Montagpena.ru

Строительство и Монтаж
1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

2 Схемы

Как самому сделать ПоверБанк

Давно было желание построить свой большой, мощный повер-банк, которой можно было бы нагружать всякими устройствами с питанием от USB. Powerbank должен иметь возможность зарядки от возобновляемого источника энергии – здесь используется солнце. Индикатор режимов работы и состояния батареи также является необходимым.

Что удалось получить:

  1. Аккумулятор накопливает мощность примерно 150Wh, 12×18650 в конфигурации 3S4P, 11.1 V 14000mAh.
  2. Два порта USB 5.2 V с током примерно 3 А.
  3. Преобразователь сделан на микросхеме LM2596-5. Слегка поднято напряжение до 5,2 вольта для компенсации просадки и надёжного старта.
  4. Зарядка АКБ идёт от солнца. Этим занимается специализированный контроллер MPPT LT3652. Плата преобразователей step-up и MPPT приклеены теплопроводящим клеем для алюминиевых пластин, для улучшения теплоотдачи.
  5. Аккумулятор защищен BMS-em с функцией балансира. BMS позволяет держать ток 25 А.

Измерительная система на Atmega328, которая работает совместно с датчиком тока INA219 и выводит результаты измерения на дисплей oled с драйвером SSD1306. Atmega считывает значение тока, потребляемого из блока и напряжение на нем через датчик INA219. Напряжение с преобразователя step-up и step-down считывает датчик самого контроллера. МК использует внешнее опорное напряжение от MAX6129. Питание стабилизирует MCP1700.

Схема принципиальная Powerbank

Как самому сделать ПоверБанк

Как самому сделать ПоверБанк

Как самому сделать ПоверБанк

Теперь о корпусе

Как самому сделать ПоверБанк

Корпус приобретен готовый из пластика. На нижнюю часть корпуса крепится двухсторонним скотчем весь пакет батарей. Сам пакет закреплён специальными стяжками, специально для этого предназначенными. Подробности видно на фотографиях.

Как самому сделать ПоверБанк

Разъемы зарядки и панели солнечных батарей – XT60, закрепленные в держателях, напечатанных на 3D-принтере. Рамка дисплея сделана так же.

Как самому сделать ПоверБанк

Выключатель питания отключает преобразователи и схемы измерения от блока АКБ.
В отсутствии от солнца powerbank заряжается обычным сетевым зарядным устройством.

Простой, автономный блок питания на 5V с фильтром на выходе, питаемый от аккумулятора.

Простой, автономный блок питания на 5V с фильтром на выходе, питаемый от аккумулятора

В этой статье предлагаю вам ознакомится со схемой, которая по своей сути является повербанком, но рассчитана на питание не телефонов и планшетов, а таких устройств как, например, микрофонный, предварительный усилитель, радио передатчики и приемники и т.д. То есть, схемы, что чувствительны к качеству источника своего питания. А разве обычная схема PowerBank, которую можно встретить на просторах интернета, не годится для таких задач? Как показала практика, стоящие там высокочастотные преобразователи имеют на своем выходе сильные помехи, что передаются и отрицательно влияют на работу вышеперечисленных устройств.

использование DC-DC повышающего преобразователя для мини блока питания на 5 вольт с фильтромДопустим, в моем случае мне понадобился небольшой источник питания на 5 вольт (величина USB питания). Этим автономным блоком питания я хотел запитывать свою самодельную схему микрофонного усилителя. Я взял обычный литиевый аккумулятор и подключил его к Китайскому модулю DC-DC повышающего преобразователя (плата может увеличивать любое напряжение в пределах 0,9-5 V, выдавая на выходе стабильные 5 вольт постоянки, максимальный ток до 2 А). В итоге, когда я получил нужные мне 5 вольт на выходе DC-DC преобразователя и подал их на свой микрофонный усилитель, то оказалось что усилитель начал работать с сильными искажениями, образовался паразитный сигнал, напоминающий самовозбуждение усилителя звуковой частоты.

Тогда я схему запитал от обычный батареек, соединив их последовательно для получения нужного напряжения. Микрофонный усилитель работал нормально, без искажений. Следовательно, проблема была именно в DC-DC преобразователе. Первое, что пришло на ум, это поставить на выход повышающего преобразователя фильтрующий конденсатор электролит. Хоть на схеме он уже был, но у него была небольшая емкость, около 100 мкФ. Увеличил емкость до 1000 мкФ. Все равно этот шум в усилителе был, хотя и меньше. Потом, чисто случайно, решил в схему усилителя поставить на вход питания обычный диод, который бы защищал схему от переполюсовки, если вдруг случайно перепутаю плюс и минус питания местами.

Читайте так же:
С какой стороны точить лопату

Когда был припаян этот диод, и включена схема, то шум значительно уменьшился. Вместо диода я припаял переменный резистор на 1 кОм. После проверки выяснилось, что шумы в большей степени убираются, когда сопротивление этого резистора от 40 Ом. В результате полностью избавится от этих шумов в усилителе мне удалось после добавления к DC-DC преобразователю такой простой схемы фильтра:

схема мини повербанк с повышающим DC-DC преобразователем, имеющий фильтр от помех, искажений

В итоге у меня получилось сделать небольшой автономный блок питания для своей схемы микрофонного усилителя, работающий от обычного аккумулятора типа 18650. Для удобства этот аккумулятор поместил в аккумуляторный держатель, между батареей и модулем повышающего DC-DC преобразователя поставил обычный, небольшой выключатель, чтобы активировать источник питания тогда, когда он нужен, не разряжая его на работу в холостом режиме. Этим блоком питания можно питать различные чувствительные устройства, требующие напряжения 5 вольт и максимальный ток потребления до 2 ампер.

плата контроллера заряда для литиевого аккумулятора на схему повербанка своими рукамиЕсли вы используете просто аккумуляторную банку, не имеющего внутри себя схему контроллера заряда, то эту схему автономного блока питания на 5 вольт можно улучшить путем добавления в нее еще одного простого модуля, защищающего аккумуляторную батарею от чрезмерного разряда и перезаряда. Это обычная плата контроллера заряда литиевых аккумуляторов. Она небольших размеров, стоит копейки, приобрести ее сейчас можно где угодно (радиорынок, магазин электронных компонентов, купить через доску объявлений и т.д.). И тогда уже можно заряжать имеющийся аккумулятор, подключая обычную зарядку от телефона к корпусу этого самодельного мини USB блока питания.

Преобразователь для повербанка своими руками

Самодельные повербанки довольно актуальны, несмотря на то, что их можно купить в Китае. Можно найти варианты любой мощности в широком ценовом диапазоне, начиная с1$. Но для радиолюбителей всегда интереснее собрать своими руками.

65557403.jpg

Рассмотрим схему из интернета, представляющую собой DC-DC преобразователь или step-up converter автогенераторного типа. Несмотря на простоту в ней есть стабилизация выходного напряжения, малая утечка при холостом ходе, большой ток на выходе и высокий КПД. Схема реализована на основе простого автогенератора и является универсальным решением в качестве повышающего преобразователя для зарядки портативной цифровой техники. Универсальность заключается в том, что инвертор можно питать и от 1 батарейки с напряжением 1.5В, и от литиевого аккумулятора с напряжением 3.7В.

3474880086.png

Принцип работы.

Автогенератор выполнен на базе полевого транзистора, хотя можно использовать и биполярный. Трансформатор на самом деле является дросселем с 2 обмотками, силовой и задающей. Преобразование энергии происходит также как в любом аналогичном инверторе. В момент закрытия полевого транзистора всплески самоиндукции с дросселя выпрямляются диодом и сглаживаются электролитическим конденсатором. При этом ЭДС самоиндукции может быть гораздо выше напряжения питания, в зависимости от индуктивности дросселя. Стабилизация выходного напряжения осуществляется просто и эффективно.

3046347852.JPG

Если напряжение на выходе превышает напряжения стабилизации открывается стабилитрон, а за ним и маломощный транзистор VT2. Через его открытый переход затвор полевого транзистора закорачивается на землю и он закрывается на время, пока выходное напряжение не снизится до нужного уровня. Тогда стабилитрон закроется, и полевой транзистор продолжит работу. Этот процесс в реальности происходит 1000 раз в секунду.

Читайте так же:
Что такое зенкование отверстий

Элементная база.

Диод – любой быстродействующий, лучше диод Шоттки с током от 1А. У меня поставлен UF4007. Маломощный транзистор любой, обратной проводимости, можно и КТ315.
Дроссель можно мотать на ферритовом кольце, стержне или гантельке. В идеале должно быть определенное соотношение витков. Я намотал на гантельке одновременно обе обмотки с одинаковым количеством витков – 25. Силовая обмотка состоит из 3-х проводов диаметром 0.3мм, а задающая из 1 такого хе провода. Фазируется дроссель так же как в 2-хтактном инверторе, хотя наш вариант таковым не является. После намотки мультиметром находим концы обмоток, затем начало задающей соединяем с концом силовой. Образуется средняя точка куда подключается «+» источника питания.

2261455392.JPG

Полевой транзистор подбирают с минимальным напряжением срабатывания. Чем оно ниже, тем ниже может быть напряжение питания. Я использовал полевик с материнской платы в корпусе TO252 и напряжением срабатывания 1,25В.
При питании от 1,5-2В ток ХХ в пределах 5-8мА. При питании от литиевого аккумулятора он возрастает до 15-20мА, но растет и КПД, корректнее работает стабилизация. Я взял стабилитрон на 3,3В. С ним выходное напряжение варьируется от 5 до 5,5В. Это достаточно для зарядки практически всей современной портативной техники.

887072494.JPG2058050352.JPG

Используемые литиевые батареи должны быть с защитой от снижения напряжения, т.к. конвертор будет выкачивать из него все, пока напряжение не упадет до 1-2В. Литиевый аккумулятор уйдет в глубокий разряд, что не рекомендуется.
При сборке использованы обычные детали и элементы поверхностного монтажа, поэтому плата получилась компактной и удобной.

Преобразователь для повербанка своими руками

Смысл в компактности девайса ,а реально отдаваемой ёмкости (в 1,5-2 ампера ,с учётом потерь на преобразование) для моих конкретных целей мне за глаза.

одна банка 18650 и 1,5-2А на выходе после преобразователя? Т.е. 2,0-2,7А с банки?
И так емкость этого повербанка будет не большой, так ещё не каждый аккум может отдать такие токи без заметной потери в емкости.

P.S. насчет емкости:
с 18650 2600 получим на выходе 2600*3,7*(КПД преобразователя)/5=1924*КПД
Что даже при КПД в 90% даст 1924*0,9=1731,6мАч

одна банка 18650 и 1,5-2А на выходе после преобразователя? Т.е. 2,0-2,7А с банки?
И так емкость этого повербанка будет не большой, так ещё не каждый аккум может отдать такие токи без заметной потери в емкости.

P.S. насчет емкости:
с 18650 2600 получим на выходе 2600*3,7*(КПД преобразователя)/5=1924*КПД
Что даже при КПД в 90% даст 1924*0,9=1731,6мАч
Аааааааа. я понял свой косяк — запарился и написал амперы вместо ампер-часов. Прошу прощения — я имел ввиду ёмкость а не ток нагрузки.
Всё верно (не ток в 1,5-2 ампера — ток будет в пределах 0,5-0,6 ампер ,а имелась ввиду реальная ёмкость отдаваемая банкой).
А указанные Вами 1731,6mAh вполне вписываются в предполагаемые мной 1500-2000mAh (1,5-2Ah).
P.S. Да и сам преобразователь который я буду ставить не может отдать ток более 0,6А:
Input Voltage 0.9

Читайте так же:
Назови виды изображений детали на чертеже

5 -volt
Operating Voltage 5 -volt
Output Current 600 mA
Output Voltage 5 V

При подаче на него питания ,на плате постоянно (причём довольно ярко) светится красный светодиод.
Все верно. Тогда стоит его усыпить:ab:

Не знаю какой именно преобразователь у вас.
У меня на основе MAX1674. Когда подключена нагрузка ничего не горит, только включается светодиод, когда напряжение Li-ion падает ниже 3V.

Кстати чтобы смартфон распознавал зарядку как от сети (потреблял больше тока), то нужно учитывать распиновку USB разъема зарядки, под конкретную модель смартфона или др. устройства.
http://rones.su/techno/zaryadka-mobilynika-po-usb.html

eXment3, на Розетке сейчас акция, за 99грн продают повербанк на 1200 махов. По размерам походит для 18650, если заморочиться и вставить другой аккум, то думаю можно "разогнать" его до 3200mah.

что то я его не нашел

Мне аналогично нужен УМБ для поездок на 1 день, но таскать c собой xiaomi на 10 косарей неохото( да и дома он нужен частенько).
Выбирай:

Mocreo Lavo 2500mAh (http://forum.fonarevka.ru/showthread.php?t=25147)
Buccker T26 2600mAh (http://forum.fonarevka.ru/showthread.php?t=26360)

НА маркированную емкость не смотри, смотри сколько у них "на выходе"

Mocreo Lavo 2500mAh (http://forum.fonarevka.ru/showthread.php?t=25147)
Buccker T26 2600mAh (http://forum.fonarevka.ru/showthread.php?t=26360)

НА маркированную емкость не смотри, смотри сколько у них "на выходе"

Форм-фактор на любителя конечно.

Форм-фактор на любителя конечно.
ну так для
таскать c собой
плоский думаю удобней чем на 18650?

Но с другой стороны, я то понимаю, если скажем 18650 уже есть, скажем с БУ ноута, или ещё как то.

Но общий вывод отсюда сделать можно — КПД повербанковской платки не так уж и плох (при реальной ёмкости аккума в 1150mAh преобразователь умудрился отдать 1050mAh). Так что замена аккумулятора на более ёмкий будет вполне оправданной.

как то оптимистично.

как то оптимистично.

Сам в шоке:ag:. Но факт.
Для чистоты экперимента в дальнейшем планирую провести ещё один опыт — запитаю зарядочку MСOBEAM не от сетевого адаптера ,а вот этим вот конкретным повербанком (зарядка умеет работать от 5-ти вольтового источника питания) и посмотрю сколько она зальёт в аккум на 2600mAh от повербанка до его отключения.
О результатах отпишусь.

Сам в шоке:ag:. Но факт.
Ну смотри:
при реальной ёмкости аккума в 1150mAh преобразователь умудрился отдать 1050mAh
1050/1150=0,913
Это притом, что сначала работает повышайка до 5В потом понижайка в планшете, и КПД повышайки * на КПД контроллера заряда в телефоне аж 91% ?

P.S. Ты же не далеко от меня живешь, давай протестю вот так (https://www.youtube.com/playlist?list=PL-rdxkP4p0hH7TMu_Zr_2nWIHe9kxyTAu)

КПД больше 80% это из области фантастики
Ну почему же? импульсные DC-DC преобразователи могут и 90% КПД выдать, да вот только их там по цепочке два: первый повышает напряжение аккума до 5В, второй из этого напряжения понижает для зарядки аккума. И даже если они оба с 90% КПД, то при таком использовании будет 0,9*0,9=0,81 или 81% КПД

Ориентироваться по цифрам процента зарядки планшета не совсем правильно.
Согласен (http://forum.fonarevka.ru/showthread.php?t=25508)
http://www.youtube.com/watch?v=lU9ZfojT-J4

Аргументируйте.Конечно 🙂
Мне не нужна лабораторная точность.
но хотя бы приблизительная нужна, а не пальцем в небо 🙂

Мне нужно было знать какую ёмкость я сниму в реальных условиях с этого конкретного повербанка (с вставленным конкретным аккумулятором) при зарядке аккумулятора какого нибудь девайса.
только одно неизвестное: КПД зарядки 🙂

Читайте так же:
Перфоратор расположение двигателя какое лучше

Или даже не так — цель была узнать сколько я смогу залить в заряжаемый аккумулятор (я это выяснил — от полного заряда ,до выключения от разряда повербанк смог затолкать в заряжаемый аккум 675mAh).
А в другой зарядке в тот же аккум вольется другое колво

В качестве "какого нибудь девайса" выступила зарядка (умеющая показывать проходящую через неё ёмкость) ,в качестве аккумулятора выступил Sanyo 2600.
Выше написал про неё.

В чём некорректность ? Я ведь не по процентам ориентируюсь ,а по циферкам залитой ёмкости.Ага
Или вас смущает аккумулятор ? Могу проделать тоже самое с Панасоником 3200 — так корректнее будет ?
Нет, аккумулятор тут как раз не причем

P.S. НЕ принимайте близко к сердцу, у меня просто настроение поспорить и покритиковать 🙂

Для того чтобы повербанк "увидел" подсоединённый аккум нужно хотя бы на секунду поставить повербанк на зарядку — это из личного опыта.

А) Попробуй зарядить повербанк сам от себя. На секундочку.
Б) Попробуй замкнуть минус выходного разъёма и минус банки. Тоже на секундочку.
Защита видит, что снаружи аккума напряжение 0, т.е. небезопасное и отключает банку по минусу. Замыкая минус банки и минус схемы в обход зашитного транзистора (обычно 8 ног 8205) ты подаёшь "безопасное" напряжение на "внешнюю" сторону защиты и защита отключается. В повербанках со сменными банками обычно такая кнопка есть.
P.S.
Зарядник с экранчиком на входе имеет импульсный понижающий преобразователь. Поэтому вошедшие и влитые в банку мАч отличаются.

Недавно собрал преобразователь 5V 1A (кпд 94% max) из остатков первой печатной платы для Powerbank’a, запоротую часть отпилил. Плата прошла через многое, решил оставить на память, как первый экземпляр :ab: Тем более у самого ничего не осталось, все раздал.
Соединил параллельно 6 батарей Sony 18650 довольно изношенных от ноутбука, не пропадать же им! Надеюсь еще послужат. Обошелся без платы защиты, на преобразователе начинает светиться светодиод, когда напряжение падает ниже 3 V.
Сейчас в личку ссылку брошу (очень рекомендую обратить внимание на лампочки с тактильной регулировкой — там простым прикосновением плавно изменяется яркость от минимума до максимума и наоборот ,и очень приятный тёплый свет).

Простой Powerbank своими руками

размеры

Самодельные пауэрбанки довольно актуальная тема, несмотря на то, что в Китае их можно купить буквально за доллар. Естественно, есть модели и подороже.

Схема, которая будет рассмотрена в этой статье, является одной из самых редких в интернете.

схема

плата

Она представляет собой повышающий DC-DC или Step-Up конвертер автогенераторного типа. Несмотря на простоту, здесь имеется все, что нужно для инвертора такого класса, а точнее, стабилизация выходного напряжения, малый холостой ход, высокий выходной ток и большой КПД.

Схема реализована на базе простого автогенератора и является универсальным решением, если вам необходим повышающий преобразователь для зарядки портативной цифровой аппаратуры. Универсальность заключается в том, что инвертор можно питать и от одной батарейки напряжением в 1,5 В, и от литиевых аккумуляторов стандарта 18650 или любого другого с напряжением в 3,6-3,7 В.

Читайте так же:
Супер клей cosmofen ca 12

Универсальность

Универсальность

Несколько слов о принципе работы схемы. Это простой автогенератор, выполненный на базе полевого транзистора.

принцип работы схемы

При желании можно использовать и биполярный транзистор.

Трансформатор на самом деле является дросселем, но с двумя обмотками. Одна из них является силовой, а вторая задающей.

Трансформатор

Преобразование энергии происходит точно так же, как и в любом аналогичном инверторе. В момент закрытия полевого транзистора всплески самоиндукции выпрямляются диодом и сглаживаются выходным электролитическим конденсатором.

принцип работы

принцип работы

принцип работы

При этом ЭДС самоиндукции с дросселя может быть в несколько раз выше напряжения питания. Все будет зависеть от индуктивности дросселя.

Стабилизация выходного напряжения довольно простая, но работает эффективно. Как только выходное напряжение превышает напряжение стабилизации, открывается стабилитрон, а вслед за ним и маломощный транзистор VT2. Затвор полевого транзистора замыкается на «массу» через открытый переход транзистора VT2.

принцип работы

«Полевик» на время закрывается, пока выходное напряжение не понизится до нужного значения. Как только оно будет на уровне заданного, стабилитрон закроется, и полевой транзистор продолжит работу. И весь описанный процесс происходит тысячи раз за секунду.

Теперь несколько слов об элементной базе. Диод подойдет любой из быстрых, но очень рекомендуется взять диод Шоттки с током не менее 1 А. В примере используется ультрабыстрый диод типа UF4007 с током в 1 А, но лучше взять что-нибудь помощнее.

ультрабыстрый диод

Маломощный транзистор можно использовать абсолютно любой обратной проводимости, хоть КТ315.

Маломощный транзистор

Дроссель рекомендуется мотать на кольце, но в качестве сердечника можно использовать и стержень, и «гантельку».

Дроссель

В идеале должно быть определенное соотношение витков, но, чтобы не заморачиваться, обе обмотки намотаны вместе и имеют одинаковое количество витков (25 штук в примере). Силовая обмотка выполнена тройным проводом диаметром 0,3 мм, а задающая одним проводом того же диаметра.

Силовая обмотка

В примере в качестве сердечника используется ферритовая «гантелька». Фазируется трансформатор так же, как и в двухтактном инверторе, хотя используемый вариант таковым не является.

После намотки с помощью прозвонки нужно найти цельные обмотки. Затем, начало задающей обмотки необходимо соединить с концом силовой. Таким образом, появляется средняя точка куда подключается плюс от источника питания.

подключение

Полевой транзистор подбирается с минимальным напряжением срабатывания. И чем оно ниже, тем меньшим может быть напряжение питания. В примере оно около 1,25 В.

При питании от 1,5-2 В холостой ход почти нулевой, но при питании от литиевого аккумулятора он доходит до 15-20 мА. Но вместе с этим вырастает и КПД схемы, а также более корректно работает стабилизация.

работа

работа

Теперь о стабилитроне. В примере он на 3,3 В. С таким стабилитроном выходное напряжение варьируется от 5 до 5,5 В. Этого полностью хватит для зарядки почти всех видов современной портативной электроники.

Литиевые аккумуляторы, подключаемые к такому конвертеру, должны обязательно иметь защиту от пониженного напряжения, поскольку конвертер будет выкачивать из аккумулятора все и отключится, только если напряжение на аккумуляторе 1,2 В. Литиевый аккумулятор уйдет в глубокий разряд, и потом его будет трудно восстанавливать.

работа

Плата получилась довольно странной, поскольку вместе с привычными компонентами присутствуют компоненты для поверхностного монтажа, но удобство и размеры важнее.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector