ماژول شارژر باتری 1 سل 3 آمپر IP2312

ماژول شارژ 1 سل 3 آمپر مبتنی بر آی‌سی IP2312

ماژول شارژ تک سل لیتیوم ۳.۷ ولت با جریان ۳ آمپر مبتنی بر آی‌سی IP2312، جهت تأمین نیاز مجموعه‌هایی که نیازمند شارژ سریع باتری‌های لیتیوم یون یا پلیمر در ظرفیت‌های بالا هستند طراحی شده و دارای ساختار کامپکت با قابلیت نصب در انواع پروژه‌های DIY، تجهیزات پرتابل، ابزار هوشمند و مدارات تغذیه مستقل است. عملکرد مدار بر پایه الگوریتم CC/CV (جریان ثابت/ولتاژ ثابت) با ولتاژ نهایی ۴.۲ ولت و تحمل جریان تا مرز ۳ آمپر پیاده‌سازی شده است. امکان استفاده از تغذیه‌های معمول ۵ ولت (درگاه USB یا پد IN+) فراهم است و سامانه مدیریت حرارت، محافظت‌های داخلی و قابلیت تشخیص سلول معیوب در ساختار اصلی برد لحاظ گردیده است.

ورودی ماژول با بهره‌گیری از کانکتور USB (نوع micro USB یا Type-C بسته به مدل) یا پدهای مخصوص IN+ و IN- تأمین می‌شود که پس از رگولاسیون و کنترل حرارت توسط تراشه IP2312، فرآیند شارژ به صورت هوشمند بر روی باتری اعمال می‌شود. جریان شارژ بسته به مقاومت تنظیمی (Rprog) بین ۱ تا ۳ آمپر قابل انتخاب است و این آپشن متناسب با ظرفیت و نرخ دشارژ سلول تنظیم می‌شود تا بهترین پرفورمنس و بیشترین طول عمر باتری حاصل شود. ولتاژ خروجی کاملاً بر مقدار ۴.۲V محدود بوده و پس از رسیدن جریان به محدوده کمینه، ماژول به‌ صورت اتوماتیک فرآیند شارژ را متوقف می‌کند.

در ماژول، حفاظت‌های اساسی شامل حفاظت اتصال کوتاه خروجی، حفاظت اضافه شارژ (Overcharge protection)، حفاظت دمای بیش از حد (Thermal Shutdown)، و شناسایی سلول معیوب یا فاقد سلامت لحاظ شده است. ویژگی قطع شارژ هنگام افزایش حرارت تراشه یا ایجاد اشکال در اتصال، باعث جلوگیری از آسیب به باتری یا برد خواهد شد. نمایش وضعیت شارژ در بیشتر نمونه‌ها با دو LED (شارژ – قرمز، پایان شارژ – سبز) یا فقط یک نشانگر، به کاربر اطلاع می‌دهد که مرحله فعلی شارژ در چه وضعیتی قرار دارد. در برخی مدل‌ها، فیچر auto-restart یا راه‌انداز مجدد پس از قطع تغذیه به صورت سخت‌افزاری برقرار است.

برد قابل استفاده برای شارژ طیف وسیعی از سلول‌های لیتیوم یون ۱۸۶۵۰، ۲۶۵۰۰، لیتیوم پلیمر pouch، باتری‌های دوربین، اسباب‌بازی، اسپیکر بلوتوث، انواع پاوربانک DIY، پروژه‌های IoT و مدارات الکترونیک قابل حمل است. در حالت توصیه‌شده، جریان ۱ تا ۲ آمپر برای سلول‌هایی تا ۲۵۰۰mAh و جریان ۳ آمپر فقط برای سلول با ظرفیت بالا (۳۰۰۰mAh به بالا) مناسب خواهد بود. رعایت انتخاب کابل تغذیه مناسب با تحمل جریان کافی و رعایت قطر سیم و مسیرهای PCB نقش کلیدی در جلوگیری از افت ولتاژ، گرم شدن برد و تضمین کارکرد ایمن دارد.

ساختار ماژول بر اساس مصرف حداقلی توان در حالت استندبای، RDS(on) پایین ماسفت داخلی و طراحی فشرده برای انتقال حرارت بهینه شده است؛ لذا در صورت استفاده مداوم در حداکثر جریان ۳A، رعایت تهویه یا استفاده از هیت‌سینک کوچک توصیه می‌شود. تغذیه ورودی ماژول بسته به مدل بین ۴.۵ تا ۵.۵ ولت، و حداکثر جریان حقیقی تغذیه ۳ آمپر یا بالاتر انتخاب شود تا ولتاژ خروجی دچار افت نگردد. محدوده دمای کاری ماژول غالباً از ۰ تا ۷۰ درجه تعریف شده است.

برد فاقد حفاظت تخلیه عمیق (undervoltage) است. در نتیجه، در صورت باقی ماندن مصرف‌کننده روی باتری خارج از ماژول، لرزش یا دشارژ کامل سلول رخ می‌دهد. برای محافظت از عمر باتری، استفاده از سلول‌های دارای مدار BMS داخلی یا افزودن ماژول محافظ تخیله توصیه می‌شود.

اتصال بین پدهای B+ و B- (یا BAT+ و BAT-) به سرهای مثبت و منفی سلول لیتیوم مستقیماً انجام می‌شود. هدایت پلاریته صحیح ضروری است و اشتباه منجر به آسیب دیدن مدار خواهد شد. در پاوربانک‌های DIY یا مداراتی که همزمان شارژ و دشارژ دارند (مانند مدارات با وجوه LOAD)، طراحی باید به نوع مدار توجه کند تا جریان دشارژ از روی مدار شارژ عبور نکند و خروجی USB یا مدارات موازی با باتری، جریان خروجی را مستقیماً از سلول دریافت کنند.

در مدار، آی‌سی IP2312 به‌ عنوان مبدل شارژ سوئیچینگ با راندمان بالا و مدیریت فرآیند شارژ نقش مرکزی ایفا می‌کند. راندمان تبدیل انرژی غالباً بیش از ۹۲% است و افت حرارت پایین می‌ماند. IC یک مدار PWM کنترل شارژ با سوییچینگ فرکانس بالا راه‌اندازی می‌کند تا توان ورودی با اتلاف کم بر روی سلول منتقل شود؛ این ویژگی باعث می‌شود جریان شارژ بالا بدون تولید گرمای زیاد امکان‌پذیر شود. ولتاژ شارژ پایانی با تلورانس بسیار پایین نگه داشته شده تا از شارژ بیش از حد و آسیب سلولی جلوگیری شود.

جدول کامل مشخصات فنی ماژول شارژ 1 سل IP2312:

نکاتی برای نصب:

۱. استفاده از کابل ورودی با کیفیت و قطر مناسب برای تأمین جریان واقعی.

۲. مهار فیزیکی برد هنگام نصب در موقعیت‌های لرزان یا پرتابل جهت جلوگیری از آسیب به پایه‌های USB.

۳. توجه به دمای عملکرد IC و اجتناب از استفاده طولانی در دمای بالاتر از ۶۰ درجه.

۴. کنترل جهت صحیح اتصال باتری به ماژول پیش از اتصال تغذیه.

۵. برای باتری‌های با ظرفیت پایین‌تر از ۱۵۰۰mAh، کاهش جریان شارژ توسط Rprog ضروری است.

این ماژول یک انتخاب استاندارد برای کاربردهای پرتابل و نیازمند شارژ سریع و ایمن سلول لیتیوم تک سل می‌باشد و در صنعت و نمونه‌سازی الکترونیک کاربرد گسترده دارد.