Wyjaśnienie 4 prostych obwodów banku mocy

W artykule przedstawiono 4 różne obwody powerbanków wykorzystujące ogniwo 1,5 V i ogniwo litowo-jonowe 3,7 V, które może zbudować dowolna osoba w celu skorzystania z funkcji awaryjnego ładowania telefonu komórkowego. Pomysł został zgłoszony przez pana Irfana

Co to jest power bank

Power bank to zestaw baterii, który służy do ładowania telefonu komórkowego na zewnątrz w sytuacjach awaryjnych, gdy gniazdko sieciowe jest niedostępne do ładowania telefonu komórkowego.

Moduły powerbanków zyskały dziś dużą popularność ze względu na ich przenośność i możliwość ładowania dowolnego telefonu komórkowego podczas podróży oraz w sytuacjach awaryjnych.

Jest to w zasadzie pojemnik na baterie, który jest początkowo w pełni ładowany przez użytkownika w domu, a następnie przenoszony na zewnątrz podczas podróży. Gdy użytkownik stwierdzi, że poziom naładowania baterii telefonu komórkowego lub smartfona jest niski, łączy bank energii ze swoim telefonem komórkowym w celu szybkiego awaryjnego doładowania telefonu.

Jak działa power bank

Omówiłem już jeden taki obwód awaryjnej ładowarki na tym blogu, który wykorzystywał ładowane ogniwa Ni-Cd do zamierzonej funkcji. Ponieważ w projekcie zastosowaliśmy ogniwa 1,2 V Ni-Cd, mogliśmy skonfigurować je na dokładnie wymagane 4,8 V, włączając 4 z tych ogniw szeregowo, dzięki czemu konstrukcja jest wyjątkowo kompaktowa i nadaje się do optymalnego ładowania wszystkich typów konwencjonalnych telefonów komórkowych.

Jednak w obecnym żądaniu power bank musi być zbudowany z ogniw litowo-jonowych 3,7 V, których parametr napięcia staje się zupełnie nieodpowiedni do ładowania telefonu komórkowego, który również używa identycznego parametru akumulatora.

Problem polega na tym, że gdy dwie identyczne baterie lub ogniwa są połączone ze sobą, urządzenia te zaczynają wymieniać swoją moc w taki sposób, że ostatecznie zostaje osiągnięty stan równowagi, w którym zarówno ogniwa, jak i baterie są w stanie osiągnąć równe ilości ładunku lub poziomy mocy.

Dlatego w naszym przypadku załóżmy, że jeśli power bank wykorzystujący ogniwo 3,7 V zostanie w pełni naładowany do około 4,2 V i zastosowany do telefonu komórkowego z rozładowanym poziomem ogniwa na powiedzmy 3,3 V, to oba odpowiedniki będą próbowały wymienić moc i osiągnąć poziom równa (3,3 + 4,2) / 2 = 3,75V.

Ale 3,75 V nie może być uważane za pełny poziom naładowania telefonu komórkowego, który w rzeczywistości musi być ładowany przy 4,2 V w celu uzyskania optymalnej odpowiedzi.

Wykonanie obwodu banku mocy 3,7 V.

Poniższy rysunek przedstawia podstawową strukturę projektu banku mocy:

Schemat blokowy

Jak widać na powyższym projekcie, obwód ładowarki ładuje ogniwo 3,7 V, po zakończeniu ładowania, skrzynka ogniw 3,7 V jest przenoszona przez użytkownika podczas podróży, a gdy bateria telefonu komórkowego użytkownika się rozładuje, po prostu to podłącza Pakiet ogniw 3,7 V z jego telefonem komórkowym do szybkiego doładowania.

Jak omówiono w poprzednim akapicie, aby umożliwić bankowi mocy 3,7 V dostarczanie wymaganego napięcia 4,2 V ze stałą szybkością, dopóki telefon komórkowy nie zostanie całkowicie naładowany na tym poziomie, konieczny jest obwód podwyższający napięcie.

1) Obwód banku mocy IC 555 Boost

dwa) Korzystanie z obwodu złodzieja Joule'a

Jeśli uważasz, że powyższy obwód ładowarki banku mocy oparty na IC 555 wygląda na kłopotliwy i przesadny, prawdopodobnie możesz wypróbować Koncepcja złodzieja dżuli za osiągnięcie całkiem takich samych wyników, jak pokazano poniżej:

Korzystanie z ogniwa litowo-jonowego 3,7 V.

Tutaj możesz wypróbować rezystor 470 omów, 1 wat dla R1 i tranzystor 2N2222 dla T1.

1N5408 dla D1 i 1000 uF / 25 V dla C2.

Użyj 0,0047 uF / 100 V dla C1

Dioda LED nie jest wymagana, punkty LED można wykorzystać jako terminal wyjściowy do ładowania smartfona

Cewka jest wykonana na rdzeniu ferrytowym T18 Torroidal, z 20:10 zwojów dla pierwotnego i wtórnego, przy użyciu wielostronnego (7/36) elastycznego drutu izolowanego PVC. Można to wdrożyć, jeśli dane wejściowe pochodzą z pakietu 5noz ogniw AAA 1,5 V równolegle.

Jeśli wybierzesz ogniwo Li-Ion jako źródło wejściowe, może zaistnieć potrzeba zmiany współczynnika na 20:10 zwojów, gdzie 20 znajduje się po stronie podstawy cewki.

Tranzystor może wymagać odpowiedniego radiatora, aby optymalnie rozpraszać.

Korzystanie z ogniwa litowo-jonowego 1,5 V.

Lista części będzie taka sama, jak wspomniano w poprzednim akapicie, z wyjątkiem cewki indukcyjnej, która będzie teraz miała współczynnik skrętu 20:20 przy użyciu drutu 27SWG lub innego odpowiedniego rozmiaru drutu magnetycznego

3) Korzystanie z popychacza emitera TIP122

Poniższe zdjęcie przedstawia kompletny projekt powerbanku do smartfona z ładowarką wykorzystującą obwód Joule thief:

Tutaj TIP122 wraz ze swoim podstawowym zenerem staje się stopniem regulatora napięcia i służy jako stabilizowana ładowarka dla dołączonego akumulatora. Wartość Zx określa napięcie ładowania, a jego wartość należy dobrać tak, aby zawsze była o cień niższa niż rzeczywista wartość pełnego naładowania akumulatora.

Na przykład, jeśli używany jest akumulator Li-Ion, możesz wybrać Zx jako 5,8 V, aby zapobiec przeładowaniu akumulatora. Z tego 5,8 V dioda LED spadnie o około 1,2 V, a TIP122 spadnie o około 0,6 V, co ostatecznie pozwoli ogniwu 3,7 V na uzyskanie około 4 V, co jest wystarczające do tego celu.

Dla 1,5 V AAA (5 równolegle), Zenera można zastąpić pojedynczą diodą 1N4007 z katodą skierowaną do masy.

Dołączona dioda LED pozwala z grubsza wskazać stan pełnego naładowania podłączonego ogniwa. Gdy dioda LED świeci jasno, można założyć, że ogniwo jest w pełni naładowane.

Wejście DC dla powyższego obwodu ładowarki można pobrać z normalnej ładowarki AC / DC do telefonu komórkowego.

Chociaż powyższy projekt jest wydajny i zalecany w celu uzyskania optymalnej odpowiedzi, pomysł może nie być łatwy do zbudowania i optymalizacji dla nowicjusza. Dlatego użytkownicy, którzy mogą być w porządku z nieco niską konstrukcją techniczną, ale znacznie łatwiejszą alternatywą dla majsterkowiczów niż koncepcja konwertera doładowania, mogą być zainteresowani następującymi konfiguracjami:

Przedstawione poniżej trzy proste projekty obwodów powerbanku wykorzystują minimalną liczbę komponentów i mogą być zbudowane przez każdego nowego hobbysty w ciągu kilku sekund

Chociaż projekty wyglądają bardzo prosto, wymaga użycia dwóch Ogniwa 3,7 V. szeregowo dla proponowanych operacji banku mocy.

4) Korzystanie z dwóch ogniw litowo-jonowych bez złożonego obwodu

Pierwszy obwód powyżej wykorzystuje wspólną konfigurację tranzystora kolektorowego do ładowania zamierzonego urządzenia telefonu komórkowego, 1K perset jest wstępnie wyregulowany, aby umożliwić precyzyjne 4,3 V na emiterze tranzystora.

Drugi projekt powyżej wykorzystuje plik 7805 obwód regulatora napięcia do realizacji funkcji ładowania power banku

Ostatni schemat przedstawia konstrukcję ładowarki za pomocą ogranicznika prądu LM317 . Pomysł ten wygląda znacznie imponująco niż dwa powyższe, ponieważ dba o kontrolę napięcia i kontrolę prądu razem, zapewniając doskonałe ładowanie telefonu komórkowego.

We wszystkich czterech powyższych obwodach ładowarki do telefonów komórkowych banku mocy, ładowanie dwóch ogniw 3,7 V można wykonać za pomocą tej samej sieci TIP122, która została omówiona w pierwszym projekcie ładowarki doładowującej. Zenera 5 V należy zamienić na diodę Zenera 9 V, a wejście ładowania uzyskać z dowolnego standardu Adapter 12V / 1amp SMPS.