USB 3.7V Li-Ion बैटरी चार्जर सर्किट

इस लेख में हम ऑटो-कट-ऑफ, करंट कंट्रोल फीचर्स के साथ एक साधारण कंप्यूटर USB 3.7V ली-आयन बैटरी चार्जर सर्किट का अध्ययन करते हैं।

यह काम किस प्रकार करता है

सर्किट को निम्नलिखित विवरण की मदद से समझा जा सकता है:

IC LM358 को एक तुलनित्र के रूप में कॉन्फ़िगर किया गया है। आईसी LM741 का उपयोग नहीं किया जाता है क्योंकि यह 4.5V से कम वोल्टेज के साथ काम करने के लिए निर्दिष्ट नहीं है।

पिन # 2 जो कि IC का इनवर्टरिंग इनपुट है, का उपयोग सेंसिंग पिन के रूप में किया जाता है और इसे आवश्यक समायोजन और सेटिंग के लिए प्रीसेट के साथ जोड़ा जाता है।

पिन # 3 जो कि अफीम का नॉन-इनवर्टिंग इनपुट है, 3 वी पर इसे 3 वी जेनर डायोड के साथ क्लैम्पिंग करके संदर्भित किया जाता है।

सर्किट की चार्जिंग स्थिति का पता लगाने और संकेत देने के लिए, ओपैंप के आउटपुट पिन के पार एलईड की एक जोड़ी को तार से देखा जा सकता है। ग्रीन एलईडी इंगित करता है कि बैटरी चार्ज की जा रही है, जबकि बैटरी पूरी तरह चार्ज होने के साथ ही लाल हो जाती है, और आपूर्ति बैटरी से कट जाती है।

USB पोर्ट का उपयोग करके चार्ज कैसे करें

कृपया याद रखें कि चार्जिंग प्रक्रिया काफी धीमी हो सकती है और इसमें कई घंटे लग सकते हैं, क्योंकि कंप्यूटर के यूएसबी से करंट सामान्य रूप से बहुत कम होता है और यह 200mA से 500mA के बीच हो सकता है, जिसके आधार पर नंबर पोर्ट का उपयोग किया जाता है।

एक बार सर्किट को इकट्ठा करने और स्थापित करने के बाद, नीचे दिखाए गए डिज़ाइन का उपयोग यूएसबी पोर्ट के माध्यम से किसी भी ली-आयन बैटरी को चार्ज करने के लिए किया जा सकता है।

पहले संकेतित बिंदुओं पर बैटरी को कनेक्ट करें, और फिर अपने कंप्यूटर के यूएसबी सॉकेट के साथ यूएसबी कनेक्टर में प्लग करें। बैटरी चार्ज होने का संकेत देते हुए हरे रंग की एलईडी तुरंत बन जानी चाहिए।

आप इसकी चार्जिंग की निगरानी के लिए बैटरी के पार एक वोल्टमीटर संलग्न कर सकते हैं, और यह जांच सकते हैं कि सर्किट आपूर्ति को सही तरीके से काटता है या निर्दिष्ट सीमा पर नहीं।

चूंकि कंप्यूटर से करंट यूएसबी काफी कम हो सकता है, वर्तमान नियंत्रण चरण को नजरअंदाज किया जा सकता है और उपरोक्त डिजाइन को बहुत सरल बनाया जा सकता है:

वीडियो क्लिप स्वत: कट-ऑफ एक्शन दिखाती है, जब 4.11V तक ली-आयन सेल चार्ज की जाती है:

कृपया ध्यान दें कि सर्किट तब तक चार्जिंग शुरू नहीं करेगा जब तक कि पावर स्विच ऑन करने से पहले बैटरी कनेक्ट न हो जाए, इसलिए यूएसबी पोर्ट से कनेक्ट करने से पहले बैटरी को पहले कनेक्ट कर लें।

LM358 में दो ओपैंप होते हैं, जिसका अर्थ है कि एक ओपैंप यहाँ बर्बाद हो गया है और अप्रयुक्त रहता है, इसलिए LM321 की कोशिश की जा सकती है इसके बजाय एक बेकार अप्रयुक्त opamp की उपस्थिति से बचने के लिए।

उपरोक्त USB ली-आयन चार्जर सर्किट कैसे सेट करें:

जिसे लागू करना बेहद आसान है।

1. सबसे पहले, सुनिश्चित करें कि पूर्व निर्धारित पूरी तरह से जमीन की तरफ ले जाया गया है। प्रारंभ में, पिन # 2 पूर्व निर्धारित के माध्यम से जमीनी स्तर पर होना चाहिए।
2. इसके बाद, बिना किसी बैटरी से जुड़े, ठीक 4.2 V पर लागू करें + - सर्किट की आपूर्ति लाइनों, एक सटीक समायोज्य बिजली की आपूर्ति के माध्यम से।
3. आपको हरे रंग की एलईडी तुरन्त दिखाई देगी।
4. अब, धीरे-धीरे प्रीसेट को घुमाएं, जब तक कि हरे रंग की एलईडी बंद न हो जाए, और लाल एलईडी स्विच चालू हो जाए।
5. बस इतना ही! जब वास्तविक Li-Ion सेल इस स्तर तक पहुँच जाता है, तो सर्किट को अब 4.2 V पर काट दिया जाता है।
6. अंतिम परीक्षण के लिए, डिस्चार्ज की गई बैटरी को दिखाए गए स्थान से कनेक्ट करें, कंप्यूटर USB सॉकेट के माध्यम से इनपुट पावर प्लग-इन करें, और सेल को चार्ज किए गए 4.2 V थ्रेशोल्ड पर चार्ज और कट-ऑफ देखकर मज़े करें।

लगातार चालू सीसी फीचर जोड़ा गया

जैसा कि देखा जा सकता है, मुख्य BJT के आधार के साथ BC547 चरण को एकीकृत करके एक निरंतर वर्तमान सुविधा को जोड़ा गया है।

यहां Rx रोकनेवाला वर्तमान संवेदी अवरोधक को निर्धारित करता है, और यदि अधिकतम वर्तमान सीमा तक पहुँच जाता है, तो इस प्रतिरोधक में विकसित संभावित ड्रॉप BC547 को जल्दी से चलाता है, जो कि ड्राइवर BJT के आधार को आधार बना देता है, जिससे इसका प्रवाह बंद हो जाता है और बैटरी चार्ज हो जाती है। ।

अब, यह क्रिया वर्तमान सीमा दहलीज पर दोलन करती रहती है, जिससे आवश्यक स्थिर धारा, सी.सी. नियंत्रित चार्ज कनेक्टेड ली-आयन बैटरी के लिए।

USB पावर के लिए आवश्यक वर्तमान सीमा नहीं है

यद्यपि एक वर्तमान सीमित सुविधा दिखाई गई है, लेकिन जब USB पहले से ही USB के साथ काफी कम होता है और एक सीमक जोड़ना बेकार हो सकता है, तो सर्किट के साथ USB का उपयोग करने पर इसकी आवश्यकता नहीं हो सकती है।

वर्तमान सीमक का उपयोग केवल तब किया जाना चाहिए जब स्रोत का प्रवाह काफी अधिक हो, जैसे कि सौर एनेल या किसी अन्य बैटरी से

सर्किट को और बेहतर बनाना

कुछ परीक्षण के बाद यह सामने आया कि डार्लिंगटन ट्रांजिस्टर एक ली-आयन कोशिकाओं के लिए पर्याप्त वर्तमान स्विच करने में असमर्थ था, विशेष रूप से जो गहराई से विच्छेदित थे। इससे सेल के पार वोल्टेज स्तर और सर्किट की आपूर्ति रेल में अंतर हुआ।

इस समस्या से निपटने के लिए, मैंने नीचे दिए गए NPN / PNP नेटवर्क की एक जोड़ी के साथ सिंगल डार्लिंगटन BJT की जगह लेते हुए, डिज़ाइन को और बेहतर बनाने की कोशिश की:

इस डिज़ाइन ने वर्तमान डिलीवरी में काफी सुधार किया, और परिणामस्वरूप बैटरी टर्मिनल वोल्टेज स्तर और वास्तविक आपूर्ति वोल्टेज स्तर के बीच अंतर के मार्जिन में कमी आई, और इसलिए गलत कट-ऑफ स्विचिंग।

निम्नलिखित वीडियो, उपरोक्त सर्किट का उपयोग करके परीक्षा परिणाम दिखाता है:

5V रिले का उपयोग करना

उपरोक्त डिज़ाइन भी 5V का उपयोग करके बनाया जा सकता है, जो सेल में सबसे अच्छा संभव वर्तमान वितरण और तेज चार्जिंग सुनिश्चित करेगा। सर्किट आरेख नीचे देखा जा सकता है:

कृपया ध्यान दें:

इस लेख को हाल ही में काफी हद तक बदल दिया गया था और इसलिए पुरानी टिप्पणी चर्चा इस वर्तमान अद्यतन डिज़ाइन और स्पष्टीकरण में दिखाए गए सर्किट आरेख के साथ मेल नहीं खा सकती है।