Собираем Power Bank своими руками. Как изготовить мощный самодельный повербанк Power bank своими руками из аккумулятора

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 (д аташит 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 . 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.

Список радиоэлементов

В этой статье я расскажу как можно собрать очень дешевый power bank из всякого хлама, который обязательно должен найтись под рукой. Точнее что-то похожее на power bank но основную функцию свою, он вполне будет выполнять. Данное портативное зарядное устройство для смартфона будет работать на аккумуляторе или батареи типа "Крона", на 9 или 12 вольт.

Что нужно для сборки

1. Корпус от балласта для люминесцентных ламп
2. Клемма для кроны
3. Аккумулятор или батарея Крона
4. USB гнездо
5. Тумблер или кнопка
6. Стабилизатор напряжения 7805
7. Два конденсатора на 100n

Подготовка корпуса для power bank

Сборка power bank

Внешние аккумуляторы (Power Bank) используются для заряда портативных мобильных устройств. Их удобно использовать в туристических походах или на отдыхе, когда нет возможности зарядить мобильник от сети или компьютера. Но что если Вы живёте далеко от специализированных магазинов или просто не хотите тратить деньги на покупку внешнего аккумулятора? В этой статье мы расскажем, как можно самому сделать Power Bank из подручных средств.

Как сделать Power Bank своими руками?

Чтобы сделать самодельный внешний аккумулятор Вам не понадобится покупать какие-то дорогие детали, все их можно найти у себя дома.

Итак, нам понадобится:

Никелевые аккумуляторы формата АА, 4 шт.
. USB-разъем.
. Баллон от освежителя воздуха.
. Коробочка от фотоплёнки.
. Провода.
. Спичечные коробки, 2 шт.
. Баночка для витаминов (или любая другая соответствующего размера).
. Скобы.
. Металлическая проволока.

Приступим к изготовлению!

1. Склеиваем вместе спичечные короба, отрезав и отогнув у каждой из них одну из стенок (как на фото). Помещаем в них аккумуляторы.

2. С помощью скоб делаем контакты с обратной стороны коробки и соединяем их проволокой.

3. Получилась конструкция с напряжением чуть больше 5 вольт, что вполне достаточно для зарядки мобильного телефона. Помещаем её в коробочку от фотоплёнки и уплотняем, чтобы ничего не болталось.

4 . Отрезаем дно у баночки от витаминов, проделываем в ней отверстие и вставляем USB-разъем (если нет баночки от витаминов, можно использовать любую другую крышку, главное чтобы она подошла в качестве крышки к баллону от освежителя воздуха). Припаиваем к USB провод, соединяем его с аккумулятором и закрываем коробочку.

5. Чтобы наш Power Bank прослужил долго и не рассыпался при первой же тряске, помещаем его в баллон от освежителя воздуха.

Частые поездки в командировки и по домашних делах, привела к мысли о покупке надежного зарядного устройства типа , для вечно нуждающегося в питании мобильника на ОС Android. Так как время доставки из заоблачной желает лучшего, а нужно еще вчера был выбран вариант «сам-пан-сделал из готового». Вовремя подвернулась статья на для сейчас вездесущих LiPo/LiIon аккумуляторов.

Поход в магазин принес еще одну радость, готовый модуль зарядного DC-DC конвертера на 5 вольт. Их уже начали ввозить в связи со спросом нашего друга радиолюбителя.

Схему данного преобразователя, как и описание, свободно можно найти в интернете.

• KEY FEATURES
• Conversion Type DC to DC
• Input Voltage 2.3 to 4.8 V
• Output Voltage 5 V
• Output Current 1 A
• Efficiency 87 %
• Topology Boost

Ну что же, все закуплено и проверено, УРА! Работает. LiIon ковырнул из убитого аккумулятора ноутбука купленного, несколько месяцев назад, на одном из сайтов где люди торгуют всякой ненужнятиной. Шесть аккумуляторов было соединено параллельно, в итоге хоть и не новые аккумуляторы но мощность Power bank поднять получилось.

Дело за малым, увы корпус в нашем магазине не подберешь, будем резать оргстекло, дихлорэтан дома есть в запасах. Порезал и склеил за полчаса так что фоток не будет, а вот готовое устройство пожалуйста.

После ходовых испытаний пришел к выводу что без контролера аккумулятора банки можно и убить. Тут тоже готовое решение, аккумулятор от мобилки, в моем случае Samsung. Разбираем и достаем контролер, который для наших целей как раз то что доктор прописал.

Контролер установил между DC/DC преобразователем и аккумулятором, проверка Powerbank показала, что данная схема работает и полной зарядки повербанка хватает чтобы четыре раза зарядить прожорливый Android.

Когда заряд на аккумуляторах опускается до 3,2 вольта контролер отключает преобразователь, в зарядке контролер участия не принимает, заряжает же его плата на основе микросхемы TP4056 до 4,2 вольт. Конденсатор на плату стабилизатора подкинул ради стабильной работы контролера с преобразователем. С уважением, UR5RNP.

Сегодня устройства типа Power bank (автономное зарядное устройство) прочно вошли в нашу повседневную жизнь. Они значительно облегчают использование всевозможных современных энергоемких гаджетов, таких как планшеты и смартфоны, так как позволяют быстро подзарядиться практически в любых условиях, когда вы находитесь вдали от розетки.

У самых простых Power bank имеется только один тип выхода- USB, который является наиболее популярным. В более продвинутых зарядных устройствах можно найти выходы с напряжением, ставшим стандартным напряжением питания для низковольтных устройств,- 12В. Это значительно расширяет область применения таких Power bank`ов, так как от 12В работает практически любая автомобильная электроника и множество других электрических потребителей. А при использовании инвертора можно получить и 220В при желании.

Краеугольным камнем в таких Power bank`ах становится вопрос емкости. Применение современных высокоёмких Li-ion аккумуляторов позволяет создать в компактном размере источник питания достаточной емкости для того, чтобы запитать какое-либо 12 вольтовое устройство в течении нескольких часов.

К сожалению, производители зачастую экономят именно на качестве встраиваемых литиевых элементов питания для уменьшения общей стоимости зарядного устройства, что негативно сказывается на времени работы Power bank. Поэтому мы хотим рассказать вам как самому изготовить Power Bank используя комплект, состоящий из многофункционального DC-DC преобразователя, платы защиты и корпуса и высококачественные литиевые аккумуляторы распространенного типоразмера .

Нам понадобятся:
Комплект для сборки Power Bank модели HCX-284 состоящий из непосредственно многофункционального DC-DC преобразователя, платы защиты (PCM) для Li-ion аккумуляторов и металлического корпуса для 4ех Li-Ion аккумуляторов 18650. В качестве литиевых элементов возьмем 4 Li-ion аккумулятора Panasonic модели NCR18650B 3,6В емкостью 3400мАч

Преобразователь HCX-284 имеет стабилизированный 12В выход с максимальным током нагрузки 4А и 5ти вольтовый USB разъем с максимальным током 1А. В качестве зарядки для нашего Power Bank можно использовать любой 12В блок питания с штыревым разъемом размера 5,5 х 2,5 мм и максимальным током не менее 1,5А. Можно, конечно, использовать и менее мощный блок питания, но процесс заряда в этом случае может занять достаточно продолжительное время.

Принцип работы нашего Power Bank следующий:
С аккумуляторной сборки из 4ех последовательно-соединенных (4S) Li-Ion аккумуляторов мы получаем номинальное напряжение 14,8В. Точнее, это напряжение, в процессе работы, будет меняться от 16,8В (полностью заряженная батарея) до 12В (полностью разряженная). Непосредственно к аккумуляторам подключается плата защиты PCM . Она будет контролировать эти верхние и нижние напряжения, не позволяя им выйти за крайние значения и оберегая литиевые ячейки от перезаряда и переразряда.
С платы защиты напряжение подается на вход понижающего DC-DC преобразователя, который и превращает наши 16,8 - 12В с аккумуляторов в стабилизированные 12В и 5В на соответствующих разъемах.

При зарядке аккумуляторов 12 вольт с входа "DC In" стабилизатора преобразуются в 16,8В необходимые для заряда 4S Li-Ion аккумуляторной батареи. Максимальный ток, подающийся на аккумуляторы, составляет 1А и не зависит от мощности вашего блока питания. Это позволяет использовать в комплекте с HCX-284 литиевые аккумуляторы с минимальной емкостью около 2000мач, у которых ток заряда не должен превышать половины значения от емкости, т.е. примерно 1А.

Процесс сборки:

1. Склеиваем при помощи термоклея батарею из четырех Li-Ion аккумуляторов Panasonic модели NCR18650B.