Как сделать power bank своими руками схемы. Как сделать походный Power Bank своими руками

В повседневное время люди часто используют гаджеты (смартфоны, планшеты и т.д.), но отправляясь куда-нибудь в путь, мы постоянно нуждаемся в зарядке своего телефона. Эту проблему решит Power Bank который можно изготовить за полтора часа из доступных компонентов.

Материалы и инструмент

• Паяльник (припой, флюс).
• Кусачки.
• Канцелярский нож.
• Клей.
• Сода.

• Корпус.
• - 2 шт.
• USB (мама).
• Выключатель.
• Светодиод и резистор на 100 ом.

Схема Power Bank

Изготовление Power Bank своими руками

Всех приветствую, кто заглянул на огонек. Речь в обзоре пойдет, как вы наверно уже догадались, о замене кишок одного из популярных однобаночных ПБ на более удачные и тестировании получившегося девайса. Кому интересно, прошу под капот кат.

Поначалу, я планировал сделать сравнительное тестирование 3 популярных однобаночных ПБ (за компанию и малютку ПБ на АА элементе) и нескольких специализированных плат, способных отдавать от 1 до 2 ампер. Но в результате, статья получалась очень большая, т.к. было много замеров, поэтому в данной статье ограничусь только небольшой теорией по схемотехнике и работе ПБ, тестированием специализированной платы SC-0241 1.3A DIY и сборкой нового ПБ. Вот те самые испытуемые:


Тестирование электронных начинок различных ПБ, возможно, будет в отдельной статье, если не пропадет желание все это хозяйство тестировать.
Из подручных инструментов все те же бюджетные приспособы: мультиметр DT-832 с хорошими щупами, 2х разрядный амперметр, 3х разрядный вольтметр и самодельный нагрузочный резистор 4.15 Ом.

По традиции, немного теории, куда без нее:

О том, что такое ПБ, как он подключается к устройствам и работает, я уже рассказывал в статье о Миллере ML-102, повторяться не люблю и не буду. Отмечу лишь, что Power Bank («хранилище энергии», «банка питания») – это мобильная зарядка, переносной дополнительный аккумулятор, способный отдавать свою энергию другим устройствам.

Основная масса промышленно выпускаемых ПБ различается по нескольким признакам:
- габариты/внешний вид (в виде цилиндра/параллелепипеда/квадрата/на что хватит фантазии)
- материал (алюминий/пластик) и тип корпуса (разборные/неразборные)
- включение/выключение (включен постоянно в ждущем режиме/вкл-выкл кнопкой/автовыключение)
- наличие аккумуляторов (предустановленные/самостоятельная установка банок)
- тип используемых аккумуляторов (NiMH, Li-Ion, Li-Pol)
- количество аккумуляторов (однобаночные/многобаночные) и их соединение (1, 1S2P, 1S3P, 1S4P, 2S2P, 1S5P, 1S6P, 2S3P, 3S2P и т.д.)
- емкость (от 1Ач до 20Ач)
- преобразователь напряжения (повышающий Step-Up/понижающий Step-Down)
- встроенная защита (от КЗ/перезаряда/переразряда/переполюсовки/перегрева)
- универсальность по банкам (защищенные и/или незащищенные) и возможность просто заряжать
- входные параметры (разъемы DC port, miniUSB или microUSB, заряд током 0,5А, 1А или 2А)
- выходные параметры: фиксированное/регулируемое напряжение (от 5V USB до 13V DC port) и фиксированный/регулируемый ток (0,5А, 1А для смартфонов, 2,1А для планшетов или 3,5А для «прожорливых» устройств)
- количество выходных портов (1,2 или 3 выхода, иногда присутствуют одновременно и USB 5V, и DC port 12V)
- независимость каналов заряд/разряд (одновременно заряд/отдача, либо только заряд или отдача)
- независимость выходных каналов (несколько зависимых/независимых выходов)
- индикация режимов (заряд/заряжено/отдача) и остаточной емкости (экран/светодиод(ы))
- дополнительные «примочки» (экран, фонарь, индикатор заряда, солнечная панель и т.д.)
- дополнительные аксессуары (блок питания/адаптер, зарядный кабель, переходники/разъемы и т.д.)
Большинство девайсов имеет КПД в районе 80-90%. Многобаночные ПБ, как правило, имеют более высокий КПД по сравнению с одно/двухбаночными. Это допускается, в первую очередь, более «навороченной» электронной начинкой (полноценный дроссель, качественный высокочастотный импульсный DC-DC преобразователь, хорошие емкостные кондеры и т.д.), которая в небольшие однобаночные корпуса просто не входит, а также, зачастую, более удачным соединением банок (2S2P, 2S3P, 3S2P). Как говорится, проще понижать, чем повышать.

Кому не понятно, что такое, к примеру, 2S2P, то заходим под спойлер:

*S*P – это аккумуляторная сборка, способ соединения аккумуляторов между собой.
S (Serial) – количество последовательно соединенных контуров, P (Parallel) – количество элементов в параллели. Первой всегда указывается S, затем уже P.
При параллельном соединении банок итоговое выходное напряжение не меняется, а общая емкость складывается. При последовательном соединении напряжение складывается, а емкость равна емкости одного элемента. Главное условие при таких манипуляциях – аккумуляторы должны иметь одинаковые параметры (быть, по крайней мере, из одной партии).
Большой плюс параллельного соединения – емкость банок, а также их внутренне сопротивление может немного отличаться, другие параметры должны соответствовать остальным элементам (напряжение). Такому соединению не нужен балансир, все банки в соединении зарядятся/разрядятся до одного уровня напряжения, от разброса параметров влияет только ток отдачи конкретных банок (с одной банки чуть больше, с другой - чуть меньше). В режиме параллельного соединения общий отдаваемый ток в нагрузку может быть в разы выше, теоретически максимальный ток равен сумме максимальных токов каждого элемента. При параллельном соединении нагрузка на банки меньше, т.е. если нагрузка 4А и всего одна банка, ей придется не сладко. Но уже при двух банках, соединенных параллельно и имеющих одинаковые параметры, ток с каждой банки будет всего 2А. При этом просадка напряжения на банках будет значительно меньше. Один минус – напряжение мало.
При последовательном соединении предъявляются жесткие требования к банкам, емкость и внутренне сопротивление должны быть одинаковы (строго одна партия). Плюс только один – общее напряжение становится выше, но для такой сборки нужен еще и балансир. Это довольно большой минус.
Эти комбинации очень облегчают жизнь конструкторам. Типичный пример – фонарь типа SkyRay на 3-х или 5-ти мощных светодиодах Cree XM-L, каждый диод может кушать до 3А, а суммарный ток потребления может быть 9А. У обычных Li-Ion аккумуляторов (не высокотоковых), ток с банки не должен превышать 5А. В этом случае и соединяют банки в параллель, чтобы аккумулятор от чрезмерной нагрузки не взорвался и напряжение не так сильно проседало на нем. В идеале, от четырех запараллеленных банок будет идти 9А на 3 диода, по 2,25А на банку. Не вздумайте включать оригинальный SkyRay от одного аккумулятора, аккум может взорваться! Как говорится, примеров уйма, все зависит от конкретного устройства…
Пример для Li-Ion акков, номинальное напряжение банки – 3,7V, емкость банки – 2600мач (2,6Ач):






1S2P (два запараллеленных аккумулятора) – сборка имеет 2 банки, напряжение на выходе 3,7V и емкость 5200mah, применяется в бюджетных ПБ
1S4P (четыре запараллеленных аккумулятора) – сборка имеет 4 банки, напряжение на выходе 3,7V и емкость 10400mah (14,4Ah) применяется в бюджетных ПБ.
2S2P (две пары запараллеленных аккумуляторов, соединенные между собой последовательно) – сборка имеет 4 банки, напряжение на выходе 7,4V и емкость 5200mah, применяется в более дорогих, брендовых ПБ
2S3P (две сборки по три запараллеленных между собой аккумуляторов, соединенные между собой последовательно) – сборка имеет 6 банок, напряжение на выходе 7,2V и емкость 7800mah применяется в более дорогих, брендовых ПБ
3S2P (три сборки по два запараллеленных между собой аккумуляторов, соединенные между собой последовательно) – сборка имеет 6 банок, напряжение на выходе 11,1V и емкость 5200mah применяется, в основном, в ноутбуках.

Подавляющее большинство ПБ имеют следующие основные компоненты:
1) аккумулятор
2) DC-DC (Direct Current/постоянный ток) преобразователь
- ШИМ контроллер/генератор импульсов (микросхема)
- накопительный дроссель
- сглаживающие конденсаторы
- диод
- управляющие транзисторы
- резисторы
- индикаторные светодиоды
3) контроллер заряда/разряда
- микросхема
- транзисторная сборка
- резисторы
- конденсаторы
- индикаторные светодиоды
4) входные/выходные разъемы
- DC port, miniUSB, microUSB
- DC port, USB

Чтобы было понятнее, вспомним, для чего нужны следующие элементы:

Диод – кристалл полупроводника с различными примесями с разных концов. Получается один P-N переход, который пропускает ток только в одном направлении, имеет два вывода (анод, катод). Хорошо пропускает ток в прямом направлении после определенного порога напряжения. До этого порога, даже в прямом включении, пропускает ток очень плохо. При включении в обратном направлении ток практически не пропускает.
- транзистор – по устройству аналогичен диоду, только имеет два P-N перехода, включенные «друг против друга» в различных комбинациях (P-N-P, N-P-N). Переходы расположены на спец. пластине (базе). Имеет три вывода (база, коллектор, эмиттер). База управляет открытием этих P-N переходов и при открытии ток начинает идти, к примеру, через коллектор к эмиттеру. Более простыми словами на примере водопроводного крана: барашек (вентиль) – это база, напорная труба – коллектор, сам рожок, под которым руки моем, это эмиттер. Открыли барашек чуть-чуть и вода течет еле-еле, открыли на полную - напор пошел мощный. Если совсем просто, то небольшим усилием мы регулируем мощный напор за доли секунд. Если напор в трубе огромный, а сам кран небольшой, то даже при полном открытии он не сможет пропустить весь необходимый напор, поэтому ставят соседний кран, работающий одновременно с первым, для увеличения пропускной способности. Другим словом, это как реле. Подавая сигнал на базу в несколько mV, можно управлять силовой нагрузкой в несколько ампер. Почти как релюшки в автомобиле, только тут намного больше возможностей. Главная особенность транзистора – он может открывать-закрывать P-N переход с очень большой скоростью и в широких пределах. В логических схемах у него два состояния закрыт/открыт - нули/единицы. Процессоры компьютеров состоят из миллионов напыленных на подложку транзисторов, а информация передается в виде нулей и единиц (двоичная система счисления) со скоростью в тысячу-две мегагерц.
- конденсатор – две пластины, между ними диэлектрик. При подаче на кондер напряжения, пластины накапливют заряд, в провалах между импульсами конденсатор отдает накопленный заряд в нагрузку (фильтрует/сглаживает пульсации). В усилительных схемах применяется, в некотором смысле, как диод, т.е. не дает току от источника постоянного питания пробраться к источнику небольшого переменного напряжения, которое нужно усилить (ставится неполярный кондер на выход переменки). Характеризуется емкостью (Ф) и рабочим напряжением (V).
- дроссель (катушка) – несколько витков на сердечнике. Важная особенность – очень инерционна, т.е. при включении она накапливает в себе энергию в виде магнитного поля, а при отключении, явление эдс самоиндукции выплескивает накопленную энергии в нагрузку. Бытовой пример – две лампы, одна из которых включена последовательно с катушкой, а другая напрямую к источнику. При включении, та лампа, которая соединена с катушкой, загорается позднее другой (катушка постепенно накапливает энергию), а при выключении ярко вспыхивает, тогда, как другая лампа уже погасла. Это явление незаменимо в преобразователях. Характеризуется индуктивностью (Гн).
- резистор (сопротивление) – это либо нагрузка (устройство), либо органичитель тока/напряжения (делитель). Питание схемы обычно всегда одно, предположим 5V. Для работы вышеперечисленных компонентов нужны разные токи и напряжения. Вот подбором резисторов и ограничивают заданный параметр на определенном участке (нужный номинал высчитывается по закону Ома). Характеризуется сопротивлением (Ом) и рассеиваемой мощностью (Вт).

Все это хозяйство, как и большинство современных устройств, работают на основе широтно-импульсной модуляции (ШИМ). Это значит, что ток идет не постоянно, а небольшими интервалами (импульсами) с определенной частотой. Более простым языком, предположим, в первые 5 микросекунд ток идет, в следующие 5 микросекунд тока нет, в следующие 5 микросекунд ток опять идет и так далее все чередуется. На графике это выглядит так (фотка откуда-то с интернета):




От ШИМ контроллера (генератор импульсов) подаются импульсы с некоторой частотой на базу управляющего транзистора. Для простоты, будем считать, что первые 5мкс есть сигнал, следующие 5мкс сигнал отсутствует и так далее. Следовательно, транзистор замыкается и пропускает ток 5мкс, затем закрывается на 5мкс, потом опять открывается и так далее все повторяется. В интервале, когда транзистор замкнут (подан импульс на базу, переход коллектор-эмиттер открывается), ток идет от источника питания (аккумулятор) через дроссель, последний при этом запасает энергию. Но, хоть диод и включен в прямом направлении, напряжение не достаточно для полноценного открытия перехода. Как только импульс на базе транзистора пропадает (следующие 5 мкс), транзистор закрывается. Накопленная в дросселе энергия суммируется с аккумуляторной, открывает полностью P-N переход диода и ток устремляется на конденсатор и нагрузку. Конденсатор при этом заряжается (накапливает энергию). В следующие 5мкс опять транзистор открывается («замыкается» переход коллектор-эмиттер) и ток течет через дроссель, диод при этом практически не пропускает ток в прямом направлении и не дает уйти току с конденсатора обратно (там он включен в обратном направлении). Нагрузка в это время (5мкс) питается с конденсатора (он разряжается). В следующие 5мкс транзистор опять закрывается и ток опять идет через диод на конденсатор и нагрузку. Цикл повторяется. При этом повышенное напряжение получается из суммы напряжений с аккумулятора и дросселя, минус потери, что нам и нужно (аккум и дроссель соединены последовательно, общее напряжение суммируется). Управляя частотой импульсов, добиваются нужных выходных параметров и стабильной работы всей системы. С плохо подобранными компонентами при длительных паузах нагрузке может не хватить накопленной конденсатором энергии (будут броски/провалы выходного напряжения), а при коротких - дроссель может не успеть накопить достаточно энергии (выходное напряжение будет низким). Все должно быть сбалансировано. Именно поэтому небольшие платки преобразователи не держат параметры…
Вот так работает повышающий (Step-Up) конвертер с накопительным дросселем. Есть еще несколько видов, но это уже другая тема.

Немного о преобразовании энергии (мысли вслух):

Из курса физики все знают о законе сохранения энергии, что она во всех процессах не создается и не исчезает (не разрушается), а только переходит из одной формы в другую. Другими словами, сколько имели до некоторого процесса, столько в итоге и получим, только в разной форме (эквивалентная сумма всех видов). Как-то так, если совсем простым языком…
При этом есть одна закономерность. Чем выше рабочее напряжение прибора (устройства), при одинаковой мощности, тем выше его КПД, меньше потери. Грубо говоря, формула мощности P=U*I, т.е. при неизменной мощности устройства (электронная начинка прибора), чем выше рабочее напряжение, тем ниже ток. При общей мощности спроектированного устройства 1кВт и напряжении питания 200V, ток будет 5А. А уже при сниженном напряжении, к примеру, 100V, ток уже будет 10А, т.е. обратно-пропорциональная зависимость – напряжение упало в два раза, а ток повысился в два раза. Это касается рабочего напряжения, а не входного! Если устройство работает при высоком токе, то значительные потери энергии выделяются (переходят) в тепло. Типичный бытовой пример: есть две лампы накаливания на 60Вт, но одна на 12V, другая на 220V. В первом случае ток в цепи будет 5А, при этом цоколь с электропроводкой прилично нагреются, а во втором – 0,27А и практически никакого нагрева. Именно поэтому передают электричество с электростанций (ТЭЦ, ГЭС, АЭС) к потребителям (города, заводы) под высоким напряжением. Это условно, но схема выглядит так: электростанция->повышающая подстанция->километры расстояния до города->понижающая подстанция->потребители (есть еще распределительные подстанции, защитные устройства и т.д.). Даже несмотря на потери в понижающих/повышающих трансформаторах, радиоизлучении и т.д., разница в потерях существенна. Еще один пример (грамотная экономия?), в США используется 120V, для мощных устройств задействована вторая линия. Сетевые вилки/розетки имеют номиналы 15-20А на 125V (сетевые провода хорошо греются), а у нас и во многих других странах 2,5-5А на 250V. Можете сами убедиться в этом, взяв какой-нибудь удлинитель/тройник и подключив через него сначала светильник 100Вт, а потом утюг/чайник 2,2кВт. Оба прибора рассчитаны на 220V, но различаются потребляемой мощностью, а следовательно и ток будет разный. В первом случае ток будет 0,45А, во втором – 10А. При этом, во втором случает удлинитель будет теплым/горячим, а это бесполезные потери в тепло. Как говорится, америкосы впустую расходуют энергию на нагрев окружающей среды. Как говорил М. Задорнов, ну ту… е…
Куда тратится энергия в ПБ?
В режиме отдачи нам необходимо повысить напряжение с 3,7V до 5V, это все делает повышающий DC (Direct Current/постоянный ток) преобразователь. Входной ток (ток со встроенного аккумулятора) в повышающих преобразователях всегда выше выходного, плюс всевозможные потери в преобразователе, в тепло (проводники печатной платы, электронные компоненты). Наш пример (см. ниже тестирование), до входа преобразователя идет 6Вт (1,56А и 3,9V), выйти должно также 6Вт. На деле же, полезной энергии получаем всего 5Вт (0,96А и 5,15V), опустим пока потери в кабеле, на измерительных приборах. Куда делся наш 1Вт? Дело в том, как уже писал выше, часть энергии после преобразования переходит в другие виды (тепло, неэффективная схемотехника), так и в нашем случае. Плата преобразователя нагрелась, плюс DC конвертер далеко не идеальный, в итоге получается тот самый 1Вт. Как пример, при КПД ПБ 80%, получается, что пятая часть полезной энергии как бы теряется.
Стоит учесть один факт, что разряжая аккумулятор большим током, всей его емкости не получить, она будет меньше. Чем выше ток, тем меньше емкость, поэтому заряжая девайсы от ПБ пониженным током, можно отдать им чуть больше. Простыми словами, от ПБ с емкостью батареи 2Ач можно зарядить устройство, потребляющее большой ток, на 50%, но при тех же условиях, при зарядке небольшим током (ограничением тока), уже на 75%. Вот такая математика…

Собственно, вот этот ПБ меня не устраивал:


Внешний вид, конечно, хорош, но электронная начинка ужасна. Как работает и что он может, в сравнении с другими, а также подробные ТТХ, возможно, будут в другой статье. От себя скажу, что на серьезное применение не годится из-за кучи косяков, к тому же родной аккум плох, даже очень плох…

Как на термоусадке, так и на корпусе аккумулятора, нет никаких опознавательных знаков, емкость мала:

От данного ПБ требуется только стильный надежный корпус. Электронная плата и аккумулятор будут другими.
Итак, специализированная плата для ПБ с FastTech . Краткие ТТХ из описания и (по результатам теста):
- ток заряда – 0,4-0,52А (0,5А)
- входное напряжение – постоянное 4,5-5,8V, microUSB разъем
- напряжение окончания заряда – 4,2V (4,16V)
- выходной ток – до 1,3А (1,1А максимум при вполне рабочих параметрах)
- выходное напряжение – 5-5,2V, USB разъем (4,2-5,21V, в зависимости от нагрузки 0,5-1,2А)
- напряжение окончания разряда – 2,5V (2,4V)

Общий вид платы:




Немного по устройству и принципу работы данной платы:
Контроллер заряда/разряда собран на микросхеме DW01. Нашел только для

Фото параметров и схема включения:

Как видим из даташита, защита от перезаряда на 4,3V, а от переразряда на 2,4V. Присутствуют два полевых транзистора для раздельного контроля разряда (М1) и заряда (М2). В данной плате они расположены с другой стороны в едином (сдвоенном) 6-ти выводном корпусе под маркировкой 8205S. Ток покоя 3мка. Я так и не понял, почему в моем случае защита от перезаряда срабатывает на 4,16V, ну да бог с ней. Что-то перепаивать там очень трудно, ибо форм-фактор радиодеталей не самый подходящий для перепайки.
По используемому DC конвертеру информации найти не смог. Я полагаю, что это 6 выводная микросхема AL367, управляющий ключ – 6 выводная микросхема 2DLF.

Вот краткие ТТХ:
- форм-фактор – 18650 (18,5мм*65,3мм)
- номинальная емкость – 2900mah (минимальная 2750mah)
- внутреннее сопротивление – 25мОм
- номинальное напряжение – 3,7V
- максимальный ток разряда – 10А (кратковременно, до 5 секунд - 18А)
- полный заряд – 4,2V
- полный разряд – 2,5V
- рекомендуемый ток заряда – 1,35А
- расчетное время заряда – 4 часа
- метод заряда - CV/CC
- вес – 48 гр

График разряда 3А током c форума (нигде не нашел разряд до 2,5V, везде до 3V):


От себя добавлю, что ничего особенного не представляет, но должен быть получше хваленого NCR18650B 3400mah, т.к. нагрузка на банку в конце разряда большая и последний с ней не справится. Данный аккум кое-как, но все-таки держит нагрузку, да и по цене не слишком дорог, поэтому довольно неплохой выбор. И если учесть низкий порог разряда платы, то подходящих кандидатов можно пересчитать по пальцам.

Теперь, непосредственное тестирование платы в реальных задачах (много фото):

В холостом режиме со свежезаряженным порнослоником NCR18650PF 2900mah плата выдает 5,18-5.21V. Под нагрузкой 4.15 Ома, сильно, но не критично, проседает напряжение, некоторые требовательные к питанию девайсы могут не «завестись» (1,1А и 4,66V):


Со средней нагрузкой плата справляется отлично (хорошо держит выходное напряжение):




На подсевшем аккумуляторе и большой нагрузке параметры еще больше проседают (выход 1,08А и 4,56-4,6V), на средней нагрузке – все «пучком»:




С дальнейшим разрядом встроенного аккумулятора выходные параметры также снижаются:




На просевшем аккумуляторе выходные параметры совсем не айс. Напряжение проседает до 4.17-4,2V. Многие устройства просто не запустятся. Как говорится, за высокий ток приходится расплачиваться низким напряжением. Слишком проста схема преобразователя, токи выше 1А не «вытягивает», хотя до 1А параметры все еще хороши:




С дальнейшим разрядом батареи выходное напряжение проседает и на небольшой нагрузке:




На совсем просевшем аккумуляторе при большой нагрузке выходные параметры очень плохие. Дальше тестировать большой нагрузкой не имеет смысла:


И на совсем просевшем аккумуляторе небольшую нагрузку плата держит отлично (нагрузка 0,6А):


Отключение нагрузки происходит в районе 2,4V. Чуток занижено, конечно, но ничего страшного. Как говорится, хоть данный панос и является высокотоковым, но нагрузку в самом конце держит плохо. Более простыми словами, при неизменной нагрузке напряжение на аккумуляторе очень быстро проседает с 2,7V до 2,4V. Напряжение ниже положенных 2.5V держится около 15-20 секунд:


Самое хорошее, в отличие от 3 тестируемых мною ПБ, при полном разряде встроенной батареи, даже если повторно переподключить нагрузку, отдавать энергию данный ПБ уже не будет. Он как бы «заблокируется». Для повторной активации ему нужен «толчок» зарядки. Она как бы его «разблокирует». Это очень хорошая защита, которая не даст разрядить встроенный в ПБ аккумулятор.

Пример зарядки от 4х баночного ПБ:


Пример окончания заряда. На уровне 4,174V заряд заканчивается, напряжение на банке получается 4,16V:


Как говорится, та же беда, что и в Миллере ML-102 v7.1. А вот так должно быть в идеале:

Тестирование платы с применением стабилизированного источника питания (синтетика):

Источником питания будет служить импульсный БП ROBITON от сгоревшей зарядки для никеля, способный выдавать 12в-2,5А и стабилизатор напряжения на XL4015E 5A 4-38V DC-DC Module. В этом тесте исключается недостаточная мощность «входного» источника питания (аккумулятора). Вот, что получается:
Теже яица, только в профиль. От источника питания выходные параметры зависят не так сильно. Не может плата «вытянуть» приличную нагрузку, даже с повышенным входным напряжением:


При нагрузке до ампера, все пучком:


Далее все стандартно, для силовой нагрузки - чем ниже входное напряжение, тем ниже выходное напряжение (линейная зависимость). При нагрузке до ампера, параметры в норме:

Приблизительный КПД в режиме ПБ без учета потерь на кабеле и измерительных приборах:

1) На свежезаряженной батарее с 1,1А нагрузкой:

- ток с банки – 1,59А
- напряжение на выходе – 4,66V
- ток на выходе – 1,11А
Мощность P1=3,96*1,59=6,3Вт
Мощность P2=4,66*1,11=5,17Вт
КПД= P2/ P1=0,82, то бишь 82% при амперной нагрузке, неплохо. За вычетом потерь получим КПД 85%
2) На свежезаряженной батарее с 0,7А нагрузкой:
- напряжение на входе (банке) – 3,96V
- ток с банки – 1,12А
- напряжение на выходе – 5,13V
- ток на выходе – 0,72А
Мощность P1=3,96*1,12=4,43Вт
Мощность P2=5,13*0,72=3,7Вт
КПД= P2/ P1=0,84, то бишь 84% при амперной нагрузке, неплохо. За вычетом потерь получим КПД 87%
3) На разряженной батарее с 1А нагрузкой:
- напряжение на входе (банке) – 3,3V
- ток с банки – 1,6А
- напряжение на выходе – 4,17V
- ток на выходе – 1А
Мощность P1=3,3*1,6=5,3Вт
Мощность P2=4,17*1=4,17Вт
КПД= P2/ P1=0,78, то бишь 78% при амперной нагрузке, как обычно КПД меньше. За вычетом потерь получим КПД 80%
4) На разряженной батарее с 0,7А нагрузкой:
- напряжение на входе (банке) – 2,93V
- ток с банки – 1,47А
- напряжение на выходе – 4,97V
- ток на выходе – 0,63А
Мощность P1=2,93*1,47=4,3Вт
Мощность P2=4,97*0,63=3,13Вт
КПД= P2/ P1=0,73, то бишь 73% при амперной нагрузке, при этом банка почти «выжата». За вычетом потерь получим КПД 76%. Другие ПБ уже отключились бы…

Подведем итог по ТТХ:
+ идеальные выходные параметры на токах до 1А
+ не слишком сильно нагревается при токах отдачи до 1А (греется терпимо)
± низкий порог разряда (до 2,5V без опаски могут разряжаться только порнослоники NCR)
- цена (почти как целый ПБ)
- не слишком хорошие выходные параметры на большой нагрузке, хотя заявлено до 1,3А (напряжение сильно проседает после 1А)
- зарядка невысоким током (500ма) и продолжительная последняя фаза
- небольшой недозаряд (окончание заряда на 4.16V)
- отсутствие индикатора в режиме «отдачи тока» (только индикация зарядки/окончания заряда)

Теперь окончательная сборка ПБ:

Что будем использовать:
- корпус цилиндрического ПБ
- покупная специализированная плата SC-0241 DIY
- аккумулятор Panasonic NCR18650PF 2900mah
- термоусадочная трубка для 18650 аккумуляторов

Этапы сборки:

1) определяем, какой из девайсов Повербанк будет наиболее часто заряжать.
2) определяем по этой статье распайку «перемычек»
3) в моем случае самым частым случаем подзарядки будет смартфон Samsung Galaxy S3, поэтому соединяем средние контакты между собой и разрываем проводники с минусом (корпусом). Нужно острым ножом/часовой отверткой прорезать дорожки:




Ранее, при зарядке смартфона, данная плата ограничивала выходной ток в районе 400ма. После подпаивания перемычки, ток стал в районе 800-900ма - максимум, что допускает контроллер самсунговского аккумулятора, независимо от мощности источника питания.
При окончательной пайке токосъемов, расстояние между платой и аккумулятором должно быть минимальным. При этом, если планируется все это хозяйство упаковывать в термоусадку, беспокоиться о том, что плюсовой контакт аккумулятора может «закоротить» плату при «втыкании» разъема, не стоит. В термоусадке все будет зафиксировано конкретно. При этом используем толстые медные провода (для соединения плюсового контакта) и двойную шинку для уменьшения потерь «входного напряжения». У меня одна шинка от родной платы ПБ, другая от встроенной в аккумулятор защиты порнослоника (об этом я писал в статье о кастрации акков).






Надеваем термоусадочную трубку на все собранное хозяйство. Запас термоусадки на минусовом контакте аккумулятора следует сделать по-больше, излишки отрежутся. Если с торцов видны оголенные медные дорожки печатной платы, то их следует покрыть изолирующим составом, например цапонлаком и термоусадку сдвинуть влево «с запасом»:


Равномерно нагреваем термоусадку феном для волос/строительным феном/паяльной станцией. Тут необходимо пальцами придерживать плату, ибо под нагреванием термоусадка стягивается и сдвигает плату в бока (плату уводит в стороны).


Излишки срезаем канцелярским ножом:




На самый низ ставим изолирующую изолоновую прокладку со старых кишок и собираем наш ПБ:




При полностью заряженном аккумуляторе:


На треть разряженном:


Ну и зарядка данным ПБ смартфона SGS3 (как уже писал, до 1А параметры держит отлично):

Зарядный ток ПБ, как и положено, 0,5А:


Всего два индикатора (заряжается – красный, заряжен - зеленый):


Оставшийся аккумулятор окутаем термоусадкой и оставим для чего-нибудь нетребовательного. Сам процесс я уже описывал в статье о кастрации, повторяться не буду, приведу только фото:

Примечание: тут важно понимать, что КПД преобразователей (ПБ/смартфон) не идеален, да и зарядный кабель не так хорош, поэтому 2900 vs 2100, не значит безоговорочная победа первого. Почему так происходит, упоминал выше.

Подводя итог, скажу следующее. Идеальной платы я пока не видел. Т.к. данным девайсом я пользуюсь очень редко, то я закрыл глаза на низкий ток заряда. В самом деле, ежедневно ПБ я не использую, поэтому каждый день его заряжать не нужно. А вот высокий ток отдачи для меня важен. Вообще нужно понимать, что при таких габаритах платы, высоких параметров от нее не дождаться. Поэтому ток отдачи в 0,9А я считаю просто отличным. Меня собранный ПБ устраивает. В первую очередь, мне нужен был стильный вид и высокая токоотдача, остальные параметры не критичны. Собранный ПБ как раз вписывается в условия.

Планирую купить +128 Добавить в избранное Обзор понравился +72 +180

У большинства современных многофункциональных гаджетов есть один досадный недостаток - они быстро разряжаются, особенно в условиях многозадачности. Поэтому многие владельцы смартфонов уже обзавелись "палочкой-выручалочкой" в виде подзарядки вдали от источников электропитания. Мы же подробно расскажем вам, как соорудить такой повер-банк своими руками.

Что такое Power bank

Повер-банк - это переносной аккумулятор с емкостью от 2 до 15 тысяч мАч. Чем больше такой показатель, тем дольше устройство сможет подпитывать ваш гаджет. Использовать его легко, сомкнув повер-банк и телефон, планшет - с USB-кабелем. Вполне несложно сделать такой повер-банк своими руками из подручных материалов.

Данные устройства бывают следующих разновидностей:

• Литий-ионные - легкие, с отсутствием памяти заряда, высокой энергетической плотностью, низким k самозаряда.
• Литий-полимерные - обгоняют первый тип по плотности энергии на единицу объема, по весу.
• Снабженные солнечной батареей - мощность заряда зависит от ее площади.

Некоторые модели оснащены двумя, а то и несколькими USB-выходами для подзарядки нескольких гаджетов одновременно, LED (световой) индикацией или ЖК-дисплеем для вывода служебной информации об уровне и процессе зарядки, а также светодиодным фонариком.

Повер-банк из старых телефонных аккумуляторов

Для того чтобы смастерить такое устройство, вам понадобятся от шести до девяти ненужных, но рабочих аккумуляторов от телефонов (целесообразно подбирать их емкость от 1200 мАч). Повер-банк из телефонных батареек своими руками делается по этому несложному алгоритму:

• Аккуратно смотайте скотчем по три батарейки - у вас получится две или три стопки. Следите за тем, чтобы клеммы всех аккумуляторов смотрели в одну сторону и не закрывались клейкой лентой.
• Выберите подходящий корпус для устройства - пластиковая коробочка, мыльница.
• Спаивание между собой крайних клемм всех батареек - "плюс" с "плюсом", "минус" с минусом". Средняя клемма - температурный датчик, позволяющий узнать оставшийся уровень емкости. Его можно не трогать.
• Внутри корпуса начертите с краю место контроллера, проделайте отверстие для USB-разъема.
• Подсоедините батареи к контроллеру, затем все элементы прикрепите к корпусу термоклеем.
• Закройте корпус крышкой или склейте между собой половинки мыльницы - повер-банк готов! Устройства хватает на 4-5 подзарядок среднемощного гаджета.

Повер-банк своими руками из автозарядки

Для создания такого механизма вам понадобятся:

• восемь литий-ионных пальчиковых батареек 18650 (3,6 В, 2200 мАч);
• автомобильное з/у для мобильника;
• корпус от блока реле автомобиля;
• USB-разъем.

Такой повер-банк своими руками (схема соединения элементов представлена выше) делается по следующей инструкции:

• Отметьте и просверлите в корпусе от блока отверстия для USB-выхода и будущего выключателя.
• По приложенной схеме сделайте спайку батареек между собой в два блока по 4 штуки.
• Расположите элементы в корпусе, прикрепите их для надежности термоклеем.
• Припаяйте аккумуляторы к блоку вкл/выкл.
• Выключатель затем присоедините к USB-разъему, опираясь на обозначения в схеме.

Повер-банк может полностью наполнить батарею телефона зарядом один-два раза при использовании кабеля. Чтобы начать цикл зарядки, перещелкните выключатель в положение "вкл", по окончании не забудьте выключить Power bank.

Повер-банк из пальчиковых батареек

Необходимые материалы:

• несколько проводков;
• USB-разъем;
• коробочка, в которой продаются фотопленки;
• небольшая пластиковая бутылочка (от лекарств, витаминов);
• скобы;
• баллончик от дезодоранта или освежителя воздуха;
• проволока;
• 2 спичечных коробка;
• 4 пальчиковые батареи AA.

Как сделать повер-банк своими руками:

• Отогнув верхнюю стенку каждого коробка из-под спичек, склейте их основаниями вместе, внутрь каждого поместите по две батареи.
• С помощью скоб создайте контакт между аккумуляторами из двух коробков, прикрепите их проволокой.
• Компактно сложите устройство в коробку из-под пленки.
• В дне пластиковой баночки проделайте отверстие для USB-выхода. Закрепите его внутри банки, припаяйте к нему проводок.
• Соедините USB-разъем с аккумуляторами.
• Отрежьте верх от баллончика, закрепите внутри него конструкцию термоклеем. Крышкой будет служить донышко баночки с USB-выходом.

Повер-банк из аккумулятора шуруповерта

Такой повер-банк своими руками делается из:

• подходящего корпуса для будущего устройства;
• з/у для телефона;
• кнопки-переключателя;
• вольтметра;
• USB-разъема;
• аккумулятора шуруповерта (Li-ion 2000 мАч, 10 штук батарей 1865).

Идея реализуется так:

• Закрепите изолентой три блока по три батареи.
• Три соединяются между собой последовательно, три - параллельно.
• В корпусе проделайте отверстия для тумблера и для USB-разъема. Закрепите эти элементы внутри.
• Кнопка выключателя здесь выполняет две задачи: одно положение - зарядка самого устройства, второе - смартфона.
• Присоедините вольтметр. Его функция - показ входного тока при подзарядке и вывод информации об уровне заряда устройства.

Повер-банк из фонарика

Для преобразования карманного фонарика в Power bank потребуется:

• сам фонарь с аккумулятором 3,7 вольт;
• контроллер;
• преобразователь напряжения с USB-выходом (чтобы 3,7 вольт вышли в нужные 5).

Повер-банк своими руками:

• Удалите резистор фонарика, к которому прикреплен светодиод - для смены режима "яркий свет" на повер-банк.
• Уберите вилку, с помощью которой происходил заряд фонаря, замените ее на USB-выход с преобразователем тока.
• "+" и "-" батареи фонаря припаяйте к контроллеру.
• Найдите на контроллере контакты "OUT+" и "OUT-". К ним нужно подсоединить 5-вольтный преобразователь.
• Перед действиями с переключателем освободите один из его контактов. Затем подпаяйте непосредственно к нему преобразователь.
• Выполните контрольную проверку работоспособности преобразователя. При неудовлетворительном результате на этом этапе можно перепаять контакты.
• При успешном тестировании эпокси-клеем аккуратно прикрепите и контроллер, и преобразователь к корпусу бывшего фонарика.
• Соберите конструкцию - у вас теперь есть повер-банк необычной формы.

Приобретение повер-банка порой становится необходимым при покупке гаджета, особенно с большим, "съедающим" львиную долю заряда, экраном. Однако при наличии минимального уровня умений это полезное устройство вполне возможно собрать самостоятельно. Надеемся, в последнем вам помогли наши советы.

Поскольку в настоящее время самое широкое распространение получили переносные электронные устройства, такие, как планшеты, нетбуки, фотоаппараты или смартфоны, то возникла большая проблема с обеспечением подзарядки этих устройств, так как зачастую у некоторых людей в течение дня нет возможности напитать батарею своей техники от электрической сети. Эта задача была успешно решена благодаря внешним аккумуляторам или, иными словами, повербанкам, благодаря которым стало возможным подзарядить свой аппарат, находясь на улице, природе или в транспорте.

Конечно, power banks сейчас в большей своей массе стоят недорого, но, если вы хотите, то легко сможете создать его своими руками. Процесс его изготовления при условии наличия у вас необходимых компонентов не займёт много времени. Вполне будет достаточно двух-трёх часов. Главное, чтобы у вас было желание пройти все требующиеся шаги, и, кроме того, нелишним будет ваше умение паять и разбираться в электросхемах.

Если вас интересует, как быстро и без лишних хлопот собрать повер банк , то можете посмотреть это видео в интернете.

Схемы разработки и создания повер банков своими руками

Из аккумуляторов от мобильников

Один из самых простых способов . Вам потребуется для этой цели выполнить следующую схему действий:

Power bank из фонаря

Для того чтобы сделать повер банк своими руками с помощью фонарика, нужно подготовить следующие предметы: непосредственно сам фонарь с батареей на три целых семь десятых Вольт; плату заряда; преобразователь напряжения, который способен напряжение фонаря в три целых семь десятых Вольт превратить в пять Вольт, обязательно с выходом на USB.

Порядок действий по созданию самодельного power bank следующий:

Повер банк на пальчиковых батарейках

Для того чтобы сделать такой внешний аккумулятор , возьмите коробки из-под спичек в количестве двух штук, отогните одну из стенок у каждой из них, и приклейте эти коробки друг к другу. Затем положите в каждый из коробков по две батарейки. С помощью скоб обеспечьте надёжное соединение коробков друг с другом и дополнительно обмотайте их проволокой. Подберите корпус для вашего внешнего аккумулятора. Будет очень хорошо, если расстояние между спичечными коробками и корпусом будет минимальным или вовсе отсутствовать.

После этого найдите большую пластиковую баночку, в которую может поместиться ваш power bank, и в её крышке вырежьте отверстие, куда прикрепите разъём USB. Припаяйте провод к этому разъёму и соедините его с вашим повербанком. Положите ваш внешний аккумулятор в баночку и закройте его крышкой. Теперь изготовление повер банка закончено, и вы можете использовать его для удовлетворения собственных нужд.