2019年9月22日 星期日

替孤兒鋰離子電池差電及再用

現今手提裝置盛行,使用者經常機不離手,跌、撞、濕水……導致損壞經常發生
裝置損壞,不過電池卻未必損壞,而且這些鋰離子電池一般都需要原生裝置差電
即使相同品牌,但形狀不同,未必能安裝到其他裝置中,不能差電,丟掉又有點浪費
有沒有方法為這些電池差電,繼續使用?

正負極引腳

確認電池的正負極引腳位置
通常電池的保護外層都有標示正負極引腳
電池的正負極在沒有其他電子裝置連接下會短路
最嚴重會導致爆炸


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一般電話鋰離子電池都會標示正負極引腳
在下這塊電池除了正負極引腳,還有 2支引腳
在網上尋找資料
其中 1支引腳是 電池狀態指示器 (Battery Status Indicator (BSI))
另 1支引腳是 電池溫度 (Battery Temperature (BT))
通常這些訊號都需要原生裝置才能讀取到正確內容

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準備對應數量的跳線當作轉接線
飛線 最少有一端是插頭 ,另一端是插頭或插孔亦可

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將插頭 屈曲成爪狀 ,方便安置在電池引腳上

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將飛線插頭 安置在電池引腳上

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使用 電線膠布固定跳線在電池引腳上
如果打算長期使用,可以使用焊錫將引腳固定

測試電池

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使用跳線接駁電池正負極轉接線及測試電子裝置的正負極
若果測試電子裝置能夠啟動,即轉接線接駁正常及電池正常

差電注意

因為電池正負極接通迴路是放電狀態
不能直接使用外接電源接駁,否則會短路
最嚴重會令電池或外接電源過熱而著火或爆炸


差電模組

在下在尋找資料,發現需要透過差電模組才能安全地替鋰離子電池差電
網上建議使用 TP4056模組
不過在下在 鴨寮街 都找不到,但找到 J5019模組 替代

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J5019模組 的正面

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J5019模組 的背面

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J5019模組 的外觀

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J5019模組 有一個 Micro USB Type B 的插孔,可以接駁 Micro USB Type B 外接電源提供電力
亦可以透過 Vin+ (Vin正極)Vin- (Vin負極) 接駁外接電源的正負極提供電力
J5019模組 接受 3.3V 至 7.0V

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Vout+ (Vout正極)Vout- (Vout負極) 接駁到其他電子裝置的正負極

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BAT+ (BAT正極)BAT- (BAT負極) 接駁到鋰離子電池的正負極來差電

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J5019模組 使用的 TC4056A晶片 其實與 TP4056模組 相同
TC4056A晶片 還可以 檢測電池溫度,避免差電過熱 ,當然亦會令差電時間稍微延長
左下方寫著 122 是一件非常細小的零件,是一種使用 表面黏著技術 (Surface-Mount Technology (SMT)) 的電阻
使用 表面黏著技術 焊接 到 印刷電路板 (Printed Circuit Board (PCB)) 稱為 表面黏著裝置 (Surface-Mount Device (SMD))
替換成其他 電阻 (不一定 SMT電阻) 可以改變 A值,電阻 越小 A值 越大,反之亦然,但不恰當的 A值 可能會令電池損壞
SMT電阻 上會寫著 3 至 4 位數值
如果 3 或 4 位數值,例如 TC4056A晶片 的 122 ,最後的數值是 10^n ,再乘以前方的數值,因此 122 是指 12*10^2 = 1200 Ω 或 1.2 kΩ

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數值可以包含一個 R ,是指 小數點
例如 J5029模組 上有一塊寫著 4R7 的電阻,電阻值是 4.7 Ω 或 4700 mΩ
R001 是指 0.001 Ω 或 1 mΩ , 1R01 是指 1.01 Ω 或 1010 mΩ

除了 R ,根據 電子工業聯盟 (Electronic Industries Alliance ,現為 電子工業協會 Electronic Industries Association)
制訂的 EIA-96 有一套電阻值編號表
有需要可以參巧電阻值編號表對照電阻值

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B6289D晶片 能協助 J5019模組 調整輸出為最大 28V4A

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SS36晶片 能保護 J5019模組 避免電壓過大而受損

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轉動 調整器 可以改變 Vout 輸出
(循環旋轉)

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能改變 Vout 輸出範圍由 4V 至 28V
V值 越高,紅色 LED燈 越光

配置及焊接差電模組

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可以使用排插焊接到 J5019模組
J5019模組 有 6個 通孔 (Through-Hole) ,可以剪裁出 6個排插 使用
使用 插頭 (Plug)插孔 (Socket) 亦可 (在下使用插頭)

零件分佈位置

Vout+Vout-Vin+Micro USB Type BVin-
01DAdjustifier
SS36
222122
Capacitor0Capacitor
4R7B6289DRed LED103TC4056A
Green LED103
Capacitor
Bat+CapacitorBat-

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將引腳座安裝到麵包板,方便定位

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將 J1059組模 安裝在引腳座上

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使用 錫線焊接器 接駁 排插 及 J5019模組

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焊接 排插 後的 J5019模組

使用差電模組

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接駁外接電源後,會 亮著綠色 LED燈

差電效果

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線路接駁方式
(使用 03962A模型 代替 J5029模型 ,都是使用 TC4056A晶片)

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差電時會 亮著紅色 LED燈

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差滿電後會 亮著綠色 LED燈 及 微弱的紅色 LED燈

正式使用電池

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使用跳線安裝到目標電子裝置的正負極 (在下使用的電話,左一引腳是正極,左三引腳是負極)

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連接電池(的轉接線)的正負極

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足夠電力推動目標電子裝置

串聯電路

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J5019模組 的 Vout+ 及 Vout- 連接到 另一塊 J5019模組 的 Vin+ 及 Vin- 可以串聯起所有 J5019模組 來差電

並聯電路

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電源正極 連接到 各 J5019模組 的 Vin+ ,電源負極 連接到 各 J5019模組 Vin- 可以並聯起所有 J5019模組 來差電

(圖片只是展示接駁方式,並非使用 9V電池 替 2A電池 差電)

串聯 VS 並聯

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在下使用模擬器設定首五行供電裝置都是 4V 及 4A ,第六及七行左供電裝置都是 2V 及 2A 右電力裝置都是 4V 及 4A
串聯電路, A值 不受影響,但 V值 受影響
並聯電路, V值 不受影響,但 A值 受影響
多個裝置以串聯電路接駁到一個供電裝置時,不同裝置的 電阻值 會影響每個裝置的 V值
多個裝置以並聯電路接駁到一個供電裝置時,不同裝置的 電阻值 會影響每個裝置的 A值
一個裝置以串聯電路接騻到多個供電裝置時,目標裝置的 V值 會是所有電力裝置的 V值 的總和,但會以最少 A值 為最終結果
一個裝置以並聯電路接騻到多個供電裝置時,目標裝置的 A值 會是所有電力裝置的 A值 的總和,但會以最少 V值 為最終結果

差電速度 受 A值 影響,因此以 並聯電路 連接 J5019模組,會影響 差電速度
通常目標裝置都會標明 V值 及 A值 上限,因為供電裝置不一定穩定
避免達到與目標裝相同的 V值 及 A值,稍微降低會比較安全亦讓目標裝置耐用

總結

第一次焊錫,效果有待改進

在下測試另一塊 2100 mAh 的鋰離子電池,放盡所有電後,使用 J5019模組 差電
直至亮著 綠色 LED燈,後重新安裝回電話,發現電話只顯示 87%
如果沒有能量流失,大約只補充至 1827 mAh

如果閣下仔細留意,會發現在下的鋰離子電池規格標示著 3.85V ,而電話規格標示著 3.8V
V值 輸出過大,超出目標的承受力,會令裝置受損
不過事實上標示著 3.8V 的電池都不能穩定輸出 3.8V ,會在 3.8V 有輕微高低變化
如果 V值 誤差及不穩定輸出誤差不是太大,一般都不會有影響電池及目標裝置

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