如何構(gòu)建18650鋰電池充電器和升壓模塊

時(shí)間：2024-12-03 21:20:43

關(guān)鍵字：鋰電池充電器 Arduino TP4056

手機(jī)看文章

掃描二維碼
隨時(shí)隨地手機(jī)看文章

[導(dǎo)讀]在本教程中，我們將通過結(jié)合TP4056鋰離子電池充電器IC和FP6291升壓轉(zhuǎn)換器IC來構(gòu)建一個(gè)鋰電池充電器和升壓模塊，用于單個(gè)鋰電池。這樣的電池模塊在使用鋰電池為電子項(xiàng)目供電時(shí)非常有用。該模塊可以安全地為鋰電池充電，并將其輸出電壓提高到穩(wěn)壓的5V，可以為我們的大多數(shù)開發(fā)板供電，如Arduino， NodeMcu等。我們的模塊的充電電流設(shè)置為1A，輸出電流也設(shè)置為5V時(shí)的1A，但是，如果需要和電池支持，它也可以很容易地修改為提供高達(dá)2.5A。

在本教程中，我們將通過結(jié)合TP4056鋰離子電池充電器IC和FP6291升壓轉(zhuǎn)換器IC來構(gòu)建一個(gè)鋰電池充電器和升壓模塊，用于單個(gè)鋰電池。這樣的電池模塊在使用鋰電池為電子項(xiàng)目供電時(shí)非常有用。該模塊可以安全地為鋰電池充電，并將其輸出電壓提高到穩(wěn)壓的5V，可以為我們的大多數(shù)開發(fā)板供電，如Arduino， NodeMcu等。我們的模塊的充電電流設(shè)置為1A，輸出電流也設(shè)置為5V時(shí)的1A，但是，如果需要和電池支持，它也可以很容易地修改為提供高達(dá)2.5A。

在整個(gè)教程中，我們將討論電路圖，我如何設(shè)計(jì)PCB，我如何訂購它，以及在焊接組件和測試電路時(shí)發(fā)生了什么樣的問題。如果您對鋰電池和充電器電路完全陌生，請查看鋰電池和鋰電池充電器電路的介紹，以便在繼續(xù)本電路之前獲得一個(gè)想法。

這里我們使用PCBWay提供這個(gè)項(xiàng)目的PCB板。在本文的以下部分中，我們詳細(xì)介紹了設(shè)計(jì)，訂購和組裝該鋰電池充電器電路的PCB板的完整程序。

組件的要求

?TP4056鋰離子電池充電器IC

?FP6291升壓轉(zhuǎn)換器IC

?USB Type-A母頭連接器

?Micro USB 2.0 B型5針連接器

?5x電阻器(2×1k, 1.2k, 12k, 88k)

?6x電容器(2×0.1μf, 2×10μf, 2×20μf)

?2×發(fā)光二極管

?1x電感器(4.7μH)

?1x二極管(1N5388BRLG)

?18650鋰電池

電路圖及說明

上面給出了18650鋰電池充電器和升壓模塊的電路圖。本電路主要有兩個(gè)部分，一是電池充電電路，二是DC到DC升壓轉(zhuǎn)換器部分。boost部分用于將電池電壓從3.7v提升到4.5v-6v。在這個(gè)電路中，我們在助推器側(cè)使用了USB a型母連接器，在充電器側(cè)使用了Micro USB 2.0 B型5引腳連接器。電路的完整工作也可以在本頁底部的視頻中找到。

電池充電電路是圍繞鋰離子電池專用充電器TP4056 IC設(shè)計(jì)的，TP4056是一款完整的單節(jié)鋰離子電池恒流/恒壓線性充電器。它的SOP封裝和低外部元件數(shù)量使TP4056非常適合便攜式應(yīng)用。該IC通過處理通過Micro USB插座接收的5V直流輸入電源來處理電池充電操作。與它相連的led指示充電狀態(tài)。

采用DC-DC升壓轉(zhuǎn)換器FP6291 IC設(shè)計(jì)了DC-DC升壓轉(zhuǎn)換器電路，該1mhz DC-DC升壓轉(zhuǎn)換器IC可用于從3V電池中獲得穩(wěn)定的5V等應(yīng)用。升壓轉(zhuǎn)換器電路通過電池端子(+和-)獲得輸入電源，由FP6291 IC處理，通過其輸出端的標(biāo)準(zhǔn)USB插座提供穩(wěn)定的5V直流電源。

制造PCB 18650鋰電池充電器和助推器模塊

現(xiàn)在我們了解了原理圖是如何工作的，我們可以繼續(xù)為我們的項(xiàng)目構(gòu)建PCB。您可以使用我們選擇的任何PCB軟件來設(shè)計(jì)PCB。我們的PCB完成后看起來像這樣。

上述電路的PCB布局也可以從鏈接下載：

18650鋰電池充電器Gerber文件

現(xiàn)在，我們的設(shè)計(jì)已經(jīng)準(zhǔn)備好了，是時(shí)候使用Gerber文件來制作它們了。要完成PCB很容易，只需遵循以下步驟

從PCBWay訂購PCB

第一步：如果你是第一次參加，請注冊。然后，在PCB Prototype選項(xiàng)卡中，輸入PCB的尺寸、層數(shù)和所需PCB的數(shù)量。

第二步：點(diǎn)擊“現(xiàn)在報(bào)價(jià)”按鈕。你將被帶到一個(gè)頁面，在那里設(shè)置一些額外的參數(shù)，如果需要，如使用的材料，軌道間距等。但大多數(shù)情況下，默認(rèn)值可以正常工作。

第三步：最后一步是上傳Gerber文件并繼續(xù)付款。為了確保付款過程順利進(jìn)行，PCBWAY會在付款前驗(yàn)證您的Gerber文件是否有效。這樣，您可以確保您的PCB是制造友好的，并將達(dá)到您的承諾。

組裝和測試18650充電器和升壓模塊

幾天后，我們收到了整齊包裝的PCB， PCB質(zhì)量一如既往地好。板的頂層和底層如下圖所示。

在組裝所有組件并焊接紅色和黑色電線到B+和B-引腳連接到我們的18650電池后。因?yàn)槲覜]有點(diǎn)焊機(jī)，我用磁鐵來確保我與18650電池的連接。與鋰電池一起組裝的模塊如下圖所示。

單板上的綠色和黃色指示燈表示模塊的充電狀態(tài)。當(dāng)電池正在充電時(shí)，綠色LED發(fā)光，黃色LED發(fā)光，充電完成或模塊正在等待電池。micro USB接口可以用來給電池充電，如果充電器沒有連接，那么綠色led和黃色led都不會發(fā)光。我們可以使用任何5V的充電器與這個(gè)模塊，只要確保充電器的輸出電流是1A或更多。下圖顯示的是給鋰電池充電的模塊，注意綠色LED燈亮著。