Зарядное устройство - power bank для 18650, портативная тревел-зарядка

Я часто пользуюсь устройствами на аккумуляторах 18650 и бываю в местах, где нет электричества. Иногда случалось так, что Power Bank еще полный, потому что телефон заряжался в машине, а аккумуляторы все сели. Бывало и наоборот, телефон сел, повербанк разряжен, зато аккумуляторов 18650 еще две коробки. Когда мне на глаза попалась коробка для Power Bank, позволяющая свободно, без вскрытия корпуса, устанавливать и вытаскивать аккумуляторы 18650, я задумался о покупке. А когда прочитал, что эта коробка является еще и четырехканальным зарядным устройством, тут же её заказал. Коробка называется "Anti-Reverse DIY Power Bank Box 4x 18650 Battery LCD Display Charger" (ничего себе, названьице), модель M09, и стоит чуть дороже $6.

Характеристики:

• Вход: USB Micro и Lightning;
• Выход: USB 1.0A и USB 2.0A;
• Максимальная ёмкость: 14000 мАч при условии использования аккумуляторов на 3500 мАч.

Корпус устройства изготовлен из очень прочного ABS-пластика, шершавого на ощупь. Он оставляет ощущение некой топорности (или брутальности, если хотите), но очень надёжен. При тестировании я разобрал устройство полностью и после собрал его, при этом не сломалась ни одна защелка, а на корпусе не осталось даже следа. Крышка снимается с усилием, для зарядного устройства трудновато, но для Powerbank - идеально. Если планируете в основном заряжать аккумуляторы, то крышку каждый раз закрывать не обязательно.

"Сердцем"повербанка является микросхема IP5306 от Injoinic Technology Co.,Ltd (вот ссылка на даташит). Из даташита видно, что максимальный зарядный ток составляет 2.1 А, а максимальный разрядный ток 2,4 А. Чип очень распространенный и недорогой (около 50 центов), эффективность преобразования 5 вольт в 4,2 и обратно больше 90%, это хорошо. Зарядкой ведает микросхема без маркировки. Дисплеем управляет чип VK1056B от Shenzhen Vinka Electronic. Силовая часть реализована на спаренных MOSFET-транзисторах AO4807 от Alpha & Omega Semiconductors.

На плате распаян светодиод 0,25 Вт с ограничительным резистором, без драйвера управления.  Включается и выключается длинным нажатием кнопки на торце корпуса. Короткое нажатие кнопки включает экран, который отключается автоматически через 2 минуты. Сама кнопка на плате была запаяна чуть глубже, чем это нужно для комфортного пользования. Приклеил на обратную сторону кусочек изоленты, это исправило положение. Учитывая, что фонарик на повербанке используется редко, такая модификация кнопки прослужит годы.

При напряжении аккумуляторов 4,20 В фонарик потребляет 55 мА, при падении напряжения яркость светодиода (и подсветки экрана) снижается линейно. Света достаточно для бытового использования, примерно, как фонарик в смартфоне.

Для понимания логики работы схемы вначале я установил один аккумулятор и измерил параметры. В режиме покоя коробка потребляет 0,235 мА, совершенно незначительный ток, который при постоянном использовании можно не принимать во внимание. Но за год аккумуляторы устройство разрядит установленные внутри аккумуляторы на 2058 мА, на 20%, если внутри 4 аккумулятора по 2500 мАч, или на 14%, если аккумуляторы на 3500 мАч.

Устройство с включенным экраном потребляет 9,141 мАч. На экране показывается напряжение и ток на USB (в режиме разряда и заряда). Состояние аккумуляторов, их наличие в слотах и полярность демонстрируется символами-пиктограммами.

К слову, экран — единственный существенный недостаток, который я обнаружил при тестировании. Контрастность неважная, углы обзора неудобные. Цифры и прочую индикацию отлично видно при взгляде под прямым углом, до 70 градусов сверху и с обеих сторон, но при взгляде снизу информация полностью пропадает. Негатива добавляет низко впаянный экран и криво приклеенная подсветка, засветы от которой появляются в поле зрения при взгляде под углом.

Об индикаторах заряженности. Индикаторы имеют вид ячейки, разделенной на четыре сегмента, показывая пять состояний аккумуляторов:

• Полная ячейка - 4,05 вольт и выше;
• Три деления - выше 3,85 вольт;
• Два деления - выше 3,65 вольт;
• Одно деление - выше 3,15 вольт;
• Пустая ячейка - ниже 3,15 вольт.

Если напряжение аккумуляторов в устройстве ниже 3.5 вольт, устройства с высоким зарядным током (больше 1А) зарядить уже не получится. Однако, USB-лампочка с потреблением 200 мА светится, пока напряжение не опустится до 3,1 В. Сам чип IP5603 поддерживает разряд до 2,7 вольт, так что, по-видимому, это проблема дополнительного обвеса, который обеспечивает функционал четырехканальной зарядки.

Продолжаем тестирование с одним аккумулятором, на этот раз — режим заряда. На фото попал Opus BT-C3100, в котором заряжаются банки для следующих этапов тестирования, не обращайте внимание.

Аккумулятор разряжен не полностью, я взял первый попавшийся, и это оказался Liitokala NCR18650B с весьма внушительной ёмкостью, выше 3000 мАч, его разряд занял бы слишком много времени, так что разрядил я его только наполовину и начал заряжать. При первоначальном напряжении 3,75 В ток заряда был 1,35А. Дальше ток снижается довольно быстро, на 4 вольтах уже 1.2 А, на 4,10 В всего 0,6 А. Хорошо это или плохо? Для здоровья аккумуляторов хорошо, для скорости зарядки не очень.

Ток продолжает снижаться до 0.1 А, пока напряжение не достигнет 4.185 В. После этого заряд отключается. И это тоже не плохо. В промежутке 4,185-4,20 вольта находится меньше одного процента ёмкости аккумулятора, так что рядовой потребитель этого не заметит, зато аккумуляторы прослужат в несколько раз дольше.

В результате получился такой вот график.

Теперь проверим, как работает многоканальность зарядки. Отключим устройство от питания, к заряженному только что аккумулятору поставим еще три разряженных. Устройство не включилось, "переток тока" не происходит.

Включаем устройство кнопкой. Экран засветился, показывает заряд каждого аккумулятора, но ток (~10 мА) потребляет только экран.

Если подключить питание, картина изменится. Три элемента с низким зарядом начнут заряжаться, а заряженный - отдавать ток, пока напряжение на аккумуляторах не выравняется. После выравнивания все аккумуляторы начинают дружно заряжаться до упора.

Максимальный ток заряда (на аккумуляторы), который я видел за время экспериментов, составил 1.8 ампер, по 450 мА на ячейку. Не много, но для универсального устройства хорошо.

Вердикт таков: устройство сырое, но работу свою делает.  Однако, двухканальный XTAR PB2S зарядит четыре аккумулятора быстрей и в режиме повербанка использует аккумуляторы эффективней.

У него есть множество плюсов:

• Нет перезаряда, которым страдают многие зарядные устройства.
• Почти полноценная четырехканальная зарядка. По крайней мере, уровень заряда каждого из аккумуляторов показывается достоверно.
• Не нужен блок питания. Может работать от USB или lightning.
• Хороший, крепкий корпус. Без особых претензий, но для портативной тревел-зарядки прочность важней изящества.

Не могу не отметить минусы:

• В режиме повербанка нет стопроцентного использования батареи.
• Экран и подсветка ну прямо огорчают.
• Медленный заряд. При подключении обычным кабелем к обычному двухамперному источнику устройство заряжает четыре аккумулятора NCR18650B двое суток. Ситуацию спасает подключение к высокомощным (от 18W) источникам и использование хорошего кабеля.
• Четырехканальность условная: самый заряженный канал заряжает остальные, но только, когда устройство в режиме зарядки.

Последнее можно считать фишкой, мне лично все равно, в каком порядке заряжаются аккумуляторы, эффекта памяти у лития нет, а значит, на состоянии аккумуляторов это не скажется. Если бы экран был сделан как нужно, я бы рекомендовал M09 к покупке.  А так — решайте сами, что вам важнее, универсальность и низкая цена в ущерб внешнему виду или переплата за брендовый XTAR, но большая энергоэффективность и скорость зарядки аккумуляторов.

Понятно, почему его не выпускают под какой-нибудь маркой: попытка скрестить зарядное устройство с повербанком не улучшила ни повербанк, ни зарядное устройство. Тем не менее, это устройство имеет лучшую функцию повербанка из четырехканальных ЗУ, которые я встречал.