4xAA DIY 小工具充电器安全吗?

电器工程 USB 电池充电
2022-01-13 01:36:01

我找到了一些自己动手制作 4-AA 电池小工具充电器的指南,它们基本上是连接到切断的 USB 电缆的四节 AA 电池:

http://robotification.com/2007/09/15/diy-usb-travel-charger/

http://www.instructables.com/id/Build-a-4-x-AA-USB-Altoids-Battery/

这种设备使用 AA 电池为您的小工具充电。

这看起来像是一个有用的项目,但我想知道,对于智能手机/Android 设备/mp3 播放器/平板电脑等小工具,长期使用它是否安全?假设它的极性正确,并且总是使用较低电压的充电电池,它应该总是在 5 伏左右,这是所有 USB 的标准,但不应该有一个防止过度充电的电路吗?这里最糟糕的情况是根本不充电,还是让设备变砖?

另外,什么可以防止这种情况发生逆转?如果 AA 没电了,插入手机实际上会将手机的电池耗尽到可充电的 AA 中吗?

更新 -

一个 5v 稳压器,红色电池连接到输入,红色 USB 连接到输出,两个黑色都接地,电池没电时似乎没有充电。我想知道为什么建议将绿色和白色接地。这不会使电压通过-、d+和d-返回,这是不推荐的吗?

4个回答

使用 4 x AA 碱性电池通常是安全的,但确实超出了 USB 规格,并且在某些情况下可能会发生损坏。我已经看到 IC 在这个角色中的最大工作电压为 5.5V(这很荒谬)——你希望设计师有更多的意义,但不能保证。

虽然某些设备可能会在充电输入和电池之间使用转换器,但许多设备(可能是大多数设备)不会。锂离子电池的最大充电电压为 4.2V,因此标称 5V 的 USB 输入通常可以满足这一需求,并为线性稳压器提供足够的裕量。

一个碱性电池在充满电时可以接近 1.6V - 大约 1.55V 是常见的或 6.2V 用于 4,可能会看到高达 6.4V。这个初始的高压“尾巴”没有多少能量,电压很快下降到1.5V或以下。

所以,你应该是安全的,但是 YMMV,唉。

一种解决方案是使用 LDO(低压差电压)稳压器或钳位稳压器,从电池或串联二极管中取出峰值能量以降低 0.4 至 0.8V(肖特基/硅)。

  • LDO 是最好的解决方案,但您希望尽可能少的下降。

  • 钳制以消耗峰值电池电压是不寻常的,但可行。可以使用齐纳二极管,但过于不精确。例如,采用 TO92 或其他较大封装(以获得良好的耗散能力)的TL431 钳位稳压器就可以了。TL431 加上晶体管会更安全。

  • 串联二极管既便宜又容易,但会阻止电池完全使用。假设最低可用电池电压为 4.6V(可能更高)。在 1.15V/cell 仍有一些电池容量。添加肖特基二极管可将最小电池电压增加到 4.6 + 0.4 = 5V 或 1.25 V/cell。浪费了一些容量。在高端,一个 0.4V 的压降二极管导致 Vbattmax 等于 (1.55V x 4 - 0.4) = 5.8V 或 1.45V/cell。“几乎肯定是安全的”。

使用 NimH 有效,但在底端更边缘化,在顶端更安全。在 4.6V 时,每节电池的 V 为 1.15V,而 NimH 仍有适度的能量剩余。在顶端 Vmax = 说 1.35V,在开始时可能短时间为 1.4V。4 x 1.4V = 5.6V。很可能是安全的。

充电智能在正在充电的手机(甚至是电池)中。当您通过 USB 充电时,它只会看到一个固定的 5V,电流限制在 500mA,因此在这一边无法控制充电。
唯一可能让你皱眉的是 4 AA 不给 5V 一个 USB 端口。大多数充电器可以在至少 6V 的电压下工作,所以你应该是安全的。

您手机的电池不会耗尽到已放电的 AA;它们不是直接连接的,也不是简单地通过电阻器连接的。中间有一个 DC-DC 转换器,它实际上可以从低于电池电压的电压为手机电池充电。

看看 Adafriut 的 Mintyboost,它有一个适当的调节器,可以输出恒定的 5V 电压并完全耗尽电池电量。

这是来自 Lady Ada 的关于其构建过程的文章:
http ://learn.adafruit.com/minty-boost

它使用的是MAX756,它只能在低至 0.7V 的电压下工作,但这足以让 2 节 AA 电池完全耗尽。

保护是正在充电的设备。看看 ST 的这个 IC(STC4054 http://www.st.com/stonline/books/pdf/docs/12666.pdf)。这是指导充电过程的常见充电器 IC。