Độ lại pin Lithium: dùng nguồn USB trực tiếp cho thiết bị (hướng dẫn & lưu ý an toàn)
Bài viết này hướng dẫn cách độ lại pin Lithium để cấp nguồn trực tiếp từ cổng USB cho thiết bị (ví dụ bộ phát 4G), giải thích nguyên lý hạ áp bằng diode, lý do phải giữ lại mạch BMS và các lưu ý an toàn khi thực hiện.
Ý tưởng cơ bản
Thực hiện bằng cách bỏ cell pin cũ, giữ lại mạch BMS, rồi đấu nguồn từ cáp USB vào mạch BMS qua diode(s) để hạ điện áp đầu vào từ 5V xuống gần điện áp đầy của cell Lithium (~4.3V), từ đó cấp trực tiếp cho thiết bị thay vì đi qua mạch sạc của thiết bị.
Nguyên lý điện áp và diode
- Điện áp đầy cell Lithium xấp xỉ 4.2–4.3V.
- Điện áp nguồn USB thường là 5V; dùng diode có điện áp rơi để giảm bớt xuống gần 4.3V (mỗi diode silicon phổ thông như 1N4007 rơi khoảng 0.6–0.8V tùy dòng).
- Nếu bạn dùng một diode 1N4007, 5V − ~0.7V ≈ 4.3V (gần điện áp đầy); dùng hai diode sẽ hạ thêm, ví dụ 5V − 2×0.7V ≈ 3.6V–3.8V tùy thực tế, có thể an toàn hơn cho mạch và thiết bị theo người chia sẻ.
- Ngoài ra có thể thay bằng một diode chịu dòng lớn hơn (ví dụ 1N5408) nếu cần rơi điện áp lớn hơn và chịu được dòng cao hơn.
Tại sao phải giữ lại mạch BMS (Battery Management System)
- Mạch BMS bảo vệ pin: chống quá áp, quá xả, cân bằng cell…
- Mạch BMS còn gửi thông tin pin cho thiết bị (ví dụ % pin, nhiệt độ, trạng thái an toàn); nếu bỏ mạch này, thiết bị có thể không nhận pin và từ chối hoạt động, hoặc vận hành mà không có bảo vệ dẫn tới rủi ro cháy nổ và hư hỏng.
Ưu điểm của giải pháp cấp nguồn trực tiếp
- Giảm nhiệt phát sinh từ mạch sạc của thiết bị khi vừa sạc vừa dùng, từ đó giảm khả năng làm pin nóng và phồng.
- Kéo dài thời gian thiết bị hoạt động nếu dùng pin dự phòng hoặc nguồn USB lớn hơn, đồng thời cải thiện tản nhiệt nếu kết hợp quạt nhỏ.
Lưu ý an toàn và kỹ thuật
- Đảm bảo khả năng chịu dòng và nhiệt của diode/mạch: diode 1N4007 có giới hạn dòng thấp hơn so với 1N5408; chọn linh kiện phù hợp với dòng tiêu thụ thiết bị.
- Rơi điện áp của diode không phải hằng số — thay đổi theo dòng; thực tế điện áp sau diode có thể khác nhiều so với tính toán lý thuyết.
- Không được bỏ hoàn toàn mạch bảo vệ (BMS); nếu mạch BMS bị hỏng hoặc không tương thích, đừng nối trực tiếp nguồn vào thiết bị.
- Giải pháp này làm thay đổi cách hệ thống quản lý pin hoạt động; nếu thực hiện sai có thể gây hư hỏng thiết bị, nóng quá, hoặc nguy cơ an toàn (cháy/nổ).
- Nên thử đo điện áp và dòng khi tải thực tế, kiểm tra nhiệt độ linh kiện trong thời gian chạy thử, và nếu cần dùng diode có công suất/độ bền cao hơn hoặc dùng giải pháp hạ áp ổn định (ví dụ mạch DC–DC phù hợp) thay cho diode.
- Nếu còn chỗ trong hộp, thay hai diode nhỏ bằng một diode chịu dòng lớn hơn (ví dụ 1N5408) có thể hợp lý để đạt rơi điện áp mong muốn và chịu dòng an toàn hơn.
Thêm: tản nhiệt bằng quạt
Bạn có thể thêm một quạt nhỏ để tản nhiệt cho thiết bị (ví dụ bộ phát 4G). Tác giả dùng quạt 12V cho hiệu quả tản nhiệt mà không làm ổn (ổn = rung?); nếu muốn gọn và chạy trực tiếp từ USB, có thể dùng quạt 5V tương thích với nguồn USB.
Khuyến cáo chung
- Thực hiện chỉ khi bạn hiểu rõ điện tử cơ bản và rủi ro; nếu không, tốt nhất không tự sửa.
- Luôn kiểm tra điện áp, dòng, nhiệt và đảm bảo mạch BMS còn hoạt động đúng chức năng trước khi sử dụng lâu dài.
Ghi chú
Bài viết tóm tắt kinh nghiệm độ thực tế (ví dụ bộ phát 4G) và các lưu ý an toàn cần cân nhắc trước khi sửa chữa hoặc thay đổi hệ thống pin.
