Pb100c mb 43 170810 ремонт
СмартПульс — держите руку на пульсе высоких технологий! Новости, статьи, обзоры мобильных устройств, компьютеров, комплектующих, радиолюбительских конструкций
Главная — DIY (Радиолюбителям) — Плата контроллера внешнего аккумулятора ( power bank) — тест и обзор
| Плата контроллера внешнего аккумулятора (power bank) с Алиэкспресс — тест и обзор |
Плата контроллера внешнего аккумулятора (power bank) с Алиэкспресс — тест и обзор
Обзор посвящен плате (модулю) контроллера внешнего аккумулятора ( power bank) напряжением выхода 5 В и током до 0.8 А.
В обзоре будут приведены его технические характеристики, кратко описана схемотехника, сделаны тесты, представлены осциллограммы, сделаны полезные выводы и даны рекомендации по практическому применению.
(изображение с официального сайта AliExpress )
Перед тем, как привести технические параметры тестируемого модуля power bank, несколько слов о его «начинке».
На изображении с официального сайта видно, что в модуле применена микросхема SW2808S. Найти её характеристики не удалось, но удалось найти характеристики её полного аналога — микросхемы HT4928S .
Эта микросхема производится китайской компанией «Hotchip» , характеристики (datasheet) HT4928S можно посмотреть на официальном сайте компании «Hotchip» ( PDF, китайский язык).
Именно на этих характеристиках и основана последующая таблица.
Плата контроллера внешнего аккумулятора (power bank)- технические характеристи ки:
| Напряжение выхода | 5.1 В (4.95. 5.25 В) |
| Максимальный ток выхода | 0.8 А |
| Напряжение зарядки | 4.5. 5.5 В |
| Ток зарядки | до 0.8 А |
| Максимальное напряжение заряда батареи | 4.2 В |
| Управление | Автоматическое включение и выключение |
| Пороговый ток автоматического включения / выключения | 60 мА |
| Ток покоя | 13 мкА |
| КПД (при разряде) | до 91% |
| Частота преобразования | 1 МГц |
| Защита | От перезаряда, переразряда, перегрузки по току и др. |
| Размер индикатора | 21 x 17 x 11 мм (Д х Ш х В) |
Цена на Алиэкспресс на момент составления обзора — около 200 российских рублей ($2.7) за 5 шт. (!) с учетом доставки в РФ (ссылка). Цена может меняться в любую сторону.
Теперь приступим к детальному изучению объекта обзора.
Внешний вид и констру кция платы (модуля) power bank
Плата стоит настолько дёшево, что по одиночке её даже и не продают. Купить можно только комплект сразу из пяти штук, и всё равно получается недорого.
(кликнуть для увеличения)
Сразу столько контроллеров нам не надо. Поэтому выламываем одну штуку; далее её и будем всесторонне тестировать.
Так выглядит верхняя часть платы с выходным полноразмерным разъёмом USB :
Кроме разъёма USB здесь расположен только ещё один элемент: миниатюрный светодиод (красный цвет свечения) в корпусе SMD (для поверхностного монтажа).
Рассмотрим эту сторону вертикально сверху:
Здесь хорошо видно, что на плате есть два посадочных места под светодиоды ( LED1 и LED2) , но реально припаян только один ( LED2). Сэкономили!
Теперь взглянем на обратную сторону, самую насыщенную элементами:
Здесь (снизу вверх) расположены: разъём микро- USB ( для зарядки), микросхема контроллера (без маркировки) и её обвязка, дроссель схемы повышения напряжения.
Схема этого контроллера power bank — проста, как хозяйственное мыло (взята из документации на микросхему):
На схеме надо обратить внимание, что вход и выход запараллелены, т.е. являются одновременно и тем, и другим. Микросхема — «умная», и сама разбирается, отдавать ей энергию или принимать. 🙂
Такая схема хороша тем, что плата может работать в режиме «сквозной зарядки», то есть можно зарядным устройством одновременно и заряжать аккумулятор, работающий с этой платой, и питать устройство, подключенное к плате.
Но есть «тонкость»: в этом случае зарядное устройство должно быть рассчитано на ток выхода, способный одновременно обеспечить двух потребителей энергии. То есть, предельный ток зарядного устройства желателен не менее, чем в 1.6 А.
И, наконец, посмотрим на всю систему (power bank) вместе с аккумулятором в сборе в процессе зарядки:
В качестве аккумулятора для этого повербанка использован оставшийся в живых аккумулятор от сгоревшего планшета.
Светодиод светится непрерывным красным светом при работе на нагрузку и по окончании процесса заряда аккумулятора; в течение самого процесса заряда мигает примерно раз в секунду.
Кроме того, светодиод мигает ещё в двух случаях: если ток нагрузки недостаточен для стабильного включения устройства (менее 55 мА); а также, когда заряда в аккумуляторе осталось менее 10% (частые мигания).
Испытание модуля power bank
Осциллограммы снимались с вывода 6 микросхемы (т.е. точки соединения микросхемы с индуктивностью).
Осциллограммы снимались при трёх значениях тока: ниже порога автоматического включения, немного выше порога включения, вблизи максимально-допустимого тока выхода.
Осциллограмма # 1 — ток выхода выше нуля (35 мА), но ниже порога стабильного включения повербанка (55 мА):
На осциллограмме видно, что при таком токе нагрузки power bank периодически то включается, то выключается. Иными словами — режим не рабочий.
Осциллограмма # 2 — ток выхода равен 56 мА, что немного (на 1 мА) выше порога включения:
На осциллограмме заметна небольшая «полочка», когда микросхема проявляет желание уйти в режим покоя. Но всё-таки она этого не делает; режим — полностью рабочий.
Осциллограмма # 3 — ток выхода равен 700 мА, что близко к максимально-допустимому току выхода (800 мА):
На этой осциллограмме — классическая картина для повышающего преобразователя с индуктивностью. Хоть в учебники вклеивай!
Теперь — результаты замеров.
Ток стабильного перехода во включенное состояние — 55 мА.
Ток срабатывания защиты от перегрузки по выходу — 1.2 А. После срабатывания защиты для восстановления работоспособности необходимо полностью снять нагрузку (просто снизить её — не достаточно).
Максимальное напряжение, до которого заряжается подключенный аккумулятор — 4.16 В.
Минимальное напряжение, до которого разряжается аккумулятор — 3.0 В
Ток потребления холостого хода — 9.5 мкА
Окончательный диагноз модуля (контроллера) power bank (внешнего аккумулятора)
Протестированная миниатюрная плата power bank показала себя с наилучшей стороны, полностью подтвердив заявленные параметры.
В целом плата подходит для создания и ли ремонта power bank- ов (внешних аккумуляторов) и систем автономного питания небольшой мощности для устройств с напряжением 5 В и током до 0.8 А.
В качестве недостатка следует упомянуть, что различных модных систем «быстрой зарядки» протестированный модуль не поддерживает.
При выборе контроллера для power bank- а пользователю необходимо особое внимание уделить минимальному току нагрузки, при котором он сохраняет работоспособность. Многие маломощные устройства (наушники, смарт-часы и т.п.) с малым током потребления могут отказаться заряжаться от внешнего аккумулятора со слишком большим током включения (либо зарядятся не полностью). Для таких устройств необходимо внимательное изучение технических параметров и/или обзоров (если они есть).
Где купить: например, у этого продавца на AliExpress ( $ 2.7 за 5 шт. с доставкой). Если у других продавцов эта же плата будет стоить дешевле, то тоже можно брать (товар одинаковый, но следите за стоимостью доставки!).
Вступайте в группу SmartPuls.Ru 
Контакте! Анонсы статей и обзоров, актуальные события и мысли о них.
Искренне Ваш,
Доктор
17 апреля 2020 г.
Последнее обновление страницы — 16.03.2021.
Порекомендуйте эту страницу друзьям и одноклассникам
В комментариях запрещены, как обычно, флуд, флейм и оффтопик.
Также запрещено нарушать общепринятые нормы и правила поведения, в том числе размещать экстремистские призывы, оскорбления, клевету, нецензурные выражения, пропагандировать или одобрять противозаконные действия. Соблюдение законов — в Ваших же интересах!
Источник
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 в от 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.
Источник