Mạch sạc pin Lithium-polymer (LiPo)

Pin Li-Po hay pin Lithium-polymer là loại pin có thể sạc lại dựa trên công nghệ Lithium-ion được đóng gói trong túi mềm. Túi  này làm cho chúng rất nhẹ, đáp ứng về độ bền cơ học. Pin Li-Po được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng cần trọng lượng là một yếu tố quan trọng. Các ứng dụng phổ biến là máy bay mô hình điều khiển bằng radio, đồ chơi RC, thiết bị cầm tay, v.v.

Pin Lithium Polymer được phát triển từ Pin Lithium Metal. Sự khác biệt chính là thay vì sử dụng chất điện phân muối lithium liên kết trong các dung môi hữu cơ như Ethylene carbonate, Di Methyl Carbonate Di Ethyl Carbonate, pin Li-Po sử dụng chất điện phân polymer như Poly Ethylene Oxide, Poly Methyl Methacrylate, Poly Acrilonitrile, vv Điện áp đầu ra của pin Li-Po phụ thuộc vào công nghệ được sử dụng đằng sau nó. Đó là 2,7-3,0 V (thải ra) đến 4,20-4,35 V (tích điện) cho các tế bào dựa trên Oxit kim loại Liti và nó là 1,8-2 V (thải) đến 3,6-3,8 V (tích điện) cho các tế bào dựa trên Phosphate sắt. Dòng sạc thường bằng 1/5 so với định mức mAH của pin.

Giống như các loại pin khác, pin Li-Po cũng dễ gặp phải các vấn đề liên quan đến sạc quá mức, xả sâu, quá nhiệt, chập điện, v.v ... Bất kỳ vấn đề nào trong số này có thể dẫn đến hư hỏng vĩnh viễn cho pin hoặc thậm chí là nổ. Để tránh những vấn đề như vậy, phải hết sức cẩn thận khi thiết kế mạch sạc pin LiPo. Dưới đây là  bộ sạc pin LiPo có thể sạc pin 3,7V /360mAh. Điện áp sạc được giới hạn ở 4V để đảm bảo an toàn và dòng sạc được giới hạn ở mức 63mA. Sơ đồ mạch của bộ sạc pin LiPo được hiển thị dưới đây.

Sơ đồ mạch

Opamp LM324 là ic chính của mạch. Có thể sử dụng IC TL071, TL072,.. thay thế cho Opamp LM324. LM324 được mắc như một bộ so sánh. Điện áp tham chiếu được sửu dụng cho đầu vào không đảo và nó được đặt bằng các điện trở R1 và R2. Điện áp tham chiếu ở đây là 3,5V. Kết quả trên có được thông qua phương trình Vref = (9 / (R1 + R2)) * (R1). Đầu cực dương của pin được kết nối với đầu vào đảo ngược của opamp thông qua diode D1. R5 là điện trở kéo xuống.

Khi điện áp pin trên 4v, điện áp được đưa trở lại đầu vào đảo ngược sẽ cao hơn 3,5V. Vì 4V-D1= 3,5V. Đầu ra của opamp xuống đất, Q1 TẮT. Điều này cách ly pin với điện áp sạc và pin vẫn an toàn. Khi điện áp pin dưới 4V, điện áp được đưa trở lại đầu vào đảo ngược sẽ thấp hơn 3,5V và đầu ra của opamp dao động đến bão hòa dương. Điều này làm cho ON và pin bắt đầu sạc. Điện trở R4 giới hạn dòng sạc của pin là 60mA. Phương trình là (Vcc-VcesatQ1-Vb) / R4 = Ib. Trong đó Vcc là điện áp cung cấp, VcesatQ1 là điện áp thu-phát của Q1 trong quá trình bão hòa, Vb là điện áp pin khi được xả, R4 là điện trở giới hạn dòng điện và Ib là dòng sạc. Khi được thay thế bằng các giá trị, nó là (9V-0,2V-2,7V) /100 ohm = 61mA.

LED D2 là led chỉ báo. Nó phát sáng khi pin đang sạc và tắt khi pin được sạc đầy. Điện áp đặt trước của IC 7809 được sử dụng để sản xuất 9V ổn định từ nguồn cung cấp 12V.