锂电池 led 电路 深度研究低压恒流驱动电路,做个不一样的锂电灯

小编 2024-11-24 聚合物锂电池 23 0

深度研究低压恒流驱动电路,做个不一样的锂电灯

成品镇楼!

上一帖D了个加热台,把论坛换的灯珠灯板焊好了:

http://bbs.mydigit.cn/read.php?tid=2231442

想把它做成个电池供电的照明灯,以备不时之需。

找到个破灯罩子,铝的,涂上便宜硅脂,固定在这里面吧。

驱动、驱动.......

琢磨了好几种方案,不是效率低就是没材料,

总不能为了它再剁手马家后院吧

第一种方案L7135,线性恒流驱动,

倒是简单,但压差大了效率太低啊......

第二种,车用直流低压恒流IC,

好容易拆到一个,里面灌了环氧树脂,

想拆开改改电流,一砸碎了一地......

唉,看看还有啥,有个XL4015的可调板子,装到这灯上不值啊...

发现几块白菜模块,好,就它了,

白菜KIS-3R33S

拆开

红色框框中的4个元件拆除

拆除后...

3R33模块电路图

MP2307框图

可以看到5脚Adj接运放反相端,正相端为内部基准电压0.925V

输出电压由外部电阻分压接5脚,

与正相端基准0.925v比较来控制占空比,达到控制输出电压的目的.

画了个改造简图,

拆除前面那4个元件后像这样,

由于拆除了Adj的内部分压电阻,所以现在电压不固定,

负极串联检流电阻R,得到电压信号送往Adj来控制占空比,

达到恒流电压自适应的目的.

R越小,效率越高,R取值大小根据所驱动的LED电流,

按图中公式换算即可.

灯珠为4串,标称电流900ma,试验为目的,选择半功率,

计算检流电阻大约需要2Ω

找到一只2Ω电阻

接好

亮啦!

串电流表进去

可调电源供电

改一下输入电压

电流依然稳定

4串灯珠两端电压

达到了恒流驱动的目的

楼上虽然达到目的了,可是取样电阻太大,

影响电路效率,接着

改灯珠为2并两串,为了合适两串锂电池供电。

别问为什么,因为我只有两串的锂电池保护板

换个电路接着

这个电路用TL431为基准,检流电阻得到的电压信号和TL431由电阻分压后的电压叠加,

这样取样的检流电阻就可以大大减小取值,也就提高了效率。

背面好大的覆铜

可以在背面做文章了

大黄豆焊在这里

接着试,这次得小心点,这次的电路恒流的电流取值不是计算好的,

是由可调电阻决定,试验含有不确定因素,防止损坏,

所以稳压电源电流输出设定尽量不要超过LED额定电流。

换个电压输入,功率依然稳定,看来效率是提高了

串电流表,恒流值调到1A,这样对于两并两串的灯珠还是差不多半功率

两并两串的LED两端电压

根据现在的参数,此时效率超过了90%,很不错。

做个电池组,备用。

接上,好靓好亮啊!

上面这个电路存在电位器接触不好时电流会突然增大,还是不完美。

改进一下,实现电流0-1A可调,电位器接触不好电流会降低,

避免了烧坏灯珠的危险。

电位器可以作为调光开关。

当然,这些电路输入电压都必须高于灯珠导通电压1V左右。

找个小孩的糖果盒子做个灯罩

媳妇的化装品瓶盖

像这样

找个路由器电源

9V0.6A

萌猫太卡哇伊了

细砂纸打磨掉,磨砂效果了,不错

既可以开关电源供电,又可以锂电池供电的小灯终于D好啦

end 谢谢观看。

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作者:suhaiyuan

本文来源:数码之家

工程师,还在找双节锂电池的充电电路方案?这个芯片也许可以

工程师,在研发一些带有锂电池供电功能的项目,都会碰到一个类似的电路设计问题,也就是

如何设计锂电池的充电管理电路?

在不同的电路功能项目中,对锂电池的供电要求也是参差不齐;比如

作为单片机系统的备用电源,工程师只需要采用单节锂电池即可实现,因为单片机的供电电压3.3V与单节锂电池3.7V较为接近吻合;作为门禁系统的供电电源,工程师则需要采用双节锂电池供电,因为双节锂电池可以增加门禁系统的工作时间;作为对讲机的系统电源,工程师则优先采用更多容量的锂电池供电,因为对讲机在工作时消耗的电能比较多,小容量电池会影响对讲机的使用体验;

单节锂电池的充电管理电路,工程师也许设计相应的电路比较多;对于双节锂电池的充电管理电路,工程师怎么去设计开发呢?

众所周知,工程师在开发设计某一功能的电路,基本是两种途径

1)途径一:采用分立电子元器件搭建

工程师通过电路设计经验,根据不同参数类型的电阻电容、二三极管、MOS管、继电器、LED灯、晶闸管/可控硅等等分立电子元器件设计电路,使其通过不同的形式组合构建所需要的功能;

电路设计

2)途径二:采用集成式芯片方案

相比较使用分立电子元器件,工程师可能更愿意使用集成式的芯片,主要的原因是电路设计简单,根据芯片规格书推荐使用的典型应用电路,按照实际的项目需求调整参数,即可实现相应的电路功能设计;

这两种途径,没有谁优谁劣之分,工程师在研发项目,往往都是同时结合这两种设计技巧,因为没有一种电路设计方式能解决所有的电路问题;

针对双节锂电池充电管理电路,芯片哥推荐使用采用集成式芯片方案,例如TP5100 QFN16;那么TP5100芯片具体是怎么实现双节锂电池充电管理功能的呢?

TP5100应用电路图

TP5100应用电路图

在TP5100应用电路图中,工程师较为清楚地了解其设计方案;整个应用电路系统的外围只需简单的电阻、电容、电感以及LED,就可以轻松实现双节锂电池充电管理方案的设计,其电路详细设计过程

VIN引脚,作为电池充电的输入电源,其工作范围为4.5V~18V;CS引脚,作为TP5100充电功能的使能Enable引脚,工程师可以通过控制其逻辑电平的高低,控制锂电池的充电电压;一般接入外界的开关或者是MCU单片机,当CS=1时,则充电电压为8.4V,也就是选择了双节锂电池充电功能;CHRG引脚,作为锂电池正在充电工作状态指示 引脚,为了便于查看,工程师一般接入LED灯;STDBY引脚,作为锂电池充电完毕指示 引脚,同样为了便于查看,工程师一般接入LED灯;BAT引脚,作为锂电池的充电电压输出引脚,工程师在电路设计中直接连接双节锂电池端;

TP5100芯片

如何设置充电电流

工程师在开发设计锂电池的充电电路,两个核心问题比较关注;

问题一:充电电流如何设置

在TP5100应用电路中,充电电流的大小,工程师可以通过调节修改R2电阻的阻值来实现;具体的量化计算公式为 I = 0.1/R2;例如

R2电阻阻值为0.1Ω时,锂电池的充电电流为1A;

R2电阻阻值为0.067Ω时,锂电池的充电电流为1.5A;

当然TP5100芯片最大只能支持充电电流为2A,工程师在具体项目电路设计需要注意;

问题二:充电电压何时启动与关闭

双节锂电池充电,它有一个充电周期过程,分为三个不同工作阶段

阶段一:预充涓流状态

在锂电池电压小于5.8V时,TP5100充电管理芯片启动预充涓流状态,对双节锂电池进行涓流充电;预充的涓流电流大小,工程师可以通过调节芯片的Pin12引脚RTRICK的下拉电阻阻值确定;

具体的量化计算方法举例说明

如若RTRICK下拉电阻阻值为0Ω,也就是直接接地GND,则预充的电流为0.1*I;

如若RTRICK下拉电阻阻值为50KΩ,则预充的电流为0.2*I;

如若RTRICK下拉电阻阻值为114KΩ,则预充的电流为0.3*I;

如若RTRICK下拉电阻阻值为320KΩ,则预充的电流为0.5*I;

如若RTRICK下拉直接悬空,则预充的电流为I;

I为恒流的充电电流,也即为0.1/R2;显然在TP5100应用电路图中,选择的是常见预充电流0.1*I;

阶段二:恒流状态

在进行完锂电池的预充状态后,TP5100芯片就会启动恒流充电阶段,此时的充电电流为I=0.1/R2;直至双节锂电池的电压接近8.4V,例如距离8.4V相差50mV,则关闭恒流充电状态;

至于涓流充电状态,何时结束,也是一个待解的疑问;需要与芯片设计公司的工程师做个技术详细沟通

阶段三:恒压状态

在双节锂电池的电压距离8.4V还相差50mV,也就是8.35V时,TP5100芯片则启动恒压充电阶段,直至双节锂电池电压达到8.4V;

经历完预充涓流、恒流以及恒压三个充电阶段,双节锂电池则完成了一个完整的充电周期;

锂电池在给其他电路系统供电后,其电压会逐渐降低;假如双节锂电池电压下降到8.1V时,TP5100则会重新启动新的充电周期;

工程师了解完锂电池的三个充电阶段,就能较好地回答问题二;

充电何时启动?

在双节锂电池电压小于5.8V时或者电压在由8.4V下降到8.35时,TP5100开始启动充电功能;

充电何时关闭?

在双节锂电池电压达到8.4V时,TP5100关闭充电功能;

电路设计注意事项

虽然TP5100芯片应用电路方案,可以解决工程师的双节锂电池充电管理电路设计问题;但在设计项目开发电路中,芯片哥还是建议依据具体的电路功能需求而选择设计;

在采用此方案过程中,需要引起工程师注意的内容

TP5100芯片只能适合单节与双节锂电池充电项目;TP5100芯片最大只能设定的充电电流为2A;TP5100芯片最大只能支持输入的电压VIN为20V;

最后回到电路问题的本身,双节锂电池的充电管理电路,工程师该如何去设计?该采用什么芯片方案可以完成?TP5100只是其中一个电路解决方案,还存在其他的芯片方案,欢迎工程师一起参与交流讨论

本文由【芯片哥】原创撰写,一个只谈电子元器件与芯片的那些事,喜欢就关注芯片哥,和芯片哥一起加油吧 #芯片# #电路设计# #电子工程师#

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