휴대용 배터리 전원 공급 장치. 계획, 설명

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휴대용 배터리 전원 공급 장치. 무선 전자 및 전기 공학 백과사전

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현재 휴대폰, 멀티미디어 포켓 플레이어, 태블릿 컴퓨터, 내비게이터, 디지털 카메라 등과 같이 내장형 배터리로 구동되는 다양한 소형 장치가 널리 사용되고 있습니다. , 대부분의 경우 작은 용량의 배터리가 장착되어 자율 작동 중에 불편을 줄 수 있습니다.

내장 배터리의 용량 및 상태와 230V 네트워크의 존재에 대한 이러한 장치의 의존성을 줄이기 위해 제안된 장치를 제조할 수 있으며 다양한 무선 장비에 전원을 공급할 수 있습니다. 내장된 배터리를 충전합니다. 장치의 구성표가 그림에 나와 있습니다. 1. Li-Ion 18650 배터리 22개로 전원을 공급하는데 고장난 넷북의 배터리가 이러한 배터리의 기증자이자 컨트롤러 역할을 했습니다. 이름-P900-5800, 용량-7,2mAh 및 공칭 전압-5V를 표시했습니다. 장치는 최대 6,2A의 부하 전류 또는 불안정한 1에서 출력에서 6 또는 8,4V의 안정화 된 전압을 제공합니다 ... 최대 1,4A의 전류에서 5V. 짧은 시간 동안(2분마다 XNUMX초 미만) 모든 출력 전압에서 부하 전류가 최대 XNUMXA가 될 수 있으므로 다음과 카메라를 연결할 수 있습니다. 내부 전원이 방전된 플래시.

쌀. 1. 배터리 전원 공급 장치 구성도(확대하려면 클릭)

배터리는 컨트롤러 A1에 병렬 직렬로 쌍으로 연결된 4개의 배터리 G1-G5로 구성됩니다. 컨트롤러 출력의 번호 지정은 조건부이며 배터리를 넷북에 연결하기 위한 커넥터의 첫 번째 음극 출력부터 시작합니다. 배터리에서 다양한 장치에 전원을 공급하고 재충전하려면 핀 XNUMX에 논리 저전압을 적용해야 합니다.

배터리를 충전하기 위해 장치의 입력(소켓 XS1)에 12 ... 16 V의 정전압이 적용되며 다이오드 VD1은 이 전압의 역극성으로부터 보호하는 역할을 합니다. 1V의 선형 전압 조정기가 집적 회로 DA9에 조립되며 출력에서 전류 제한 저항 R7, R8 및 다이오드 VD5를 통한 전압이 컨트롤러 A1의 전원 출력에 공급됩니다. 외부 전원이 컨트롤러 A1을 켜는 소켓 XS1에 연결되면 트랜지스터 VT1이 열립니다. 빛나는 LED HL1은 배터리 충전 프로세스가 진행 중임을 나타냅니다. 50mA 이상의 전류에서 트랜지스터 VT2(게르마늄)가 열리고 HL1 LED가 최대 밝기로 빛납니다. 이 LED가 더 이상 켜지지 않으면 배터리가 충전 중입니다. 커패시터 C2-C4 및 C6은 전력 차단 DA1 마이크로 회로입니다. 3V가 존재할 때 HL9 LED가 켜집니다.컨트롤러 회로 보드 A1에서 5A 재설정 가능 퓨즈가 발견되었습니다.장치가 더 낮은 전류용으로 제조되었으므로 추가로 1A 재설정 가능 퓨즈 F1,6을 설치하여 손상을 방지했습니다.

78V 및 05V의 전압 조정기가 KA2R5 (DA6,2) 미세 회로에 조립됩니다.이 미세 회로는 최대 5A의 출력 전류로 양극성 1V의 제어 선형 전압 조정기이며 최대 전력 손실은 15W이며 소비 전류는 약 10mA입니다. 마이크로 회로는 1A의 부하 전류에서 0,5V를 초과하지 않는 입력과 출력 사이의 작은 최소 허용 전압 강하로 인해 기존의 통합 스태빌라이저와 다릅니다. 스태빌라이저를 켜고 끄는 입력(핀 4)도 있습니다. .

SB1 버튼의 접점이 닫히면 컨트롤러 A5의 출력 1가 낮은 로직 레벨을 가지므로 배터리 전압이 컨트롤러 출력(핀 7 및 8)에 존재합니다. 이 경우 약 1μA의 전류가 저항 R0,3을 통해 흐른다. SB2.1 버튼의 닫힌 접점을 통해 전압 조정기 5 / 6,2 V의 입력에 배터리 전압이 공급됩니다. SB3.1 버튼의 접점이 닫히면 접점이 닫힐 때 출력 전압은 5V입니다. 직렬 연결된 다이오드 VD6,2 및 VD2에 의해 설정되는 3V가 열려 있습니다. 저항 R4, R6은 스태빌라이저의 임계 전압을 켜거나 끕니다. 다이어그램에 표시된 저항 값을 사용하면 닫힌 접점 SB6,3의 경우 3.1V이고 열린 접점의 경우 7,3V입니다. 스위칭 히스테리시스 - 약 0,12V

다이어그램에 따라 SB2 버튼 접점이 아래쪽 위치에 있으면 DA2 전압 조정기가 아닌 XS2 소켓에 전원이 공급됩니다. 이 경우 배터리 상태를 모니터링하고 안정적인 전압이 필요하지 않은 다양한 장치에 전원을 공급할 수 있습니다.

2색 LED HL6,2는 장치의 출력 전압이 5V일 때 녹색, 5V일 때 빨간색으로 빛납니다. 출력 전압이 2V일 때 출력 소켓 XS3 및 XS5(USB 커넥터)에 연결됩니다. 6,2, 7,2 및 2V의 출력 전압이 소켓 XSXNUMX에 공급됩니다.

넷북 리튬 배터리에 두 번째 수명을 주기 전에 접착된 플라스틱 케이스가 솔기를 따라 조심스럽게 열립니다. 배터리가 "0,5"으로 방전되면 컨트롤러를 우회하여 전류 제한 저항 또는 전류 소스를 통해 1 ~ 5400A의 전류로 몇 분 동안 직접 재충전할 수 있습니다. 이 시간 동안 배터리는 컨트롤러를 켜기에 충분한 전압을 얻습니다. 완전히 충전된 배터리의 측정된 용량은 1A의 전류로 방전했을 때 약 2mAh였으며, 이는 약 4년 된 배터리에 대한 좋은 지표입니다. 컨트롤러 보드(그림 00)에는 BLA2AE4이라는 레이블이 지정되었습니다. 전선의 용도는 다음과 같습니다. 중앙에는 두 개의 파란색 - 컨트롤러 마이너스, 녹색 - 컨트롤, 두 개의 빨간색 - 컨트롤러 플러스가 있습니다. 보드 가장자리를 따라 : VC (파란색 와이어)에 접촉 - G3 및 G1 요소 빼기, Vp (빨간색 와이어)에 접촉 - G4 및 G8,4 요소에 더하기, 중앙의 VM에 접촉 (납땜되지 않은 와이어) - 공통 요소 G10,8-G14,4. 컨트롤러는 전압이 2V에 도달하면 배터리 충전을 중지합니다. 마음대로 사용할 수 있는 다른 컨트롤러가 있는 다른 배터리가 있는 경우 인터넷에서 또는 실험적으로 출력의 목적을 찾을 수 있습니다. XNUMXV 또는 XNUMXV의 작동 전압에 노트북 배터리를 사용하는 경우 입력 전압과 출력 전압의 차이가 크기 때문에 DAXNUMX 스태빌라이저 대신 스위칭 강압 전압 조정기를 사용하는 것이 좋습니다.

휴대용 배터리 팩
쌀. 2. 컨트롤러 보드

장치를 조립하기 전에 컨트롤러에서 배터리를 분리합니다. 조립 및 설계 테스트의 마지막 단계에서 연결되지만 조심해야합니다. 소형 배터리의 리드 단락 전류는 수십 암페어에 달할 수 있습니다.

일부 요소는 37x62mm 크기의 회로 기판에 배치되고 미세 회로는 방열판에 배치됩니다(그림 3). 설치 - 양측 힌지. AN78M09 칩은 국내 KR142EN8A 또는 xxx78M09xx 시리즈로 대체할 수 있습니다. xxx78R09 시리즈 칩을 사용하는 경우 장치의 최소 입력 전압은 10,5V가 될 수 있습니다. KA78R05 칩은 절연된 TO-78F-05L 220핀 패키지의 xxx4R50 시리즈로 대체할 수 있습니다. 두 마이크로 회로는 냉각 표면적이 XNUMXcm인 일반적인 골이 있는 두랄루민 방열판에 장착됩니다.² 열 전도성 페이스트 KPT-8 또는 이와 유사한 것을 사용합니다. 장치의 경우 방열판 옆에 수십 개의 통풍구를 만들어야합니다. 미세 회로의 핀으로 가는 연결 와이어는 가능한 한 짧아야 합니다.

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쌀. 3. 회로 기판에 요소 배치

2SC3199 트랜지스터는 2SC815, 2SC845, 2SC1815, 2SC9014, KT3102, KT6111 시리즈, SFT307 게르마늄 트랜지스터 중 하나로 교체할 수 있습니다. 이 트랜지스터의 베이스 전류 전달률은 클수록 좋습니다. 다이오드 SR25는 다이오드 SR26, SR39, SR40, SR41, 42N504로 대체할 수 있습니다. 505N506 다이오드 대신 Sh306x, SRP360x, FR1x 시리즈를 사용할 수 있습니다. 다이오드 5822N1는 Sh5402x, RL540x 시리즈로 대체할 수 있습니다. 저항기 - 적절한 전원. 산화물 커패시터 - 수입, C300 - 정격 전압이 30V 이상인 세라믹 또는 필름. 커패시터 C1, C4002, C400, C10, C1 - 표면 실장용 세라믹, 해당 미세 회로의 전원 리드 또는 산화물 커패시터의 리드. 나머지 커패시터는 세라믹 K35-3입니다. LED RL4-YG8S 녹색 발광 및 RL9-SR11S 적색은 기존 저전력으로 교체할 수 있습니다.

이중 색상 LED L119SURKMGKWT는 L119 계열의 이중 색상 일반 음극 LED로 교체할 수 있습니다. LED의 밝기가 증가하면 저항 R10의 저항이 여러 번 증가하여 배터리에서 장치가 소비하는 전류를 줄일 수 있습니다.

작동 모드 스위치(SB1-SB4 버튼) - 종속 고정 기능이 있는 스위치 P2K의 XNUMX중 블록, 각 버튼에 두 개의 스위치 접점 그룹. 그 중 하나를 클릭하면 나머지는 원래 위치로 돌아갑니다. 구조를 조립하기 전에 이러한 스위치를 테스트하고 필요한 경우 접점을 산화물로부터 청소하십시오. 뜨거운 접착제와 폴리머 접착제 "Kvintol"로 장치 본체에 접착됩니다. 배터리 셀은 부드러운 양면 접착 테이프로 케이스에 고정됩니다.

이 장치는 28x91x175mm 크기의 플라스틱 케이스에 조립됩니다. 노드의 레이아웃 보기가 그림에 나와 있습니다. 4. 조립된 장치의 질량은 약 380g이며 장치에 전원을 공급하려면 12V 자동차 온보드 네트워크 또는 최소 12A의 부하 전류를 위해 설계된 다른 16 ... 0,7V 전압 소스를 사용할 수 있습니다. .장치에 연결된 부하는 SB1 버튼의 접점 위치에 관계없이 공급 전압을 수신합니다.

휴대용 배터리 팩
쌀. 4. 노드 레이아웃 보기

5,8Ah의 배터리 용량은 예를 들어 중간 볼륨(209mW)에서 약 170시간 동안 Okean-100 라디오 수신기에 전원을 공급하거나 소형 포켓 MP60 플레이어에 80~3시간 동안 전원을 공급하기에 충분합니다. 전류 소비 - 60 ... 80 mA) 내장 배터리의 기능보다 약 800배 더 높습니다. 휴대폰의 배터리(용량 1000~1mAh)를 여러 번 완전히 충전할 수도 있습니다. 장치를 사용한 후에는 SBXNUMX 버튼을 눌러 장치의 전원과 장치에 연결된 부하를 끄는 것을 잊지 마십시오.

저자: A. 부토프

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