Главная » Питание
Призовой фонд
на март 2017 г.
1. UNI-T UT-39C
Паяльник
2. Тестер компонентов LCR-T4
Паяльник
3. 100 руб.
От пользователей

Похожие статьи:


Доработка китайского Power Bank

Итак. Все началось с того, что друг заказал на ebay.com устройство под названием Power Bank. Девайс, сам по себе, довольно полезный, когда не совсем китайский ну и стоит раза в 2 дороже. Этот же был заказан как раз для экспериментов и доработок. Примерно через месяц прибор приполз на местное отделение почты, а затем попал к нам в руки: 

Такой вот ничем ни примечательный черный глянцевый корпус. Сверху находится какая-то кнопка и то, что должно быть индикатором уровня. На одном торце корпуса находится miniUSB разъем для зарядки устройства, а на другом - два USB разъема для подключения мобильной техники. Китайцы обещают на них 5В с токами 1А и 2.1А.

Через несколько дней он был подвергнут безжалостной разборке, для этого, в принципе и был заказан. Разобрать это чудо техники оказалось совсем на просто, китайцы намертво заклеили корпус по периметру. И вот, после полу часа мучений нашему взору предстала следующая картина:

Внутри оказалось 4 аккумулятора формата 18650, такие же как в батареях ноутбуков (как раз такие аккумуляторы были подготовлены перед заказом девайса), при этом подключенными оказались только два из них. Как позже выяснилось, неподключенные аккумуляторы не подавали никаких признаков жизни и уже начали покрываться ржавчиной под полиэтиленовой оберткой. В связи с чем были незамедлительно отправлены на помойку.

Между аккумуляторами уютно пристроилась плата управления, которая содержала:

  • повышающий STEP-UP преобразователь на какой-то неизвестной микросхеме с номиналом 8628 (даташит на нее найти так и не удалось);
  • схему контроля уровня напряжения для предотвращения переразряда аккумуляторов и по совместительству зарядное устройство на двух микросхемах DW01 (микросхема контроля) и 8205А (два MOSFET транзистора);
  • пару транзисторов для включения "индикатора уровня заряда";
  • "индикатор уровня заряда", который на самом деле оказался четырьмя светодиодами, включенными параллельно.

Схему преобразователя мы трогать не стали, т.к. для зарядки телефона его вполне хватает. Кроме этого присутствует защита от перегрузки по току. Да, USB разъемы, помеченные 5В 1А и 5В 2.1А, включены параллельно. А вот схемой контроля / зарядки занялись вплотную. Она оказалась стандартной, такие ставят на обычные литиевые аккумуляторы. Выглядит она вот так:

MOSFET транзисторы М1 и М2 как раз и являются микросхемой 8205А. От дальнейшего использования ее в качестве зарядного устройства пришлось отказаться. Во-первых при подключении 4-х аккумуляторов она достаточно сильно грелась, а во вторых на сами аккумуляторы подавалось около 5В. Да и заряжать 4 аккумулятора включенных параллельно да еще и без контроля температуры, не самая лучшая идея. Поэтому начался поиск альтернативного решения. Выбор пал на микросхемы TP4056. Характеристики у нее такие:

  • напряжение питания от 4 до 8В. (типовое 5В.);
  • настраиваемый ток заряда. максимальный ток 1А;
  • уровень напряжения зарядки аккумуляторов 4.2В;
  • контроль температуры при помощи терморезистора с отрицательным ТКС;
  • минимум внешних компонентов.

Схема включения вот такая (взята из даташита):

Получается очень удобная штука, требуется только задать уровень тока зарядки резистором Rprog и подать питание, а об остальном микросхема позаботится сама. Китайцы, кстати, выпускают готовые модули для зарядки литиевых аккумуляторов, но подключения терморезистора там не предусмотрено, что является огромным минусом.

Сами микросхемы были заказаны с того же ebay, в количестве 5шт. Сначала предполагалось сделать отдельный канал на каждый аккумулятор, но из-за ограничения в свободном пространстве, пришлось ограничиться двумя каналами и соединить аккумуляторы парами (тем более в батарее для ноутбука сделано точно так же). В итоге родилась вот такая схема:

Как видно, кроме схемы зарядного устройства в устройство добавились два индикаторных светодиода. HL1 загорается при окончании процесса зарядки обеими микросхемами, т.е. пока одна из них продолжает зарядку и сигнал об окончании не выдается, гореть светодиод не будет. Светодиод HL2 загорается в том случае, если одна из микросхем перестанет выдавать сигнал о нормальной работе (т.е. произошел перегрев, обрыв, сдох аккумулятор и т.п.). А пока обе микросхемы говорят, что все хорошо, светодиод погашен. Пары аккумуляторов соединены через диоды, чтобы исключить влияние микросхем друг на друга в процессе работы. Диод следует выбирать с наименьшим сопротивлением перехода, иначе напряжение на выходе будет заметно ниже напряжения на аккумуляторах и схема контроля будет отключать преобразователь слишком рано. Я взял диодную сборку S30SC4M из компьютерного блока питания, падение напряжения составило 0.25В. Достаточно неплохой результат, хотя и не идеал. Ток заряда настраиваем исходя из параметров зарядного устройства. Как оказалось, ни одно из имеющихся у нас не дает ток больше 1А. Поэтому зарядный ток на каждую пару аккумуляторов ограничен на уровне 0.5А. Микросхемам как раз комфортно работать, а вот при большем токе придется продумать охлаждение микросхем. Терморезисторы были выпаяны из батареи для ноутбука. При комнатной температуре имели сопротивление в районе 8К. Микросхема считает ситуацию аварийной, если напряжение на первом выводе станет меньше 45% от питающего (2.25В) или выше 80% от питающего (4В.). Исходя из этого были подобраны номиналы резистивного делителя на выводе 1 микросхем. В итоге при комнатной температуре на вывод TEMP приходит около 3В. при комнатной температуре.

Все это дело было собрано вот на такой плате:

Шедевром ее не назвать, но переделывать было, честно говоря, лень. Тем более, что эта плата работает нормально, ни обрывов ни КЗ на ней нет, а пара расплывшихся дорожек еще никому не мешали. "Лопухи" по обеим сторонам платы являются терморезисторами и как раз удобно ложатся под аккумуляторы. Да, резисторы на 0.5 Ом найти не удалось, поэтому впаял два резистора на 1 Ом. параллельно "бутербродом".

Теперь настал самый интересный момент, соединение двух плат - китайской и нашей. Перед началом процедуры объединения надо провести некоторые доработки того, что было установлено в устройстве изначально. Во-первых - по какой-то непонятной причине китайцы сделали так, что при подаче внешнего питания на плату запускался преобразователь и молотил в пустую. Во-вторых начинали светиться светодиоды "индикатора уровня", что ночью довольно сильно мешает. Итак, берем плату и начинаем выпаивать из нее лишние элементы:

А именно диод (чтобы не было лишнего падения напряжения, да и грелся он не слабо, позже был удален и резистор с номиналом R470), и резистор на 100К. (как раз через него и контролировался факт подачи питающего напряжения). Заодно меняем резисторы в обвязке DW01 в соответствии с даташитом - 470 Ом на 100 Ом, и 2К на 1К. (на фото они еще не поменяны). На обратной стороне платы так же делаем некоторые изменения:

Разделяем входную и выходную земли. Теперь на управление подачей напряжения на преобразователь полностью зависит от микросхемы DW01. и подпаиваем провода:

Левый провод +, правый -. Соответственно позже, после исключения резистора R470, плюсовой провод паяется на площадку возле miniUSB разъема. Сам же резистор выполнял чисто защитную функцию, но т.к. у нас на каждой микросхеме стоит отдельный резистор на 0.5 Ом, этот является лишним.

Позднее оказалось, что надо произвести еще одну доработку платы:

Пришлось подключить кнопку напрямую к минусу аккумуляторов. Это связано с тем, что в схеме присутствует защита от перегрузки по току (как уже говорилось выше). Встроена она все в ту же микросхему DW01 и с двумя убитыми аккумуляторами она работала нормально (при повышении нагрузки просто проседал ток на аккумуляторах), а вот с четырьмя начались чудеса. Оказалось, если подключить на зарядку сразу два телефона, схема контроля сразу же отключает аккумуляторы от преобразователя. А вот включать обратно ни в какую не хочет. Помогало либо переподключение аккумуляторов, либо кратковременная подача минуса питания в обход схемы контроля. Естественно, второй способ гораздо проще и удобнее. Поэтому кнопка была подключена напрямую к минусу аккумуляторов, с обратной стороны был убран транзистор 1А (подключен как раз параллельно кнопке, запускал "индикатор уровня" при подключении внешнего питания), который можно увидеть чуть ниже дросселя, а на его место впаяны последовательно соединенный диод и резистор на 470 Ом. Катод диода паяем на площадку коллектора (нижний на фото), а резистор на площадку эмиттера (левый на фото). Место соединения резистор и диода очень удобно пришлось на площадку базы, которая после удаления резистора на 100К осталась абсолютно свободной. Резистор и диод нужны для защиты схемы (может у нас на выходе КЗ, а мы минус напрямую подаем). Теперь после срабатывания защиты, достаточно отключить нагрузку и нажать на кнопку.

Вот теперь все готово к воссоединению. В нашей плате контактные площадки выведены точно напротив контактных площадок на китайской плате. К этим площадкам раньше были подключены аккумуляторы. Я же просто взял и просверлил в них отверстия. Затем впаял в свою плату два толстых вывода, оставшихся после пайки диодного моста, а затем впаял их в основную плату, припаял светодиоды, провода от аккумуляторов и питания (минус аккумуляторов подключается туда же, где был изначально, возле USB разъемов и минус питания с miniUSB разъема идет туда же). Думаю, что в графическом виде будет понятнее, ведь лучше один раз увидеть чем... 

А на деле это все выглядит вот так:

В таком виде все это дело проверялось в течении двух суток, а затем было упаковано обратно в корпус:

Для светодиодов были просверлены отверстия возле miniUSB разъема. Левый светодиод сигнализирует об окончании зарядки, а правый о наличии аварии. Дополнительная плата стала идеально, как будто китайцы именно для нее и оставили место

Подключаем зарядное устройство, но только не то, что шло в комплекте, а нормальное, честно выдающее 1А. 5В. на выходе. Ждем некоторое время и...

Зарядка окончена, можно пользоваться. Полного заряда хватает на 3-4 полные зарядки телефона. При том что в это время этим самым телефоном пользуются и аккумуляторы были установлены не новые. Цель достигнута, на выходе получилось полноценное портативное зарядное устройство.

Список радиоэлементов

Обозначение Тип Номинал Количество ПримечаниеМагазинМой блокнот
U1, U2 Контроллер заряда
TP4056
2 Поиск в FivelВ блокнот
VT1 Биполярный транзистор
BC857
1 Поиск в FivelВ блокнот
VT2 Биполярный транзистор
BC847
1 Поиск в FivelВ блокнот
Диод Шоттки
S30SC4M
1 Поиск в FivelВ блокнот
C1, C2, C3, C4 Конденсатор10 мкФ3 Поиск в FivelВ блокнот
R1, R11 Резистор
0.5 Ом
3 Поиск в FivelВ блокнот
R2, R7, R10, R16 Резистор
4.7 кОм
4 Поиск в FivelВ блокнот
R3, R5 Резистор
3.3 кОм
2 Поиск в FivelВ блокнот
R4, R13, R14, R15 Резистор
2.7 кОм
4 Поиск в FivelВ блокнот
R6, R12 Резистор
220 Ом
3 Поиск в FivelВ блокнот
R8, R17 Резистор
2.2 кОм
2 Поиск в FivelВ блокнот
R9, R18 Резистор
9.1 кОм
3 Поиск в FivelВ блокнот
HL1, HL2 Светодиод2 Поиск в FivelВ блокнот
Резистор NTC2 Поиск в FivelВ блокнот
Добавить все

Скачать список элементов (PDF)

Прикрепленные файлы:

Теги:

Опубликована: 0 1
Я собрал 0 3
x

Оценить статью

  • Техническая грамотность
  • Актуальность материала
  • Изложение материала
  • Полезность устройства
  • Повторяемость устройства
  • Орфография
0

Средний балл статьи: 5 Проголосовало: 3 чел.

Комментарии (53) | Я собрал (0) | Подписаться

0
mr_smit #
Спасибо, познавательная статья. Сестра пользуется таким же портативным зарядником. Как помрут аккумуляторы - поковыряюсь.
Ответить
0
Тясь #
Сколько временем заряжается от сети?
Ответить
0

[Автор]
BARS_ #
В районе 3 часов. Больший ток микросхемы не выдержат, перегреются. Разве что двухсторонку делать и использовать полигоны для отвода тепла от микрух. Только для этого нормальная металлизация переходных отверстий нужна, а в домашних условиях это проблема.
Ответить
0
Тясь #
Это хороший результат, китайский заряжается 10 часов
Ответить
0

[Автор]
BARS_ #
Той зарядкой, что была в комплекте, зарядка шла бы все 20 часов. У нее на выходе напряжение падало до 4В. Ток даже замерять не стали.
Ответить
0
Tonich #
Какой ток от USB разьёма жрут две tp4056? Сдаётся мне от компьютерного USB заряжать такой power bank нельзя
Ответить
-1

[Автор]
BARS_ #
Сколько им дадут, столько и возьмут. Но не больше 0.5А каждая. От USB компа просто будет дольше заряжаться, у USB 2.0 ограничение в 0.5А, USB3.0 - 900 мА.
Ответить
0
Tonich #
А если входной ток ничем не ограничивать, или подключить их к источнику 5В 2А, они будут всё на себе рассеивать?
Ответить
0
Tonich #
В том то и дело, что если подключить две штуки к одному USB порту, то суммарный ток потребления при токе зарядки 500мА, составит 1000мА, а каждый ли USB контроллер или хаб умеет ограничивать ток до 500мА? Скорее всего нет.
Ответить
-1

[Автор]
BARS_ #
Да не будет 1000мА потребление при подключении к USB. Абсолютно все USB порты ПК/ноута умеют ограничивать ток и отключаться при перегрузке. Т.е. на схему пойдет не больше 500мА. которые распределятся между каналами. Устройство не может взять больше чем ему дают. А вот если подать больше 1А, то весь лишний ток будет рассеиваться в виде тепла, микрухи осуществляют регулировку линейно.
Ответить
0
Tonich #
Ясно, спасибо за помощь, хочу собрать такой power bank с нуля, вот и думаю сделать как у вас или всё-таки 4 микрухи на четыре банки
Ответить
-2

[Автор]
BARS_ #
Лучше 4 микрухи на 4 банки, более равномерный заряд + меньшая нагрузка на каждую микру.
Ответить
0
Максим #
Судя о статье Вы специалист в данной области. Может подскажете - прикупил аналогичную внешнюю батарею, но она почему то не заряжает. Подключаю телефон, батарея при этом включается автоматически(без нажатия кнопки), - начинает мигать индикаторами и подает заряд на телефон, но секунд через 30-40 отключается. Телефоны пробовал подключать разные и с разным уровнем заряда батареек(45-70%). Сама же батарея заряжается вроде нормально от ноута.
Ответить
-1

[Автор]
BARS_ #
Скорее всего батарея нерабочая. Такие симптомы наблюдаются когда ее уровень заряда слишком низкий.
Ответить
0
Дмитрий #
У меня на руках несколько вариантов Банок, но есть проблема: все они не видят нагрузку около 25 мА (MP3, Диктофон), если кто-то сталкивался и решил данную проблему подскажите куда смотреть, и каким путем можно решить проблему?
Ответить
0
roman4 #
Есть в наличии неработающий Povew Bank Case 4А/ч (встроен в чехол планшета Karbon i75 ) вышла из строя плата при ошибочной подаче 9В. Возможен ли ремонт или замена всей платы по вашему варианту?
Ответить
-1

[Автор]
BARS_ #
Вполне. Только надо будет выставить требуемый ток на выходе
Ответить
0
roman4 #
Получится ли такой вариант: Зарядное устройство mini USB для литиевых аккумуляторов 5в с контролером ТР4056 > Батарея 4а/ч c контроллером по разряду > Преобразователь напряжения mini USB 1-4.5в на 5в ток 800ма. Да так, чтобы одновременно можно было на USB вход заряжать батарею, а с USB выход заряжать планшет. Просто доп. батарея в которой сгорела плата так и делала.
Ответить
0
Юра #
Купил точно такой же(по дизайну, по крайней мере) power bank же - только под брендом "AVS".
Вопрос - если заряжать его зарядником от Самсунга ( там ведь ток выходной - 2А) - нормально будет, время зарядки уменьшится?
Ответить
-1

[Автор]
BARS_ #
Время зарядки не изменится, а вот схема зарядки может перегреться из-за. Лишний ток будет рассеиваться в виде тепла
Ответить
0
юра #
Спасибо за ответ. Но все таки рискнул зарядить свой вышеназв. и время сократилось В РАЗЫ!
Но вот, действительно - не сдохнет ли она раньше времени?
Ответить
-1

[Автор]
BARS_ #
Зависит от схемы ЗУ внутри девайса
Ответить
0
юра #
Т.е. полностью заряжается за 5-6 часов. Но полностью разряженный телефон можно можно зарядить 1,5-2 раза. Т.е. мне не верится, что у него емкость 12000!
Ответить
-1

[Автор]
BARS_ #
Скорее раза в 2-3 меньше
Ответить
0
Юра #
Тоже, наверное, задействованы только 2 батарейки
Ответить
0
tim #
Резистор в обвеске DW01 менять не стоило - тогда не пришлось бы кнопку городить. Сталкивался при аналогичной переделке, поменял на 100 Ом, стала периодически по перегрузке срабатывать. Вернул - стало норм.
Ответить
0
semen #
Купил такой же девайс. После цикла "заряд-разряд" перестал работать. Это выражается в следующем: при подключение зарядки загораются светодиоды все и заряда нету. После отключения лампы гаснут. И никак не реагируют на кнопку. В чем может быть причина?
Ответить
-1

[Автор]
BARS_ #
Возможно неисправен MOSFET, который включал питание от аккумов или сам контроллер заряда.
Ответить
0
Hostvind #
Нашёл готовые платы: http://www.ebay.com/itm/1PC-New-TP4056-5V-1A-Mini-Lithium-Battery-Charging-Board-Charger-Module-/131093848954?pt=Battery_Chargers&hash=item1e85cd637a
Вопрос такой: можно ли просто их подсоединить к диодной сборке и подать на выход к батареям? Можно ли полностью устранить имеющуюся схему контроллера зарядки, подпаяв параллельно пару тех схемок просто ко входам-выходам PowerBank-а? У меня он другой, какой-то безымянный, с выходами на 1А и 2А.
Ответить
-1

[Автор]
BARS_ #
Полностью устранять стандартную схему нельзя, т.к. в ней содержится контроллер АКБ, предотвращающий чрезмерный разряд. Готовые платы использовать можно, но там нет возможности подключения термодатчиков.
Ответить
0
Hostvind #
Стало быть, нужно подключать их обе параллельно к выходу и входу?
Ответить
0
Hostvind #
Я разобрал банк. Там 6 аккумов, параллельное соединение, напряжение на каждом по 4.15 вольт. Как это понимать: мне подсунули старые аккумуляторы, которые не выдержали цикла разрядки/зарядки, или у них номинал типа 4.5, а схема повышает до 5? То есть, если я захочу их заменить, то на какие - 4.5 или брать уже по 6?
Ответить
0

[Автор]
BARS_ #
Номинал 3,7В, но на них всегда больше, в районе 4,1-4,2В
Ответить
0
Hostvind #
Стало быть, считать аккумы здоровыми и править схему?
Ответить
0

[Автор]
BARS_ #
Ну да. Потом только проверить, как долго они отдают положенный ток.
Ответить
0
Hostvind #
Какой схемой можно заменить убитый контроллер АКБ для предотвращения чрезмерного разряда? Раз у меня здоровые аккумуляторы, то значит зарядку останавливает контроллер, который считает их сильно разряженными. Но вообще до этого я целую ночь заряжал банк, так что он должен быть если не полным, то уж во всяком случае не пустой.
Ответить
0
Zlodey #
Вижу много извращений в схеме. Выходы микросхем TP4056 можно соединить параллельно (цепи установки тока и температурной защиты оставить раздельные). Акумы тоже параллельно. А на индикацию достаточно соединить обе ноги CHG (они с открытым коллектором) и убрать весь этот резисторно-транзисторный колхоз. Останется 1 светодиод и 1 резистор. Развязывающие диоды по выходу аккумулятором также выкинуть. Схема полегчает в 2-3 раза!
Ответить
0

[Автор]
BARS_ #
Какие еще параллельно? 4 аккума запараллелить? А вот это точно извращение, по правилам даже пару параллелить нельзя, но так делают для экономии. Можешь разобрать любую батарею для ноута и посмотреть как там реализована зарядка. И диоды никак нельзя убрать. Мне нужно было ДВА светодиода, он отвечают за совершенно разные события, хоть бы в схеме потрудился разобраться. Еще вопросы есть?
Ответить
-1
Sept #
Вот именно, разберите ноуты и посмотрите. Во всех АКБ к ноутам так и сделано. Если требуется ёмкость более 2200мАч, то 18650 соединяются параллельно тупо пластинами. А уже группы из параллельных банок соединяются последовательно, чтобы получить бОльшее напряжение. На каждую группу банок - своя балансировочная схема. Литий-ионные аккумуляторы подсоединять параллельно можно всегда без всяких балластных схем. Даже разной ёмкости. Ибо параметры максимального и минимального напряжения на них - одинаковы для всех и определяются литий-ионной структурой.
Балансировочные схемы применяются только при последовательном подключении акб.
Ответить
0
Алла #
У меня к Вам вопрос такого плана. Купили в подарок портативную зарядку Power Bank 20000 mah, до того как подарить проверяли всё работало и пролежал где-то 15 дней, а когда подарили и хотели подзарядить, то не включился вообще. Что могло произойти, может подскажите?
Ответить
-1

[Автор]
BARS_ #
Какое напряжение на аккумуляторах?
Ответить
0
алла #
5V- 1A ;5V-2.1A.
Ответить
0

[Автор]
BARS_ #
Чего? Какие еще 5В? Я имел в виду на самих банках, которые внутри PowerBank
Ответить
0
Anton #
А как подключить параллельно два таких зарядных? Только чтобы светодиоды остались теже. То есть еще добавить две МК
Ответить
0
andrey #
Подскажите пожалуйста. Можно ли за место терморезисторов использовать термопредохранитель? Он ведь обеспечить защиту лучше
Ответить
0

[Автор]
BARS_ #
Защиту он точно такую же даст (хотя наверно даже хуже из-за большой инерционности), только его еще и менять придется
Отредактирован 17.04.2016 18:39
Ответить
0
Rosso #
Подскажите, в чем может быть проблема. Преобразователь заряжает аккумуляторы Повер Банка, но если к нему подключить телефон на подзаряд, то он тут же "зависает", начинает мигать один светодиод, показывает какую-то неисправность и все гаснет. Дальше ничего не происхоит, приходится отсоединять аккумуляторы от преобразователя, чтобы произошел сброс.
Прикрепленный файл: IMG_0136.JPG
Ответить
0

[Автор]
BARS_ #
В смысле подключить телефон во время зарядки Power Bank?
Ответить
0
Андрей #
Не вовремя зарядки. Зарядил я Power Bank и решил телефон подзарядить, вот он и не заряжает.
Ответить
0

[Автор]
BARS_ #
А на чем собран преобразователь там и защита? Надо напряжение на АКБ замерить в момент подключения телефона
Ответить
0
Сергей #
Подскажите пожалуйста, как лучше адаптировать вот эту схему защиты к вашей доработке? И эффективна ли эта защита?
Прикрепленный файл: 4056 с защитой.jpg
Ответить
0
Владимир #
Сделал повербанк на двух готовых платах - плате зарядки Li-ion аккумуляторов и плате - повышающем преобразователе с выходом USB. Подключил их обе параллельно к одной банке 18650.
Проблема в том что при подключении, к примеру, телефона, он сначала заряжается наполовину(видимо емкости банки на большее не хватает), а потом разряжается в ноль. Что я сделал не так?
Ответить
0
Владимир #
Всем здравствуйте есть идея подключить параллельно несколько плат tp4056, для увлечение тока зарядки и разряда, как я показана на изображение.
Прикрепленный файл: 2 TP4056.png
Ответить
Добавить комментарий
Имя:
E-mail:
не публикуется
Текст:
Защита от спама:
В чем измеряется напряжение?
Файлы:
 
Для выбора нескольких файлов использйте CTRL

DC-DC регулируемый преобразователь 1.5-37В 2А с индикатором
DC-DC регулируемый преобразователь 1.5-37В 2А с индикатором
Регулятор мощности 2 кВт LC-измеритель LC100-A
вверх