Độ lại pin Lithium: dùng nguồn USB trực tiếp cho bộ phát 4G (hướng dẫn và lưu ý an toàn)
Trong ví dụ này, bộ phát 4G được độ để dùng nguồn trực tiếp từ cổng USB-A của pin dự phòng bằng cách bỏ cell pin cũ, giữ lại mạch BMS và đấu nguồn USB vào mạch BMS qua diode để hạ áp.
Ý tưởng cơ bản và cách làm
- Tháo cell pin cũ (ví dụ bị phồng) nhưng phải giữ lại mạch BMS vì mạch này vẫn chịu trách nhiệm bảo vệ (quá áp, quá xả, cân bằng cell) và truyền thông tin pin cho thiết bị như phần trăm, nhiệt độ và trạng thái an toàn.
- Đấu nguồn +5V từ cáp USB vào đầu vào mạch BMS, đặt diode (ví dụ 1N4007) nối tiếp để tận dụng điện áp rơi của diode nhằm hạ áp đầu vào xuống gần với điện áp đầy của cell Lithium.
Tính toán điện áp với diode
- Điện áp đầy của một cell Lithium xấp xỉ 4.3V khi sạc đầy.
- Một diode 1N4007 thường có điện áp rơi khoảng 0.7V, nên 5V vào sau khi qua 1 diode còn ~4.3V, tương đương điện áp đầy cell.
- Nếu muốn an toàn hơn cho mạch BMS và thiết bị, có thể dùng thêm một diode nữa để hạ xuống khoảng 3.8V (giảm thêm ~0.7V).
- Nếu khoảng trống vật lý đủ, thay hai diode 1N4007 bằng một diode 1N5408 (có điện áp rơi ~1–1.2V) cũng là lựa chọn phù hợp để đạt điện áp mong muốn.
Lợi ích của phương pháp này
- Giúp thiết bị có thể hoạt động lâu hơn khi cấp từ pin dự phòng trực tiếp.
- Giảm nhiệt sinh ra so với cách vừa sạc vừa dùng (khi nguồn phải qua mạch sạc của thiết bị). Nếu nguồn không đi qua mạch sạc, sẽ bớt nhiệt phát sinh từ mạch sạc và giảm ảnh hưởng lên tuổi thọ pin hoặc nguy cơ phồng pin.
Lưu ý an toàn quan trọng
- Không được bỏ mạch BMS — nếu bỏ mạch này thì thiết bị có thể không nhận dạng pin hoặc hoạt động mà không có bảo vệ, dẫn đến rủi ro cháy nổ và hư hỏng.
- Diode đơn giản chỉ là phương pháp hạ áp thô; diode sẽ tỏa nhiệt và không phải giải pháp điều chỉnh điện áp chính xác hay hiệu suất cao như bộ hạ áp DC-DC chuyên dụng.
- Đảm bảo đấu nối chắc chắn, cách điện tốt và để lại khoảng thoáng cho tản nhiệt nếu diode hoặc mạch bị nóng.
Tối ưu tản nhiệt
- Có thể lắp thêm quạt nhỏ để tản nhiệt cho bộ phát 4G; tác giả ví dụ dùng quạt 12V vì không bị ồn nhiều mà vẫn hiệu quả.
- Nếu muốn hiệu quả tản nhiệt cao hơn và điện áp tương thích, có thể dùng quạt 5V thay thế.
Kết
Phương pháp đấu USB vào mạch BMS qua diode là cách đơn giản để cấp nguồn trực tiếp cho thiết bị dùng pin Lithium và có thể giảm nhiệt so với vừa sạc vừa dùng; tuy nhiên bắt buộc phải giữ mạch BMS và cân nhắc rủi ro phát sinh nhiệt của diode cùng các biện pháp bảo vệ khác.
