Ini bukan proyek pertama saya untuk mengembangkan pengisi daya baterai laptop. Perhatikan bahwa dalam proyek pertama saya menggunakan Max1873. Tetapi untuk mengontrol muatan, saya harus menggunakan mikrokontroler ATtiny. Semua akan baik-baik saja, tetapi di sini diperlukan untuk menulis kode tertentu, yang mempersulit proyek.
Proyek kedua didasarkan pada MP26123 atau MP26124 dari Monolithic Power Systems. Chip ini memungkinkan untuk mengisi baterai yang kosong, menghentikan pengisian ketika level pengisian mencapai 100%, mengosongkan baterai yang sudah terisi, dan mengontrol suhunya. Keuntungan lain dari pengontrol adalah sakelar FET utama terletak di dalam, yang mengurangi kerumitan tata letak. Contoh papan rakitan ada di awal artikel. Nah, di bawah potongan kita akan membahas detail proyek.
Detail proyek
Untuk pengembangan papan, saya mempelajari spesifikasi pengontrol MP26123 dan MP26124. Penunjukan elemen yang dibutuhkan untuk papan ditunjukkan pada diagram di bawah ini. Ada juga file sumber jika Anda ingin mengubah desain papan .
Poin penting: pengontrol tidak mengurangi arus muatan, jangan membatasi arus input. Tapi ada sekering 5A di papan. Alih-alih dioda Schottky tradisional untuk banyak papan, saya menggunakan PFET untuk mengurangi panas. PFET sebagai pengganti dioda juga digunakan untuk menghindari penggunaan penurunan tegangan 0.4V melintasi dioda. Ini penting karena baterai 3-sel yang hampir penuh hampir tidak memiliki cukup energi untuk menerangi layar laptop. Pengontrol MP26123 / MP26124 memberi daya pada beban regulator buck LM2596 baik dari baterai atau input 19V. Tidak ada penurunan tegangan saat menghubungkan atau memutuskan catu daya. Pin pengaktifan MP26123 / MP26124 berada di paling tepi papan, sehingga Pi dapat mematikan pengisian daya jika diperlukan.
Kait SR idle selalu diberi energi untuk mengaktifkan beban regulator buck. Ini diperlukan jika sakelar tombol tekan daya dihidupkan. Kait SR didukung oleh regulator linier 3,3V atau catu daya input 19V. Arus yang ditarik oleh baterai dengan beban regulator buck adalah 315 μA. Pengosongan baterai internal sebesar 2% ditambah kerugian 3% karena sirkuit pelindung menghasilkan pengosongan baterai lengkap dalam 324 hari. Jika Anda tidak berencana untuk menggunakan laptop selama ini, yang terbaik adalah dengan melepas baterainya. Dalam hal ini, pengosongan sendiri sebesar 2% akan menyebabkan baterai habis sepenuhnya setelah sekitar dua tahun (dengan syarat, tentu saja, baterai telah terisi 100% saat dilepas).
Jika tegangan baterai turun di bawah 3V untuk satu sel, pengontrol MP26123 / MP26124 akan mengisi daya selama 30 menit, mengurangi arus hingga 10% dari arus pengisian. Berkat resistor R12, saya mengurangi arus muatan total menjadi 1A. Menurut spesifikasinya, pengontrol dapat menangani 2A, tetapi saya tidak ingin membebani sistem secara berlebihan. Segera setelah voltase baterai mencapai level maksimum, pengisi daya akan memasuki mode siaga (pada 10% dari arus terukur) dan kemudian mati.
Waktu pengisian maksimum diatur pada 4,5 jam dengan kapasitor C6 0,15 μF. Nilai waktu dapat diubah dengan mengubah kapasitansi kapasitor - untuk ini ada tabel data dengan rumus. Jika diperlukan, termistor baterai 10K NTC dapat dihubungkan ke pengontrol daya untuk mematikan arus pengisian ketika suhu naik atau turun ke level yang telah ditentukan. Secara default, perjalanan akan dilakukan pada 40 ° C (tinggi) atau 11 ° C (rendah). Jika Anda tidak menghubungkan termistor, atur resistor ke 10K untuk meniru suhu ruangan.
Sayangnya, pengontrol MP26123 / MP26124 memiliki sejumlah kelemahan. Jadi, mereka hanya dapat digunakan untuk mengisi sel baterai lithium dengan tegangan setiap sel tidak melebihi 4.2V. Baterai lama, yang nilainya 4,1V, dan yang baru dengan sel 4,35V, tidak dapat diisi dengan perangkat ini. Tetapi jika Anda menginstal pengontrol Max1873, maka tidak ada masalah.
Untuk menyolder pengontrol, saya menggunakan oven buatan sendiri, tetapi, tentu saja, lebih baik menggunakan stasiun solder dengan pemanas udara untuk memasang papan.
Fitur papan
Lebar trek di papan dirancang untuk arus minimal 3A. Beberapa opsi diujicobakan, akhirnya diputuskan untuk berhenti di lebar track minimal 5 mm. Di versi pertama papan, 3.3V dari MP26123 digunakan untuk kait SR, yang hanya diaktifkan saat dicolokkan ke stopkontak. Desain yang diperbarui mencakup regulator linier 3,3V terpisah yang menjaga kait SR tetap beroperasi dengan atau tanpa daya. Dimensi papan adalah 62 mm * 54 mm.
Dari segi harga, tiga papan yang dibuat oleh OSHPark.com harganya $ 26 pengiriman oleh USPS. Anda juga dapat menggunakan JLCPCB.com, untuk ini gunakan file arsip MPS_Charge_Controller_2021-02-23.zip . Lima papan akan membebani pelanggan $ 10 dengan pengiriman standar.
Grafik di bawah ini menunjukkan hasil tes MP26123 mengisi daya baterai 3S2P dari Lenovo T61.
Saya juga memposting instruksi di Instructables yang menunjukkan cara menghubungkan papan pengisi daya baterai ke Pi, Teensy, dan kartu grafis. Manual tersebut menjelaskan cara menggunakan Raspberry Pi bertenaga baterai di laptop yang dimodifikasi. Ada juga yang menyematkan kode C yang mengontrol komunikasi dengan baterai melalui SMBus, menampilkan indikator level pengisian daya dan mematikan laptop saat habis.
