СмартПульс - держите руку на пульсе высоких технологий! Новости, статьи, обзоры мобильных устройств, компьютеров, комплектующих, радиолюбительских конструкций

   Главная - DIY (Сделай сам!) -  Повербанки (Power Bank) и всё для них - Корпус для повербанка с поддержкой быстрой зарядки для ремонта и создания повербанка своими руками

Корпус для повербанка с поддержкой быстрой зарядки для ремонта и создания повербанка своими руками

Предисловие

Часто бывает так, что в повербанке сгорел контроллер, а его аккумулятор остался жив и здоров. Причём хороший аккумулятор, с ёмкостью 10000 мАч, а то и больше.

Что делать?! Можно попытаться найти плату контроллера, полностью совместимую геометрически со сгоревшей; но это, как правило, - безнадёжное дело.

Но выход есть: аккумулятор оставляем, а к нему покупаем комплект из нового корпуса и новой платы контроллера.

Такой комплект пригодится и в том случае, если пользователь хочет собрать повербанк полностью своими руками; что, правда, имеет не столько экономический смысл, сколько ради удовольствия порукодельничать (занятия весьма полезного для общего технического развития).

В результате может получиться вот такое симпатичное изделие:

Но сначала - предыстория проблемы и обзор корпуса для повербанка с поддержкой быстрой зарядки.

Кстати, более правильно называть такое устройство "пауэрбанк", но далее везде будет употребляться название, общепринятое в народе - "повербанк", либо изначальное power bank.

Оглавление

1. Предыстория вопроса - откуда берутся "лишние" аккумуляторы
 

2. Корпус для повербанка с поддержкой быстрой зарядки - описание
 

3. Предварительные испытания и сборка повербанка
 

4. Проверка пульсаций выходного напряжения и разное
 

5. Окончательный диагноз (итоги и выводы)
 

Предыстория вопроса - откуда берутся "лишние" аккумуляторы

Итак, в один прекрасный момент у меня перестал работать повербанк. Повербанк - от малоизвестного китайского производителя, но, винить его не буду: схема стандартная, никакой "отсебятины" от производителя; и такое может случиться с любым повербанком.

Но внутренний голос мне подсказал, что тот чип, который был установлен на плате контроллера повербанка, мог перегреваться; так как он - довольно маленький и не имел радиатора. В чипе, конечно, была система защиты от перегрева, но когда чип достаточно часто разогревается до максимальной температуры, потихоньку наступает его деградация с последующим выходом из строя.

Так что для тестируемого корпуса особое внимание будет уделено температурным режимам платы контроллера.
 

Корпус для повербанка с поддержкой быстрой зарядки

В данном случае под наименованием "корпус" имеются в виду не только его механические части, но и плата контроллера.

Полный комплект корпуса представлен на следующем фото:

В состав комплекта входят:

- алюминиевый корпус;

- плата контроллера повербанка, основанная на чипе IP5356;

- защитное окошко для цифрового светодиодного индикатора заряда повербанка;

- кнопка принудительного включения повербанка;

- пластиковая "кроватка" для установки 2-х аккумуляторов типоразмера 1260110 (длина 110 мм, ширина 60 мм, толщина 12 мм);

- заглушка для заднего торца повербанка;

- пара шурупов для крепления платы контроллера на "кроватке".

В повербанке не обязательно устанавливать два аккумулятора, можно и один, но надо позаботиться о его качественном закреплении, чтобы не болтался внутри повербанка.

Алюминиевый корпус повербанка - это его большой "плюс", так как через него гораздо лучше будет отводиться тепло, чем через пластиковый корпус.

Теперь внимательно рассмотрим плату контроллера:

Плата основана на единственном чипе IP5356, требующем минимальной обвязки. Здесь же расположена индуктивность, необходимая для работы быстрой зарядки, при которой выходное напряжение может повышаться до 9 или 12 В. Благодаря этому повышается передаваемая в нагрузку мощность.

Чип IP5356 (datasheet, PDF, англ. яз.) поддерживает массу систем быстрой зарядки: QC2, QC3, PD, Samsung, MTK и других, но не в их максимальных режимах. Максимальная передаваемая мощность составляет 22.5 Вт, а многие из ныне актуальных систем поддерживают передачу до 50 Вт и выше.

Особое внимание надо обратить внимание владельцам смартфонов Realme и Oppo на то, что поддержки протокола быстрой зарядки Super VOOC здесь нет; есть только поддержка его "младшей" версии VOOC. То есть, зарядить смартфон за полчаса точно не получится! Но часа за полтора может получиться.

Вид на плату контроллера спереди:

Здесь расположены:

- кнопка принудительного включения (на всякий случай, т.к. при подключении нагрузки повербанк включается автоматически, как это сейчас принято);

- индикатор заряда аккумулятора (в процентах) и индикатор работы режима быстрой зарядки (в виде символа "молнии");

- два больших разъёма USB-A (выходы);

- разъём USB Type-C (может работать и как вход, и как выход);

- разъём micro-USB (вход).

Вид на плату контроллера снизу:

Теперь, когда плата осмотрена со всех сторон, надо обратить внимание на то, чего на ней нет. А нет там ни одного электролитического конденсатора!

А это - не очень хорошо в плане сглаживания импульсов преобразования энергии. Дело в том, что импульсы сглаживаются только керамическими конденсаторами, а они сильно теряют ёмкость с ростом напряжения (статья об этом).

В результате возможен рост пульсаций выходного напряжения на частоте преобразования. Обязательно их проверим!
 

Предварительные испытания и сборка повербанка

Сначала был проверен температурный режим платы контроллера повербанка в режиме, близком к максимально-допустимому (напряжение выхода 12 В, ток выхода 1.5 А, мощность в нагрузке - 18 Вт). Для задания напряжения 12 В на выходе повербанка использовался QC-триггер (статья о них).

Тепловой снимок показал очень высокий нагрев платы контроллера:

Тепловой снимок сделан тепловизором UNI-T UTi260M (обзор).

Чип IP5356 разогрелся до температуры почти в 105 градусов. Многовато будет! Хотя сгореть чип не должен, так как у него есть встроенная термозащита, периодические нагревы до такой температуры вряд ли будут для него полезны. Тем более, что замеры были произведены на открытом пространстве, а в тесном корпусе нагрев может быть ещё выше.

В связи с этим на чип и на обратную сторону платы (под чипом) были приклеены небольшие радиаторы, изготовленные из П-образного алюминиевого профиля, который нашелся в кулацком домашнем хозяйстве. В качестве клея был выбран термостойкий силиконовый клей (тут вообще мало вариантов). Вот что получилось (вид с одной и с другой стороны платы):

Повторные тепловые испытания показали, что нагрев в районе чипа сильно снизился; но это снижение достигнуто, скорее всего, за счёт лучшего распределения тепла, а не за счёт собственно теплоотвода (температура платы в целом мало изменилась):

Чтобы радиатор был не просто теплораспределителем, а настоящим теплоотводом, его площадь должна быть другой.

Обязательно ли устанавливать эти радиаторы? Возможно, что не обязательно, но хуже от них точно не будет!

Попутно было измерено падение напряжения на аккумуляторе в момент подключения нагрузки 18 Вт. Оно составило для одиночного аккумулятора около 0.37 В, это - довольно значительная величина. Сам аккумулятор разогревался до 32 градусов при температуре окружающей среды 24 градуса.

Такой нагрев вполне закономерен: в режимах, близких к максимальным, через аккумулятор протекает очень большой ток. При мощности на выходе 18 Вт, полагая КПД преобразователя 90% и напряжение на аккумуляторе равным номинальному (3.7 В), получаем ток 5.4 Ампера!

В дальнейшем по ходу обзора будет проверено падение напряжения при использовании двух параллельных аккумуляторов.

Теперь - ещё об аккумуляторах; точнее, об их размерах.

В результате гибели контроллеров в одном своём собственном повербанке и в двух - у хороших знакомых, в моём распоряжении оказалось три аккумулятора ёмкостью 10000 мАч:

В данном случае важно то, что аккумуляторы оказались разных типоразмеров: 1260110 (110*60*12 мм) и 1260115 (115*60*12 мм). То есть, длина аккумуляторов - разная, причём корпус повербанка рассчитан на более короткие аккумуляторы (с длиной 110 мм). Все подобные аккумуляторы часто именовались в Сети "народной котлетой" за их выгодное соотношение между ценой и ёмкостью.

Надо сказать, что наиболее распространены аккумуляторы 10000 мАч с длиной 110 мм; а с длиной 115 мм - это экзотика. Просто вот так мне повезло. :)

Но интересно было попробовать, удастся ли вогнать аккумуляторы с длиной 115 мм в этот корпус повербанка.

Оказалось, что миссия - выполнима: контакты нижнего аккумулятора оказались ниже платы контроллера, а контакты верхнего - выше платы:

Нижний аккумулятор был прикреплён к днищу с помощью тонкого (0.09 мм) двухстороннего скотча, а затем аналогично верхний аккумулятор был прикреплён к нижнему. Дополнительно замкнутым кольцом обычного скотча оба аккумулятора были притянуты к задней стенке "кроватки" повербанка.

Затем вся эта конструкция была проверена на функционирование и вставлена в алюминиевый корпус. Перед этой окончательной сборкой надо убедиться, что контакты верхнего аккумулятора не будут соприкасаться с внутренней стороной алюминиевого корпуса (иначе будет незапланированное фаер-шоу!).

Внимание! Задняя крышка повербанка закрывает его на защёлки! Отщелкнуть их обратно, если что-то надо будет поправить, будет не просто; надо всё и сразу делать правильно!

Проведённые перед окончательной сборкой испытания показали, что под нагрузкой напряжение аккумуляторов падает всего на 0.16 В; то есть, потери энергии в самих аккумуляторах при параллельном соединении на их внутреннем сопротивлении при работе на разряд будут очень небольшими (при испытаниях с одиночным аккумулятором падение составило 0.37 В).
 

Проверка пульсаций выходного напряжения и разное

Итак, изначально подозрения вызывало отсутствие на плате электролитических конденсаторов; поскольку одних только керамических могло быть не достаточно для качественного подавления пульсаций выходного напряжения на частоте преобразования.

Проверка пульсаций в режиме, близком к максимальному (12 В, 1.5 А, 18 Вт), это подтвердила:

Величина пульсаций, как и ожидалось, оказалась значительной: 270 мВ пик-пик.

Кроме пульсаций на частоте преобразования (400 кГц) присутствует также и высокочастотная "бахрома".

Всё это никак не помешает зарядке телефона, планшета или иного устройства; но в качестве источника питания для для устройств, чувствительных к помехам, такой повербанк может не подойти.

Что делать? При желании и наличии способностей к рукоделию можно попробовать напаять прямо на плату контроллера небольшой электролитический конденсатор (но на напряжение не менее 16 В). Это снизит пульсации на основной частоте преобразования.

Высокочастотные компоненты можно попытаться подавить с помощью ферритовых фильтров, но это уже не внутри повербанка, а снаружи. Поможет ли это - точно не скажу.

Впрочем, это всё может потребоваться только для экзотических применений повербанка.

Теперь - о разном, под коим понимается только проверка возможности "быстрой зарядки" самого повербанка.

Быстрая зарядка самого повербанка поддерживается, но только в самом минимальном режиме: теоретически с напряжением 9 В и током 2 А, практически - с током только до 1.6 А.  То есть, при необходимости зарядить повербанк с аккумуляторами на 20000 мАч, лучше всего просто оставить его заряжаться на ночь - к утру зарядится.
 

Окончательный диагноз (итоги и выводы)

Протестированный корпус для повербанка показал себя полностью пригодным как для ремонта повербанков со сгоревшим контроллером, так и для создания собственных вариантов повербанков.

В повербанке можно использовать аккумуляторы как широко распространённого типоразмера 1260110, так и менее распространённого 1260115; причём можно использовать как один, так и два аккумулятора. Хотя использование одного аккумулятора - это не лучший вариант, так как получившаяся конструкция будет иметь более крупные габариты, чем требуется.

Кроме того, как показали испытания, система с двумя аккумуляторами будет иметь более высокий КПД и, следовательно, больше энергии сможет отдать в заряжаемые устройства (в чём и состоит функциональное предназначение повербанков).

Возможен такой интересный вариант применения такого корпуса. Если у Вас сгорел контроллер повербанка с одним аккумулятором 10000 мАч, то докупить ещё один аккумулятор и сделать повербанк на 20000 мАч.

Правда, у повербанков с ёмкостью аккумуляторов 20000 мАч есть и недостаток: повышенный вес. В данном случае он составил 441 г; в то время, как сгоревший повербанк с одним аккумулятором 10000 мАч весил 232 г.

Вопрос о необходимости дополнительного радиатора для чипа контроллера повербанка оставляем открытым: если не лень и найдется подходящий материал, то лучше его установить на плату. Есть шанс на повышение надёжности и долговечности устройства.

Теперь - внимание, информация особой важности! Перед параллельным соединением аккумуляторов обязательно надо выровнять напряжения на них; иначе перетекающий ток из более заряженного аккумулятора в менее заряженный может оказаться настолько большим, что вызовет критический разогрев аккумуляторов и даже их возгорание и взрыв!

Купить протестированный корпус power bank с платой быстрой зарядки можно на Алиэкспресс, например, у этого продавца. Цена на дату обзора - около $7.5 (в дальнейшем может меняться, проверяйте!).

Купить аккумуляторы 10000 мАч типоразмера 1260110 можно, например, у этого продавца. Цена за один - около $4.5, за пару - $7.5.

Реклама. ООО "АЛИБАБА.КОМ (РУ)" ИНН 7703380158

Всем спасибо за внимание!

Дополнительно:

Весь раздел DIY - Сделай сам!

На Главную

Подписывайтесь на Дзен-канал "Smartpuls.ru - интересно о технике!"
 

Ваш Доктор

17.08.2025 г.
 

Вступайте в группу SmartPuls.Ru  Контакте! Анонсы статей и обзоров, актуальные события и мысли о них.

  Комментарии вКонтакте:

    Доктора! (Администрация сайта - контакты и информация)
  Группа SmartPuls.Ru  Контакте - анонсы обзоров, актуальные события и мысли о них