Усъвършенстване на китайската Power Bank

Така. Всичко започна, когато приятел поръча устройство на ebay.com, наречено Power Bank. Устройството само по себе си е доста полезно, когато не е съвсем китайско и струва 2 пъти повече. Този е поръчан само за експерименти и подобрения. Около месец по-късно устройството пропълзя до местната поща и след това падна в ръцете ни:

Такъв е незабележимият черен лъскав калъф. В горната част има някакъв бутон и това, което трябва да бъде индикатор за ниво. В единия край на кутията има miniUSB конектор за зареждане на устройството, а в другия - два USB конектора за свързване на мобилно оборудване. Китайците им обещават 5V с токове 1A и 2.1A.

Няколко дни по-късно той беше подложен на безмилостно разглобяване, за това по принцип му беше наредено. Оказа се доста лесно да се разглоби това чудо на технологията, китайците плътно запечатаха кутията около периметъра. И сега, след половинчасово мъчение, пред очите ни се появи следната картина:

Вътре имаше 4 батерии 18650, същите като в батериите за лаптопи (точно такива батерии бяха подготвени преди поръчка на устройството), докато само две от тях се оказаха свързани. Както се оказа по-късно, несвързаните батерии не дават признаци на живот и вече са започнали да ръждясват под пластмасовата обвивка. В тази връзка те веднага бяха изпратени в кошчето.

Между батериите беше удобно закрепено таблото за управление, което съдържаше:

повишаващ STEP-UP конвертор на някакъв неизвестен чип с номинална стойност 8628 (не успяхме да намерим лист с данни за него);
верига за контрол на нивото на напрежението за предотвратяване на прекомерно разреждане на батериите и, в комбинация, зарядно устройство на две микросхеми DW01 (микросхемауправление) и 8205A (два MOSFET транзистора);
чифт транзистори за включване на "индикатора за ниво на зареждане";
„индикатор за нивото на зареждане“, който всъщност се оказа четири паралелно свързани светодиода.

MOSFET транзисторите M1 и M2 са просто чип 8205A. От по-нататъшното му използване като зарядно трябваше да бъде изоставено. Първо, когато бяха свързани 4 батерии, тя се нагряваше доста силно, и второ, към самите батерии се подаваше около 5V. Да, и зареждането на 4 батерии, свързани паралелно и дори без контрол на температурата, не е най-добрата идея. Затова започна търсенето на алтернативно решение. Изборът падна върху чипове TP4056. Нейните характеристики са:

захранващо напрежение от 4 до 8V. (типично 5V.);
конфигурируем заряден ток. максимален ток 1A;
ниво на зарядно напрежение на батерията 4.2V;
контрол на температурата с NTC термистор;
минимум външни компоненти.

Схемата за превключване от е както следва (взета от листа с данни):

Оказва се много удобно нещо, трябва само да зададете нивото на тока на зареждане с резистора Rprog и да подадете захранване, а микросхемата ще се погрижи за останалото. Китайците, между другото, произвеждат готови модули за зареждане на литиеви батерии, но няма възможност за свързване на термистор, което е огромен минус.

Самите чипове са поръчани от същия ebay, в количество от 5 броя. Първоначално трябваше да направя отделен канал за всяка батерия, но поради ограничения на пространството трябваше да се огранича до два канала и да свържа батериите по двойки (особено в батерия за лаптоп беше направено по абсолютно същия начин). В резултат на това се роди тази схема:

Както можете да видите, в допълнение към зарядното устройство към устройството бяха добавени два индикаторни светодиода. HL1 светва, когато процесът на зареждане е завършен от двете микросхеми, т.е. докато един от тях продължава да зарежда и не се издаде сигнал за край, светодиодът няма да свети. Светодиодът HL2 светва, ако една от микросхемите спре да сигнализира за нормална работа (т.е. прегряване, счупване, изтощена батерия и т.н.). Междувременно и двете микросхеми казват, че всичко е наред, светодиодът е изключен. Двойките батерии са свързани чрез диоди, за да се изключи влиянието на микросхемите една върху друга по време на работа. Диодът трябва да бъде избран с най-ниското съпротивление на прехода, в противен случай изходното напрежение ще бъде значително по-ниско от напрежението на батерията и управляващата верига ще изключи преобразувателя твърде рано. Взех диодния модул S30SC4M от компютърно захранване, спадът на напрежението беше 0,25 V. Доста добър резултат, макар и не идеален. Токът на зареждане се регулира въз основа на параметрите на зарядното устройство. Както се оказа, нито един от тези, които имаме, не дава ток повече от 1А. Следователно токът на зареждане за всяка двойка батерии е ограничен до 0,5 A. Просто е удобно за работа на микросхемите, но с по-висок ток ще трябва да помислите за охлаждане на микросхемите. Термисторите бяха запоени от батерия на лаптоп. При стайна температура те имаха съпротивление от порядъка на 8K. Микросхемата счита ситуацията за извънредна, ако напрежението на първия изход стане по-малко от 45% от захранването (2.25V) или над 80% от захранването (4V.). Въз основа на това бяха избрани стойностите на резистивния делител на щифт 1 на микросхемите. В резултат на това при стайна температура около 3V идва на TEMP щифта. при стайна температура.

Цялото нещо беше сглобено на тази платка:

Нейният шедьовър не е такъвда назовем, но, честно казано, беше твърде мързеливо да се преработи. Освен това тази платка работи добре, няма прекъсвания или къси съединения по нея и няколко размазани следи все още не са притеснили никого. "Репеите" от двете страни на платката са термистори и просто пасват удобно под батериите. Да, резистори от 0,5 ома не можаха да бъдат намерени, затова запоих два резистора от 1 ом. успоредно на "сандвича".

Сега дойде най-интересният момент, свързването на две дъски - китайската и нашата. Преди да започнете процедурата по сливане, трябва да се направят някои модификации на първоначално инсталираното в устройството. Първо, по някаква неразбираема причина, китайците го направиха така, че когато външното захранване беше подадено към платката, преобразувателят стартира и се забива в празен. Второ, светодиодите на "индикатора за ниво" започнаха да светят, което пречи доста през нощта. И така, вземаме дъската и започваме да запояваме ненужни елементи от нея:

А именно диод (за да няма ненужен спад на напрежението и да не се затопли слабо, по-късно беше премахнат резистор с номинал R470) и резистор 100K. (Само чрез него се контролира фактът на подаване на захранващо напрежение). В същото време сменяме резисторите в снопа DW01 в съответствие с листа с данни - 470 Ohm на 100 Ohm и 2K на 1K. (на снимката не са сменяни). На гърба на дъската също правим някои промени:

Отделна входна и изходна земя. Сега управлението на захранването на преобразувателя зависи изцяло от чипа DW01. и запоете проводниците:

Ляв проводник +, десен проводник -. Съответно, по-късно, след изключване на резистора R470, положителният проводник е запоен към подложката близо до miniUSB конектора. Самият резистор изпълняваше чисто защитна функция, но тъй като. имаме отделен резистор 0,5 ома на всеки чип, товае излишен.

По-късно се оказа, че е необходимо да се направи още една ревизия на платката:

Сега всичко е готово за събирането. В нашата дъска подложките се показват точно срещу подложките на китайската дъска. Преди това батериите бяха свързани с тези сайтове. Просто взех и пробих дупки в тях. След това запоих два дебели проводника, останали след запояването на диодния мост към моята платка, след което ги запоих към основната платка, запоих светодиодите, проводниците от батериите и захранването (минусът на батериите е свързан на същото място, където беше първоначално, близо до USB конекторите и минусът на захранването от miniUSB конектора отива там). Мисля, че в графична форма ще бъде по-ясно, защото е по-добре да се види какво веднъж.

В действителност всичко изглежда така:

В този вид всичко беше проверено два дни и след това беше опаковано обратно в кутията:

Бяха пробити дупки за светодиодите близо до miniUSB конектора. Левият светодиод показва край на зареждането, а десният показва наличието на авария. Допълнителната такса стана перфектна, сякаш китайците бяха оставили място за нея

Свързваме зарядното устройство, но не това, което дойде в комплекта, а нормално, честно давайки 1A. 5V. на изхода. Изчакване за известно време и.