4 eenvoudige powerbank-circuits uitgelegd

Het artikel presenteert 4 verschillende powerbank-circuits met 1.5V-cel en 3.7V Li-ion-cel die door elk individu kunnen worden gebouwd voor het opladen van hun persoonlijke noodoplaadfunctie voor mobiele telefoons. Het idee werd aangevraagd door de heer Irfan

Wat is een powerbank

Powerbank is een batterijpakket dat wordt gebruikt om een ​​mobiele telefoon buitenshuis op te laden tijdens noodsituaties wanneer er geen stopcontact beschikbaar is om de mobiele telefoon op te laden.

Powerbankmodules zijn tegenwoordig aanzienlijk populair geworden vanwege hun draagbaarheid en het vermogen om elke mobiele telefoon op te laden tijdens het reizen en tijdens noodgevallen.

Het is in feite een accubankdoos die aanvankelijk door de gebruiker thuis volledig wordt opgeladen en vervolgens tijdens het reizen naar buiten wordt vervoerd. Wanneer de gebruiker merkt dat de batterij van zijn mobiele telefoon of smartphone bijna leeg is, verbindt hij de powerbank met zijn mobiele telefoon om de mobiele telefoon snel bij te vullen.

Hoe werkt een powerbank

Ik heb er al zo een besproken circuit voor noodopladers in deze blog, die oplaadbare Ni-Cd-cellen gebruikte voor de beoogde functie. Omdat we 1,2V Ni-Cd-cellen in het ontwerp hadden gebruikt, konden we deze configureren naar de exact vereiste 4,8V door 4 van deze cellen in serie op te nemen, waardoor het ontwerp extreem compact is en geschikt voor het optimaal opladen van alle soorten conventionele mobiele telefoons.

In het huidige verzoek moet de powerbank echter worden gebouwd met 3,7 V Li-ion-cellen waarvan de spanningsparameter behoorlijk ongeschikt wordt voor het opladen van een mobiele telefoon die ook een identieke batterijparameter gebruikt.

Het probleem ligt in het feit dat wanneer twee identieke batterijen of cellen over elkaar zijn verbonden, deze apparaten hun vermogen beginnen uit te wisselen, zodat uiteindelijk een evenwichtstoestand wordt bereikt waarin zowel de cellen als de batterijen in staat zijn om gelijke hoeveelheden lading of de batterij te bereiken. vermogensniveaus.

Stel daarom in ons geval dat als de powerbank die een 3,7 V-cel gebruikt, volledig wordt opgeladen tot ongeveer 4,2 V en wordt toegepast op een mobiel met een leeg celniveau van bijvoorbeeld 3,3 V, dan zouden beide tegenhangers proberen om stroom uit te wisselen en een niveau te bereiken gelijk aan (3.3 + 4.2) / 2 = 3.75V.

Maar 3,75 V kan niet worden beschouwd als het volledige oplaadniveau voor de mobiele telefoon, die eigenlijk moet worden opgeladen bij 4,2 V voor een optimale respons.

Een powerbankcircuit van 3,7 V maken

De volgende afbeelding toont de basisstructuur van een powerbank-ontwerp:

Blokdiagram

Zoals te zien is in het bovenstaande ontwerp, laadt een oplaadcircuit een 3,7 V-cel op, zodra het opladen is voltooid, wordt de 3,7 V-celbox door de gebruiker gedragen tijdens het reizen, en wanneer de batterij van de mobiele telefoon leeg raakt, sluit hij deze gewoon aan 3.7V cell pack met zijn gsm om hem snel op te laden.

Zoals besproken in de vorige paragraaf, om ervoor te zorgen dat de 3,7 V-powerbank de vereiste 4,2 V kan leveren met een consistente snelheid totdat de mobiele telefoon volledig is opgeladen op dit niveau, wordt een opstartcircuit noodzakelijk.

1) IC 555 Boost Power Bank-circuit

2) Met behulp van een Joule Thief Circuit

Als u denkt dat het bovenstaande op de IC 555 gebaseerde powerbank-laadcircuit er omslachtig en overdreven uitziet, kunt u waarschijnlijk een Joule dief concept voor het bereiken van vrijwel dezelfde resultaten, zoals hieronder weergegeven:

Met behulp van 3,7 V Li-ioncel

Hier kunt u een weerstand van 470 ohm, 1 watt voor R1 en 2N2222-transistor voor T1 proberen.

1N5408 voor D1, en een 1000uF / 25V voor C2.

Gebruik 0.0047uF / 100V voor C1

De LED is niet nodig, de LED-punten kunnen worden gebruikt als uitgangsaansluiting voor het opladen van uw smartphone

De spoel is gemaakt over een T18 Torroidal ferrietkern, met 20:10 windingen voor de primaire en secundaire, met behulp van multistarnd (7/36) flexibele PVC-geïsoleerde draad. Dit kan worden geïmplementeerd als de invoer afkomstig is van een pakket van 5nos van 1.5V parallel geschakelde AAA-cellen.

Als u de Li-Ion-cel bij de ingangsbron selecteert, moet de verhouding mogelijk worden gewijzigd in 20:10 slagen, waarbij 20 aan de basiszijde van de spoel.

De transistor heeft mogelijk een geschikt koellichaam nodig om optimaal te dissiperen.

Met behulp van 1,5 V Li-ion-cel

De onderdelenlijst zal hetzelfde zijn als vermeld in de vorige paragraaf, behalve de inductor, die nu een 20:20 windingsverhouding zal hebben met behulp van een 27SWG-draad of een andere geschikte magneetdraad.

3) Met behulp van TIP122 Emitter Follower

De volgende afbeelding toont het volledige ontwerp van een smartphonepowerbank met oplader met behulp van het Joule-diefcircuit:

Hier wordt de TIP122 samen met zijn basis zener een spanningsregelaarstrap en wordt deze gebruikt als gestabiliseerde batterijlader voor de aangesloten batterij. De Zx-waarde bepaalt de laadspanning en de waarde moet zo worden gekozen dat deze altijd een tint lager is dan de werkelijke volledige laadwaarde van de batterij.

Als u bijvoorbeeld een Li-Ion-batterij gebruikt, kunt u Zx selecteren op 5,8 V om te voorkomen dat de batterij overladen wordt. Vanaf deze 5,8 V zakt de LED rond de 1,2 V, en de TIP122 zakt rond de 0,6 V, waardoor de 3,7 V-cel uiteindelijk rond de 4 V kan komen, wat net voldoende is voor het doel.

Voor 1.5V AAA (5 parallel) kan de zener worden vervangen door een enkele 1N4007-diode met de kathode naar aarde gericht.

De LED is inbegrepen om ongeveer de volledige ladingstoestand van de aangesloten cel aan te geven. Als de LED helder brandt, mag u aannemen dat de cel volledig is opgeladen.

De DC-ingang voor het bovenstaande oplaadcircuit kan worden verkregen van uw normale AC / DC-oplader voor mobiele telefoons.

Hoewel het bovenstaande ontwerp efficiënt is en wordt aanbevolen voor een optimale respons, is het idee misschien niet eenvoudig voor een nieuwkomer om te bouwen en te optimaliseren. Daarom zijn voor gebruikers die misschien in orde zijn met een ietwat low-tech ontwerp, maar een veel eenvoudiger doe-het-zelf-alternatief dan het concept van de boost-omzetter mogelijk geïnteresseerd in de volgende configuraties:

De drie eenvoudige powerbank-circuitontwerpen die hieronder worden getoond, gebruiken een minimum aan componenten en kunnen binnen enkele seconden door elke nieuwe hobbyist worden gebouwd

Hoewel de ontwerpen er heel eenvoudig uitzien, vereist het het gebruik van twee 3,7 V-cellen in serie voor de voorgestelde powerbank-operaties.

4) Twee Li-ioncellen gebruiken zonder complex circuit

Het eerste circuit hierboven maakt gebruik van een gemeenschappelijke collectortransistorconfiguratie voor het opladen van het beoogde mobiele apparaat, de 1K-perset wordt aanvankelijk aangepast om een ​​precieze 4,3V over de emitter van de transistor mogelijk te maken.

Het tweede ontwerp hierboven gebruikt een 7805 spanningsregelaarcircuit voor het implementeren van de powerbank-oplaadfunctie

Het laatste diagram hier toont het ontwerp van een oplader met behulp van een LM317 stroombegrenzer ​Dit idee ziet er veel indrukwekkender uit dan de bovenstaande twee, omdat het zorgt voor de spanningsregeling en de stroomregeling samen en zorgt voor een perfect opladen van de mobiele telefoon.

In alle vier bovenstaande powerbank-opladercircuits voor mobiele telefoons kan het opladen van de twee 3,7 V-cellen worden gedaan met hetzelfde TIP122-netwerk dat wordt besproken voor het eerste ontwerp van de boost-oplader. De 5V zener moet worden gewijzigd in een 9V zenerdiode en de laadingang moet worden verkregen van elke standaard 12V / 1amp SMPS-adapter.