شاحن بطارية Li-Ion العالمي - ماذا يوجد في الداخل؟: 7 خطوات

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:38

يمكن استخدام نتيجة تفكيك المنتج من قبل الهواة / الصانعين لمعرفة المكونات التي يتم استخدامها في المنتج الإلكتروني. يمكن أن تساعد هذه المعرفة في فهم كيفية عمل النظام ، بما في ذلك ميزات التصميم المبتكرة ، ويمكن أن تسهل عملية الهندسة العكسية للدائرة. هذه المقالة ، المليئة بتفاصيل تفكيك شاحن بطارية Li-ion العالمي ، هي جهد متواضع في الاتجاه ، وهي نتيجة لعدد من التجارب التي أجريت من وقت لآخر.

الخطوة 1: مقدمة

لقد قمت مؤخرًا بعمل شاحن بطارية خارجي صغير للهاتف المحمول من eBay. بمساعدة مجموعة الاتصال القابلة للتعديل ، يكون الشاحن قادرًا على شحن جميع حزم بطاريات Li-ion الشائعة القابلة لإعادة الشحن تقريبًا.

الخطوة 2: بطارية ليثيوم أيون وشاحن بطارية ليثيوم أيون

أصبحت بطاريات الليثيوم أيون (Li-ion) شائعة في الأجهزة الإلكترونية المحمولة مثل الهواتف الذكية لأنها تتميز بأعلى كثافة طاقة مقارنة بأي تقنية بطاريات تجارية. نظرًا لأن الليثيوم مادة شديدة التفاعل (يمكن أن يتسبب الشحن غير الصحيح لخلية Li-ion الحديثة في تلف دائم ، أو الأسوأ من ذلك ، عدم استقرار وخطر محتمل) ، يجب شحن بطاريات Li-ion باتباع نظام تيار ثابت / جهد ثابت يتم التحكم فيه بعناية والذي فريد في كيمياء الخلية هذه.

الخطوة 3: شاحن بطارية ليثيوم أيون العالمي

فيما يلي شرح لكيفية تشغيل شاحن البطارية الخارجي العالمي ، وتحميل البطارية في الشاحن ، وشحنها.

• قم بتوصيل الشاحن بمأخذ التيار المتردد بالحائط (AC180 - 240V)
• ضع حزمة البطارية على القاعدة (3.7 فولت ليثيوم أيون)
• انقل جهات اتصال الشاحن لتتوافق مع طرفي البطارية "+" و "-". سيكتشف الشاحن قطبية "+" و "-" تلقائيًا
• الآن يضيء مؤشر "الطاقة" وسيومض مؤشر "الشحن" أثناء الشحن
• يضيء مؤشر "الشحن الكامل" عندما تكون البطارية مشحونة بالكامل

من الميزات المهمة لهذا الشاحن آلية الكشف عن القطبية العكسية المدمجة. عندما نقوم بإدخال بطارية ، يقوم النظام تلقائيًا بضبط قطبية الإخراج وفقًا للوضع الحالي لضمان عملية شحن آمنة وصحية. علاوة على ذلك ، توفر خوارزمية الشحن التكيفي الذكية ميزات مبهجة مثل اكتشاف نهاية الشحن ، والشحن العلوي ، والحماية من الشحن الزائد ، واكتشاف البطارية الميتة ، وتجديد البطارية شبه الميتة ، وما إلى ذلك.

الخطوة 4: تأملات Teardown

الإلكترونيات الداخلية: تتكون إلكترونيات الشاحن من قسمين متساويين في الأهمية ؛ مصدر طاقة smps "غريب" وشاحن بطارية "غامض". المكون الرئيسي في دائرة smps هو واحد من الترانزستور TO-92 13001 ، في حين أن شاحن البطارية مبني حول رقاقة DIP 8-pin HT3582DA من HotChip (https://www.hotchip.com.cn). وفقًا لورقة البيانات ، HT3582DA عبارة عن شريحة تحكم عالمية في شاحن البطاريات مع تحديد تلقائي لقطبية البطارية ، وحماية ماس كهربائى ، وحماية من درجة الحرارة الزائدة (أقصى تيار 300 مللي أمبير). لاحظت أيضًا أن لوحة الدائرة نفسها عامة جدًا - الشيء الرئيسي الذي يفصل شاحن واحد من العديد من الشاحن الآخرين في السوق هو التغيير في دائرة smps (المزيد في مذكرة المختبر لاحقًا).

الخطوة 5: مخطط الدائرة ومذكرة المختبر

الآن هو الوقت المناسب للانتقال إلى التخطيطي للوحة الدائرة ذات المظهر الضيق (تم تتبعها والتحقق منها بواسطتي).

ملاحظة معملية: كما هو موضح سابقًا ، فإن الشيء الرئيسي الذي يفصل بين شاحن واحد عن العديد من الشاحن في السوق هو التغيير في دائرة smps. كمثال ، لوحظ أن قيمة R1 تم تعديلها إلى 1.5M أو 2.2M ، و R2 إلى 56R أو 47R في بعض أجهزة الشحن الأخرى. وبالمثل ، تم استبدال C2 بنوع 10μF / 25v.

الخطوة 6: في النهاية …

لسوء الحظ ، لا يوجد شيء متاح أكثر حول محول smps (X1) ، وشريحة تحكم الشاحن (IC1) ، باستثناء ورقة بيانات صينية مليئة ببعض البيانات الأولية. التساؤل التالي هو عدم وجود مرشح تيار مستمر عالي الجهد / مكثف عازلة (عادةً نوع 4.7μF - 10μF / 400v) في الطرف الأمامي من smps. ومع ذلك ، فمن الواضح أن الصمام الثنائي للإدخال 1N4007 (D1) عالي الجهد يحول إدخال التيار المتردد إلى تيار مستمر نابض. يقوم ترانزستور القدرة 13003 (T1) بتحويل الطاقة إلى محول smps (X1) بتردد متغير (ربما أعلى من 50 كيلو هرتز). يحتوي محول smps على ملفين أساسيين (الملف الرئيسي وملف التغذية المرتدة) وملف ثانوي. دائرة تغذية مرتدة بسيطة تنظم جهد الخرج ؛ يتم دمج اهتزاز التغذية المرتدة من ملف التغذية المرتدة وردود الفعل من المكونات المرتبطة في ترانزستور الطاقة 13001. ثم يقود الترانزستور محول smps. على الجانب الثانوي (الناتج) ، يقوم الصمام الثنائي 1N4148 (D3) بتصحيح إخراج محول smps إلى DC ، والذي يتم ترشيحه بواسطة مكثف 220 درجة فهرنهايت (C3) قبل توفير جهد الخرج المطلوب (بالقرب من 5 فولت) لبقية الدائرة. طوال فترة تجربة teardown ، تم العثور على 4.1 V DC عبر جهات اتصال الشاحن (بدون بطارية) ، كما لوحظ وجود نشاط نبضي هناك (مع البطارية).

وأخيرًا ، يُفترض أن خرج PWM (بتردد معين) الناتج عن رقاقة التحكم في شحن البطارية HT3582DA يشحن البطارية. يوفر ADC و PWM المدمجان (بدون مكونات خارجية) وسيلة لتنفيذ شاحن بطارية ليثيوم أيون فعال!

الخطوة 7: ملاحظة مجاملة

تم نشر هذا المقال (بقلم T. K Harendran) في الأصل على شبكة الاتصالات العالمية. codrey.com في عام 2017.