Transistörlü LION/LIPO Şarj Devresi

[seron]

Daha önce şurada bir lityum pil şarj devresi paylaşmıştım. Bu paylaşacağım devre ondan daha kararlı ve iyidir.

Bu devre test edilmiş ve iyi çalıştığı gözlemlenmiştir. Tekrar tekrar yapılan testlerde kararlı çalıştığı anlaşılmıştır.



NASIL ÇALIŞIR:

Devre biraz karmaşık görünse de çalışmasını anlamak kolaydır. Devre bir tetikleyici devre ve PNP transistör çiftinden oluşur. Q1 ve Q2 tetikleyici devreyi oluşturur ve bu transistörler birbirini tersleyerek çalışır. Pil zayıfken Q1'in çıkışı LOW'dur. Bu, kırmızı LED'in yanması ve Q3'ün turn-off'da beklemesi anlamına gelir. Böylece BD140, giriş gerilimi ile pili beslemektedir.

Pil dolduğu zaman 10k direnç ve 5k pot'tan oluşan gerilim bölücüde yeterli referans gerilim oluşur. Tetikleyici devre çok hassastır. Bu değişime ani tepki verir ve Q2 transistörü Q1'i tersler. Q1'in çıkışı HIGH olur. Bu, Yeşil LED'in yanmasına neden olur. LED üzerinden geçen akım, Q3'ü iletime götürür. İletime geçen Q3, Q4'ü de iletime götürür. Q4'ün iletime gitmesi, BD140'ı yalıtıma götürür ve böylece şarj akımı kesilir. Devrenin çalışması bu kadar kolay ve anlaşılırdır.

Bu devre, TL431'den daha kararlı ve keskin çalışmaktadır. Linkte verdiğim devrede, kırmızı LED'den yeşil LED'e geçiş, yavaş ve yumuşak oluyordu. Bu devrede ise ani gerçekleşir. Burada schmitt-trigger devrelerinin ne kadar kararlı ve keskin çalıştığını anlamış oluyoruz.


NOTLAR:

Devredeki parçaların çoğu kritiktir. Bu nedenle elinizde olmayan parçaların yerine yakın değerde parça kullanmayın (Transistörler hariç, onları ikameleriyle değiştirebilirsiniz). Örneğin 5k pot yerine 10k pot kullanırsanız devrenin kararlılığı bozulabilir.

Devrede kullandığınız dirençlerin töleransları önemli değildir. İster metal film, ister karbon film kullanın. Devre iyi çalışıyor.

Besleme girişi 5V ila 9V aralığındadır. 12V ile test etmedim. Test edecekseniz Rch direncini 22R ila 27R yapın.

BD140 5V'de soğutucu istemiyor. Pil, en fazla 75mA çekiyor. Ancak 9V'de işler değişiyor. 100mA'yı geçiyor. Bu nedenle 9V beslemede Rch olarak görülen direnci resimde de gördüğünüz gibi en az 15R yapın.

Bu devrenin testinde 14500 model AA tip lion pil kullanılmıştır.

DEVRENİN OLUMLU TARAFLARI:

Devre acemi/profesyonel herkes tarafından kolayca kurulabilir.

Parçaları ucuzdur ve her yerde bulunur.

Arıza yaparsa basit arızalar verir ve tamiri kolaydır.

Küçük bir plakete, hatta delikli plakete bile kurulup kullanılabilir. Bir adaptör kutusunun içine yerleştirilebilir. SMD versiyonu da yapılabilir.

Evrensel 5V adaptörlere uygundur. İstenirse 9V adaptörlerle de kullanılır.

Devre hiçbir yerde yok, ben tasarladım. Yerli malı yurdun malı, herkes onu kullanmalı. Hazır modül almayın, kendiniz yapın.

DEVRENİN OLUMSUZ TARAFLARI:

Bu devreyi yapmak uğraştırıcı ve zaman alıcıdır. E doğal olarak...

Bu devre, hazır satılan TP4056 vb modüllerden daha avantajlı değildir.

Bu devre, pili doğru bir şarj akımı grafiği ile doldurmaz. Lityum pillerin şarjı 3 evrede yapılır:

1-Çok düşük akım(genellikle C/10), serbest voltaj. CC evresidir, sabit akım uygulanır ve bu evrede voltaj yükselmektedir.
2-Zayıflamakta olan akım, sabit voltaj(4,2V). CV evresidir. Cihazın çıkışı 4,2Volt'a sabitlenir, bu aşamada akım giderek düşmektedir.
3-Kesim evresi (tampon şarj yapılmaz!) Akımın düşmesi giderek hızlanır ve bir süre sonra sıfır olmalıdır. Kesinlikle tampon şarj uygulanmaz.

Bu devrede bu üç evre bulunmamakta, sabit akım ve sabit voltajla şarj yapılmaktadır. Bu da pilin ömrünü beklenenin daha altına çekebilir.

Devrenin analog yapısı nedeniyle pratik olmasına rağmen çok ilkeldir. Daha modern devreler yapmak lazımdır.

Giriş enerjisi kesilirse pil yavaş yavaş deşarj olur. Bu nedenle pili cihazda bırakmayın. Bu devreyi şarj cihazı gibi kullanın. Bir cihazın içine TP4056 modülleri mantığıyla yerleştirmeyin.

DEVRENİN PCB GÖRÜNÜMLERİ:





Sonradan NOT: Plakette gördüğünüz LED'lerden GRN işaretli olan yeşil olacak. KiCAD'da yeşil LED yok. GIMP ile yeşile boyuyordum, unutmuşum idare ediverinğ gari...

BASKI DEVRE:

Bu devreyi yapmak isteyenler için KiCAD ortamında PCB şeması çizilmiştir. Basıp yapmak isteyen baskı PDF'lerini şuradan indirebilir>>> https://disk.yandex.com.tr/d/uaIsF_wlOEd5xw

Hepinize iyi çalışmalar dilerim.

[power20]

Elektrik kesildi. Pil boşalacak ..

[seron]

Elektrik kesildi. Pil boşalacak ..

Merhaba.

Yaptığım testlere göre boşalmayacak.
Daha doğrusu deşarj akımı çok önemsiz.
Saatlerce kalmasında bir sakınca yok, o derece.
Gece bıraktım gündüz hala yeşil yanıyordu ve pil gerilimi 4,17-18'lerde dalgalanıyordu.
Test ettim, güvenle yapıp kullanabilirsin.

EDİT: Elektrik kesildi'den maksat kaynak geriliminin kesilmesi ise haklısın hocam.
O zaman şu uyarıyı ekleyelim:
-Pil şarj olduğunda cihazdan çekin!
-Bu devreyi bir cihazın içine kalıcı olarak yerleştirmeyin; şarj cihazı olarak kullanın.

İlk mesajıma ekliyorum. Uyarın için teşekkür ederim. Acemilik işte.

[M.Salim GÜLLÜCE]

PCB de daha az dolaşık yolları tercih etmelisin

[seron]

Teşekkür ederim ustam. Senin gördüğünü ben görememişim.

[M.Salim GÜLLÜCE]

Ayrıca bir kolaylık daha ekleyeyim.
Şema çiziminde ne kadar sade bir çizim yapıp zincir halkası gibi birvbirini takip eden çizimler yaparsan..
Aynı sırayla PCB ye eklemek PCB çözümlerini de kolaylaştırır ve daha derli toplu hale getirir. PCB yolları da en kısa yoldan halledilmiş olur.
Mesela şu şemayı ele alalım.



Buradaki soldan sağa eleman ve bağlantı sırasına dikkat edelim.
Kırmızı çerçeve içine aldığım alandaki sıralamaya POWER bölümünden sarkanı gözardı ederek gözden geçir.
Şematikteki sıralamaya mümkün olduğunca uyduğunu göreceksin.




Şematik çizimlerin büyüdükçe daha çok karışacaktır. Baştan bu yöntemi alışkanlık yaparsan daha büyük devrelerde sıkıntın azalır.