Εξηγήθηκαν 4 κυκλώματα απλής τράπεζας ισχύος

Το άρθρο παρουσιάζει 4 διάφορα κυκλώματα τράπεζας ισχύος που χρησιμοποιούν κυψέλη 1.5V και κυψέλη ιόντων λιθίου 3.7V, τα οποία μπορούν να κατασκευαστούν από οποιοδήποτε άτομο για την προσωπική τους λειτουργία φόρτισης κινητών τηλεφώνων έκτακτης ανάγκης. Η ιδέα ζητήθηκε από τον κ. Irfan

Τι είναι η Power Bank

Το Power Bank είναι μια μπαταρία που χρησιμοποιείται για τη φόρτιση ενός κινητού τηλεφώνου σε εξωτερικούς χώρους σε καταστάσεις έκτακτης ανάγκης όταν δεν υπάρχει πρίζα AC για φόρτιση του κινητού τηλεφώνου.

Οι μονάδες Power Bank έχουν αποκτήσει σημαντική δημοτικότητα σήμερα λόγω της φορητότητάς τους και της ικανότητάς τους να φορτίζουν οποιοδήποτε κινητό τηλέφωνο ενώ ταξιδεύουν και κατά τη διάρκεια απαιτήσεων έκτακτης ανάγκης.

Είναι βασικά ένα κουτί συστοιχίας μπαταριών που αρχικά φορτίζεται πλήρως από τον χρήστη στο σπίτι και στη συνέχεια μεταφέρεται σε εξωτερικούς χώρους ενώ ταξιδεύετε. Όταν ο χρήστης βρίσκει ότι η μπαταρία του κινητού ή του smartphone του φτάνει χαμηλά, συνδέει την τράπεζα τροφοδοσίας με το κινητό του για μια γρήγορη ανανέωση του κινητού τηλεφώνου.

Πώς λειτουργεί μια Power Bank

Έχω ήδη συζητήσει ένα τέτοιο κύκλωμα πακέτου φορτιστή έκτακτης ανάγκης σε αυτό το ιστολόγιο, το οποίο χρησιμοποιούσε χρεώσιμα Ni-Cd κελιά για την επιδιωκόμενη λειτουργία. Δεδομένου ότι χρησιμοποιήσαμε 1.2-Ni Ni-Cd κελιά στο σχεδιασμό, θα μπορούσαμε να το διαμορφώσουμε στο ακριβώς απαιτούμενο 4.8V ενσωματώνοντας 4 από αυτά τα κελιά σε σειρά, καθιστώντας το σχεδιασμό εξαιρετικά συμπαγές και κατάλληλο για τη βέλτιστη φόρτιση όλων των τύπων συμβατικών κινητών τηλεφώνων.

Ωστόσο, στο παρόν αίτημα η τράπεζα τροφοδοσίας πρέπει να κατασκευαστεί χρησιμοποιώντας κυψέλες ιόντων λιθίου 3.7V των οποίων η παράμετρος τάσης καθίσταται αρκετά ακατάλληλη για τη φόρτιση ενός κινητού τηλεφώνου που χρησιμοποιεί επίσης την ίδια παράμετρο μπαταρίας.

Το πρόβλημα έγκειται στο γεγονός ότι όταν δύο πανομοιότυπες μπαταρίες ή κυψέλες συνδέονται μεταξύ τους, αυτές οι συσκευές αρχίζουν να ανταλλάσσουν την ισχύ τους έτσι ώστε επιτυγχάνεται τελικά μια κατάσταση ισορροπίας όπου τόσο τα κύτταρα όσο και οι μπαταρίες είναι σε θέση να επιτύχουν ίσα ποσά φόρτισης ή επίπεδα ισχύος.

Επομένως, στην περίπτωσή μας ας υποθέσουμε ότι εάν η τράπεζα ισχύος που χρησιμοποιεί μια κυψέλη 3.7V φορτίζεται πλήρως στα περίπου 4.2V και εφαρμόζεται σε ένα κινητό τηλέφωνο με επίπεδο αποστραγγισμένου κυττάρου στα 3,3V, τότε και οι δύο αντίστοιχοι θα προσπαθήσουν να ανταλλάξουν ισχύ και να φτάσουν σε ένα επίπεδο ίσο με (3,3 + 4,2) / 2 = 3,75V.

Όμως, τα 3,75V δεν μπορούν να θεωρηθούν ως το πλήρες επίπεδο φόρτισης για το κινητό τηλέφωνο, το οποίο στην πραγματικότητα απαιτείται να φορτιστεί στα 4,2V για βέλτιστη απόκριση.

Δημιουργία κυκλώματος Power Bank 3.7V

Η παρακάτω εικόνα δείχνει τη βασική δομή ενός σχεδιασμού τράπεζας ισχύος:

Διάγραμμα μπλοκ

Όπως φαίνεται στην παραπάνω σχεδίαση, ένα κύκλωμα φορτιστή φορτίζει ένα κελί 3.7V, μόλις ολοκληρωθεί η φόρτιση, το κιβώτιο 3.7V μεταφέρεται από τον χρήστη ενώ ταξιδεύει και κάθε φορά που η μπαταρία του κινητού τηλεφώνου του χρήστη πέφτει, συνδέει απλώς αυτό 3.7V πακέτο κυττάρων με το κινητό του για γρήγορη συμπλήρωση.

Όπως συζητήθηκε στην προηγούμενη παράγραφο, για να μπορέσει η τράπεζα τροφοδοσίας 3.7V να είναι σε θέση να παρέχει το απαιτούμενο 4.2V με σταθερό ρυθμό έως ότου το κινητό τηλέφωνο φορτιστεί πλήρως σε αυτό το επίπεδο, ένα επιταχυνόμενο κύκλωμα καθίσταται επιτακτικό.

1) IC 555 Boost Power Bank Circuit

δύο) Χρησιμοποιώντας ένα κύκλωμα Joule Thief

Εάν πιστεύετε ότι το παραπάνω κύκλωμα φορτιστή τράπεζας ισχύος με βάση το IC 555 φαίνεται δυσκίνητο και υπερβολικό, θα μπορούσατε πιθανώς να δοκιμάσετε ένα Joule κλέφτης έννοια για την επίτευξη των ίδιων αποτελεσμάτων, όπως φαίνεται παρακάτω:

Χρήση 3.7V Li-Ion Cell

Εδώ, μπορείτε να δοκιμάσετε 470 ohm, 1 watt αντίσταση για R1 και 2N2222 τρανζίστορ για T1.

1N5408 για D1 και 1000uF / 25V για C2.

Χρησιμοποιήστε 0,0047uF / 100V για C1

Το LED δεν απαιτείται, τα σημεία LED θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν ως τερματικό εξόδου για τη φόρτιση του smartphone σας

Το πηνίο είναι κατασκευασμένο πάνω από έναν πυρήνα φερρίτη T18 Torroidal, με στροφές 20:10 για το πρωτεύον και το δευτερεύον, χρησιμοποιώντας εύκαμπτο μονωμένο PVC σύρμα πολλαπλών ινών (7/36). Αυτό μπορεί να εφαρμοστεί εάν η είσοδος προέρχεται από ένα πακέτο 5nos 1.5V AAA κελιών παράλληλα.

Εάν επιλέξετε το κελί Li-Ion στην πηγή εισόδου, η αναλογία μπορεί να χρειαστεί να αλλάξει σε 20:10 στροφές, 20 στην πλευρά βάσης του πηνίου.

Το τρανζίστορ μπορεί να χρειαστεί ένα κατάλληλο ψύκτρα για να διαλυθεί βέλτιστα.

Χρησιμοποιώντας 1.5V Li-Ion Cell

Η λίστα ανταλλακτικών θα είναι η ίδια όπως αναφέρθηκε στην προηγούμενη παράγραφο, εκτός από τον επαγωγέα, ο οποίος τώρα θα έχει αναλογία στροφής 20:20 χρησιμοποιώντας καλώδιο 27SWG ή οποιοδήποτε άλλο κατάλληλο μαγνητικό σύρμα μεγέθους

3) Χρήση του TIP122 Emitter Follower

Η παρακάτω εικόνα δείχνει την πλήρη σχεδίαση μιας τράπεζας τροφοδοσίας smartphone με φορτιστή χρησιμοποιώντας κύκλωμα κλέφτης Joule:

Εδώ το TIP122 μαζί με τη βάση του zener γίνεται στάδιο ρύθμισης τάσης και χρησιμοποιείται ως σταθεροποιημένος φορτιστής μπαταρίας για τη συνδεδεμένη μπαταρία. Η τιμή Zx καθορίζει την τάση φόρτισης και η τιμή της πρέπει να επιλέγεται έτσι ώστε να είναι πάντα σκιά χαμηλότερη από την πραγματική τιμή πλήρους φόρτισης της μπαταρίας.

Για παράδειγμα, εάν χρησιμοποιείται μια μπαταρία ιόντων λιθίου, μπορείτε να επιλέξετε Zx ως 5,8V για να αποτρέψετε την υπερφόρτιση της μπαταρίας. Από αυτό το 5.8V, το LED θα πέσει γύρω στα 1.2V και το TIP122 θα πέσει γύρω στα 0.6V, πράγμα που θα επιτρέψει τελικά στο κελί 3.7V να πάρει περίπου 4V, το οποίο είναι σχεδόν επαρκές για το σκοπό αυτό.

Για 1.5V AAA (παράλληλα 5), το zener θα μπορούσε να αντικατασταθεί με μία μόνο δίοδο 1N4007 με την κάθοδο προς το έδαφος.

Η λυχνία LED περιλαμβάνεται για να δείχνει περίπου την κατάσταση πλήρους φόρτισης της συνδεδεμένης κυψέλης. Όταν το LED ανάβει έντονα, μπορεί να υποθέσετε ότι το κελί είναι πλήρως φορτισμένο.

Η είσοδος DC για το παραπάνω κύκλωμα φορτιστή θα μπορούσε να αποκτηθεί από την κανονική μονάδα φορτιστή κινητού τηλεφώνου AC / DC.

Παρόλο που ο παραπάνω σχεδιασμός είναι αποτελεσματικός και συνιστάται για βέλτιστη απόκριση, η ιδέα μπορεί να μην είναι εύκολη για την κατασκευή και βελτιστοποίηση ενός νεοεισερχόμενου. Επομένως, για χρήστες που μπορεί να είναι εντάξει με ελαφρώς χαμηλής τεχνολογίας σχεδίαση, αλλά πολύ ευκολότερη εναλλακτική λύση DIY από την ιδέα του μετατροπέα ώθησης μπορεί να ενδιαφέρονται για τις ακόλουθες διαμορφώσεις:

Τα τρία απλά σχέδια κυκλώματος τράπεζας ισχύος που εμφανίζονται παρακάτω χρησιμοποιούν τον ελάχιστο αριθμό εξαρτημάτων και μπορούν να κατασκευαστούν από οποιονδήποτε νέο χόμπι σε λίγα δευτερόλεπτα

Αν και τα σχέδια φαίνονται πολύ απλά, απαιτεί τη χρήση δύο 3.7V κύτταρα σε σειρά για τις προτεινόμενες λειτουργίες τράπεζας ισχύος.

4) Χρήση δύο κυττάρων ιόντων λιθίου χωρίς σύνθετο κύκλωμα

Το πρώτο κύκλωμα παραπάνω χρησιμοποιεί μια κοινή διαμόρφωση τρανζίστορ συλλέκτη για τη φόρτιση της προβλεπόμενης συσκευής κινητού τηλεφώνου, το perset 1K ρυθμίζεται αρχικά για να επιτρέψει ένα ακριβές 4.3V κατά μήκος του πομπού του τρανζίστορ.

Ο δεύτερος σχεδιασμός παραπάνω χρησιμοποιεί ένα Κύκλωμα ρυθμιστή τάσης 7805 για την εφαρμογή της λειτουργίας φόρτισης τράπεζας ισχύος

Το τελευταίο διάγραμμα απεικονίζει ένα σχέδιο φορτιστή χρησιμοποιώντας έναν περιοριστή ρεύματος LM317 . Αυτή η ιδέα φαίνεται πολύ εντυπωσιακή από τα δύο παραπάνω, καθώς φροντίζει για τον έλεγχο τάσης και τον τρέχοντα έλεγχο, διασφαλίζοντας ταυτόχρονα μια προνομιακή φόρτιση του κινητού τηλεφώνου.

Και στα τέσσερα παραπάνω κυκλώματα φορτιστή κινητού τηλεφώνου τράπεζας ισχύος, η φόρτιση των δύο κυττάρων 3.7V μπορεί να γίνει με το ίδιο δίκτυο TIP122 που συζητείται για τον πρώτο σχεδιασμό φορτιστή ενίσχυσης. Το 5V zener πρέπει να αλλάξει σε δίοδο zener 9V και η είσοδος φόρτισης να λαμβάνεται από οποιοδήποτε πρότυπο Προσαρμογέας SMPS 12V / 1amp.