Литий-полимерная батарея и пример её применения, или очередное «облитивание».

Всем привет, в обзоре очередное «рукоблудие» по переделке под «литий», на этот раз электробритвы. Кому интересно, заходите…

Начну с того, что очень давно (ну лет 5-6 назад, а может и больше) я приобрёл электробритву Panasonic, довольно удачной (в смысле ни разу не сломалась) модели ES6002. Всё это время она служила мне, как говорится, верой и правдой, но как-то постепенно время между зарядками всё сокращалось, и наступил тот момент, когда одного заряда встроенной батареи перестало хватать для завершения качественного бритья (поначалу хватало на 5-6 процедур на одной зарядке). Вскрытие показало окончание ресурса никель-металлогидридных аккумуляторов.

Т.к. они имеют очень необычный форм-фактор, то это усложняло их замену путём приобретения в рядовом магазине, да и их ёмкость в сравнении с появившимися в последнее время более высокотехнологичными источниками энергии не мотивировала к дополнительным поискам. Выход напрашивался сам по себе – «литий». Для решения вопроса было решено в существующее место под аккумуляторы подобрать литиевую батарею как можно большей ёмкости. По данному критерию лучше всего подошла батарея типоразмера 103048 (10х30х48 мм), при этом её заявленная ёмкость составляла целых 1500 мАч, согласитесь, по сравнению с предыдущими 700 мАч, разница очень даже ощутима.


Но увы, реальность оказалась более прозаичной, измеренная ёмкость составила только 1150мАч, по этому поводу продавцу была сделана «предъява» и он, как «нормальный пацан» честно вернул 1 бакс.

Кстати в батарею встроен модуль защиты от перезаряда (порог 4,2 В) и переразряда (3,3 В), которые четко отработали при проверке ёмкости (сначала я разрядил батарею).
Итак, первая примерка показала, что новая батарея входит в корпус бритвы «тютелька в тютельку»

Но полностью «посадить» батарею на штатное место не получалось, мешали посадочные профили под старые круглые батарейки.

Пришлось поступить радикально – выступающие рёбра спилить гриндером.

После этого всё поместилось, как и задумывалось

от идеи утилизации предыдущей платы управления пришлось отказаться и оставить её на старом месте т.к. она довольно сложно механически сопряжена с частью выключателя (пришлось только обрезать выводы ввода питания и один вывод выключателя).

Предварительная проверка работоспособность выявила следующую проблему – двигатель, очевидно рассчитанный на рабочее напряжение около 2,4 В, упорно не хотел работать на питающих напряжениях более 3,2 В, его ротор просто «клинило» в слишком сильном магнитном поле, т.е. он не мог совершить первый оборот. Эксперименты показали что устойчивый запуск без сбоев происходит при питающем напряжении 3 В и ниже. Первоначально для решения проблемы я хотел установить понижающий преобразователь, которого у меня, как на зло, под рукой уже не оказалось и я решил прибегнуть к старым схемным решениям. Первое, что пришло в голову поставить последовательно 1-2 диода, чтобы погасить лишние 1,2 В, но при таком варианте я бы использовал наверное процентов 50 ёмкости батареи, тем самым дискредитировал бы саму идею перехода на «литий», да и обороты двигателя с разрядом батареи тоже падали бы. В итоге выбрал такой вариант:

Пришлось немного повозиться и отобрать из горстки стабилитрон на напряжение 3,0 В. Т.к. измеренный рабочий ток двигателя составил 0,7 А, то транзистор нужен на ток коллектора не менее 1 А, коэффициент передачи по току — не менее 70 (на схеме лучше бы смотрелся КТ972А). Поскольку выделяемая на транзисторе мощность может достигать почти 1 Вт, его желательно разместить на небольшом теплоотводе (я применил кусочек медной шины, обточив его по внутреннему размеру корпуса). Для исключения подгорания контактов выключатель я установил не в коллекторную, а в базовую цепь транзистора, при этом в выключенном состоянии ток потребления практически равен нулю (меньше 1 мкА – ток утечки транзистора). Для зарядки аккумулятора я применил популярную зарядку на базе микросхемы 4056.

Плату зарядки я закрепил двухсторонним скотчем к старой плате таким образом, чтобы индикаторные светодиоды были над существующим отверстием индикации, предварительно удалив с него светофильтр красного цвета и залив прозрачным термоклеем в форме линзы


Из-за громоздкости стабилизатор напряжения пришлось расположить между батарейным отсеком и двигателем.
Вид доработанного блока после всех коммутаций:


Поскольку бритва моющаяся, осталось только герметизировать тем же термоклеем отверстия от штырей предыдущих аккумуляторов

Для запитки от любой штатной телефонной зарядки «откусываем» от шнура питания старый тяжелый зарядный модуль, а вместо него припаиваем USB-разъём.
В итоге получаем электробритву с повышенным эксплуатационным ресурсом удобной индикацией зарядки (раньше не было индикации её окончания) и даже возможностью её применения одновременно с зарядкой аккумуляторов, которой не было в начальном варианте.


Всем удачи и успехов.