Chi tiết về dự án

  1. Trang chủ
  2. Dự án
  3. Dự án thiết kế bo mạch PCB kiểm soát quá trình sạc pin Lithium-Ion
  1. thứ sáu, 25-07-2025
  2. Đăng bởi: Migtech company

Dự án thiết kế bo mạch PCB kiểm soát quá trình sạc pin Lithium-Ion

Dự án nhằm phát triển một bo mạch PCB cho hệ thống sạc pin Lithium-Ion an toàn, ổn định và hiệu quả. Bo mạch sẽ thực hiện phương pháp sạc dòng không đổi (CC) và điện áp không đổi (CV), đồng thời giám sát nhiệt độ và ngắt mạch khi có sự cố. Mục tiêu là ứng dụng cho bộ sạc di động hoặc module thay thế cho các thiết bị chứa pin rời.

Yêu cầu kỹ thuật

  • Điện áp đầu ra: 4.2 V ±1% - Dòng sạc tối đa: 2 A
  • Giám sát nhiệt độ qua cảm biến NTC
  • Bảo vệ quá áp, quá dòng, ngắn mạch
  • Giao tiếp UART/LED báo trạng thái
  • Kích thước PCB tối đa: 60 × 40 mm


Khối chức năng hệ thống

  1. Nguồn vào ổn định (USB 5 V hoặc adapter 9 V)
  2. Mạch điều khiển CC/CV 3. Cảm biến dòng điện và điện áp
  3. Cảm biến nhiệt độ NTC gắn gần cell
  4. MCU xử lý thuật toán và giao tiếp
  5. Cơ cấu chuyển mạch (MOSFET + driver)

Thiết kế sơ đồ nguyên lý
Layout PCB và quản lý nhiệt

  • Vùng Yêu cầu chính Giải pháp Power plane
  • Dòng 2 A, ΔT tối thiểu Trace rộng 5 mm, 2 lớp đồng 35 µm Ground plane
  • Giảm nhiễu và tăng độ cứng Mặt dưới toàn mặt đồng
  • Thermal vias Tản nhiệt MOSFET 8 via 0.3 mm xung quanh
  • Component keep-out Khoảng cách cách ly nguồn và tín hiệu
  • Duy trì 5 mm tối thiểu

Phần mềm nhúng và thuật toán sạc
Kiểm thử và hiệu chỉnh

  • Thử nghiệm với cell 18650 2200 mAh
  • Đo điện áp đầu ra, dòng sạc và nhiệt độ qua data-logger
  • Xác nhận quá trình CC chuyển sang CV chính xác
  • Đo hiệu suất chuyển mạch (Pout/Pin), đạt ≥90%
  • Kiểm tra bảo vệ: kết nối ngắn mạch (MOSFET tắt)

Kết quả đạt được

  • Bo mạch hoạt động ổn định ở dòng 2 A và điện áp 4.2 V
  • Độ chính xác đo dòng ±2% và đo áp ±0.5%
  • Nhiệt độ MOSFET tối đa 45 °C khi sạc liên tục 2 A
  • Bảo vệ quá dòng, quá áp và nhiệt độ vận hành hiệu quả

Dự án gần đây