Огляд пускового пристрою «Автостарт», розбір та випробування
Поставляється в акуратній «подарунковій» коробці, і в комплект поставки входить, крім самого пристрою, три різні кабелі: кабель зарядки банку від прикурювача авто, кабель зарядки авто від роз'єму банку, та кабель для живлення USB периферії.
Почнемо здалеку, з кабелю прикурювача. Використовуються дроти 10 AWG у силіконовій ізоляції, гнучкі та потужні, дроти такого типу активно використовуються моделістами в електричних авіа-авто моделях. В даному випадку 10 AWG це 5.26 мм міді, що дозволяє проводити 333А на інтервалах аж ≈10 секунд.
На проводах висять два «чорні ящики», і логічним буде їх вивчити.
Black box на мінусовому дроті: запобіжник без маркування. Більш детальне обстеження спричинило сліди карбування на контакті під однією з пайок. Під проводом та шаром припою ховається цифра 200А. Це струм перегорання при порівняно тривалій роботі - струм, що протікає, повинен встигнути розігріти провідник, час розігріву визначається струмом в ланцюгу, а струм - опором. Внутрішнє опір сучасних літій-полімерних акумуляторів вимірюється одиницями мОм, умовно ≈1 мОм на комірку, у разі використовується три комірки. Опір проводу ≈3.27 мОм на метр, в даному випадку це дає ≈1.5 мОм (
40 см дротів). Опір діодів - 6.76 мОм на складання, при паралельному з'єднанні трьох виходить 2.25 мОм. Сумарний опір 6.75 мОм, що дає струм короткого замикання 1777А. Насправді такий струм знищить акумулятор (нагрів, газоутворення, займання), тому запобіжник тут не зайвий.
З боку, що підключається до Power Bank, на дроті розпаяний роз'єм EC5, знайомий моделістам, і з допустимим тривалим струмом понад 120 А. Верхніймежу на це роз'єм мені знайти не вдалося, але на форумах фігурують цифри в 210А@12V при тривалій роботі.
З боку акумулятора автомобіля розпаяно два крокодила. Не знайшов слабких місць, дроти скрізь розпаяні та обтиснуті надійно, нарікань немає.
Будучи у вимкненому стані, на силових клемах є напруга акумулятора, і тут виникає перше тривожне зауваження. По-хорошому, потрібна пластикова/силіконова заглушка, щоб у рюкзаку/кишені роз'єм не був випадково замкнутий, тому що всередині приладу запобіжників немає, і в такому випадку пристрій може добре відпалити. Літій полімерні акумулятори з великими розрядними струмами при замиканні добре горять, доказів на YouTube можна знайти сотні.
Корпус складається з двох частин, умовно «піддон» та «кришка», деталі склеєні між собою по периметру, і розтин такого корпусу без серйозної необхідності проводити не рекомендується — однозначно буде зіпсовано товарний вигляд, однозначно втрачено гарантію, міцність і надійність теж не стануть вищими .
Але мене цікавить огляд внутрішнього вмісту: пристрій, схемотехніка зарядного пристрою, характеристики DC/DC перетворювачів, схеми захисту, схеми контролю та вимірювання заряду. Все це вимагатиме деяких жертв.
Для тих, кому потрібно розібрати цей корпус – будьте обережнішими, не пошкодіть батарею при використанні гострих інструментів при розтині – неакуратне проникнення в корпус на глибину більше 2мм може прорізати тонку оболонку батареї та закоротити внутрішні ламелі. Це може виявитися фатальним.
Відмінно, розтин показало, що пацієнт не помер у результаті розтину, можна продовжувати огляд. Дві третини приладу займає акумулятор, що складається з трьох послідовно з'єднанихелементів, решта простору відведено під електроніку. Акумулятор без розпізнавальних знаків, з електронікою дедалі прозоріше.
Розберемося з електронікою. Плата контролера заряду. Двосторонній монтаж, чотиришаровий дизайн, щільно та компактно розставлені компоненти. Спробуємо відновити структурну схему.
Лицьова сторона:
Квадратний MP26123 (QFN16): зарядний пристрій, що приймає на вхід до 24 вольт, заряджає батареї з 2 або 3 елементів. Фактично, це імпульсний DC/DC перетворювач, з регульованим струмом заряду, із зворотним зв'язком по струму і по напрузі (поки напруга на акумуляторі нижче 12.6V - зарядка виробляється струмом, як тільки напруга досягла уставки - зарядка триває напругою). Робоче рішення.
Прямокутний S-8254A (16-pin TSSOP): монітор батареї, контролює напруги на всіх осередках батареї (перерозряд, перезаряд), контролює струми (відключення навантаження при перевищенні струму).
Дросель з маркуванням 4R7 та діод Шоттки SS14 поруч із micro USB належить підвищувальному перетворювачу 5V → 14V, який дозволяє заряджати power bank від USB. І по дрібницях: кнопка включення, поряд з нею струмовий шунт, для відстеження струму, що роздається, роз'єм USB, по якому власне і проводиться віддача струму, роз'єм microUSB для зарядки банку від 5V, світлодіод ліхтарика, і роз'єм для циліндричного штекера, для зарядки банку від 14V.
Зворотній бік:
Дросель з маркуванням 4R7 та діод Шоттки SS14 належить зарядному пристрою. Восьминогий жук у корпусі SO-8 – здвоєний P-FET AM4915P, для відключення навантаження у разі перевищення споживаного струму, та для відключення контролера у разі глибокого розряду акумулятора.
Триногий HT7550-1 – low dropout linear regulator. Регулятор живлення контролера. Контролер поруч, у корпусі SO-14, без маркування, один із безлічі китайських мікроконтролерів, здатний ввімкнути, вимкнути та поблимати світлодіодами.
Дросель з маркуванням 2R2 і восьминогий жук поруч – DC/DC перетворювач з 12V на 5V Шестиногі дрібний у центрі — StepUP, що підвищує з 5V до 14V для зарядки від microUSB.
Отже, є захист від перерозряду акумулятора, від короткого замикання по лінії 5V, є зарядка від 5 вольт, від 14 вольт, є контролер, що вимірює рівень заряду, що індикує його на групу світлодіодів, є ліхтарик, і все це повністю акуратно упаковано на 0 .
Є незначне нарікання. Щоб його озвучити, потрібен екскурс на окрему тему. Існує клас т.зв. "інтелектуальних" зарядних пристроїв, добре знайомий моделістам - це практично всі зарядні пристрої для літій-полімерних батарей з балансувальними роз'ємами. Їхня інтелектуальність полягає в контролі напруг на кожному елементі батареї та вирівнюванні цих напруг.
Досить важливий момент, оскільки при незначному недозаряд/перезаряд елементів при наступній роботі під великим навантаженням виникне так звана «розбалансування», тобто. якісь елементи батареї будуть розряджатися швидше за своїх «побратимів», що почне викликати їхню деградацію, і наступну смерть. Повністю позбутися дисбалансу не можна, кожен елемент індивідуальний, і має свій внутрішній опір, свою ємність.
Тому єдиний варіант вирішити проблему – вирівнювати напруги в батареї при кожній зарядці. Зарядний пристрій відстежує та усуває цей дисбаланс при кожній зарядці, що дозволяє збільшити життя батарей. Так ось, у даному випадку балансувальноюсхеми я не побачив. Як я розумію, Power Bank це не той виріб, куди виробник ставитиме ще ≈20 елементів, що виконують балансування. Але в даному випадку ця схема була б корисною. Загалом плата зібрана на сучасних компонентах, всі імпульсні перетворювачі працюють на частоті 1МГц (тільки зарядний пристрій на 600 КГц, але йому можна), і якість складання нарікань не викликає.
Наступна частина огляду. Акумулятор.
Що мене зацікавило, то це те, що на задній стінці банку вдруковані характеристики: 6000 мАг / 22 Вт*ч. І тут криється перша дивина. З фізики P [Ват] = I [Ампер] * U [Вольт]. "Стандартним" напругою на акумуляторі з 3 елементів прийнято 11.1 вольт. 22 Вт / 11,1 Вольт ≈ 2000 мА Хм, 2000 мАг не схоже на 6000 мАч, навіть із округленнями. А що варте насправді?
Перевірятиму на зарядному пристрої Hyperion EOS 0606i. Підпаюю до акумулятора балансувальний роз'єм, заряджаю з балансуванням та запускаю розряд струмом 300 мА. За результатами тесту акумулятор показує ємність ≈2000 мАг.
Живлення навантаження по лінії 5V
Для перевірки схеми захисту від перевантажень та від перерозряду було зібрано імітатор навантаження із серії паралельно зібраних резисторів 16Ω 10W та амперметра. Стабільна робота спостерігалася при струмі до 2.3А (8 резисторів), температура на дроселі при цьому досягла 66С°, температура на мікросхемі DC/DC контролера 80С°, напруга на виході перетворювача просіла до 4.6V. При перевищенні струму більше 2,4A монітор живлення стабільно відключає DC/DC перетворювач. У процесі розряду мікроконтролер гасить світлодіоди індикатора відповідно до залишкової ємності батареї. При напрузі на акумуляторі 9.6V (3.2V) контролер вимикає навантаження. Все в межах нормихоча, залишкові 3.2V на елемент це обмаль.
Заряджання від 14 вольт
Для перевірки використовувало регульоване джерело живлення. Зарядка повністю розрядженого банку можлива від напруги 12V, але вище за вхідну напругу, в такому разі, зарядитися не вийде. Так, це не SEPIC. В цілому, зарядка акумулятора ведеться струмом 1А, незалежно від вхідної напруги, і продовжується, в середньому, протягом двох годин. У діапазоні від 12 до 20 вольт проблем із роботою виявлено не було. Під час зарядки індикатори, що світяться, відображають поточний рівень заряду, а миготливий сповіщає про сам процес, поступово, у міру заряду, переміщаючись по колу. За весь час заряджання виконується один оберт.
Як варіант підвищення юзабіліті – змінювати шпаруватість спалахів у міру заряду. 0% - короткі спалахи першого діода, всі інші погашені; 99% - довгі спалахи останнього діода, всі інші включені.
Заряджання від 5 вольт
В даному випадку в роботу включається step-up DC/DC перетворювач, який підвищує з 5 до 14 вольт, і подає цю напругу на роз'єм 14В. Так, під час зарядки від micro USB на циліндричному роз'ємі є напруга. Працює навіть від 2V, споживаний струм при цьому 200 мА, зрозуміло, що зарядка в такому випадку триватиме в 30 разів довше, проте сама можливість заряджатися хоч від «картопляної батарейки» радує.
На чесних 5 вольтах перетворювач починає споживати 2А, розігрівається до 80 градусів, проте продовжує працювати. У цьому режимі заряджання триває трохи більше 2 годин.
На цьому, мабуть, усі
Банк виглядає досить надійним та закінченим пристроєм, цілком акуратним та продуманим. Нарікання лише одне: ємність акумулятора. По-перше, серед моделейістівприйнято писати дійсну ємність, а не наведену, а по-друге, дійсної ємності в даному приладі обмаль.
Можливість зняти з акумулятора 11.1V безпосередньо, з максимальною струмовіддачею теж позитивний момент. У мене не виявилося під рукою авто з розрядженим акумулятором, але я розумію, що прикурити від цього акумулятора вийде. Сторонні огляди підтверджують. Наприкінці можу порекомендувати «Автостарт» як подарунок – відмінний зовнішній вигляд, відмінна упаковка та гарантована робота. Подарунку з такими функціями буде радий кожен.