Как сделать из повербанка 12 вольт
Обновлено: 07.07.2024
Решил сделать Powerbank и не, а бы какой, а большой емкости. В магазинах таких очень много. Собрать самому подобный, не составит труда.
Какие детали понадобятся для самодельного Powerbank?
У меня есть сборка аккумуляторов, параллельно соединенных 18650. Общая емкость аккумуляторов 20000 мАч.
Я уже когда-то припаял к ним платы BMS. Каждые четыре элемента имеют свою плату защиты. Каждая плата рассчитана на ток около одного ампера. Выходы платы соединю параллельно.
Нужно установить на выходе наши 5 Вольт. Модуль выдерживает 2 Ампера.
Правда у него есть недостаток, зарядный ток всего один Ампер. Полностью разряженные аккумуляторы будут заряжаться около суток. Если после использования Powerbank с телефоном сразу зарядить его, то время будет значительно меньше.
Подключать устройства к нашему Powerbank, буду с помощью стандартного USB.
Ну и главное в нашем устройстве конечно же корпус. Я выбрал коробку от сгоревшего тюнера Т2. В нее все отлично поместится.
Делаем мощный повер банк из барахла своими руками
Для начала нужно установить USB на переднюю панель. Я решил применить двойной разъем, выпаял его со старой материнской платы. Надфилем расширил отверстие. Закрепил разъем на эпоксидный клей.
Заряжать решил через разъем принтера. Благо я разобрал их в количестве. Установил разъем на отверстие, где раньше стоял сетевой провод. Расширив слегка отверстие, стал отлично.
Плату контроллера заряда установил на переднюю панель. Закрепил за разъем на эпоксидный клей. Плату установил светодиодами от себя. Так с легкостью можно контролировать процесс заряда. Так же установил выключатель. Им буду разрывать цепь питания повышающего модуля.
Припаял провода к USB и замкнул средние контакты. Это нужно для того, чтоб устройство заряжалось током более 0,5 ампер.
Аккумуляторы завернул в бумагу и вывел провода. Пару оборотов бумаги и получилась хорошая изоляция. Для фиксации я вырезал полоску металла и приклеил бумажный скотч в роли изоляции. Держится отлично.
Соединяю все модули. С зарядного разъема на контроллер заряда. С аккумуляторов на контроллер заряда. С контроллера заряда на повышающий модуль, разорвав цепь выключателем. Повышающий модуль притяну пластиковой стяжкой к скобе аккумуляторов.
Подключаем, с помощью шнура принтера, питание к нашему Powerbank. Индикацию отлично видно. В конце заряда загорится синий светодиод.
Все замеры выходной емкости показали, что примерная емкость по 5 вольтам более 14000 мАч. Как пишут на заводских устройствах, емкость 20000 мАч.
Вот такой Powerbank получился. Емкости его хватит на заряд многих устройств. Я же его буду применять для питания осциллографа.
Смотрите видео
Разберёмся сначала с вопросом, а зачем вообще тестировать павербанки (они же — портативные аккумуляторы, power bank, повербанки)?
Иными словами, все павербанки с одинаковыми заявленными параметрами тоже должны быть одинаковы, если производители не схалтурили.
В этом обзоре будут протестированы сразу два устройства.
Первое — павербанк TOPK 10000 mAh с поддержкой быстрой зарядки (на входе и выходе):
Павербанк был приобретён на Алиэкспресс в официальном магазине TOPK, цена на момент обзора — $14.4 в варианте с поддержкой быстрой зарядки (QC) и с доставкой из России. С доставкой из Китая — чуть дешевле, но значительно дольше.
Второе устройство — триггер QC2/QC3, с помощью которого можно получить от павербанков с поддержкой быстрой зарядки напряжения 9 или 12 Вольт.
Триггер QC был приобретён здесь, цена на момент обзора — $11 с учётом доставки; что представляется сильно завышенным (из-за мелкосерийности изделия или бессовестности продавцов, или же того и другого).
Напряжения (9 и 12 В) всё ещё востребованы для питания или зарядки различных устройств.
Технические характеристики и конструкция Power Bank TOPK 10000 mAh с поддержкой быстрой зарядки
Корпус — металлический, что очень хорошо с точки зрения теплоотвода: корпус распределяет тепло по всей поверхности, и фактически вся она является теплоотводом.
Особенность конструкции состоит в том, что вершина скруглений боковых граней имеет небольшой плоский участок, это лучше заметно на следующем фото:
Слева на ней — кнопка включения (на выключение она не работает). Впрочем, павербанк включается автоматически при подключении нагрузки; но кнопка включения может пригодиться, если нагрузка — слабая (на грани автоотключения павербанка).
Порт micro-USB работает только как вход, имеется поддержка режима быстрой зарядки (если он поддерживается и на зарядном устройстве, естественно).
Формально павербанк может одновременно заряжать два устройства: одно — через порт USB A, а второе — через порт USB Type-C.
Но по факту ценность этого свойства — не велика.
Во-вторых, суммарная мощность зарядки этих устройств не должна превышать 18 Вт.
Так что получается, что одновременно можно заряжать только одно мощное устройство (например, смартфон) и одно слабое (вроде наушников), или два слабых.
Хотя такое небольшое количество поддерживаемых режимов по напряжению выхода — это довольно примитивно, но, вероятно, технически оправдано: с дальнейшим повышением напряжения КПД павербанка мог бы упасть.
Для порядка посмотрим ещё на ту сторону павербанка, где обозначены реквизиты изделия:
Этот павербанк можно назвать условно-разборным.
Для разборки придется поддевать и отрывать пластиковую панель (со стороны кнопки и разъёмов), посаженную на клей. Впрочем, миссия выполнима.
За ней будет ещё одна пластиковая панель, но она культурно держится на шурупах.
Затем всю начинку можно аккуратно и медленно выдвинуть в сторону заднего торца и увидеть богатый внутренний мир павербанка:
В павербанке используется толстый односекционный аккумулятор.
Теоретически, когда аккумулятор через сколько-то лет потеряет ёмкость, его можно будет заменить.
Плата контроллера — аккуратная. Силовые дорожки сделаны утолщёнными, следов флюса не видно.
Но индуктивность на плате — только одна, и, соответственно, преобразователь напряжения тоже только один. Отсюда будет происходить невозможность совмещения разнородных режимов работы устройства (что и подтвердится в ходе теста).
Конструкция триггера QC (быстрой зарядки)
Очень коротко пройдёмся по триггеру QC. Он здесь упомянут не просто так, а в связи с тем, что будет использоваться для теста павербанка.
Триггер служит для принудительного переключения источников питания (павербанков или зарядных устройств) в режимы с напряжением на выходе 9 или 12 Вольт.
Триггер выполнен в виде бескорпусной платы с двумя разъёмами USB (вход и выход):
Со стороны выходного разъёма находится ползунок, с помощью которого устанавливается одно из напряжений: 5 В, 9 В или 12 В.
Эти напряжения создаёт не сам триггер, он только отправляет сигналы управления на выдачу этих напряжений от основного устройства (павербанка или ЗУ).
Главный чип триггера не имеет никакой маркировки.
Над главным чипом находится двойной светодиод.
Цвета свечения светодиода обозначают напряжения следующими цветами: красный — 5 В, зелёный — 9 В, красно-желтый — 12 В.
Этот светодиод на триггере индицирует только факт задания напряжения, но не факт его реального получения.
Как вариант — для контроля можно прикрепить к плате миниатюрный цифровой вольтметр (цена вопроса — вокруг одного доллара):
Купить такой бескорпусной цифровой вольтметр с питанием от измеряемого напряжения можно купить на Алиэкспресс, например, у этого продавца.
Тестирование Power Bank TOPK 10000 mAh с поддержкой быстрой зарядки
В первую очередь проверяем возможность работы в максимальных режимах, заявленных производителем.
Такая эксплуатация снижает надёжность работы прибора и может привести к его преждевременной кончине. Обычно производители рекомендуют использовать предельно-допустимые параметры не более, чем на 75-80%.
Итак, поехали: проверка в трёх предельных режимах.
1. Напряжение на выходе — 5 В, ток — 3 А (успешно):
2. Напряжение на выходе — 9 В, ток — 2 А (успешно):
3. Напряжение на выходе — 12 В, ток — 1.5 А (успешно):
Теперь переходим к главным тестам — на полный разряд павербанка при различных напряжениях на выходе.
Показания по отданной ёмкости снимались в моменты, когда павербанк показывал 0-1% оставшегося заряда (кстати, он и при показаниях в 0% оказался способен проработать несколько минут).
1. Разряд при напряжении выхода 5 В, ток разряда 1.5 А:
Отдача заряда в этом режиме оказалась даже чуть выше обозначенной в характеристиках (отдано 6642 мАч при 6500 в характеристиках).
2. Разряд при напряжении выхода 9 В, ток разряда 1.5 А:
Отданный павербанком в этом тесте заряд составил 31.345 Wh при указанных в характеристиках 37 Wh и 33.84 Wh в реальности (как убедимся далее). С учетом того, что КПД не может быть 100%-ным, получилось очень неплохо.
3. Разряд при напряжении выхода 12 В, ток разряда 1.15 А:
В течение большей части протяженности теста напряжение на выходе поддерживалось на уровне 11.9 — 12 Вольт, но под конец (когда оставалось несколько процентов заряда) снизилось до 11.4 — 11.5 В (с другими выходными напряжениями этого эффекта не было).
Теперь проверяем зарядку самого повербанка.
В этом режиме снова возвращаемся к цифрам в mAh. Ёмкость, залитая в павербанк, составила 9146 mAh, что несколько ниже заявленных 10000 mAh. А энергия в аккумуляторе составила, соответственно, не 37 Wh, а 9146 mAh*3.7 V = 33.8402 Wh.
Продолжительность зарядки составила долгие 6 часов 22 минуты, а максимальный ток заряда составлял 1.7 А (т.е. ЗУ на 2 А будет достаточно).
В этом тесте триггер QC не использовался, чтобы павербанк и ЗУ сами договорились, в каком режиме им работать совместно.
При этом оказалось, что устройства договорились работать в режиме 9 В; а на 12 В даже и не пытались переключиться.
Итог оказался таким:
Зарядка по сравнению с предыдущим режимом, действительно, ускорилась; но не в разы.
Максимальный ток заряда в этом режиме составил 1.58 А; по мере зарядки павербанка ток постепенно снижался.
Нагрев корпуса во всех режимах зарядки и разрядки был небольшим, не свыше 37 градусов при температуре окружающей среды 24 градуса (температура измерялась инфракрасным термометром Benetech 531).
В заключение тестовой части — несколько пунктов дополнительной информации о работе павербанка.
Минимальный ток, при котором происходит автоматическое выключение павербанка, составляет следующие величины в зависимости от режима выхода:
12 Вольт — 26 мА.
Такие токи позволят использовать павербанк в режиме 5 В для зарядки маломощных устройств (наушников, фитнес-трекеров и т.п); а в режимах 9 В и 12 В — для питания различной маломощной аппаратуры.
Итоги и выводы
Итак, тест показал, что павербанк работает штатно и заявленным характеристикам соответствует. Собственно, это и есть главный результат теста.
Чисто формально можно придраться к тому, что ёмкость аккумулятора оказалась почти на 10% ниже заявленной. Но тут давайте помнить о том, что все радиоэлементы (резисторы, конденсаторы и т.д.) имеют некоторый допуск на параметры, и аккумуляторов это тоже касается. Так что обнаруженное отклонение можно истолковать и в этом ключе. Но в любом случае критичным это отклонение назвать нельзя.
Что касается триггера QC2/QC3, то он тоже подтвердил свою нехитрую функциональность и полностью пригоден к употреблению.
Но на всякий случай ещё раз напомню: он будет работать только с теми павербанками и сетевыми адаптерами, которые имеют поддержку QC2/QC3 со стороны выхода! Применение этого триггера с обычными павербанками никакого эффекта не даст.
Кроме того, необходимо убедиться, что потребление по току той аппаратуры, которую Вы хотите запитать с его помощью, превосходит порог самоотключения того павербанка, которым Вы будете пользоваться. Приведённые в обзоре значения порогов самоотключения никакого всеобщего и универсального применения не имеют и относятся только к протестированной марке павербанка.
Но есть один важный нюанс: при подключении внешнего DC-DC преобразователя упадёт КПД системы, поскольку для отдачи тока устройству-потребителю он должен будет пройти последовательно уже два преобразователя (первый преобразователь обязательно стоит в павербанке).
Кроме того, при такой схеме павербанк не сможет из-за потерь отдать в нагрузку свою максимальную мощность (то есть, потери будут как по КПД, так и по мощности).
Купить протестированный павербанк можно на Алиэкспресс в официальном магазине производителя (необходимо выбрать правильную модель, там есть модели без поддержки QC).
Читайте также: