Power bank своими руками схема. Как собрать мощный повербанк своими руками: пошаговая инструкция

Как создать надежный повербанк в домашних условиях. Какие компоненты потребуются для сборки. Как правильно соединить элементы схемы. Какие меры предосторожности необходимо соблюдать при работе с аккумуляторами.

Что такое повербанк и зачем он нужен

Повербанк (power bank) — это портативное зарядное устройство, которое позволяет заряжать мобильные устройства без подключения к электросети. По сути, это внешний аккумулятор с USB-разъемом для подключения смартфонов, планшетов и других гаджетов.

Основные преимущества повербанка:

• Возможность зарядить устройство в любом месте
• Компактные размеры и мобильность
• Универсальность — подходит для большинства мобильных устройств
• Возможность многократной подзарядки гаджетов от одного повербанка

Учитывая растущую зависимость от мобильных устройств, повербанк становится незаменимым аксессуаром для многих пользователей. Особенно он актуален в поездках, путешествиях или просто при интенсивном использовании смартфона в течение дня.

Основные компоненты для сборки повербанка

Чтобы собрать мощный повербанк своими руками, потребуются следующие компоненты:

1. Литий-ионные аккумуляторы формата 18650 — 2-4 штуки
2. Контроллер заряда-разряда на микросхеме TP4056
3. Повышающий преобразователь на 5В
4. USB-разъем для выхода
5. Micro-USB разъем для входа
6. Выключатель
7. Светодиоды для индикации
8. Провода для соединений
9. Корпус для сборки

Ключевым элементом являются литий-ионные аккумуляторы 18650. Они обеспечивают высокую емкость при компактных размерах. Для повербанка лучше использовать качественные аккумуляторы известных производителей с емкостью от 2000 до 3500 мАч.

Схема соединения компонентов повербанка

Базовая схема соединения элементов повербанка выглядит следующим образом:

1. Аккумуляторы 18650 соединяются параллельно
2. К аккумуляторам подключается контроллер TP4056
3. Выход контроллера соединяется с входом повышающего преобразователя
4. К выходу преобразователя подключается USB-разъем
5. Между аккумуляторами и преобразователем устанавливается выключатель
6. Micro-USB разъем подключается к входу контроллера TP4056

Важно соблюдать полярность при соединении компонентов. Неправильное подключение может привести к выходу элементов из строя.

Пошаговая инструкция по сборке повербанка

Процесс сборки повербанка своими руками включает следующие этапы:

1. Подготовка аккумуляторов — проверка напряжения, при необходимости зарядка
2. Соединение аккумуляторов параллельно с помощью никелевых полосок
3. Припаивание проводов к контактам аккумуляторов
4. Подключение контроллера TP4056 к аккумуляторам
5. Соединение выхода контроллера с входом повышающего преобразователя
6. Припаивание USB-разъема к выходу преобразователя
7. Установка выключателя в цепь
8. Подключение micro-USB разъема к входу контроллера
9. Монтаж светодиодов для индикации
10. Проверка работоспособности схемы
11. Размещение компонентов в корпусе

При пайке необходимо соблюдать осторожность и не перегревать компоненты. Рекомендуется использовать качественный паяльник с регулировкой температуры.

Меры предосторожности при работе с аккумуляторами

Литий-ионные аккумуляторы требуют аккуратного обращения. При сборке повербанка важно соблюдать следующие меры безопасности:

• Использовать только исправные аккумуляторы без повреждений
• Не допускать короткого замыкания контактов
• Соблюдать полярность при подключении
• Не перегревать аккумуляторы при пайке
• Использовать качественные защищенные аккумуляторы
• Не разбирать и не нарушать целостность аккумуляторов

Несоблюдение этих правил может привести к возгоранию или взрыву аккумуляторов. Поэтому крайне важно ответственно подходить к работе с литий-ионными элементами питания.

Тестирование и настройка собранного повербанка

После сборки повербанка необходимо провести его тестирование и настройку:

1. Проверить выходное напряжение — должно быть стабильно 5В
2. Измерить ток заряда и разряда
3. Протестировать работу защиты от короткого замыкания
4. Проверить функционирование индикации заряда
5. Оценить время полного заряда повербанка
6. Протестировать зарядку различных устройств

При необходимости производится настройка контроллера и преобразователя для обеспечения оптимальных параметров работы. Важно убедиться в стабильности и безопасности работы собранного повербанка перед его использованием.

Возможные проблемы и способы их устранения

При сборке и эксплуатации самодельного повербанка могут возникнуть некоторые проблемы:

• Отсутствие выходного напряжения — проверить соединения и работу преобразователя
• Быстрый разряд — возможно, неисправен один из аккумуляторов
• Нестабильное выходное напряжение — настроить преобразователь
• Перегрев при работе — проверить качество пайки и соединений
• Не работает индикация — проверить подключение светодиодов

Большинство проблем решается проверкой соединений, заменой неисправных компонентов или дополнительной настройкой. При серьезных неполадках рекомендуется провести полную диагностику устройства.

Преимущества самодельного повербанка перед заводскими моделями

Сборка повербанка своими руками имеет ряд преимуществ по сравнению с покупкой готового устройства:

• Возможность подобрать оптимальную емкость и мощность
• Использование качественных компонентов
• Ремонтопригодность и возможность модернизации
• Более низкая стоимость при высоких характеристиках
• Понимание принципа работы устройства
• Возможность реализовать уникальный дизайн

Самодельный повербанк при грамотной сборке может превосходить по характеристикам многие заводские модели. Кроме того, процесс создания устройства своими руками дает ценный опыт и знания в области электроники.

Powerbank своими руками LD.Power (энергоблок)| LabData

Данный проект посвящен изготовлению законченного устройства для питания электронных устройств на основе Ардуино и других 5 В схем. Однако, это не просто powerbank, схемы которого в немалом количестве есть в сети Интернет. Это первое звено в новой концепции модульной системы, состоящей из нескольких функциональных устройств, соединяемых между собой подобно конструктору. Таким образом, можно выполнять различные измерения, не создавая каждый раз новую систему. В этом случае сокращается общая себестоимость, позволяя улучить параметры каждого элемента. Данный принцип был уже продемонстрирован в данной статье.
Источник питания — это главный узел любого электронного блока. Без него работа измерителей, вычислителей или исполнителей не мыслима. Именно поэтому он стал разрабатываться первым в данной системе.

Комплектующие

1. Литиевая батарея без защиты
2. Модуль защиты + зарядки литиевой батареи
3. Модуль повышающего преобразователя на 5 В (USB)
4. Выключатель
5. Соединительные провода
6. PLA пластик + 3D принтер (или напечатанная модель)

Актуальные ссылки на хороших поставщиков компонентов можно посмотреть в разделе Склада — Питание

Схема соединений

В основе энергоблока лежит литиевая банка, которая подключается к остальной схеме через модуль защиты и зарядки. Зарядка производится через стандартный miniUSB зарядник. Подача питания на повышающий преобразователь и остальную схему происходит через выключатель. Таким образом, это будет главный тумблер питания всей системы.

Получилась довольно простая и универсальная схема. Можно питать Ардуино, а можно и телефон зарядить!

3D модель корпуса энергоблока (powerbank)

Для powerbank была специально разработана 3D модель корпуса, состоящая из двух частей (крышка и корпус). Сделано так, что крышка просто вставляется в пазики корпуса и фиксируется без дополнительного крепежа.

Корпус

Скачать 3D модель STL

Крышка

Скачать 3D модель STL

После печати корпус можно немного механически обработать: вычистить отверстия от материала поддержек и зашкурить поверхности. Можно также подкрасить, если хочется лучший вид.

Процесс сборки энергоблока (powerbank)

Сперва нужно припаять минусовой провод ко всем элементам системы. Затем плюсовой провод. В последнюю очередь нужно паять литиевую батарею.

Внимание! Паять литиевую батарею нужно быстро, чтобы её не перегреть, а то она боится перегрева. Вследствие перегрева может потерять емкость или в экстремальном случае – взорваться и загореться.
Когда дошли до этого, припаяйте минусовой провод, а потом при выключенном тумблере – плюсовой.
Далее происходит установка элементов в корпус. Процесс сборки посмотрите в видео.
Финальным этапом закрываем крышку и энергоблок сделан!

Видеодемонстрация

Все! Первый элемент системы сделан, теперь будут разрабатываться остальные модули, поэтому подписывайтесь на группу ВК и канал YouTube, чтобы быть в курсе последних обновлений.
(с) Роман В. Исаков, 2021

Как сделать PowerBank своими руками в Украине с недорогих комплектующих

[email protected]

Email (электронная почта)

Доставка по Украине

Новая почта, УкрПочта

(068) 462-06-35

(095) 586-25-19

Мобильники сейчас играют огромную роль в нашей жизни и не важно сенсорный это или кнопочный телефон. Но с появлением смартфонов появилось много нового, все эти прелести цивилизации необходимы в постоянной подзарядке, ведь самое плохое, когда в неподходящий момент разрядиться аккумулятор и вы не сможете совершить любой звонок. Да идеальный вариант зарядки от сети, но если вы отправились на природу на несколько дней или вообще путешествовать на пару недель. Что делать, как остаться на связи, не говоря о играх и других полезных программах установленных на ваш телефон? Выход есть, технологический прогресс идет вперед и теперь существуют специальные зарядки, которые обычные лучи солнца преобразовывает в необходимую энергию для зарядки вашего мобильника.

Итак, чтобы собрать недорогой PowerBank самому у быть точно уверенным в его эффективности, вам предоставлено несколько готовых схем. Обратите внимание что эта инструкция про повышающие схемы, то есть, если решили собирать комплект батарей на напряжение больше 5,1 вольт, смотрите последовательные схемы повербанков. В этой статье будут схемы где батареи соединяются только параллельно, упираясь на большую ёмкость. Все необходимые комплектующие для PowerBank своими руками, доступные на нашем сайте и с легкостью их можно купить.

Самое главное что понадобиться перед сборкой:
— литий-ионные аккумуляторы, их можно достать из старой батареи вашего ноутбука, аккумулятор телефона, просто купить на рынке, в специализированном магазине или заказать через интернет;
— корпус придется придумать самому, ведь у каждого будет уникальный по виду PowerBank. Можно использовать любую подходящую по размерам коробку из пластика, некоторые самодельщики делают её из картона и обклеивают скотчем, да с чего угодно что можно найти дома;
— вторим по важности после батареек идет контроллер для PowerBank. Состоит из микросхемы которая заряжает установленные Li-ion батарейки и схема которая преобразовывает в не обходимое напряжение для зарядки мобильных устройств;
— светодиоды для индикации работы, переключатели и разъемы, можно добавлять по вашему желанию;
— термоклей, паяльник, провода и другие мелкие детали для соединения и герметичности устройства.

Схемы самодельного PowerBank

Здесь используют Li-ion батарейку, можно купить новую, взять старую или вынуть из старой батареи ноутбука. Слева находиться модуль с защитой от перезаряда для подзарядки самых батареек, а справа самый миниатюрный повышающий преобразователь до 5 вольт и очень удобно что уже есть USB. Ток такой сборки будет в пределах 500-700 мА, этого вполне достаточно для первого повербанка.

Другой способ уже полноценный PowerBank, в контроллере есть дисплей, модуль заряда, повышающий преобразовтель и USB выходи. Вам нужно только подлючить к своим аккумуляторам.

Рекомендуем посмотреть:

Что для вас Электроника?

Все

Нравиться создавать самому

Это увлекательно

Упрощает работу

Да так, иногда нужна))

7 простых схем повербанков с использованием батарей TP4056 и 18650 , и внешний футляр для использования с ним.

В настоящее время стало практически невозможно не иметь портативного зарядного устройства, альтернативного источника питания для подзарядки вашего смартфона, так как становится очень трудно поддерживать аккумулятор телефона в течение дня без подзарядки из-за интенсивного использования смартфонов в повседневной жизни. повседневная жизнь. Лучше всего носить с собой мобильный источник зарядки, например, внешний аккумулятор.

Если ваш старый внешний аккумулятор повредился или перестал работать, эта статья может помочь вам отремонтировать старый внешний аккумулятор по очень низкой цене, даже без необходимости покупать новый. Лучший способ — просто сделать новый самостоятельно или отремонтировать нерабочий блок питания. См. также контроллер заряда, повышающий преобразователь 5 В, литий-ионный аккумулятор

 

a)   Схема контроллера заряда батареи:

Функция схемы контроллера заряда батареи заключается в управлении состоянием заряда любой батареи в соответствии с ее емкостью и номинальным напряжением. Помимо этого, это также помогает аккумулятору от перезаряда.
Здесь используется модуль литий-ионного зарядного устройства на базе микросхемы TP4056/TP4054 и присутствует порт micro USB для зарядки аккумулятора.

Модуль контроллера заряда аккумулятора TP4056  на изображении разработан с учетом крайне важных литий-ионных аккумуляторов и сокращения времени и стоимости производства за счет использования компонентов SMD.

 

b) A Цепь повышающего преобразователя 5 В:

Функция повышающего преобразователя постоянного тока 5 В состоит в преобразовании более низкого напряжения батареи в 5 В регулируемого постоянного тока. Здесь он преобразует 3–3,7 В постоянного тока, полученного от литий-ионных аккумуляторов (стандартное 3,7 В, номинальное) в стабильные 5 вольт, так что наш мобильный телефон нормально заряжается при стандартном напряжении.

Повышающий преобразователь постоянного тока поставляется с гнездовым USB-портом для подключения к нему USB-кабеля от нашего мобильного телефона. Модуль повышающего преобразователя работает по принципу частотно-импульсной модуляции (ЧИМ).

 

Посмотрите это интересное видео ниже о работе повербанка:

c)   Литий-ионные аккумуляторы:

3 использовать перезаряжаемые батареи с целью повторного использования.

Аккумулятор в блоке питания представляет собой комбинацию 3,7-вольтовых литий-ионных элементов, соединенных параллельно. Аккумуляторы 18650 являются наиболее часто используемыми литий-ионными аккумуляторами на рынке в наши дни. Некоторые бренды повербанков используют плоские литий-ионные элементы, чтобы сделать их тонкими и компактными.

Спецификацию аккумулятора 18650 можно прочитать здесь.

 

d)   Блок отображения уровня заряда батареи (дополнительно):

Блок отображения может присутствовать или отсутствовать в блоке питания, поскольку он увеличивает дополнительные расходы на продукт. -конечная продукция. Блок отображения уровня заряда батареи имеет две функции: во-первых, отображать состояние заряда в процентах (%), а во-вторых, отображать зарядку как мобильного телефона, так и внешнего аккумулятора.

Рабочий: Power Bank — это простое устройство резервного питания для вашего iPhone, которое портативно и удобно для мгновенной зарядки телефона, когда батарея разряжена.

Контроллер заряда заряжает аккумулятор до необходимого уровня и защищает его от повреждений, вызванных перезарядкой.

Аккумулятору нашего мобильного телефона требуется 5 вольт постоянного тока при токе 1 или 2 А, но максимальное выходное напряжение элементов p-bank составляет 3,7 вольта. Таким образом, повышающий преобразователь повышает уровень до 5 вольт, необходимый для зарядки телефона.

Модули оснащены входным портом (микро-USB) для зарядного устройства и выходными портами (гнездо USB) для зарядки мобильных устройств.

Посмотрите, как работают схемы и контроллеры повербанка в конце этого поста.

 

 

Схема Power Bank с использованием модуля TP-4056 и повышающего преобразователя 5 В:

 

В этой схеме используется всего 3 литий-ионных элемента. Все аккумуляторы соединены параллельно друг с другом для увеличения резерва повербанка.

Как известно, при параллельном соединении аккумуляторов напряжение остается прежним, а ток увеличивается. Таким образом, для увеличения тока все батареи должны быть подключены параллельно.

 

Соединение:
Соберите все литий-ионные аккумуляторы 18560 в параллельную конфигурацию и поместите их в кожух или просто заклейте скотчем. Означает припой положительной клеммы одной ячейки к положительной клемме другой ячейки и отрицательной клеммы к отрицательной клемме. Теперь у нас есть два провода: красный положительный и черный отрицательный.

Подсоедините черный провод к минусу модуля повышающего преобразователя 5 В и к модулю контроллера TP4056. Аналогично подключите плюсовую клемму от аккумулятора к плюсовой клемме обоих модулей.

Имейте в виду, что маркировка на модуле + и – соответственно соединяет провода.

Все эти компоненты можно поместить в сборочный кейс. Готовый блок питания DIY готов к использованию, убедитесь, что вы полностью зарядили его, прежде чем использовать его в первый раз.

Схема зарядного устройства 18650 (как заряжать аккумулятор 18650)

 

 

Схема блока питания с использованием модуля с двумя выходными портами USB:

 

В этой схеме мы будем использовать все в одном модуле, он поставляется с двойным USB 5 вольт 1A/2A номиналом. Различные модули для этой функции от разных производителей доступны с небольшими изменениями в спецификации.

Соединение:
Соберите все перезаряжаемые элементы 18560 в параллельной конфигурации, как указано выше. Означает припаивание плюсовой клеммы одной ячейки к плюсовой клемме другой ячейки и отрицательной клеммы одной ячейки к отрицательной клемме другой.

Подсоедините черный провод от аккумулятора к отрицательной клемме этого модуля внешнего аккумулятора с двумя выходами USB. Аналогичным образом подключите клемму +ive от аккумулятора к клемме +ive этих модулей.

На модуле есть маркировка в виде символов + и –, убедитесь, что вы следуете схеме

 

 

Схема Power Bank с одним выходным портом USB Компактный модуль:

 

В этой схеме мы будем использовать компактный модуль, он поставляется с номиналом USB 5 вольт 1 А. Он используется там, где достаточно только одного выхода USB, а также экономит место, так как он очень компактен.

Основное преимущество этого модуля в том, что он ограничивает одновременную зарядку и разрядку повербанка, что предотвращает повреждение его платы.

 

Подключение:
Соберите все литий-ионные аккумуляторы 18560 в параллельном режиме, просто припаяйте положительный вывод всех элементов к красному проводу, а отрицательный вывод всех элементов к черному проводу.

Эти два провода, красный положительный и черный отрицательный, соединяются с положительным и отрицательным контактами модуля контроллера зарядного устройства соответственно. Маркировка на модуле может быть B+ и B-, обратите внимание на это при подключении.

С помощью этой схемы вы можете отремонтировать свой повербанк, просто вытащите батарейки из старого п-банка и используйте его со сторонним модулем. (зависит от того, какая часть старого p-bank неисправна)

Схема банка солнечной энергии с использованием TP 4056 и модуля повышающего преобразователя 5 В:

 

Что делать, если вам не нужно заряжать аккумулятор чаще ? Вот поворот, сделайте аккумулятор на солнечной энергии. Необходим дополнительный компонент, например, модуль солнечной панели 5 вольт 500 мА/1000 мА. Купите его и, следуя приведенной ниже схеме подключения, пройдитесь по внутренней цепи повербанка.

 

Подключение:
Как мы знаем, все литий-ионные аккумуляторы 18560 должны быть подключены параллельно, чтобы использовать его с модулями для использования емкости аккумулятора. Возьмите любой двухцветный провод, чтобы соединить плюсовую клемму с одним проводом и -я с другими носил и пометьте его для дальнейшей разводки.

На печатной плате модуля контроллера TP4056 расположены клеммы +N  и -N. На этой клемме подключите положительную клемму от батареи к клемме +N модуля и клемму -ve от батареи к клемме -N на печатной плате. Убедитесь, что на модуле есть символы + и – , никогда не соединяйте провода между собой, так как это сожжет печатную плату.

Оставшаяся проводка проста, как показано на рисунке. Соберите его с умом, чтобы хорошо выглядеть и вуаля! готово.

Теперь используйте свой внешний аккумулятор, когда это необходимо, и питайте его солнечным светом, чтобы зарядить его.

 

 

 

Разработка Power Bank (Часть 2/9)

По мере роста популярности и использования смартфонов и планшетов спрос на портативные и ручные блоки питания также увеличился. Смартфон и планшеты поставляются с аккумулятором, который разряжается за 4–5 часов использования. В качестве решения этой проблемы на рынке были представлены блоки питания для частых пользователей. Эти повербанки также приходят на помощь, когда пользователь находится в долгом путешествии и не имеет возможности зарядить свой телефон или планшет. Power Bank — это, по сути, портативное устройство, которое может питать гаджеты, такие как смартфоны и планшеты, через порт USB. Сам блок питания можно заряжать через USB-порт и накапливать заряд, который впоследствии можно использовать для питания других устройств.

В этом эксперименте будет разработан блок питания, способный обеспечить выходную мощность 5 В/4 А. Блок питания будет построен с использованием литий-ионного аккумулятора 3,7 В и будет иметь схему зарядного устройства, построенную с использованием микросхемы TP056, и схему усилителя мощности на выходе. Литий-ионный аккумулятор будет хранить заряд, а затем накопленный заряд в аккумуляторе будет использоваться для питания устройств. Для сохранения заряда литий-ионный аккумулятор сначала необходимо зарядить с помощью схемы зарядного устройства, для которой используется микросхема TP056. Эта микросхема обычно используется для зарядки литий-ионных аккумуляторов. Микросхема специально разработана для зарядки одной литий-ионной батареи 3,7 В и может обеспечить максимальный зарядный ток 1 А.

Мобильные телефоны и большинство электронных устройств требуют 5 В для питания, но литий-ионный аккумулятор обеспечивает максимальное напряжение 4,2 В. Поэтому потребуется схема усилителя мощности, которая может усилить выходную мощность до 5 В. Для усиления энергии, накопленной в батарее, используется микросхема регулятора XL6009, которая увеличивает мощность постоянного тока от батареи до регулируемого постоянного тока 5 В. XL6009 обеспечивает максимальный ток 4 А на выходе (согласно техническому описанию). Таким образом, блок питания, разработанный в этом проекте электроники, будет обеспечивать выходную мощность 5 В / 4 А.

Компоненты Требуются

Рис. 1: Список компонентов, необходимых для банка Power

Как работает схема —

Рис. 2: Прототип Банка мощности, предназначенный на гастрономе 20210210202

Схема блока питания состоит из двух строительных блоков: 1) схема перезарядки аккумулятора и 2) схема выходного усилителя. Если бы требуемое выходное напряжение составляло бы только 3,7 В или 4 В, схема усилителя не потребовалась бы. Но необходимое выходное напряжение 5В, поэтому схема усилителя на выходе устройства обязательна. Согласно разделам схемы, устройство также работает в два этапа — 1) зарядка аккумулятора и 2) получение выходного сигнала от аккумулятора через схему усилителя.

1) Зарядка литий-ионной батареи с помощью зарядного устройства TP4056

В этом электронном проекте для хранения заряда используется литий-ионная батарея 3,7 В, которая полностью заряжена, когда напряжение на ее клеммах достигает 4,2 В. аккумулятор заряжается, выходное напряжение на его клеммах продолжает увеличиваться. Каждая батарея имеет пиковое значение напряжения на клеммах, при котором батарея полностью заряжена. Таким образом, процент заряда батареи также оценивается путем измерения напряжения на клеммах. С литий-ионным аккумулятором нужно обращаться осторожно, так как аккумулятор может загореться из-за перезарядки. Поэтому для зарядки литий-ионной батареи используются специальные микросхемы, такие как микросхема TP4056, которые автоматически отключают батарею от входного источника питания, когда батарея полностью заряжена.

TP4056 — это микросхема, специально разработанная для зарядки литий-ионных аккумуляторов напряжением 3,7 В. Это линейный контроллер зарядного устройства с постоянным током и постоянным напряжением. Добавив один программируемый резистор, микросхему можно использовать для зарядки 3,7-вольтовой литий-ионной батареи. Напряжение заряда зафиксировано на уровне 4,2 В, а ток заряда можно установить, добавив резистор и конденсатор в зависимости от типа заряжаемой батареи. ИС также обеспечивает внутреннюю тепловую защиту и ограничение тока. Нет необходимости добавлять дополнительный блокировочный диод благодаря внутреннему P-MOSFET, который блокирует обратный ток.

Микросхема TP4056 поставляется в корпусе SOP, что делает ее идеальной для использования в портативных устройствах. Он также требует меньше внешних компонентов, не что иное, как несколько резисторов и конденсаторов. Микросхема имеет 8 контактов со следующей конфигурацией контактов –

Рис. 3: Таблица, в которой перечислены конфигурации контактов микросхемы TP4056 

Для работы ИС требуется минимальное напряжение от 4 В до 8 В. Он может обеспечить максимальный зарядный ток 1000 мА для аккумулятора и фиксированное напряжение 4,2 В на выходе. Схема, приведенная в техническом описании микросхемы, используется для разработки зарядного устройства.

Рис. 4: Принципиальная схема зарядного устройства Power Bank на базе TP4056 IC контакта PROG в таблице данных.

Для зарядного тока 1000 мА R _prog можно рассчитать следующим образом:0003

R _prog = (V _prog /I _bat )*1200

R _prog = (1/1)*1200

R _{prog =}  1.2k

The battery should be connected в соответствии с полярностью, указанной на микросхеме, поскольку микросхема TP4056 не имеет схемы защиты от обратной полярности.

o Индикаторы заряда батареи

Для визуальной индикации окончания заряда и состояния зарядки батареи к контактам 6 и 7 микросхемы можно подключить светодиоды. Когда входное питание подается на цепь, загорается красный светодиод на контакте 7, который указывает на состояние зарядки аккумулятора. Когда напряжение батареи достигнет 4,2 В, батарея будет потреблять меньше тока. Зарядный ток при падении до 1/10 ^-й запрограммированного тока (1000 мА), то зарядка будет прекращена. Зеленый светодиод на контакте 6 загорится и визуально покажет, что батарея полностью заряжена (поскольку напряжение на клеммах достигло 4,2 В).

2) Получение выходного сигнала от батареи через схему усилителя напряжения и регулятора –

Как только батарея полностью заряжена схемой зарядного устройства TP4056, она готова к подаче питания. Выходное напряжение литий-ионной батареи нуждается в повышающем преобразователе, который увеличит выходное напряжение батареи до 5 В.

Повышающий преобразователь используется для преобразования входного сигнала постоянного тока в более высокий уровень напряжения. Микросхема регулятора XL6009 используется в схеме повышающего преобразователя, которая обеспечивает регулируемое и усиленное напряжение. Этот повышающий преобразователь усиливает сигнал примерно в 1,6 раза по сравнению с входным сигналом от батареи с эффективностью 94%. XL6009 представляет собой преобразователь постоянного тока в постоянный, способный генерировать положительное или отрицательное выходное напряжение при входном напряжении в диапазоне от 5 В до 32 В.

Микросхема имеет встроенный N-Channel Power MOSFET и генератор фиксированной частоты, что позволяет обеспечить стабильный выходной сигнал в широком диапазоне входных напряжений. Микросхема специально разработана для использования в автомобильных повышающих преобразователях, инвертирующих преобразователях, автомобильных адаптерах для ноутбуков и портативном электронном оборудовании. ИС имеет такие функции, как частотная компенсация, тепловое отключение, ограничение тока и плавный пуск. Он доступен в упаковке T0263-5L. XL6009будет работать при входном напряжении питания от -0,3 В до 36 В и может обеспечивать выходное напряжение в диапазоне от -0,3 В до 60 В. ИС имеет пять контактов со следующей конфигурацией контактов –

Рис. 5: Таблица, в которой перечислены конфигурации контактов ИС регулятора XL6009 

В этом проекте используется схема, указанная в техническом описании ИС для типичного применения повышающего преобразователя.

Примечание : Вы можете найти схему повышающего преобразователя XL6009 на вкладке «Схема схемы 2».

На входе и выходе регулятора используются конденсаторы (Cin и Cout), которые уменьшают нежелательные пульсации и шумы сигнала. Cout обеспечивает регулируемое и плавное постоянное напряжение на выходе. Конденсатор малой емкости 1 мкФ (С4) также подключен параллельно старшему конденсатору Свых для уменьшения ESR (эквивалентного последовательного сопротивления) на выходе (поскольку конденсаторы большой емкости имеют высокое ESR).

Катушка индуктивности, подключенная между контактами 3 и 4, играет важную роль в повышающем преобразователе. Основная функция катушки индуктивности — накапливать ток. Чем выше значение индуктора, тем выше будет запасенный в нем ток, но индуктор с большим значением также имеет увеличенный размер. Поэтому следует выбрать индуктор, который может обеспечить желаемый ток на выходе. В проекте использованы дроссель (L1) 47 мкГн и диод Шоттки (D3). Диод SS34 выбран потому, что он имеет меньшее прямое падение напряжения и отлично работает на высоких частотах. Список подходящих диодов Шоттки для ИС в зависимости от потребляемого тока и входного напряжения можно найти в техническом паспорте XL6009.IC. Для удобства таблица точно повторяется ниже –

XL6009 имеет N-канальный силовой МОП-транзистор с фиксированной частотой генератора (как на рис. 4 ниже). Этот полевой МОП-транзистор действует как переключающий транзистор и генератор, который генерирует прямоугольную волну частотой около 400 кГц (согласно техническому описанию). Во время положительного полупериода прямоугольной волны индуктор накапливает некоторую энергию и генерирует магнитное поле, поэтому на левом выводе индуктора находится положительное напряжение, а на правом — отрицательное. Поэтому анод диода имеет более низкий потенциал и действует как разомкнутая цепь.

На базу МОП-транзистора подается положительное напряжение, и МОП-транзистор включается. Таким образом, весь ток от источника питания проходит через катушку индуктивности на полевой МОП-транзистор и, наконец, на землю.

Рис. 8: Принципиальная схема, показывающая цикл отрицательной зарядки внутреннего полевого МОП-транзистора XL6009

Во время отрицательного полупериода полевой МОП-транзистор отключается. Из-за этого индуктор не получает пути для зарядки. Теперь ток в катушке индуктивности создает противо-ЭДС (согласно закону Ленца), которая меняет полярность катушки индуктивности (как показано на рисунке ниже). Поэтому диод смещается в прямом направлении. Теперь накопленный в дросселе заряд начинает разряжаться через диод и на выходе получается регулируемое напряжение.

В этом случае выходное напряжение теперь зависит от накопленного заряда в катушке индуктивности, чем больше накопленный заряд, тем больше выходное напряжение. Следовательно, если время зарядки катушки индуктивности больше, то запас заряда в катушке индуктивности также увеличивается. Таким образом, на входе появляется два источника напряжения: один — индуктор, а другой — входной источник. Поэтому выходное напряжение всегда больше входного.

Рис. 9. Принципиальная схема, показывающая цикл положительного заряда внутреннего МОП-транзистора XL6009.

 Цепь резистивного делителя напряжения:

Для установки 5 В на выходе XL6009 используется внешняя резистивная схема делителя напряжения на выводе обратной связи (вывод 5) микросхемы регулятора (как показано на рисунке ниже). . Этот контакт обратной связи измеряет выходное напряжение и регулирует его.

Рис. 10: Принципиальная схема делителя напряжения, подключенного к выходному контакту XL6009

o Расчет выходного напряжения

Поскольку пороговое напряжение внутренней обратной связи XL6009 составляет 1,25 В. Это означает, что на контакте 5 есть постоянное напряжение, и постоянный ток будет течь через R4, а также через R5. Следовательно, сумма падения резисторов на R4 и R5 дает V _из как

В _из = 1,25 * (1+(R4/R5))

Поскольку R4 = 4,1 кОм и R5 = 1,3 кОм

В _out = 1,25*(1+(R4/R5))

Подставляя значения R4 и R5 в приведенное выше уравнение

Теоретическое наблюдение, В _вых = 5,2 В (прибл. )  

Выходное напряжение не точно равно 5 В, потому что любое устройство, требующее 5 В, не работает точно от 5 В. Требуется более высокое напряжение, чем 5 В, из-за некоторых резистивных потерь и падений в устройстве. Для повышения входного сигнала до 5 В также можно использовать любые доступные на рынке модули повышающего преобразователя. Как и XL6009, также доступна плата усилителя, которая дает постоянное и регулируемое напряжение 5 В на выходе.

Тестирование — 

После соединения всех компонентов на микросхему TP4056 подается напряжение 5 В, которое начинает заряжать литий-ионный аккумулятор. Выходное напряжение батареи действует как вход в схему повышения. Таким образом, входное напряжение на цепи повышения напряжения/напряжении литий-ионного аккумулятора, _{В в} = 4,2 В при полностью заряженном аккумуляторе. Цепь форсирования усиливает вход и дает выходное напряжение 5,18 В. Теперь, подключая на выходе различную нагрузку, наблюдаются разные значения тока нагрузки, которые следующие – 

Рис.