Снова здравствуйте, мозгодрузья ! Некоторое время назад вышел из строя аккумулятор моего ноутбука и его пришлось заменить, но выбрасывать отработанный аккумулятор я не хотел. Мое мозголюбопытство подталкивало меня изучить его, а что получилось из моих экспериментов читайте далее!

Проштудировав интернет на тему «второй жизни» аккумуляторов, я ознакомился с теорией и приступил к практике — аккуратно разобрал аккумулятор ноутбука и вынул батареи, четыре из которых были рабочими. И из них то я и сделал самоделку этого мозгоруководства — внешний аккумулятор, думаю это лучше, чем просто выбросить все в мусор.

Аккумуляторы ноутбука устроены так, что при выходе из строя одной из батарей система зашиты отключает все оставшиеся, то есть в отработанном аккумуляторе остается много хороших батарей 18650, которые можно отправить на «повторное использование», а попросту сделать из них небольшой внешний аккумулятор для подзарядки гаджетов.

Внимание!!! Это мозгоруководство носит ознакомительный характер если вы новичок, то есть не имеете опыта работы с электрокомпонентами, не обладаете знаниями о работе литиево-ионных батарей и тд. А если вы все же решите повторить шаги руководства, то помните, что всю ответственность за это вы берете на себя, так процесс разбора аккумулятора довольно опасный! Будьте осторожны и аккуратны.

Шаг 1: Компоненты и инструменты

• старый аккумулятор ноутбука — можно взять у друзей или мастерской по ремонту техники
• корпус для внешнего аккумулятора — приобретается на просторах сети
• отвертка
• кусачки
• круглогубцы
• дремель

Шаг 2: Разбор старого аккумулятора

Берем в руки мозгоотвертку и по шву корпуса аккумулятора вскрываем сам корпус. Процесс не сложный, так как корпус собран с помощью двустроннего скотча, либо ультразвуковой сварки, главное не повреждать батарейки.

Если корпус не вскрывается, то можно использовать дремель, важно только не повредить диском целостность батареек, поэтому пропилы лучше делать по углам корпуса, а не по середине сторон.

ВАЖНО!!! При каких-либо манипуляциях с литиево-ионными батареями аккумулятора, которые могут их повредить, полезно, даже мудро иметь под рукой огнеупорный контейнер и ведро с песком. И в случае повреждения целостности батарейки и ее нагрева, дымления сразу же выбросить ее в контейнер и засыпать песком. Песок, кстати, единственный надежный способ погасить литиевое воспламенение, вода или огнетушители с ним не справляются!

Шаг 3: Батарейный блок

После того как корпус аккумулятора вскрыт, вынимаем блок батареек, они как правило приклеены к корпусу двусторонним скотчем.

ВАЖНО!!! При действиях с блоком батарей снова будьте аккуратны и не допускайте перегибов перемычек соединяющих батарейки, иначе может произойти замыкание, и в результате взрыв и даже пожар!!!

Шаг 4:Отделение платы зарядки

От блока батарей с помощью мозгокусачек отделяем плату заряда и провода идущие к батарейкам.
Сама плата может пригодится для дальнейших поделок .

ВАЖНО!!! При откусывании проводов и перемычек избегайте замыканий!!!

Шаг 5: Отделение батарей

Мой аккумулятор ноутбука состоял из 6 литиево-ионных батареек 18650, емкостью 2200мАч. Батарейки попарно соединены параллельно, а 3 парных блока последовательно, чтобы получить нужные напряжение и емкость.

Итак, осторожно отделяем батареи друг от друга, сначала разделяем на парные блоки, а потом разделяем и пары батарей.

Шаг 6: Удаление остатков перемычек

Круглогубцами удаляем с полюсов батарей остатки контактных перемычек. Но если вы хотите собрать свой блок батарей, то перемычки можно оставить, это облегчит последующую спайку мозгоконтактов . Удаленные перемычки старайтесь не разбрасывать, а после безопасно утилизируйте.

Отделив остатки перемычек дремелем зачищаем полюса батарей от остатков припоя.

ВАЖНО!!! При удаление перемычек будьте осторожны, так как они очень острые и о них легко порезаться. Я к несчастью, повредил о них свой палец.

Шаг 7: Поиск исправных батарей

Вооружаемся мультиметром и приступаем к тестированию батареек:

• для начала измеряем напряжение батарейки, если оно меньше 2.5В, то выбрасываем ее
• далее ставим батарейку заряжаться и если во время зарядки она сильно греется, то выбрасываем ее
• измеряем напряжение после зарядки, оно должно быть в районе 4.1-4.2В, ждем 30 минут и снова измеряем напряжение на батарейке, и если оно упало ниже 4В, то выбрасываем батарейку, если оно в норме, то записываем значение напряжения
• оставляем батарейки в прохладном и сухом месте на 3 дня, после этого срока измеряем напряжение на них, и если оно упало более чем на 0.1В от записанного, то выбрасываем батарейку

Все батарейки прошедшие мозготест считаются пригодными! Я все свои хорошие батарейки убрал в пластиковый футляр для безопасного хранения.

Шаг 8: Сборка внешнего аккумулятора

Сборкой это можно назвать с натяжкой 🙂 , но все же, в приобретенный на просторах сети корпус внешнего аккумулятора, такой как USB Power Bank 18650 Case, вставляем «добытую» из старого аккумулятора батарейку. При этом соблюдаем полярность!!! Иначе как я можно спалить корпус внешнего аккумулятора.

Положительный вывод батарейки должен быть направлен к зарядной плате, иногда правильную полярность указывают на дне мозгокорпуса .

Итак, вставляем правильно батарейку, закрываем крышку корпуса и с помощью USB-кабеля, поставляемого в комплекте с корпусом, ставим внешний аккумулятор на зарядку. Крепим шнурок брелка и самоделка готова к применению!

Шаг 9: Тестирование

После окончания зарядки проводим еще одно тестирование поделки . Мой тестер показал значение 5.06В, которое хорошо подходит для зарядки смартфонов, планшетов и других гаджетов.

Аккумуляторная самоделка собрана и протестирована, благодарю за мозговнимание !

Сделать себе внешний аккумулятор для ноутбука я хотел уже давно, 3-4 года назад для работы в парке. Хоть и мечта рисовать схемы и трассировать платы в парке Горького или Битцевском лесу так и не реализовались (пока), но внешний аккумулятор (назовем его по-современному - PowerBank) я таки сделал. О том как это устройство проходило путь от макета до конечного изделия и почему я делал то, что уже есть на рынке, под катом.

Изначально я хотел написать небольшую статью про разработку PowerBank, но когда начал - понял, что одной частью не обойтись. Поэтому я разбил ее на 4 части и сейчас предлагаю вашему вниманию первую из них: макет (схемотехника).

Очевидно, что разработка любого электронного устройства начинается с технического задания (ТЗ), поэтому я обозначил для себя ряд параметров, которые мой PowerBank должен обеспечить:

• входное напряжение 19В (для возможности зарядки от стандартного ЗУ ноутбука)
• выходное напряжение 19В (как и у стандартного ЗУ)
• максимальный выходной ток 3,5А (как и у стандартного ЗУ)
• емкость ячеек не менее 60Вт*ч (+1 внутренняя АКБ)

• КПД преобразователя и ЗУ не ниже 94% - чтобы обойтись без радиаторов.
• Частота преобразователя не ниже 300кГц - чтобы уменьшить размер самого преобразователя.
• USB порт для просмотра основных сведений о PowerBank таких как уровень заряда, здоровье, количество пройденных циклов, температура, ток и напряжение ячеек АКБ и т.д.
• Софт на ПК(Windows) для просмотра основных сведений о PowerBank.
• Возможность менять выходное напряжение, либо присутствие дополнительного выхода 5В для зарядки USB устройств.
• Светодиодная индикация уровня заряда и состояния PowerBank.
• Кнопка(Кнопки) для включения PowerBank и просмотра уровня заряда.

Комментируя схему, могу сказать, что управляющий МК я мог бы взять с USB, но побоялся трудностей разработки ПО для USB (в последствие понял, что зря) поэтому поставил преобразователь USART - USB.

Поскольку устройство изначально разрабатывалось для себя, то было решено делать макет преимущественно из тех деталей, которые были у меня в наличии и с которыми я уже работал (чтобы избежать подводных камней). При этом оптимизация по цене на этом этапе не проводилась. Поэтому я выбрал следующие комплектующие для PowerBank:

1. МК - STM32F051K4U6 с прицелом заменить на STM32F042K4U6.
2. Преобразователь USART<->USB - CP2102. Стоит не дорого, работает нормально, места занимает мало, обкатанное решение.
3. Импульсный преобразователь напряжения - LTC3780IG . Далеко не самый дешевый/оптимальный вариант, но повышающе-понижающий, может 400кГц, имеет внешние ключи, обкатанное решение. В перспективе замена на LM5175 от TI или применения синхронного повышающего преобразователя.
4. Линейный стабилизатор - LP2951ACD-3.3. Он был в наличии, не лучший вариант. Ток собственного потребления до 120мкА с прицелом заменить на MCP1703T-3302E/CB с током собственного потребления до 5мкА.
5. Светодиоды зеленые и красные размером 0805.
6. Кнопки обычные тактовые SMD.

• Ток заряда: до 4А
• Количество ячеек: до 4х
• Частота преобразования: 1МГц
• Входное напряжение: до 25В
• Емкость ячеек: до 65А*ч
• Функция балансировки
• Конфигурируемые светодиоды для индикации (заряд, емкость)

С учетом того, что выходное напряжение устройства 19В опять же наиболее выгодной является конфигурация 4s1p.

Теперь рассчитаем некоторые параметры АКБ при условии емкости 60Вт*ч, конфигурации 4s1p (напряжение 14,8В):

Полученная цифра показалась мне слишком маленькой (ну или аппетит пришел во время еды) и я решил перейти к конфигурации 4s2p на ячейках LP 5558115 3500mAh, которые были в наличие. Итого мы имеем:

Емкость АКБ: 7А*ч (103Вт*ч)
Напряжение: 14,8В

Такой результат меня вполне устроил - это было больше, чем две внутренние батареи моего ноутбука (ASUS S451L, 46Вт*ч). Началась разработка макета…

На этапе макета я хотел заложить несколько дополнительных возможностей:

• подключил светодиоды BQ40Z60. У них есть функционал индикации уровня заряда с настраиваемыми порогами, а также процесса зарядки.
• добавил возможность регулировать частоту/режим работы (разрывных или неразрывных токов) преобразователя (с помощью ШИМ МК + RC-фильтр).

Схема разбита на 3 блока:

• Блок преобразователя напряжения
• Блок ЗУ+BMS
• Блок управления на МК

Плата содержит 4 слоя по 18мкм, общая толщина 1мм, заказывал на seeedstudio.com.

Теперь пришло время коснуться главного показателя качества железа - это КПД всей системы в целом. Точнее у нас 2 КПД: при зарядке АКБ и при разряде. Строго говоря КПД при заряде стоит оптимизировать только для уменьшения нагрева устройства(рассчитывая, что энергии для заряда у нас много), в то время как потеря КПД при разряде фактически уменьшает реальную емкость PowerBank. Составим перечень элементов непосредственно влияющих на КПД при заряде:

ACFET - транзистор предотвращающий появление напряжения на разъеме внешнего питания при работе PowerBank от АКБ.
HighSideFET - верхний транзистор понижающего преобразователя ЗУ.
LowSideFET - нижний транзистор понижающего преобразователя ЗУ.
BuckInductor - дроссель понижающего преобразователя ЗУ.
CHGRCS - резистор датчика тока ЗУ.
CHGFET - зарядный транзистор АКБ.
DSGFET - разрядный транзистор АКБ.
CellCS - резистор датчика тока АКБ.

Транзисторы ACFET, CHGFET и DSGFET при работе имеют только статические потери поскольку они постоянно открыты и представляют собой резисторы с сопротивлением равным сопротивлению открытого канала транзистора Rds_on, поэтому эти транзисторы должны иметь как можно меньший Rds_on. Корпуса транзисторов я выбрал pqfn3.3x3.3 как подходящие по мощности и имеющие меньший размер по сравнению с моими любимыми pqfn5x6. С наименьшим сопротивлением канала из легкодоступных были IRFHM830D (Rds_on = 5мОм + диод Шоттки).

Транзисторы HighSideFET и LowSideFET работают в импульсном режиме, их выбор сложен и будет рассмотрен позже.

Попробуем оценить потери при входном напряжении 19В, токе заряда АКБ 4А, конфигурации 4s1p:

CellCS - ток через него равен току заряда, сопротивление 5мОм, потери:

CHGRCS - ток через него равен току заряда, сопротивление 10мОм, потери:

CHGFET и DSGFET - ток через них равен току заряда, сопротивление 5мОм, суммарные потери:

ACFET - ток через него равен входному току(возьмем максимально возможный ток входа 3,5А это максимум того, что может выдать штатное ЗУ ноутбука), сопротивление 5мОм, потери:

Сюда же можно прибавить потери на сопротивлении проводов ячейки-плата, а также дорожек самой платы. Я вычислил их путем измерения падения напряжения при токе в цепи АКБ равном 4А, оно составило 36мВ, что соответствует мощности:

BuckInductor - потери в дросселе можно разделить на 2 составляющие:

Итого суммарные потери при заряде на статических компонентах составляют:

Для того, чтобы получить суммарные потери при заряде необходимо оценить потери на транзисторах HighSideFET и LowSideFET. В этом мне помогал апнот AN-6005 от fairchildsemi. Если кратко, то на вкладке ControllerDriver добавляем в базу наш контроллер и вписываем требуемые параметры в таблицу:

Данные берем из документации на BQ40Z60 . Далее заполняем таблицу с параметрами транзисторов HighSideFET и LowSideFET на вкладке MOSFETDatabase:

Данные также берем из документации на транзисторы. Я экспериментировал со многими транзисторами(видно по базе) потому как частота преобразования в 1МГц это довольно высоко. Из всех транзисторов, которые я мог быстро достать самыми лучшими оказались CSD17308 от TI. Впрочем это как раз рекомендованные транзисторы с кита BQ40Z60EVM . Самыми лучшими по расчетам оказались eGaN транзисторы от EPC (Efficient Power Conversion), но цена 500р, месяц ожидания и специфический корпус сыграли против него. Еще пара комментариев вкладки MOSFETDatabase:

Правый столбец - Fig.Merit (Figure of merit - показатель качества) это произведение Rds_on на заряд затвора Qgsw. В общем чем ниже Fig.Merit, тем лучше транзистор, но нужно понимать, что это довольно эмпирический показатель.

На вкладке EfficiencySummary выбираем контроллер, используемые транзисторы и их количество, задаем параметры источника и нажимаем кнопку Run.

Для тока заряда 4А и входного напряжения 19В потери составят 1,17Вт. Общие потери:

После сборки макета я измерил схемы заряда при параметрах таких же как при оценочных расчетах:

КПД схемы 97,1%, при этом мощность потерь составила 1,908Вт при расчетных 2,07Вт. Что ж очень близко получилось прикинуть потери. Термограмма работающего устройства показана на рисунке.

Окружающая температура 23 градуса, плата без корпуса. 58 градусов в самой горячей точке (перегрев получается 58-23=35 градусов) при фольге в 18мкм это очень хороший показатель. Дроссель при этом нагрелся до 40 - скорее всего его подогревают транзисторы. Сам контроллер разогрелся до 52 градусов.

Теперь перейдем к оценке КПД системы при разряде. C начала оценим потери в самом преобразователе. Для этого составим перечень элементов непосредственно влияющих на КПД:

A - верхний транзистор понижающего плеча преобразователя LTC3780.
B - нижний транзистор понижающего плеча.
C - нижний транзистор повышающего плеча.
D - верхний транзистор повышающего плеча.
L - дроссель.
RS - резистор датчика тока.

И конечно потребление самого контроллера LTC3780. Подробно не буду останавливаться на работе микросхемы, скажу только, что она фактически представляет собой понижающий преобразователь стоящий после повышающего с общим дросселем. В зависимости от входного и выходного напряжений работает либо одна часть, либо вторая, либо обе(при примерном равенстве входного и выходного напряжений).

Для расчета КПД преобразователя будем использовать следующие параметры:

Условимся, что ноутбук потребляет всегда по максимуму. В реальности это близко к истине, поскольку при подключении внешнего источника он помимо энергии на работу потребляет еще и энергию на заряд внутренней АКБ, да и вообще при наличии внешнего питания в потреблении себе не отказывает. Напряжения соответствуют номинальному напряжению ячеек - 3,7В и пониженному - 3,3В. Важно отметить, что преобразователь в текущем устройстве всегда работает в повышающем режиме (входное напряжение никогда не превосходит выходного), однако это не значит, что транзисторы A и B не переключаются. Для зарядки конденсатора вольтдобавки(bootstrap) необходимо кратковременно выключать транзистор A и включать B(тоже самое будет происходить при работе в понижающем режиме для транзисторов С и D). У LTC3780 это происходит с частотой 40кГц.

Для оценки потерь воспользуемся xls файлом для LTC3780 из пакета LTpowerCAD2. Принцип работы похож на предыдущую работу с xls для BQ40Z60. Вводим все значения выходных напряжения и тока, входного напряжения, желаемую частоту преобразования, параметры ключевых транзисторов(я решил использовать CSD17308 как и в ЗУ). Дроссель был выбран IHLP5050EZER3R3M01 у которого типовое DCR = 7,7мОм. Для 3,5А индуктивность маловата, так случилось потому, что при закупке комплектующих я рассчитывал на выходной ток 4,5А. Для текущей конфигурации идеальным вариантом будет IHLP5050EZER4R7M01 с типовым DCR = 12,8мОм. Датчик тока - резистор типоразмера 2512 сопротивлением 5мОм.

После введения всех данных в полях MOSFETs Power Loss Break Down и Estimated Efficiency будут круговые диаграммы распределения потерь по компонентам и оценка КПД для указанного входного/выходного напряжений и тока нагрузки.

Оценка КПД очень оптимистичная - 98,79% при входном напряжении 14,8В и 98,51% при 13,2В (цифры без учета потерь в сердечнике дросселя). Основные элементы на которых происходят потери это дроссель/датчик тока(23%), транзистор A(25%) и D(38% от общих потерь).

Пришло время измерить реальный КПД.

Измеренный КПД - 96,93% при входном напряжении 14,8В и 96,35% при 13,2В. Проведем анализ полученных данных. Для этого переведем проценты КПД в мощность потерь:

В данном случае расхождения более существенны по сравнению с оценкой потерь в преобразователе ЗУ и составляют до 1,48Вт. Но если учитывать потери в сердечнике дросселя (которыми при не оптимально выбранной индуктивности нельзя пренебречь) картина не будет уже столь удручающей.

Оценим средний(при напряжении 13,2В) КПД PowerBank при разряде. Он складывается из КПД самого преобразователя, а также:

CellCS - ток через него равен входному току преобразователя, сопротивление 5мОм, потери:

CHGFET и DSGFET - ток через них равен входному току преобразователя, сопротивление 5мОм, суммарные потери:

Тогда КПД PowerBank при разряде:

Термограмма преобразователя при входном напряжении 14,4В и выходном токе 3,5А показана ниже:

Самой горячей точкой оказался транзистор С, но его нагрев (при окружающей 21 градус) составил всего 41,1 градус после 30 минут работы. Понятно, что в корпусе эти цифры будут выше, но запас по перегреву огромный.

И в заключение первой части статьи хочется сказать, что работа была проделана очень большая, а во второй части статьи нас ждет разбор аппаратных и программных грабель при запуске макета, конфигурирование BQ40Z60 и ПО для STM32F0. Надеюсь было интересно.

P.S.: Архив с проектом платы и исходники будут выложены в следующих частях статьи.
P.P.S. заметил, что забыл почти самое важное для этой части статьи - фото макета. Исправляю


На плате можно видеть следы исправлений, а также следы ношения в открытом виде в рюкзаке(сгоревшие дорожки в районе подключения АКБ). Макет конечно не самый элегантный, но даже в таком виде его можно использовать.

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.

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.