پروژه الکترونیکی: پاور بانک برای گوشی های هوشمند

از این پاوربانک می توان برای شارژ گوشی های هوشمند استفاده کرد. این مدار پاوربانک از دو ماژول یکپارچه و یک باتری لیتیوم یونی استفاده می کند. ماژول اول یک شارژر باتری لیتیوم یونی و دومی یک ماژول مبدل تقویت کننده DC-DC است.

مدار و کارکرد پاور بانک

نمودار مدار پاور بانک در شکل 1 نشان داده شده است که شامل یک ماژول شارژر لیتیوم یون USB (USB-IN)، باتری لیتیوم یونی 3.7V/2600mAh (BATT.1)، کلید روشن/خاموش (S1) و ماژول مبدل تقویت کننده DC-DC (USB-OUT) است.

در اینجا از یک ماژول شارژر لیتیوم یونی مبتنی بر آی سی TP4056، باتری لیتیوم یون قابل شارژ (Samsung type 18650) و ماژول مبدل DC-DC مبتنی بر فناوری مدولاسیون فرکانس پالس (PFM) استفاده شده است.

ماژول شارژر باتری، که در شکل 2 نشان داده شده است، حول یک تراشه شارژر باتری لیتیوم یون اختصاصی TP4056 طراحی شده و دارای قطعات SMD است. این تراشه کنترل کننده شارژ داخلی، عملیات شارژ BATT.1 را با پردازش منبع ورودی 5 ولت DCدریافت شده از طریق سوکت USB (یا از طریق پایانه های IN+ و IN-) انجام می دهد. پایانه های خروجی (BAT+ و BAT-) می توانند مستقیماً به BATT.1 متصل شوند. دو LED SMD موجود در بالای برد مدار نشانگر وضعیت شارژ هستند.

از BATT.1 به عنوان مخزن برق استفاده می شود. از آنجایی که فقط منبع تغذیه 3.7 ولت DC از BATT.1 در دسترس است، مبدل تقویت کننده DC-DC برای تامین منبع تغذیه پایدار 5 ولت DC در خروجی استفاده می شود. اگر ولتاژ ورودی 0.9 ولت به 5 ولت DC در دسترس باشد، این مبدل خروجی ثابت 5 ولت DC را از طریق سوکت USB خود با راندمان تبدیل تا 96 درصد می دهد.

ماژول مبدل تقویت کننده DC-DC، که در شکل 3 نشان داده شده است، یک ماژول SMD با یک تراشه PFM در مرکز آن است. منبع تغذیه DCورودی که از طریق پایانه‌های ورودی (+ و -) تغذیه می‌شود توسط این تراشه اختصاصی پردازش می‌شود تا از طریق سوکت USB استاندارد در خروجی، یک منبع DC استاندارد USB پایدار ارائه کند. یک LED SMD موجود در نزدیکی پایانه های ورودی نصب شده است و به عنوان نشانگر وضعیت قدرت عمل می کند. سوئیچ S1 برای مسیر تغذیه DC از BATT.1 به مبدل گنجانده شده است.

کاربرد و طرز عملکرد پاوربانک

تقریباً همه گوشی‌های هوشمند به دنبال سیگنال‌ها/سطوح‌های D+ و D- رابط USB هستند که نشان‌دهنده قابلیت فعلی شارژر است. یک دستگاه با سرعت کامل، همانطور که در شکل 4 نشان داده شده است، از یک مقاومت کششی متصل به D+ استفاده می کند تا خود را به عنوان یک دستگاه با سرعت کامل برآورده کند. مقاومت pull-up در انتهای دستگاه نیز توسط میزبان یا هاب برای تشخیص وجود دستگاه متصل به پورت آن استفاده می شود. بدون این منطق مقاومت، USB فرض می‌کند که چیزی به گذرگاه متصل نیست.

در صورت بروز خطا در شارژ، مطابق شکل 5، خط D+ سوکت خروجی USB(در ماژول مبدل) را با کمک یک مقاومت 200 کیلو اهم به پایین بکشید.

دستورالعمل و تست پاوربانک

تمام قطعات مدار پاوربانک را مطابق شکل 1 مونتاژ کنید. سپس عملیات تست زیر را دنبال کنید:

1. ماژول شارژر را از طریق یک آداپتور AC به CON1 (USB-IN) وصل کنید یا با استفاده از کابل USB برای شارژ BATT.1، منبع تغذیه 5 ولت DC را از طریق رایانه شخصی یا لپ تاپ فراهم کنید.

2. برای شارژ، BATT.1 را به CON1 متصل کنید. یک LED قرمز رنگ روشن می شود و وضعیت شارژ BATT.1 را نشان می دهد. هنگامی که باتری به طور کامل شارژ شد، یک LED آبی رنگ روشن می شود. می توانید شارژر متصل به USB-INرا بردارید.

3. اکنون می توانید گوشی هوشمند خود را با اتصال آن به سوکت USB ماژول مبدل (USB-OUT) با استفاده از کابل USB و بستن سوئیچ S1 شارژ کنید. یک LED قرمز رنگ ماژول مبدل روشن می شود و وضعیت شارژ گوشی هوشمند را نشان می دهد.

یادداشت. پایانه های BATT.1 را با قطبیت صحیح به USB-IN و USB-OUT وصل کنید.

برای خرید انواع ماژول ها و قطعات الکترونیکی به کار رفته در این مطلب، می توانید به فروشگاه اینترنتی دیجی قطعه مراجعه کنید.

منبع: https://www.electronicsforu.com/electronics-projects/power-bank-circuit