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

а. Смартфон – девайс, который стал для всех людей незаменимым устройством для общения. Их используют для выхода в интернет и часто на долгое время. Но у смарфтонов есть один недостаток – это время автономной работы. В лучшем случае аккумулятор будет работать без подзарядки в течение одного дня, а если активно им пользоваться, то несколько часов. В этой статье и прилагаемом видео показано, как изготовить мощный самодельный Powerbank, который может заряжать даже одновременно для смартфона или планшета или их сочетания.

Купить радионяню, о которой рассказано в начале ролика, и все комплектующие повербанка можно в этом китайском магазине . О том, как получать кэшбэк (возврат стоимости)в размере 7% от цены всех покупок есть на нашем сайте . Скачать схему, плату и другие файлы проекта .

Для того, чтобы улучшить параметры работы аккумуляторных батарей мобильного телефона, были заказаны портативные зарядные устройства, которые носят простонародное название повербанк. Но в единичном виде такое устройство даже наполовину не способно зарядить аккумулятор телефона. И даже три таких устройства не дают выход из ситуации. Покупка мощного пауэрбанка – довольно дорогое удовольствие. Нормальный powerbank, скажем, с емкостью 10000 миллиампер стоит 25-30 долларов. Учитывая это и долгое время ожидания посылки, проще сделать свой вариант.

Описание схемы повербанка

Схема powerbank состоит из трех основных частей. Это контроллер заряда литиевых аккумуляторов с функцией авто-отключения при полной зарядке; отсек батарей с параллельно соединенными литий-ионными аккумуляторами стандарта 18650; выключатель питания на 5-10 ампер от компьютерного блока питания; повышающий преобразователь, для того чтобы повышать напряжение с аккумулятора до желаемых значений в 5 вольт, которые нужны для зарядки телефона или планшета; юсб-разъем, к которому подключается заряжаемое устройство.

Кроме простоты и дешевизны, представленная схема высокие значения выходного тока, который может доходить до 4 ампер и зависит от номинала таких компонентов, как полевой транзистор, диод Шоттки на выходе и индуктивность. Китайские аналоги способны обеспечивать выходной ток не более 2,1 ампер. Этого достаточно для того, чтобы зарядить одновременно пару смартфонов, а наш пауэрбанк может справиться с 4-5 смартфонами.

Рассмотрим отдельные узлы конструкции. В качестве источника питания 5 параллельно соединенных аккумуляторов стандарта 18650 от ноутбука. Емкость каждого аккумулятора 2600 миллиампер в час. Использован корпус от адаптера или инвертора, но можно использовать другой подходящий корпус. В качестве контроллера для заряда будем использовать плату для заряда, купленную . Ток заряда порядка 1 ампера. Инвертор, который будет повышать напряжение от аккумулятора до нужных 5 вольт, можно взять также готовый. Он стоит очень дешево. Максимальный выходной ток до 2 ампер.

Сборка схемы

На первом этапе фиксируем аккумуляторы, скрепляем друг с другом с помощью клеевого пистолета. Далее нужно подключить к аккумуляторной батарее контроллер, чтобы проверить как происходит процесс заряда. Нужно также узнать время заряда батареи и понять работает ли авто-отключение при полной зарядке. На плате все детально подписано.

Заряжать можно от любого юсб порта. Индикатор должен показать, что идет зарядка. Через 5 часов загорелся второй индикатор, что означает, что процесс заряда завершен. Если используется металлический корпус, следует дополнительно изолировать батарейки с помощью широкого скотча.

Одним из основных узлов схемы является повышающий dc-dc конвертор, инвертор – преобразователь напряжения. Он предназначен для того, чтобы поднимать напряжение с аккумуляторов до 5 Вольт, нужные для заряда телефона. Напряжение одного аккумулятора составляет 3,7 вольт. Здесь они соединены параллельно, поэтому инвертор необходим.

Система построена на таймере 555 – полевой транзистор и стабилизация выходного напряжения, который задается с помощью стабилитрона vd2. Стабилитрон, возможно придется подобрать. Подойдет любой маломощный стабилитрон. Резисторы на 0,25 или даже 0,125 ватт. Дроссель L1 можно вынуть из компьютерного блока питания. Диаметр провода не менее 0,8, лучше всего сделать 1 миллиметр. Количество витков 10-15.

В цепи собран частотозадающий узел, который задает рабочую частоту таймера. Последний подключен в качестве генератора прямоугольных импульсов. С таким подбором компонентов рабочая частота таймера около 48-50 кГц. Затворный ограничительный резистор R3 для полевого транзистора 4,7 Ом. Сопротивление может быть от 1 до 10 Ом. Можно этот резистор заменить перемычкой. Полевой транзистор любой средней мощности с током 7 ампер. Подойдут полевики от материнских плат. Небольшой транзистор обратной проводимости vt1. Подойдет kt315 или другой маломощный транзистор обратной проводимости. Диод выпрямительный – желательно использовать диод Шоттки с минимальным падением напряжения на переходе. Две емкости стоят в качестве фильтра питания.

Данный инвертор импульсный, он обеспечивает высокий КПД, высокую стабилизацию выходного напряжения, не нагревается в ходе работы. Поэтому силовые компоненты устанавливать на теплоотвод не нужно. Если будут затруднения с диодами Шоттки, то можно использовать диоды, которые стоят в компьютерных блоках питания. Сдвоенные диоды to-220 встречаются в них.

На фото ниже инвертор в собранном состоянии.

Можно сделать печатную плату. В описании есть ссылка.

Тестирование инвертора на 5 вольт

Проверяем инвертор на работоспособность. Заряжается смартфон, как видно, идет процесс заряда. Выходное напряжение держится на уровне 5,3 вольта, что полностью соответствует нормативам. Инвертор при этом не нагревается.

Окончательная сборка в корпус

Из куска пластика нам нужно вырезать боковые стенки. На контроллере заряда два светодиодных индикатора, которые показывают процент заряда. Их нужно заменить более яркими и вывести на переднюю панель. В боковой стенке вырезаны два отверстия под микро юсби разъемы, то есть одновременно можно заряжать два устройства. Также есть отверстия для светодиодов. Отверстие для контроллера, то есть для зарядки встроенных акб. Будет сделано также небольшое отверстие под выключатель питания.

Все разъемы, светодиоды и выключатель фиксируются с помощью клеевого пистолета. Осталось все запаковать в корпус.

На выход устройства подключен USB-тестер. Видно, что на выходе твердо держится напряжение 5 вольт. Подключим мобильные телефоны и попробуем зарядить их с самодельного Power банка. Будут заряжаться сразу два смартфона. Ток заряда скачет до 1,2 Ампера, напряжение тоже в норме. Идет успешно процесс заряда. Инвертор работает безотказно. Получилось компактно и, главное, стабильно. Схема проста в сборке, использованы всем знакомые комплектующие.

Достались мне как то 4 аккумулятор 18650 из старой батареи ноутбука. Мой Imax B6 показывал суммарную емкость около 6000мА, было принято решение. заменить мой однобаночный повербанк на что-либо более емкое.

Батареи устанавливаются параллельно, что не совсем правильно, но так как они из одной серии и эксплуатировались вместе то этим можно пренебречь. Аккумуляторы встали очень плотно, контактная пластина даже немного выгнулась.


Крышка садится очень плотно, когда пытался ее открыть поломал пару пластиковых карт, так что при эксплуатации повербанк не развалится на части.


На торце расположены два USB порта (1 и 2 ампера), микро USB для зарядки и белый светодиод, выполняющий роль фонарика.


На плате китайцы существенно сэкономили, есть не распаянные элементы.


Как я уже писал выше, повербанк имеет 2 гнезда различной мощности. Проверив напряжение и токи под нагрузкой получил не самые лучшие результаты:
Ток в USB 2А

Ток в USB 1А

Фотографии не перепутаны, обы порта выдают немного больше 1А.
При этом напряжение падает до 4,35-4,5В


Напряжение «холостого хода»


Повербанк имеет индикатор емкости аккумуляторов, выполненный в виде 4 синих светодиодов, расположенных выше кнопки включения, выглядит это не очень красиво, но состояние батареи можно увидеть.


Первое нажатие на кнопку питания включает повербанк, второе - включается светодиод-фонарик, третье - фонарь тухнет.
В процессе полной зарядки моего смартфона(10% -> 100%), индикатор повербанка из 4 стал показывать три деления, так что даже с учетом нелинейности на 3 зарядки вдали от розетки его хватит. При работе корпус незначительно нагревается, смартфон зарядился за 1ч 20 минут, при емкости батареи 1700мА.

Вывод:
Вполне неплохое устройство, если у вас есть неисправная аккумуляторная батарея от ноутбука с достаточной емкостью элементов.

Плюсы:
Можно установить от 1 до 4 аккумуляторов 18650.
Два порта для зарядки одновременно 2 устройств.
Фонарик (лишним не бывает).

Минусы:
Надпись 2А не соответствует действительности.
Светодиодная индикация слишком яркая и выглядит неаккуратно.
Батареи подключены в параллель, поэтому емкость их должна быть одинаковой.

Внешние аккумуляторы для мобильных устройств нужны почти каждому пользователя, потому что довольно быстро разряжаются, особенно при высокой нагрузке на процессор.

Преимущества

• Относительно низкая цена – аккумуляторы большой емкости стоят дорого, дешевые же аналоги быстро выходят из строя, потому, если необходимые компоненты для сборки имеются под рукой, то собрать такое устройство выгодно;
• При возникновении неполадок в работе самодельный аккумулятор починить проще, так как он будет иметь съемный корпус, и вы будете понимать устройство цепей;
• Возможность сделать устройство желаемой емкости – достаточно большой;
• Вы можете сделать сменный корпус устройства для того, чтобы в случае повреждения вам не пришлось менять весь повер банк;
• С экологической точки зрения вторичное использование (например, из батарей со сломавшимся контроллером заряда) также благоприятно;
• Оригинальный или странный внешний вид устройства для некоторых пользователей также может быть привлекательным.

• На изготовление аккумулятора тратится достаточно много времени;
• Необходимо иметь некоторые изначальные навыки для его сборки;
• Плохой внешний вид устройства;
• Не все материалы для изготовления такого устройства могут быть под рукой;
• В большинстве случаев срок службы такого устройства ниже, чем у заводского аналога;
• В самых простых вариантах самодельного оборудования отсутствуют индикаторы заряда, кнопки включения и отключения, что не удобно (если же они будут присутствовать, то самостоятельная сборка станет чрезмерно долгой, сложной и дорогой);
• Теоретически такое устройство способно нанести вред аккумулятору мобильного устройства и даже вызвать его перегорание (но такой риск есть при использовании любого повер банка, изготовленного брендом, отличным от бренда вашего устройства);
• При сборе такого аккумулятора в любом случае нужны и контроллер заряда, а с учетом стоимости их покупки конечная цена устройства будет не такой уж и низкой.

Внимание! Не стоит браться за самостоятельную сборку, если у вас не имеется достаточно навыков для этого. При ошибке в сборке цепей устройство может нанести существенный вред .

Материалы

Изготовить самостоятельно внешний аккумулятор можно из носителей заряда любого типа.

Наиболее распространенными материалами являются:

• Пальчиковые батарейки;
• Аккумуляторы от старых телефонов с достаточной емкостью;
• Аккумуляторы от старых батарей ноутбуков.

В любом случае, вне зависимости от носителей, которые вы выбираете, вам потребуется контроллер заряда, к которому будет подключаться провод USB.

Естественно необходимо учитывать, что все носители должны быть исправны.

Из телефонных аккумуляторов

Это достаточно простой способ. Устройство получается относительно компактным и удобным, а также, емким.

Для его изготовления понадобится 6 аккумуляторов – соответственно, чем больше у них емкость, тем больше будет суммарная емкость повер банка.

Сделать его можно так:

• Положите три аккумулятора друг на друга, сориентировав контактами в одну сторону, и смотайте стопку скотчем – достаточно аккуратно и плотно;
• Повторите то же самое с другими тремя аккумуляторами;
• Проследите за тем, чтобы все клеммы были направлены в одну сторону и нигде не перекрывались липкой лентой;
• Теперь попарно спаяйте между собой крайние клеммы в обеих стопках – плюсы с плюсами и минусы с минусами соответственно (сделать это будет проще, если аккумуляторы изначально были примерно одного размера);
• Средние клеммы трогать не надо;
• Теперь подготовьте корпус – это может быть пластиковая коробка любого типа;
• Наметьте место в коробке, где будет располагаться будущий контроллер заряда, и вырежьте участок под USB;
• Прикрепите обе стопки батарей к контроллеру;
• Закрепите устройство в корпусе на соответствующем месте и закройте корпус.

Оставьте пластиковую коробку разъемной для текущего ремонта и чистки, так как сквозь вырезанное отверстие может попадать пыль.

Обычно, такого устройства хватает на 4-5 циклов заряда среднего, не особо мощного, смартфона.

Помните, что для любых работ по фиксации оборудования в корпусе должен применяться только термоклей.

Из пальчиковых батареек

Этот способ также несложный, но он достаточно ненадежный.

Такие аккумуляторы тяжелые и не обладают достаточной емкостью.

Но они дешево стоят и просто собираются.

• Возьмите два коробка из под спичек, отрежьте их верхние стороны;
• Склейте коробки основаниями друг к другу;
• Поместите в каждый коробок по две батарейки, сориентировав их в одну сторону полюсами;
• С помощью скоб от стиплера создайте контакты между батарейками из двух коробков – минус с минусом, плюс с плюсом, с обеих сторон;
• Закрепите скобы с помощью проволоки (главное не использовать скотч, так как иногда он способен изолировать контакты);
• Поместите все устройство в какую либо коробку, где оно будет компактно зафиксировано и контакты не повредятся;
• Найдите корпус, в который поместите весь аккумулятор – наметьте в нем место, где будет находиться USB-выход;
• Припаяйте короткий провод к USB-выходу;
• Закрепите выход в корпусе устройства;
• Припаяйте к USB-выходу аккумулятор;
• Закрепите всю конструкцию в корпусе с помощью термоклея.

Устройство готово. Это повер банк очень малой емкости, но он компактен, обладает малым весом и его удобно носить с собой.

Из автомобильной зарядки

Таким способом получаются довольно мощные аккумуляторы большой емкости. Они подходят для подзарядки планшетов, ноутбуков и других энергоемких устройств.

Больше всего для этой цели подходят батареи формата 18650.

Достать их можно из батарей ноутбуков, но элементы должны быть исправны.

На различных сайтах очень дешево продаются рабочие батареи, но со сгоревшими контроллерами – такие как раз и подойдут для данного изделия:

• Выньте аккумуляторы из батарей – вам потребуется всего 6 штук;
• Подготовьте корпус будущего аккумулятора – вырежьте или просверлите в нем отверстия для USB-входа и для выключателя (такая зарядка дает возможность сделать выключатель);
• Спаяйте между собой два блока по 4 батареи по схеме на картинке;

Емкости такого устройства должно хватить примерно на 2-3 цикла полной зарядки достаточно мощного устройства с высоким энергопотреблением. Для того, чтобы начать зарядку подключите , а затем нажмите на реле включения. При выключении сначала перетащите реле в положение выключения, а затем отсоедините устройство.

Из фонарика

Стандартный карманный фонарик со светодиодом тоже можно превратить в power bank.

Для этого потребуется собственно сам фонарик с аккумулятором 3,7 вольт, контроллер заряда, как и в предыдущих примерах, преобразователь напряжения с выходом на USB.

Такой преобразователь нужен только в данном способе самостоятельной сборки устройство, так как выходные 3,7 вольт нужно преобразовать, в необходимые для зарядки телефона, 5 вольт.

• Разберите фонарик и найдите резистор к которому прикреплен светодиод;
• Открепите светодиод;
• Снимите металлическую вилку, с помощью которой ранее заряжался фонарик;

• На ее место установите преобразователь тока с USB-выходом;
• Теперь припаяйте к контроллеру оба полюса аккумулятора фонаря – и плюс и минус к соответствующим местам;
• Внимательно посмотрите на контроллер – на нем есть два контакта – OUT+ и OUT-;
• Присоедините к ним преобразователь в 5 вольт;
• Освободите один из контактов переключателя;
• Подпаяйте к освобожденному контакту преобразователь;
• С помощью вольтметра проверьте, работает ли преобразователь;
• Если он не работает, то проведите перепайку к другому контакту на этой стадии;
• Снова проведите проверку – теперь все должно работать;
• Теперь прикрепите термоклеем контроллер и преобразователь к корпусу фонаря;

Но даже если они есть – необходимо найти все компоненты устройства, и если батареи из неработающих аккумуляторов найти достаточно просто, то заряда в большинстве случаев придется покупать.

Учитывая стоимость контроллера, выхода под USB и, в некоторых случаях, преобразователя, экономическая целесообразность самостоятельной сборки представляется минимальной.

Но если по какой-то причине такие компоненты имеются под рукой, тогда дополнительный повер банк не будет лишним.

UPD 03.12.2015 Гнездо, где указана максимальная нагрузка в 2А не держит таковую, звезду снимаю.

Накрылась у меня батарейка в нетбуке, надеюсь, что дело в контроллере, ибо заказал другую, но речь не о нетбуке, а о том, что решил я сделать из живых аккумов из той батареи.

На первой фотке сразу конечный результат, позднее запилю видео, после того, как потестирую данный агрегат. Сразу небольшой комментарий, выглядит хорошо, работает, заряжается, что ещё нужно. Токи измерю и выложу позже.

Корпус для power bank"а пришёл в таком виде. Отдельно две половинки и кнопки. Упаковано хорошо, так что дошло в целости и сохранности. Данный корпус предназначен под аккумуляторы 18650, под 6 штук. Так что по сути ёмкость должна быть вполне себе преемлимая, достаточна для бытовых нужд, аля сел телефон в дороге и нет возможности зарядить.

Форма корпуса в виде книжки, изготовлена достойно при цене менее 200 рублей. Защёлкивается очень крепко, ничего не люфтит и внутри не брякает.

Ещё тупанул и заказал было шинку для скрепления между собой аккумуляторов, но зря, так как в корпусе уже есть контактные группы и достаточно просто вставить аккумуляторы, защелкнуть крышку, зарядить и можно использовать агрегат. Просто сначала хотел заказать другой кейс, в которм не было контактных групп, ну да ладно, пригодится в хозяйстве.

Вот так выглядят аккумы, зверски извлеченные из батареи нетбука, шинка легко отрывается пассатижами, затем напильником зачищаем торцы от иголок, которые образовались точечной сваркой, делайте это аккуратно, чтобы не коротить на корпус сам аккумулятор и не порезать пальцы.

После того, как шинка оторвана, торцы зачищены, а палец забинтован, так как всё равно его умудрились распазгать:) Вставляем аккумуляторы в корпус. Не путаем полярность! Корпус аккумулятора - минус, центральный изолированный выход - плюс. Смотрим, чтобы нигде и ничего не коротило, вставляем кнопки в корпус и соединяем половинки. Пришлось от души нажимать, чтобы все соединения защелкнулись.

Заряжаем и можно радоваться проделанной работой! При однократном нажатии на кнопку видим полосу оставшегося заряда, при 2х кратном нажатии включаем фонарик, чтобы его выключить, тоже нужно нажать 2 раза.

Всё полностью довольные собой идём на ebay в поисках, чего бы ещё сломать, чтобы из этого сделать что-то другое. Видео обзор будет чуть позже.