Доработка китайского power bank

Как сделать Повер Банк своими руками: схема самодельного power bank

В очередной раз тема статьи посвящена PowerBank’ам. Сегодня вы сможете увидеть простую хорошую схему без каких-либо микросхем, только на одних транзисторах.

Схема представляет собой простой стабилизированный повышающий DC-DC преобразователь, который способен увеличивать напряжение от источника питания, к примеру, от литиевого аккумулятора, до уровня 5 В. Такое напряжение уже позволит заряжать планшеты и смартфоны.

Схема

Безусловно, такой модуль повышающего преобразователя можно приобрести в Китае примерно за 1 $, но работа устройства, собранного своими руками, приносит значительно больше удовольствия. К тому же эта схема практически не требует никаких финансовых затрат, и не придется ждать месяц, как в случае заказа товара из Китая.

Несколько слов о схеме и принципе ее работы.

принцип работы

Имеется мультивибратор в качестве генератора импульсов. В представленном варианте он настроен на частоту около 30 кГц.

мультивибратор

Принцип работы схемы не отличается от ее сородичей. Начальный импульс от мультивибратора, поступая на базу составного транзистора, открывает его.

В момент закрытия транзистора возникают импульсы ЭДС самоиндукции от дросселя, которые выпрямляются быстрым диодом D1 и сглаживаются конденсатором C1.

Выходное напряжение стабилизировано, а задается оно путем подбора стабилитрона VD1.

Транзистор VT2 открывается, когда выходное напряжение с конвертера превышает заданное напряжение стабилизации. База транзистора VT1 через его открытый переход закорачивается на массу. Вследствие этого последний закрывается.

Коэффициент полезного действия этого конвертера может доходить до 70—75%. И это очень даже хорошо. Но чтобы добиться такого КПД, придется потратить не один час, перематывая дроссель, ведь очень многое зависит именно от него.

Максимальное значение тока, которое удалось получить на выходе, составило около 1 А. Стабилизация работает так, как положено. Устройство пригодно для реального применения.

На создание платы также было потрачено немало времени. Она компактная, да и выглядит очень красиво.

Скачать плату можно в конце статьи.

Настало время поговорить об элементной базе и настройке схемы. Транзистор VT1 рекомендуется брать составной. Опыты проводились с разными транзисторами, но в итоге самыми подходящими оказались КТ829, КТ972 или что-нибудь из импортных, например, BD677 и т. д.

Дроссель намотан на ферритовом сердечнике типа «гантелька». Он был изъят из платы блока питания компьютера. Также можно применить кольца из порошкового железа или стержневой сердечник. Количество витков и диаметр провода были подобраны путем проведения опытов. В конечном счёте, дроссель был намотан проводом диаметром 8 мм (возможно отклонение до 20%). Количество витков составило 25.

Наладка преобразователя сводится к получению нужного выходного напряжения и минимального тока потребления на холостом ходу. В описываемом примере минимальный ток холостого хода составляет 40 мА и зависит от дросселя. Это много, если сравнивать с готовыми китайскими модулями. Но ничего не поделаешь – от банального мультивибратора не стоит ожидать большего.

Стабилитрон тоже подлежит подбору. Напряжение стабилизации выбирается в пределах 4,7-6,2 В. В примере используется стабилитрон в 5,1 В.

Составной транзистор все-таки биполярный, и возможен его нагрев во время работы, поэтому небольшой теплоотвод в виде алюминиевого листа будет очень кстати.

Не следует забывать о проверке устройства на работоспособность. Ваттметр на китайском USB-тестере немного «глючит» — реальное напряжение составляет приблизительно 5 В и может «гулять» в небольшом пределе, что полностью нормально. Также будет меняться и ток заряда.

проверка устройства

Теперь взгляните на конструкцию PowerBank’а в целом. Питается конвертер от двух аккумуляторов стандарта 18650 (Li-ion), соединенных параллельно. Они были изъяты из аккумулятора ноутбука. Рабочие емкости обоих должны быть максимально близки друг другу.

Также аккумуляторы были дополнены платой защиты, которая отключает их, когда напряжение опускается ниже 3,2 В. Заряжать аккумуляторы можно от любого USB-порта.

Для этого в устройстве задействована вот такая плата заряда:

Такие платы бывают уже со схемой защиты аккумулятора. Такие платы проще купить, чем сделать, ведь их цена всего 30-50 центов.

Теперь сборка. Первым делом нужно подготовить аккумуляторы. Паять их нежелательно, но можно. Главное – не перегреть.

Количество аккумуляторов может быть любым. В примере их 2 штуки. Чем больше их емкость, тем больше время работы PowerBank’а. Все аккумуляторы соединяются параллельно.

Корпус для PowerBank’а подошел от старого адаптера питания ноутбука.

Осталось поместить все детали в корпус, добавить выключатель питания, вывести разъем USB для зарядки телефонов, miniUSB для заряда самого PowerBank’а, а также вывести пару светодиодов, которые имеются на плате контроллера. Один из них горит, когда идет зарядка, а второй загорается по ее завершении.

Прикрепленные файлы: СКАЧАТЬ.

HotPlug Notes

Статью эту я писал для муськи, но решил сделать себе копию для истории.
Обзор этой мобильной аккумуляторной зарядки здесь уже был.

В своей статье хочу еще раз к ней вернуться и рассказать о подробном тестировании, немного разобрать схемотехнику и о некоторых проведенных модификациях.

Внешний вид, заявленные характеристики и органы управления позволю себе не описывать, все это было разобрано в оригинальной статье, за что ее автору отдельное спасибо. Моя зарядка внешне точно такая только черная. Пластик глянцевый, наверняка будет заляпываться и царапаться.

Приступаем к разборке. Задняя крышка отсека аккумуляторов легко сдвигается, но там нет ничего интересного. Плата находится под лицевой крышкой, которая не снимается, т.к.

крепится не на защелках а на штырьках, которые развальцованы со стороны отсека для батарей. Ну чего не сделаешь ради любопытства – я их отодрал, снял крышку и добрался до платы.

Плата крепится на 2 винтика, выкручиваем их и добираемся до «начинки».

На вид все довольно аккуратно, бывает пайка и хуже, все необходимые компоненты на месте, явной экономии на первый взгляд не видно. Кое-где все же отсутствуют несколько деталек, посмотрим насколько это критично.

На чипах отсутствует маркировка. Чего ушлые китайцы прячут – непонятно, судя по всему это МК и ОУ. Я рассмотрел плату и прозвонил трассировку основных компонентов, насколько это было возможно.

На фото я их пометил кому интересно.

Что можно сказать по поводу схемы по результатам осмотра и беглых замеров — есть защита от переполюсовки аккумуляторов, КЗ по выходу, перегрузки, переразрядки. Причем защита сделана на неплохих МОП-транзисторах, довольно мощных чтобы держать высокие токи разряда при небольших потерях. Придраться не к чему.

— бустер также сделан на приличном транзисторе в SOIC-8 корпусе и диоде на 5 ампер, могло быть и хуже. Думаю, с отдаваемой мощностью проблем быть не должно. — конденсаторы на входе и выходе не очень большие по емкости, но зашунтированы мелкой керамикой, что тоже в копилку плюсов — схема зарядки контролирует не только выходное напряжение, но и ток.

Переключатель на боку банка действительно ограничивает выходной ток зарядки (естественно путем понижения выходного напряжения). Не скажу что ограничение откалибровано очень точно, но вполне в пределах порядка регулирования. Ток считается на оба порта суммарно, а не на каждый порт и на выходе больше 2х ампер банк не выдаст – неважно на один порт или на оба.

Причем не выдаст не потому что мощи не хватает, а потому что не даст схема ограничения тока. Я не считаю это недостатком т.к. при токах около 2А КПД устройства стремительно падает, токи на аккумуляторах вообще могут переваливать за 3 ампера, растут тепловые потери в проводах и на диоде. Лучше заряжать дольше по времени меньшим током, но с большей эффективностью.

— чип PWM бустера я опознать так и не смог, он имеет маркировку M3LJ но в гугле я ничего не нашел. Замерами я выяснил лишь что он работает на довольно высокой частоте около 340 кГц и имеет вход обратной связи с контрольным напряжением 1,25 вольта. — выходные порты зарядки хоть и питаются от одного бустера, но настроены по-разному.

Ближний к переключателю тока предназначен для устройств с android с замкнутыми контактами data. А тот что под основной кнопкой — для устройств apple, выдает одни им ведомые напряжения для обнаружения зарядки «от сети».

— схема построена так что при подключенном внешнем питании банк может заряжаться сам и заряжать что-то подключенное к нему. Особого смысла я в этом не вижу, т.к. для этого нужен очень большой ток.

К недостаткам вернусь немного позже, сначала я протестировал то что было из коробки. Я проверил как зарядка держит нагрузку, проседание напряжения на проводах и в банке, да и вообще намерял много всего. В качестве нагрузки я использовал набор керамических резисторов, комбинируя которые я проверял работу на токах от 0,5 до 2А.

Набор нагрузок

Несколько фото с тестов

Ограничение тока в 0,5 и 1 А, видно как сильно проседает напряжение при большой нагрузке и ограниченном токе.

Замеры с ограничением тока

Нагрузка в 2.4 Ом, видно как «просело» напряжение, но уже не из-за ограничения схемы, а за счет потерь в проводах и на шунтах.

Попытка выжать 2А

Вообще дела с потерями напряжения меня не порадовали. Сама схема бустера выдает ровно 5 вольт с точностью до +-50 мВ и практически не проседает под нагрузкой. Это не может не радовать, значит сам бустер не перегружен и выдает требуемую мощность.

Но дальше начинаются потери, которые схема контроля не учитывает — падение напряжения на токовом шунте, падения на контактах, проводниках платы и на самом USB-кабеле от банка до питаемого устройства. На шунте падает не так много – около 100 мВ при максимальном токе в 2А, а вот потери в проводах были просто катастрофическими.

Я протестировал несколько USB кабелей какие нашел дома – в среднем потери в обычном кабеле длинной 1,8м были около 300-350 мВ на ампер. И это были не самые плохие кабеля – родные micro-USB от HTC и Nokia. C mini-USB ситуация хоть и была немного лучше, но в целом результаты таковы что USB -кабель – это главный источник падения напряжения в зарядках.

Можно сделать пару неутешительных выводов: — обычные комплектные USB-кабеля не предназначены для передачи тока более 1 А и точка. — для зарядок надо стараться использовать специальные короткие кабеля

— если зарядка «не выдает» 2 ампера, это еще не значит что она плохая и проблема не где-то еще.

Я протестировал короткий mini-USB хвостик сантиметров в 30 длинной, при токе в 2А он показал себя очень неплохо. Я не знаю где найти толстые USB кабеля с малыми потерями, но для работы с этим павербанком я заказал себе пару вот таких куцых хвостиков.

Наверняка провода в них такие же тонкие и с большим сопротивлением как и везде, но за счет малой длинны потери будут малы. Такие короткие кабеля неудобны в использовании, телефон не отнесешь далеко от банка.

Но, как минимум, с ними будет гораздо эффективнее заряжать сам павербанк от мощной USB зарядки.

Вкратце результаты измерений Rload Vin Iin Vusb Vboost V Rload I Rload КПД % КПДн% 10 3,28 0,79 4,87 4,89 4,70 0,47 87,9 84,6 5,00 3,48 1,57 4,93 5,00 4,62 0,93 84,5 78,1 2,81 3,34 3,04 4,93 4,35 1,55 75 66,3 2,19 4,15 2,84 5,00 4,19 1,91 81 68,0 Где Rload — сопростивление нагрузки, Vin — вх напряжение Iin — вх ток Vusb — напряжение на usb разъеме банка Vboost — напряжение на выходе бустера V Rload — напряжение на резисторах нагрузки после потерь в проводах I Rload — ток в нагружке КПД % — КПД устройства как разница между мощностью с банок и выходе из бустера без учета потерь на провода и пр.

КПДн% — чистый КПД устройства как разница между мощностью отъедавой с банок и мощностью выделяемой на нагрузке.

Как видно КПД устройства довольно неплох и лежит в пределах 75-90%. КПД падает при увеличении отдаваемого тока и разнице напряжений между входом и выходом – все довольно логично. Полный КПД приводит в уныние, еще от 3 до 15% уходит на обогрев проводов. От длинных кабелей и больших токов надо избавляться, тянуть 2 ампера с павербанка это расточительство.

Что еще намерял – зарядка отключается при напряжении примерно 2,92 В, причем это значение сильно плывет в большую сторону с ростом тока.

Очевидно что напряжение измеряется внутри схемы уже после защитных МОПов и части проводников. Но это даже плюс — аккумуляторам не грозит переразряд.

Лампочки-индикаторы емкости отрегулированы довольно грубо, у меня получилось что диоды гаснут при следующих напряжениях 100% – 4 v 75% – 3,8 v 50% – 3,6 v

25% – 3,45 v

Теперь про зарядку аккумуляторов самого банка. Схема зарядки тут проста до безобразия. Видимо из соображений экономии специализированный чип для зарядки Li-ion батарей сюда решили не ставить, а входное напряжение в 5 вольт не позволило применить схему с управлением током на биполярном транзисторе.

Поэтому сделали как смогли – зарядка через полевик и ограничением тока на резисторах + схема контроля напряжения которая закрывает полевик при достижении заветных 4,22 в. Но надо заметить что схема, несмотря на свою простоту, довольно точно выдерживает верхний порог напряжения заряда и полностью отключает зарядку при достижении 4,22В.

Никаких перезарядов струйным током нет, так что за зарядку банок опять же можно не беспокоиться.

Это все что мне хотелось сказать относительно тестов данного банка. В целом все неплохо, заявленным функционалом банк обладает, явных недостатков я не обнаружил. Итог – можно брать и пользоваться и не забыть завести хороший кабель.

Теперь несколько слов о минусах и «доработке напильником». Любителям паяльников, думаю, будет интересно, всем остальным продолжение можно не читать.
Разбирая работу павербанка, были обнаружены некоторые мелочи, которые захотелось тут же исправить чисто из интереса.

Что мне не понравилось: — для токов более 2А на плате слишком тонкие проводники, неизбежны потери. Переходные отверстия с одной стороны платы на другую для таких токов совсем крошечные, но с этим ничего не поделаешь. — мне не очень понравился дроссель.

Да он работает, и вроде даже не насыщается, но при больших токах сильно греется – велики омические потери. Опять же, это не критично при токах в 1А для зарядки одного телефона, но с ростом тока это влияет на КПД. — выходное напряжение бустера равно точно 5 В.

С учетом потери на шунтах будет уже меньше 5 В, а в проводах вообще может просесть столько что окажется что 2х амперная зарядка почему-то быстро «не заряжает».

— зарядка самого павербанка – ток зарядки очень мал. От фирменной зарядки HTC у меня получилось около 650мА, от мощной самоделки способной отдавать 3 ампера вытягивалось менее 1А. Заряжать 4 банки даже по 1,5Ач током в 650мА это совсем печально, а если поставить в банк 4 санио по 2,6 то и вообще бессмысленно – с этим надо что-то делать.

Итак, я решил поменять дроссель, немного поднять выходное напряжение и существенно поднять зарядный ток.
По стандарту USB, если не ошибаюсь, напряжение допускается в пределах 5,25В для USB2 и 5,5В для USB3.

Немного подняв напряжение на выходе зарядки у меня будет запас на то что бы скомпенсировать падение напряжения в кабеле и дать возможность прожорливым устройствам тянуть нормальный ток. Так что будем ориентироваться на 5,25-5.

3В на выходе.

Сначала я отпаял дроссель, чтобы не мешал, и стал искать где регулируется выходное напряжение. За это отвечают 2 резистора R40, R41 возле микросхемы ШИМ.

Там установлены резисторы на 3 и 1 кОм, что при 5 вольтах на выходе дает 1,25В на управляющей ноге ШИМ. Я выпаял эти резисторы и на их место впаял 2 других номиналами 15 и 4,7 кОм, которые вытащил с какой-то старой материнки.

Теперь дроссель – на плате установлен дроссель на гантельке в закрытом корпусе номиналом 10 мкГн. На его место я решил поставить тороидальный дроссель, намотанный на колечке с той же старой материнской платы. Мне попалось зелено-синее колечко из порошкового железа. Эти колечки прекрасно работают на больших токах и частотах до 0,5МГц – то что надо.

По расчетам для индуктивности в 10мкГн на нем нужно было намотать 18-19 витков, я намотал 20 медным проводом, по толщине как раз чтобы заполнить колечко.
Также я припаял «забытый» диод D3 вверху платы у входного разъема. Там есть второй диод с другой стороны платы, получается что они включены параллельно.

Пусть будет и этот тоже, это распараллелит входной ток с microUSB разъема, что не помешает при увеличении зарядного тока банка.

Получилось как-то так:

Теперь зарядка. Как я уже говорил — с ней все интересно. Входной ток с microUSB разъема проходит через защитные диоды, и затем через резисторы и МОП подается на банки аккумов. Минусы всего этого — жуткая неэффективность.

Входное напряжение, после просадки на кабеле, теряет на диоде пол вольта и еще какую-то часть теряет на резисторах. Все это превращается в тепло.

Номинал и ток этих резисторов, видимо, подобран с учетом того чтобы они не сильно грелись ибо smd и тепло отводить особо некуда.

Все что нужно сделать чтобы поднять ток заряда – это уменьшить балластное сопротивление. Но тут есть одно «но» — мощность, рассеиваемая на этих резисторах, пропорциональна квадрату тока зарядки и тут главное не переборщить. Я выпаял все эти smd резюки и на их место впаял металлопленочный выводной резистор номиналом 0,39 Ом и мощностью 2 Вт.

Замеры показали что при нормальном непросевшем напряжении на входе зарядный ток лежит в пределах 2,3А в начале зарядки, когда аккумы голодные. И постепенно ток падает примерно до 1А в конце заряда — по-моему неплохо.

При установленных 4 аккумах им ничего не грозит, зарядный ток будет ~0,6A на банку максимум. Еще больше поднимать ток смысла нет. Резистор итак сильно греется, да и портативных зарядок выдающих более 2А не так много.

От слабых зарядок все работает прекрасно — напряжение проседает, ток падает и всё само приходит в равновесие. HTC зарядка через нормальный провод кормила банк током в районе 1 ампера.

Зарядка током 2А

Дабы подстраховаться от сильно греющегося резистора я наклеил на крышку, в то место где он установлен, полоску алюминиевой фольги. Не идеал, но немного поможет распределять тепло по крышке. Потестировал после всех модов – общие впечатления положительные.

Дроссель меня порадовал – сам по себе вообще не греется, даже при максимальной нагрузке. Я припаял его прямо к выводу бустерного диода чтобы отводить с него тепло на проволоку.

От диода он постепенно нагревается, но не так сильно как оригинальный дроссель грелся сам по себе.

Напряжение на выходе бустера получилось 5,3В. Чуток больше чем я рассчитывал, сказались погрешности, но не смертельно. К тому же 50-100 мВ как раз упадет на шунте. Повышенное напряжение весьма благоприятно сказалось на компенсации потерь в усб-кабеле.

Собираем, закрываем, заряжаем…

Замеры уже после модификаций

Rload Vin Iin Vusb Vboost V Rload I Rload КПД % КПДн% 10,08 3,19 0,96 5,27 5,30 5,11 0,51 87,7 84,6 5,00 3,07 2,05 5,25 5,31 4,95 0,99 83,5 77,9 2,81 3,60 3,02 5,21 5,32 4,70 1,67 81,8 72,3 2,19 3,92 3,53 5,30 4,54 2,07 79,4 68,0

1,93 3,91 2,78 4,14 4,31 3,97 2,10 81,6 75,2

Показательна последняя строчка – перегруженный банк понижает напряжение чтобы ограничить ток, но при этом заметно вырос КПД по сравнению с передыдущим результатом.

Это я подпаял короткий провод к «плюсу» usb разъема и за счет этого заметно сократились потери в кабеле.
Ну а в общем получается неплохо.

Я выиграл несколько процентов КПД при больших токах за счет дросселя – мелочь, но приятно

В заключение пару слов о практическом использовании. Банк у меня недавно, поэтому богатого опыта использования еще нет. Я не знаю где народ берет планшеты которые жрут большие токи по usb, из тех что нашлись у моих друзей ни один быстро от usb не заряжался, не зависимо от типа подключенной зарядки.

Поэтому на вопрос, как банк заряжает планшеты — ничего не скажу. Пару смартфонов одновременно заряжает на ура, по замерам ток получается около 1,5-1,7А. Ездил с ним в командировку с весьма «болтливым» коллегой – вот там банк порадовал, он исправно кормил наши смартфоны в течение дня.

Коллега был очень рад – столько в роуминге на корпоративный телефон он еще никогда не выговаривал.
По емкости особо сказать нечего – КПД известен, емкость банок известна, можно прикинуть на что и сколько хватит заряда.

У меня стояли 4 банки по 1,5 Ач, этого хватало чтобы 2 раза зарядить прожорливый оптимус и один раз неполностью зарядить HTC. Маловато — надо ставить аккумы по 2,5 Ач.

Модернизация Power Bank – 18 Ноября 2013 – МАЛАТОК

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 раньш