כיצד לבנות מטען סוללות ליתיום 18650 ומודול בוסטר

במדריך זה, אנו הולכים לבנות מטען סוללות ליתיום ומודול בוסטר על ידי שילוב של מטען הסוללות TP4056 Li-Ion IC ו- FP6291 Boost Converter IC עבור סוללת ליתיום בתא יחיד. מודול סוללות כזה יהיה שימושי מאוד בהפעלת פרויקטים אלקטרוניים שלנו באמצעות סוללות ליתיום. המודול יכול לטעון בבטחה סוללת ליתיום ולהגביר את מתח היציאה שלה ל 5 V מוסדר שניתן להשתמש בה בהספק של רוב לוחות הפיתוח שלנו כמו Arduino, NodeMcu וכו 'זרם הטעינה של המודול שלנו מוגדר ל -1 A וזרם הפלט הוא גם מוגדר ל- 1A ב- 5V, עם זאת, ניתן גם לשנות אותו בקלות כדי לספק עד 2.5A במידת הצורך ונתמך על ידי הסוללה.

במהלך כל ההדרכה נדון בתרשים המעגלים, כיצד תכננתי את ה- PCB, כיצד הזמנתי אותו ואיזה סוג של בעיות התרחשו בעת הלחמת הרכיבים ובדיקת המעגל. אם אתה חדש לגמרי בסוללות ליתיום ומעגלי מטען, עיין במבוא לסוללות ליתיום ומעגל מטענים לסוללות כדי לקבל מושג לפני שתמשיך במעגל זה.

כאן השתמשנו ב- PCBWay כדי לספק את לוחות ה- PCB לפרויקט זה. בחלקים הבאים של המאמר סקרנו בפירוט את ההליך המלא לתכנון, הזמנה והרכבה של לוחות PCB למעגל מטען סוללות ליתיום זה.

רכיבים נדרשים

• מטען סוללות ליתיום TP4056 IC
• ממיר Boost FP6291 IC
• מחבר נקבה מסוג USB מסוג A
• מחבר מיקרו USB 2.0 B 5 פינים
• 5 × נגד (2 × 1k, 1.2k, 12k, 88k)
• 6 × קבלים (2 × 0.1 µf, 2 × 10 µf, 2 × 20 µf)
• 2 × נוריות
• 1 × משרן (4.7µH)
• 1 × דיודה (1N5388BRLG)
• 18650 תא ליתיום

תרשים מעגל והסבר

תרשים המעגל עבור מטען סוללות ליתיום 18650 ומודול בוסטר מוצג לעיל. למעגל זה שני חלקים עיקריים, האחד הוא מעגל טעינת הסוללה, והשני הוא החלק ממיר דחיפה ל DC. החלק של המאיץ משמש להגברת מתח הסוללה מ -3.7 וולט ל -4.5 וו -6 וולט. כאן במעגל זה השתמשנו במחבר נקבה מסוג USB בצד המאיץ ובמחבר פינים מסוג מיקרו USB 2.0 B 5 בצד המטען. את העבודה המלאה של המעגל ניתן למצוא גם בסרטון שבתחתית דף זה.

מעגל מטען הסוללה מתוכנן סביב מטען סוללות ייעודי ליתיום-יון IC TP4056. TP4056 הוא מטען ליניארי שלם זרם קבוע / מתח קבוע לסוללות ליתיום-יון חד-תאיות. חבילת SOP ומספר הרכיבים החיצוני הנמוך שלה הופכים את ה- TP4056 לאידאלי ליישומים ניידים. IC זה מטפל בפעולת טעינת הסוללה על ידי עיבוד אספקת הקלט DC 5V המתקבלת דרך שקע ה- Micro USB. נוריות הנוריות המחוברות אליו מציינות את מצב הטעינה.

Boost DC-DC ממיר Circuit נועד באמצעות Boost DC-DC ממיר FP6291 IC. זה 1 MHz DC-DC Step-Up Boost IC ניתן להשתמש ביישום, למשל, מקבל 5V יציב מסוללת 3V. מעגל ממיר Boost מקבל את אספקת הכניסה דרך מסופי הסוללה (+ ו- -) מעובד על ידי FP6291 IC כדי לספק אספקת 5V DC יציבה דרך שקע ה- USB הסטנדרטי בפלט שלו.

ייצור PCB 18650 מטען סוללות ליתיום ומודול בוסטר

כעת, לאחר שהבנו כיצד עובדות הסכימות, נוכל להמשיך בבניית ה- PCB לפרויקט שלנו. אתה יכול לעצב את המעגל באמצעות כל תוכנת PCB לפי בחירתנו. ה- PCB שלנו נראה כך למטה לאחר השלמתו.

פריסת ה- PCB עבור המעגל הנ"ל זמינה להורדה גם כגרבר מהקישור:

• 18650 מטען סוללות ליתיום גרבר קובץ

עכשיו, כשהעיצוב שלנו מוכן, הגיע הזמן לייצר אותם באמצעות קובץ גרבר. כדי לבצע את ה- PCB זה די קל, פשוט בצע את השלבים הבאים -

הזמנת PCB מ- PCBWay

שלב 1: היכנס https://www.pcbway.com/, הירשם אם זו הפעם הראשונה שלך. לאחר מכן, בכרטיסיה אב טיפוס של PCB, הזן את הממדים של ה- PCB שלך, את מספר השכבות ואת מספר ה- PCB שאתה צריך.

שלב 2: המשך על ידי לחיצה על כפתור 'ציטוט עכשיו'. תועבר לדף שבו ניתן להגדיר כמה פרמטרים נוספים במידת הצורך כמו החומר המשמש, ריווח מסלולים וכו '. אך בעיקר ערכי ברירת המחדל יעבדו בסדר.

שלב 3: השלב האחרון הוא העלאת קובץ גרבר והמשך התשלום. כדי לוודא שהתהליך חלק, PCBWAY מאמת אם קובץ הגרבר שלך תקף לפני שתמשיך בתשלום. בדרך זו, אתה יכול להיות בטוח שה- PCB שלך הוא ידידותי לייצור ויגיע אליך כמחויב.

הרכבה ובדיקה של מטענים 18650 ומודול בוסטר

לאחר מספר ימים קיבלנו את ה- PCB שלנו באריזה מסודרת ואיכות ה- PCB הייתה טובה כמו תמיד. השכבה העליונה והשכבה התחתונה של הלוח מוצגות למטה.

לאחר שהרכבנו את כל הרכיבים והלחמנו חוט אדום ושחור לסיכות B + ו- B כדי להתחבר לתאי 18650 שלנו. מכיוון שלא היה אצלי רתכת נקודה השתמשתי במגנטים כדי לאבטח את הקשר שלי עם תאי 18650. המודול שהורכב יחד עם סוללת הליתיום מוצג להלן.

הנוריות הירוקות והצהובות על הלוח הן מצב הטעינה של המודול. הנורית הירוקה תידלק כאשר הטעינה של הסוללה והנורית הצהובה תאיר את הטעינה או שהמודול ממתין לסוללה. ניתן להשתמש ביציאת המיקרו USB לטעינת הסוללה אם המטען אינו מחובר, ואז לא הוביל הירוק או הנורית הצהובה. אנו יכולים להשתמש בכל מטען 5V עם מודול זה, רק וודא כי זרם הפלט של המטען הוא 1A ומעלה. התמונה למטה מציגה את המודול הטוען את סוללת הליתיום שלנו, שים לב שהנורית הירוקה דולקת.

יציאת ה- USB לפלט מיועדת ל -5 וולט ו -1 A. מתח הסוללה מתאי 18650 מוגבר ל -5 וולט בכדי להפעיל פרויקטים אלקטרוניים. התמונה שלהלן מראה כיצד ניתן להשתמש במודול להפעלת לוח ננו של Arduino.

שים לב שניתן להגדיר את זרם היציאה המקסימלי של המודול עד 2.5A באופן תיאורטי, אך למעשה לא הצלחתי להשיג יותר מ- 1.5A גם כאשר הנגד הוגדר ל- 2.5A. זה יכול להיות בגלל הסוללה שלי או IC המשדרג עצמו. עם זאת, אם זרם העומס הוא פחות מ -1 A, מעגל דחיפה בעלות נמוכה זה יספיק בהחלט.

מקווה שנהנית מהמאמר ולמדת משהו שימושי אם יש לך שאלות, תוכל להשאיר אותן בסעיף ההערות למטה או להשתמש בפורומים שלנו לשאלות טכניות אחרות.