 1N4148 (D3) usměrňuje výstup transformátoru smps na DC, který je filtrován kondenzátorem 220μF (C3) před poskytnutím požadovaného výstupního napětí (téměř 5V) zbytku obvodu. Po celou dobu experimentu s roztržením bylo na kontaktech nabíječky (bez baterie) nalezeno 4,1 V DC a byla zde také pozorována přítomnost pulzní aktivity (s baterií).

A nakonec se předpokládá, že výstup PWM (na určité frekvenci) generovaný čipem regulátoru nabíjení baterie HT3582DA dobíjí baterii. Vestavěný ADC a PWM (s nulovými externími komponentami) poskytuje způsob, jak implementovat efektivní nabíječku lithium-iontových baterií!

Krok 7: Zdvořilostní poznámka

Tento článek (napsal T. K. Harendran) původně publikoval www. codrey.com v roce 2017.