Power bank АвтостартPRO, teardown

в 13:01, , рубрики: teardown, Автомобильные гаджеты, Блог компании Даджет, гаджеты, Железо, метки:

Итак, обзор новой железяки. Сегодня это внешний аккумулятор, он-же powerbank, он-же jump-starter АвтостартPRO. Умеет заряжать USB периферию, ноутбуки, и запускать двигатели с севшим аккумулятором.

Power bank АвтостартPRO, teardown - 1

Устройство поставляется в жестком тканевом чехле, где помимо самого банка запасены зарядные устройства, переходники на проприетарные разъемы питания ноутбуков, и пачка инструкций.

На уже знакомых с предыдущего обзора силовых проводах для прикуривания авто расположена коробочка, в которой спрятана плата усеянная диодами Шоттки — для защиты от втекающего в банк тока. Предохранителя в данном случае нет, поэтому от переполюсовки спасать будут диоды. Путем самоуничтожения.

Power bank АвтостартPRO, teardown - 2

Сам банк выполнен из софт-тач пластика, и, на удивление, легко разбирается — достаточно выкрутить два самореза и корпус разделяется на две половинки:

Power bank АвтостартPRO, teardown - 3

Итак, под крышкой скрывается классический авиамодельный аккумулятор, плата контроллера, выполняющая заряд, преобразование и контроль за батареей, и плата со светодиодом.

Отлично, можно начать тестировать.
Первый тест — емкость батареи. Для этих целей я воспользовался сторонним зарядным устройством, с функциями разряда и мониторинга.

Аккумулятор поставляется предварительно заряженным, но дозарядить его не помешает. После чего можно начать тест на разряд, с записью лога.

Power bank АвтостартPRO, teardown - 4

По результатам теста с аккумулятора удалось вытянуть чуть менее 4 Ач. Полагаю, по всем спецификациям у китайцев этот аккумулятор проходить как 4, но китайцы перестали закладывать “резервные” мощности, и в результате до пользователя доходит уже чуть меньше заявленного.

Power bank АвтостартPRO, teardown - 5

По окончанию заряда в аккумулятор оказалось влито чуть больше, чем вылито, но это и не удивительно, КПД не бывает единичным. В целом, с емкостью все ясно.

На упаковке, и во всех документах к банку указана емкость 13600 мАч, и здесь начинаются маркетинговые ухищрения. По моим догадкам приведена емкость, эквивалентная одной ячейке. В банке установлено три ячейки, каждая по 4 Ач, но и даже в сумме получается только 12000 мАч.

А сделано это приведение из расчета “информативности” — условно, банком в 13600 мАч можно зарядить телефон с батареей 2500 мАч пять раз. На практике цифра будет другая, по причине неидеальности преобразователей и отличающейся действительной емкости. В этом плане корректнее писать емкость в Ватт*часах, но видимо цифра 13600 мАч выглядит привлекательнее, чем жалкие ≈50 Вт*ч :) Могу порекомендовать писать целых 50000 мВт*ч, цифра выглядит еще внушительнее.

Более того, с регулируемым выходом на 12/15/19 вольт эти цифры окончательно сбивают с толку. Пользователь ставит на выходе банка 19 вольт для зарядки ноутбука, и какой финальный объем энергии ему ожидать?

Ладно, оставим этот момент на совесть разработчиков устройства, посмотрим на плату контроллера заряда/разряда.

Power bank АвтостартPRO, teardown - 6

Плата функционально состоит из пяти модулей:

  • Зарядное устройство батареи, ток заряда до 2А (MP26123)
  • DC/DC преобразователь, выход 5 вольт, ток до 3А (TPS54331)
  • DC/DC преобразователь, выход 12/15/19 вольт, ток 4А (FP5139)
  • Драйвер светодиода и светодиод (маркировка DR4NA, корпус SOT23-6)
  • Контроллер (маркировка L41628D, корпус SO16)

Банк включается аппаратным выключателем с очень маленьким ходом. Когда я разобрал банк, у меня закралась мысль, что переключатель коммутирует ток величиной в амперы. Позже, после изучения схемы все встало на свои места — переключатель подает сигнал Enable на вход контроллера, который, в свою очередь разрешает работу всех остальных преобразователей. Тем не менее, переключатель очень нежный, и после нескольких сотен переключений он может подвести. На фото он виден в правом углу.

В том, что в данном случае стоит переключатель есть и плюсы. На банках с кнопкой включения контроллер отслеживает ток потребителей, и если он незначителен — контроллер отключает схему. С выключателем такой багофичи нет, и если банк включен — он выдает питание вне зависимости от нагрузки.

Зарядное устройство батареи
Реализовано на микросхеме MP26123, которая позволяет заряжать 2 или 3 ячеечные батареи, с током зарядки вплоть до 2 А. Но, строгое требование — напряжение питания не менее 15 вольт, поэтому зарядка от 12 вольт не позволит зарядиться до 100% емкости аккумулятора, что несколько неудобно.
Штатное зарядное устройство, к слову, выдает 15 вольт. Зарядка от 5 вольт (USB) невозможна в принципе — в банке нет повышающего преобразователя перед зарядным устройством, соответственно банк оказывается прикованным к родному сетевому зарядному устройству.

Заинтересовала схема балансира, реализованного на отдельной плате, размещенной непосредственно на аккумуляторе: Балансир и защитная схема ячеек батареи выполнены на компактной плате, на микросхеме S8254A и трех сборках транзисторов AF4935P. В случае перезаряда или переразряда отключает батарею или потребителя.

Power bank АвтостартPRO, teardown - 7

DC/DC преобразователь, выход 5 вольт
Выполнен на микросхеме TPS54331, с частотой преобразования 570 kHz, что позволяет уменьшить уровень пульсаций на выходе, и использовать компактные компоненты.

При тестировании линии 5 вольт вылез забавный момент. По линии заявлен предельный ток 2.5 А. Такой ток действительно можно снять, но если незначительно превысить его — преобразователь начинает с периодичностью в секунду отключать и включать нагрузку. Выглядит это как ошибка в схеме soft-start, и по факту может предоставить некоторые проблемы потребителю. Есть такой тезис — включение, как и любой другой переходный процесс, оказывает нагрузку в разы большую, чем работа в установившемся режиме. В данном случае потребитель может оказаться изнасилованным повторяющимися переключениями источника питания, что может закончится выходом из строя потребителя. Зарегистрировать этот момент можно по наблюдению за светодиодом под USB разъемом банка. Равномерное свечение — все хорошо. Начал мигать — перегрузка, пора отключать!

DC/DC преобразователь, выход 12/15/19 вольт
Итак, самая интересная часть банка — повышающий преобразователь. Позволяет заряжать ноутбуки и другие банки напряжениями 12/15/19 вольт. При желании может заряжать даже сам себя ;). Выбор напряжения на выходе преобразователя выполняется кнопкой. В первый момент я был в замешательстве — что будет, если в процессе работы и с подключенной нагрузкой на 12 вольт случайно нажать кнопку переключения. В процессе тестов опасения развеялись — датчик тока по линии программно блокирует переключение напряжения, и испортить что-либо не получится. Остается вариант выбрать 19 вольт вручную до подключения нагрузки, и только потом подключить потребителя, рассчитанного на 12 вольт. Тут защита от дурака невозможна.

По схемотехнике все вполне гладко: boost-контроллер повышающего преобразователя FP5139 работает на частоте 1 МГц, соответственно это обеспечивает низкий уровень пульсаций, компактный дроссель, минимальное количество сглаживающих емкостей. Управляет он транзистором NTD4906N, который в импульсном режиме может обеспечить ток до 223А. Невообразимая цифра, таких токов там, разумеется, не бывает. Снятием повышенного напряжения с дросселя занимается сборка диодов Шоттки MBRB2060CT. 20А, для данной схемы это в самый раз. Ну и собственно защита от перегрузок реализована на двух низкоомных шунтовых резисторах.

При тестировании на максимальный ток с преобразователя удалось снять внушительные 4А, причем вне зависимости от напряжения (а ведь на 19 вольтах это 76 Вт!)
По поводу 4 ампер все ясно — вычисление тока производится по падению напряжения на шунте. А вот по защите — не совсем: в большинстве случаев контроллер отключал преобразователь по показаниям с шунта, но в некоторых случаях преобразователь с неприятным угасающим писком уходил в защиту сам.

По защите от перегрева — на токе 4А преобразователь не проработал и 5 минут. При этом на линии во всех случаях удерживаются честные 12/15/19 вольт.
В какой-то момент, при коммутации нагрузки отключился не только преобразователь, но и индикация уровня заряда, пропали все напряжения. Банк перестал подавать признаки жизни, и я уже было расстроился. По результатам вскрытия стало ясно что… все хорошо — на клеммах аккумулятора законные 12 вольт, и после отключения-подключения платки преобразователей она заработала как прежде. Но запомнить этот момент следует.

DC/DC преобразователь в 5 вольт
Выполнен на микросхеме TPS54331, с частотой преобразования 570 kHz, что позволяет уменьшить уровень пульсаций на выходе, и использовать компактные компоненты.

При тестировании линии 5 вольт вылез забавный момент. По линии заявлен предельный ток 2.5 А. Такой ток действительно можно снять, но если незначительно превысить его — преобразователь начинает с периодичностью в секунду отключать и включать нагрузку. Выглядит это как ошибка в схеме soft-start, и по факту может предоставить некоторые проблемы потребителю. Есть такой тезис — включение, как и любой другой переходный процесс, оказывает нагрузку в разы большую, чем работа в установившемся режиме. В данном случае потребитель может оказаться изнасилованным повторяющимися переключениями источника питания, что может закончится выходом из строя потребителя. Зарегистрировать этот момент можно по наблюдению за светодиодом под USB разъемом банка. Равномерное свечение — все хорошо. Начал мигать — перегрузка, пора отключать!

DC/DC преобразователь в 12/15/19 вольт
Итак, самая интересная часть банка — повышающий преобразователь. Позволяет заряжать ноутбуки и другие банки напряжениями 12/15/19 вольт. При желании может заряжать даже сам себя ;). Выбор напряжения на выходе преобразователя выполняется кнопкой. В первый момент я был в замешательстве — что будет, если в процессе работы и с подключенной нагрузкой на 12 вольт случайно нажать кнопку переключения. В процессе тестов опасения развеялись — датчик тока по линии программно блокирует переключение напряжения, и испортить что-либо не получится. Остается вариант выбрать 19 вольт вручную до подключения нагрузки, и только потом подключить потребителя, рассчитанного на 12 вольт. Тут защита от дурака невозможна.

По схемотехнике все вполне гладко: boost-контроллер повышающего преобразователя FP5139 работает на частоте 1 МГц, соответственно это обеспечивает низкий уровень пульсаций, компактный дроссель, минимальное количество сглаживающих емкостей. Управляет он транзистором NTD4906N, который в импульсном режиме может обеспечить ток до 223А. Невообразимая цифра, таких токов там, разумеется, не бывает. Снятием повышенного напряжения с дросселя занимается сборка диодов Шоттки MBRB2060CT. 20А, для данной схемы это в самый раз. Ну и собственно защита от перегрузок реализована на двух низкоомных шунтовых резисторах.

При тестировании на максимальный ток с преобразователя удалось снять внушительные 4А, причем вне зависимости от напряжения (а ведь на 19 вольтах это 76 Вт!)
По поводу 4 ампер все ясно — вычисление тока производится по падению напряжения на шунте. А вот по защите — не совсем: в большинстве случаев контроллер отключал преобразователь по показаниям с шунта, но в некоторых случаях преобразователь с неприятным угасающим писком уходил в защиту сам.

По защите от перегрева — на токе 4А преобразователь не проработал и 5 минут. При этом на линии во всех случаях удерживаются честные 12/15/19 вольт.
В какой-то момент, при коммутации нагрузки отключился не только преобразователь, но и индикация уровня заряда, пропали все напряжения. Банк перестал подавать признаки жизни, и я уже было расстроился. По результатам вскрытия стало ясно что… все хорошо — на клеммах аккумулятора законные 12 вольт, и после отключения-подключения платки преобразователей она заработала как прежде. Но запомнить этот момент следует.

Драйвер светодиода, светодиод

Power bank АвтостартPRO, teardown - 8

В банке установлен светодиод, с линзой-рефлектором и на плате-теплоотводе. Порадовал индивидуальный драйвер для этого светодиода, выглядит законченным решением. Включается продолжительным нажатием на кнопку, имеет три режима работы — продолжительное свечение, SOS, и продолжительное мигание. Объективная оценка мощности невозможна, поэтому все что могу сказать — светит ярче светодиодных вспышек телефонов.

Контроллер
Определить истинную сущность этого китайца (маркировка L41628D, корпус SO16) не удалось. По функциям — умеет отображать заряд батареи на четырех светодиодах, в четырех градациях (хотя можно было в восьми), следит за током по линии 12/15/19 вольт, управляет фонариком, и ест питание из аккумулятора 24/7. Отображает процесс заряда. В нужные моменты включает преобразователи. Ничего фантастического.

Тест старта двигателя
Можно предположить, что продолжительный разрядный ток этого аккумулятора 40С. Как уже измерено ранее, емкость аккумулятора 4Ач, соответственно ток составит 160А. Что-ж, подогреть автомобильный аккумулятор за 5 минут можно. Погода пока-что не самая суровая, поэтому был найден убитый аккумулятор, и запуск двигателя, фактически, производился от банка. Вот что получилось:

Старт двигателя без штатного аккумулятора, с моей точки зрения, может быть опасен — в плюсом проводе банка впаяны диоды, защищающие банк от втекающего тока, соответственно, когда двигатель будет заведен, генератор начнет работать вхолостую, и какое напряжение установится в бортовой сети автомобиля неизвестно. Лучше не рисковать.

Заключение
По сравнению с предыдущей версией авто-стартера все выглядит привлекательнее — заглушки на разъемах, прочный корпус, неплохой фонарик, достаточная емкость, возможность питания ноутбуков, кейс для хранения всего сопутствующего железа.

В целом, банк является суровым мужским инструментом, с расчетом на небрежное обращение руками в солидоле, открывание банок пива острыми углами, подсвечиванием темных переулков мощным фонариком, и использованием в качестве оружия — отмахаться банком весом в пол-кило не составит большого труда. Острые углы, прочный пластик и ребристая поверхность только доставят удовольствия им орудовать.

Читатели GeekTimes имеют возможность приобрести новый Автостарт PRO с 10%-й скидкой, использовав код GEEKT-AVSTPRO, который действует 14 дней со дня публикации обзора.

Автор: Даджет

Источник

Поделиться новостью

* - обязательные к заполнению поля