Схема подключения power bank. Самодельный повербанк? это просто! Повер-банк из пальчиковых батареек

Всем доброго времени суток дорогие друзья! В сегодняшней статье я бы вам хотел показать, как сделать походную портативную зарядку для телефона - Power Bank. Его походные качества заключаются в том, что он может заряжаться при помощи солнечной энергии. Данный Power Bank будет стоить достаточно дешево, так как в его сборки будут использованы вторичные аккумуляторы и дешёвые китайские комплектующие с интернет магазинов. Ну да ладно, хватит длинных предисловий, погнали!

Из инструментов нам также понадобится:
-Паяльник.
- Супер клей.
- Отвертка.
- Ручка (или карандаш, маркер и т.п.).
- Канцелярский нож.
- Дрель.
- Терма клей.

Перед тем как начать строить Power Bank, следует разобраться с аккумуляторными батареями. Было решено использовать аккумуляторы формата 18650, так как это самый распространённый формат батарей и подобрать модуль управления для них в китайских интернет магазинах будет проще простого. Вы можете купить эти аккумуляторы новыми, что будет очень хорошо, но можете сэкономить и достать эти аккумуляторы из старого ноутбука, как и сделал автор самоделки. Но вы должны понимать, что использование старых аккумуляторов характеристики Power Banka будут не очень, будет медленная зарядка, маленькая ёмкость и т.д.

Вырезаем окошечко для дисплея. МТФ панель довольно мягкая и чтобы вырезать окошечко под дисплей нам потребуется канцелярский нож. Просто проводим несколько раз ножом по отмеченному контуру, используя силу.

Увидев что светодиод от платы управления немного мешает, автор решил проделать отверстия, для того чтобы его индикацию было видно и светодиод не упирался. И также приклеиваем к корпусу.

Так как наша солнечная батарея меньше корпуса Power Bankа и её будет не достаточно для использования стенки. Для последней стенки корпуса вырежем не большой прямоугольник из МТФ панели, и приклеим супер клеем в указанное место как на фото.

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

Сегодня никого уже не удивишь наличием смартфона, планшета или фотоаппарата. Все эти спецпримочки есть у каждого человека, однако довольно часто возникают ситуации, когда нет возможности их подзарядить при помощи зарядного устройства через электросеть.

В таком случае Вам обязательно пригодится power bank или внешний аккумулятор, который используется для подзарядки портативных устройств, например, во время походов. Конечно, можно купить уже готовый power bank, но зачем тратить деньги, если его можно сделать самостоятельно.

Предлагаем Вашему вниманию несколько схем сооружения power bank своими руками.

1. Power bank из аккумуляторных батарей мобильных телефонов

Итак, рассмотрим как сделать power bank своими руками при помощи нескольких аккумуляторных батарей мобильных телефонов. Для этого Вам понадобятся:

Несколько обычных мобильных аккумуляторов (желательно шесть или девять) емкостью 1020 mAh каждый.

Устанавливаем батареи параллельно друг дружке и обматываем их вдоль скотчем, а в поперек изолентой. Обратите внимание, обязательно должны быть открыты клеммы, к которым позже будут припаиваться провода.

Спаиваем между собой наши аккумуляторные батареи, соединяя две клеммы: «плюс» и «минус». Центральные клеммы АКБ или температурный датчик можно не соединять, поскольку они необходимы только для демонстрации оставшегося уровня заряда данного устройства.

Делаем контрольные замеры и прикрепляем все термоклеем.

И вуаля, все готово!

Данного Power bank Вам хватит на четыре-пять полных подзарядок Вашего телефона.

2. Внешний аккумулятор из простого фонарика

Чтобы соорудить Power bank из фонарика нам понадобятся:

Непосредственно сам фонарик с 3,7 Вольтовой батареей;

Преобразователь напряжения с встроенным USB выходом, который позволяет 3,7 Вольта литий-ионного аккумулятора фонарика преобразовать в 5 Вольт;

Контроллер заряда.

А) Демонтируем устройство.

Б) Убираем один из резисторов фонаря (к нему должен быть подпаян светодиод). Это позволит заменить один из режимов яркого свечения на новый режим – Пауэр Банк.

В) На место, где размешалась вилка для подзарядки фонаря, размещаем наш преобразователь с USB выходом.

Г) К контроллеру заряда батареи припаиваем «плюс» и «минус» от батареи. После чего к контактам OUT+/OUT- данного контроллера припаиваем преобразователь 5V.

Обратите внимание, предварительно нужно освободить один контакт переключателя и подпаять к нему преобразователь.

Д) Теперь проверяем работоспособность преобразователя, при необходимости перепаиваем.

Е) Итак, если все работает, при помощи эпоксидного клея приклеиваем контроллер и преобразователь.

Ж) Собираем фонарик и можем пользоваться.

Теперь вы всегда будете на связи и при свете, главное не забывать заряжать аккумулятор фонарика!

3. Power bank из простых батарей 2200 мАч 3,6 В

Для данного Power bank Вам понадобятся:

Непосредственно сами литий-ионные батареи (желательно 8 штук);

Ситуации могут быть в жизни всякие - пустой аккумулятор смартфона и отсутствие сетевой розетки для подзарядки поблизости - частое дело. Именно поэтому решено было сделать свой, мощный Повер Банк из старого аккумулятора ноутбука, с USB питанием. Конечно можно купить китайский, но ихние 10000 и 20000 мА - это большое преувеличение! Эта статья покажет вам как собрать устройство, состоящее из модуля зарядки литиевого АКБ, повышающего преобразователя для USB, а также светодиодного индикатора состояния аккумулятора Power Bank.

Где взять литиевые аккумуляторы

Сами аккумуляторы лучше не покупать (дорого да и слабых много попадается) а использовать со старого ноутбука. Внутри этого, что на фото - 3 пачки из двух параллельных сборок литиевых 18650 типа на 2200 мА/ч, которые соединены последовательно.

В нашей конструкции, будем использовать все 3 пакета параллельно, предварительно проведя проверку, хорошо ли они держат заряд в течение достаточно долгого времени.

В крайнем случае, если некоторые банки уже совсем слабые, ставьте один двойной пакет - тогда повербанк станет легче и меньше, хоть и слабее.

Модули Повер Банк

Следующая важная часть USB Powerbank - плата зарядки. Для этого выбран дешевый . Дополнительно он отключает нагрузку, если напряжение литиевых батарей падает ниже ~3.7 Вольт, тем самым защищая аккумуляторную батарею от глубокого разряда.

Теперь берём схему, которая повышает напряжение от батарей до 5 вольт (для питания USB выхода). Это любой повышающий преобразователь на USB.

Как это соединить между собой - . Естественно принципиальная схема будет иметь небольшой тумблер для включения Повер Банк. Тумблер нужен, поскольку повышающий преобразователь всегда получает питание от батареи (и тянет небольшой ток), даже если к USB никакое устройство не подключено.

Корпус для самодельного Power Bank

Корпус лучше брать неметаллический - подходящую пластиковую коробку, кабель канал и так далее. Для этого проекта применили нестандартный и экологичный материал - дерево, точнее ДВП. Две крышки и стенки по периметру, всё это соединено винтами.

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, который способен увеличивать напряжение от источника питания, к примеру, от литиевого аккумулятора, до уровня 5 В. Такое напряжение уже позволит заряжать планшеты и смартфоны.

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.

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

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.

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. .

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 : .

Зарядное устройство для литиевых аккумуляторов своими руками