4 Semplici circuiti Power Bank spiegati

L'articolo presenta 4 circuiti di power bank assortiti che utilizzano celle da 1,5 V e celle agli ioni di litio da 3,7 V che possono essere costruiti da qualsiasi individuo per la funzionalità di ricarica del cellulare di emergenza personale. L'idea è stata richiesta dal signor Irfan

Cos'è un Power Bank

Il power bank è un pacco batteria che viene utilizzato per caricare un cellulare all'aperto durante situazioni di emergenza quando una presa CA non è disponibile per caricare il cellulare.

I moduli power bank hanno guadagnato una notevole popolarità oggi grazie alla loro portabilità e capacità di caricare qualsiasi telefono cellulare durante i viaggi e durante le esigenze di emergenza.

È fondamentalmente una scatola di batterie che viene inizialmente caricata completamente dall'utente a casa e quindi portata all'aperto durante il viaggio. Quando l'utente scopre che la batteria del cellulare o dello smartphone sta per esaurirsi, collega il power bank al cellulare per un rapido rabbocco di emergenza del cellulare.

Come funziona un Power Bank

Ne ho già discusso uno di questi circuito del pacco caricatore di emergenza in questo blog, che utilizzava celle Ni-Cd ricaricabili per la funzione prevista. Dato che avevamo celle Ni-Cd da 1,2 V impiegate nel progetto, abbiamo potuto configurarlo esattamente ai 4,8 V richiesti incorporando 4 di queste celle in serie, rendendo il design estremamente compatto e adatto per caricare in modo ottimale tutti i tipi di telefoni cellulari convenzionali.

Tuttavia nella presente richiesta il power bank deve essere costruito utilizzando celle agli ioni di litio da 3,7 V il cui parametro di tensione diventa del tutto inadatto per caricare un cellulare che utilizza anche un parametro di batteria identico.

Il problema sta nel fatto che quando due batterie o celle identiche sono collegate l'una all'altra, questi dispositivi iniziano a scambiare la loro potenza in modo tale che alla fine si ottiene una condizione di equilibrio in cui sia le celle che le batterie sono in grado di raggiungere la stessa quantità di carica o la livelli di potenza.

Pertanto, nel nostro caso supponiamo che se il power bank che utilizza una cella da 3,7 V venga caricato completamente a circa 4,2 V e applicato a un cellulare con un livello di cella prosciugato a circa 3,3 V, entrambe le controparti cercheranno di scambiare energia e raggiungere un livello pari a (3,3 + 4,2) / 2 = 3,75V.

Ma 3,75 V non può essere considerato il livello di carica completo per il telefono cellulare che in realtà deve essere caricato a 4,2 V per una risposta ottimale.

Realizzazione di un circuito Power Bank da 3,7 V.

L'immagine seguente mostra la struttura di base del progetto di un power bank:

Diagramma a blocchi

Come si può vedere nel disegno sopra, un circuito di ricarica carica una cella da 3,7 V, una volta completata la ricarica, la scatola delle celle da 3,7 V viene trasportata dall'utente durante il viaggio e ogni volta che la batteria del cellulare dell'utente si scarica, la collega semplicemente Pacco cellulare da 3,7 V con il suo cellulare per ricaricarlo rapidamente.

Come discusso nel paragrafo precedente, per consentire al power bank da 3,7 V di essere in grado di fornire i 4,2 V richiesti a una velocità costante fino a quando il cellulare non è completamente carico a questo livello, un circuito step up diventa indispensabile.

1) Circuito Power Bank IC 555 Boost

Due) Utilizzo di un circuito Joule Thief

Se pensi che il circuito del caricatore della banca di alimentazione basato su IC 555 sopra sia ingombrante e eccessivo, potresti probabilmente provare un Concetto di ladro di Joule per ottenere quasi gli stessi risultati, come mostrato di seguito:

Utilizzo di celle agli ioni di litio da 3,7 V.

Qui puoi provare un resistore da 470 ohm, 1 watt per R1 e un transistor 2N2222 per T1.

1N5408 per D1 e 1000uF / 25V per C2.

Usa 0,0047 uF / 100 V per C1

Il LED non è necessario, i punti LED possono essere utilizzati come terminale di uscita per la ricarica dello smartphone

La bobina è realizzata su un nucleo in ferrite T18 Torroidal, con 20:10 spire per il primario e il secondario, utilizzando un filo isolato in PVC flessibile multistarnd (7/36). Questo può essere implementato se l'ingresso proviene da un pacco di 5nos di celle AAA da 1,5 V in parallelo.

Se si seleziona la cella agli ioni di litio alla sorgente di ingresso, potrebbe essere necessario modificare il rapporto a 20:10 giri, 20 essendo sul lato base della bobina.

Il transistor potrebbe aver bisogno di un dissipatore di calore adatto per dissiparsi in modo ottimale.

Utilizzo di una cella agli ioni di litio da 1,5 V.

L'elenco delle parti sarà lo stesso menzionato nel paragrafo precedente tranne l'induttore, che ora avrà un rapporto di rotazione 20:20 utilizzando un filo 27SWG o qualsiasi altro filo magnetico di dimensioni adeguate

3) Utilizzando TIP122 Emitter Follower

L'immagine seguente mostra il design completo di un power bank per smartphone con caricatore utilizzando il circuito Joule Thief:

Qui il TIP122 insieme al suo zener di base diventa uno stadio regolatore di tensione e viene utilizzato come caricabatterie stabilizzato per la batteria collegata. Il valore Zx determina la tensione di carica e il suo valore deve essere selezionato in modo tale che sia sempre un'ombra inferiore al valore effettivo di carica completa della batteria.

Ad esempio, se viene utilizzata una batteria agli ioni di litio, è possibile selezionare Zx come 5,8 V per evitare che la batteria si sovraccarichi. Da questi 5,8 V, il LED scenderà di circa 1,2 V e il TIP122 scenderà di circa 0,6 V, il che alla fine consentirà alla cella da 3,7 V di ottenere circa 4 V, che è appena sufficiente allo scopo.

Per 1,5 V AAA (5 in parallelo), lo zener potrebbe essere sostituito con un singolo diodo 1N4007 con il suo catodo verso terra.

Il LED è incluso per indicare approssimativamente lo stato di carica completa della cella collegata. Quando il LED si illumina intensamente, è possibile presumere che la cella sia completamente carica.

L'ingresso CC per il circuito del caricabatterie sopra può essere acquisito dal normale caricabatterie CA / CC del cellulare.

Sebbene il design di cui sopra sia efficiente e consigliato per una risposta ottimale, l'idea potrebbe non essere facile da costruire e ottimizzare per un nuovo arrivato. Pertanto, per gli utenti che potrebbero essere OK con un design leggermente low tech ma un'alternativa fai-da-te molto più semplice rispetto al concetto di convertitore boost potrebbero essere interessati alle seguenti configurazioni:

I tre semplici progetti di circuiti per power bank mostrati di seguito utilizzano un numero minimo di componenti e possono essere costruiti da qualsiasi nuovo hobbista in pochi secondi

Sebbene i design appaiano molto semplici, richiede l'uso di due Celle da 3,7 V. in serie per le operazioni di power bank proposte.

4) Utilizzo di due celle agli ioni di litio senza circuito complesso

Il primo circuito sopra fa uso di una configurazione di transistor collettore comune per caricare il dispositivo cellulare previsto, il perset 1K viene inizialmente regolato per abilitare un preciso 4,3 V attraverso l'emettitore del transistor.

Il secondo design sopra usa un file 7805 circuito regolatore di tensione per implementare la funzione di ricarica del power bank

L'ultimo diagramma qui mostra un design del caricatore utilizzando un limitatore di corrente LM317 . Questa idea sembra molto impressionante delle due precedenti poiché si occupa del controllo della tensione e del controllo della corrente insieme garantendo una ricarica perfetta del cellulare.

In tutti e quattro i circuiti di ricarica per telefoni cellulari power bank sopra, la ricarica delle due celle da 3,7 V può essere eseguita con la stessa rete TIP122 discussa per il primo progetto di caricabatterie boost. Lo zener da 5V dovrebbe essere cambiato con un diodo zener da 9V e l'ingresso di carica ottenuto da qualsiasi standard Adattatore SMPS 12V / 1amp.