1.1 Принцип работы устройства

Данная схема портативного зарядного устройства состоит из трех основных блоков.

1. Схема заряда Литий-ионного аккумулятора

2. Литий-ионный аккумулятор

3. Схема повышающего преобразователя напряжения

Схема заряда литий-ионного аккумулятора собрана на базе специализированного контроллера заряда TP4056. Если аккумулятор находится в разряженном состоянии, при подключении внешнего зарядного устройства загорается красный светодиод HL2 и начинается процесс заряда.  Пока напряжение на аккумуляторе меньше 2.9В, ток заряда ограничен величиной 90-100мА. С повышением напряжения выше 2.9В, ток заряда плавно возрастает до 550мА. При достижении напряжения 4.1В, ток заряда начинает плавно снижаться, в дальнейшем происходит стабилизация напряжения на уровне 4.2В и после уменьшения зарядного тока до 105мА светодиоды начинают периодически переключаться, показывая окончание заряда, при этом заряд всё равно продолжается с переключением на синий светодиод HL1. Переключение идёт в соответствии с гистерезисом контроля напряжения аккумулятора. Номинальный ток заряда задаётся с помощью резистора R7. Конечное напряжение заряда жёстко задано на уровне 4.2В с точностью 1.5%. После окончания заряда аккумулятора гаснет красный светодиод и загорается синий.

Литий-ионный аккумулятор с номинальным напряжением 3.7В и встроенной защитой от перезаряда свыше 4.2В, переразряда ниже 2.75В и короткого замыкания.

Схема повышающего преобразователя напряжения собрана на базе микросхемы XL6009. При включении переключателя SA1, на выводы 4 и 2 микросхемы DD1 подается напряжение 4.2В, в результате чего запускается внутренняя схема и генератор. Внутренний транзистор замыкает выводы 3 и 1, из-за чего происходит накопление энергии во внешней индуктивности L1, при этом диод VD1 закрыт. После того, как транзистор закроется, энергия с индуктивности поступит через открытый диод VD1 на емкость C4 и она зарядится до напряжения 5В. При этом выходное напряжение, т.е. напряжение на емкости сравнивается с опорным 1.25В, и если оно ниже, то процедура повторится в следующем такте. Если оно больше, то длительность времени открытия транзистора уменьшится амплитудой в несколько милливольт и частотой генератора.

1.1.2 Описание структурной схемы

Источник постоянного напряжения это сетевое зарядное устройство с выходным постоянным напряжением 5В, подключаемое к портативному зарядному устройству в случае, когда разряжен внутренний аккумулятор. Стабилизатор тока нужен для ограничения тока заряда аккумулятора, в зависимости от напряжения на нем. Световая индикация показывает степень заряженности портативного зарядного устройства. Аккумулятор является основным источником питания устройства. Входной сглаживающий фильтр необходим для уменьшений пульсации входного напряжения. ШИМ контроллер – это Широтно Импульсный Модулятор, который управляет мощным полевым транзистором (ключом). Выходной сглаживающий фильтр нужен для устранения пульсаций выходного напряжения. Световая индикация показывает, что портативное зарядное устройство включено. Нагрузка – это различные мобильные устройства, подключаемые к портативному зарядному устройству.