Зарядное устройство TPCELL 4А 21В. Управление параметрами зарядки
- Цена: 1 340 ₽
- Перейти в магазин
В поисках наилучшего варианта зарядного устройства для макитоподобных АКБ в компактном корпусе, без проблем убирающегося в сумку с инструментом, заинтересовался четырехамперным вариантом от TPCELL.
Чем же эта зарядка отличается от множества похожих? Прежде всего скромностью. На корпусе нет никаких кричащих надписей: «4 ампера! 4 ампера!». Вообще ничего не написано. Толька маленькая наклейка на дне корпуса:
Выходное напряжение на самом деле стабилизировано на уровне 21,5В, и это загадка. Зачем эти лишние 0,5В? На плате есть разводка под выходной диод, но сам диод не установлен. Может быть это какое-то недопонимание между разработчиками и рационализаторами на производстве? На сайте WB есть фото платы двухамперного ЗУ TPCELL, и там этот диод присутствует.
Корпус ЗУ легко разбирается. Воспользуемся этим и заглянем внутрь.
На плате есть два радиатора. Один (слева) для мосфета MOT10N65HF на горячей стороне и второй справа для выпрямительного диода MBR30150F. Так же видны предохранитель 3,15А, термистор NTC 5D, диодный мост, электролит 82,0x400В, 817 оптопара, свидетельствующая о стабилизации выходного напряжения по холодной стороне, два электролита выходного фильтра 1000,0х35В и шунт 10 мОм.
Плата со стороны печати.
Здесь микросхема ШИМ P2318B в высоковольтной области и во вторичных цепях 358 ОУ с двумя 431 опорными стабилитронами в обвязке.
Очевидных соплей не видно. Включаем ЗУ в розетку.
Потребление от сети без нагрузки 0,4Вт.
Ставим на зарядку трехрядный (5S3P) АКБ TPCELL 6Ач, продающийся на том же сайте, что и ЗУ. Аккумулятор из магазина заряжен до 19В. Внутреннее сопротивление 30 мОм.
Ток заряда 3,97А. Пробовал и другие АКБ разной емкости. Ток везде одинаковый, то есть можно говорить о режиме стабилизированного тока.
Самая горячая точка – выпрямительный диод на радиаторе. В процессе получасовой зарядки он нагрелся до 73 градусов. Трансформатор – до 60, а мосфет на радиаторе – до 40 градусов. И это еще все в корпусе с открытой крышкой.
Чтобы понять, как можно настраивать параметры ЗУ разрисовал принципиальную схему вторичной цепи.
По инерции разрисовал и схему горячей стороны, но поскольку крутить там нечего и даташит на микросхему ШИМ P2318B не нашел, оставляю ее под спойлером.
Теперь из схемы ясно, что
Первоначально планировал рулить током зарядки, как водится, поставив подходящий модуль cc-cv. Но увидев, как по мужлански специалисты TPCELL заряжают свои аккумуляторы с пассивной балансировкой, подумал: «А я чем лучше?» Зачем эти лишние вензеля? Но надо от греха обязательно ограничить напряжение на выходе ЗУ без аккумулятора так чтобы оно было ровно 21В.
Для этого подобрал резистор R34. Нужное напряжение получилось при значении R34 6,44 кОм (два резистора со значениями 8,2 кОм и 30 кОм, соединенные параллелью).
Так же посчитал, что уменьшить ток зарядки раза в полтора будет более оптимально для моего парка подобных аккумуляторов. Трехрядный у меня только один и работать пока он будет не часто. Для этого параллельно резистору R20 910 Ом припаял резистор 2,4 кОм.
В результате при подключении АКБ TPCELL 6Ач ток зарядки стал 2,83 А и оставался таким до тех пор, пока напряжение на клеммах АКБ не увеличилось в процессе зарядки до 20,85 В. После этого ток стал плавно уменьшаться. В режиме стабильного тока температура выпрямительного диода не превышала 62 градуса. Далее ток заряда минут за 15 упал до 0,35А и красный индикатор зарядки погас, но ток еще около получаса падал до нуля, позволяя аккумулятору производить балансировку.
В качестве вывода можно сказать, что для использования ЗУ нужна как минимум описанная небольшая доработка для настройки выходного напряжения. Так же можно подстроить ток зарядки под используемые АКБ.
Чем же эта зарядка отличается от множества похожих? Прежде всего скромностью. На корпусе нет никаких кричащих надписей: «4 ампера! 4 ампера!». Вообще ничего не написано. Толька маленькая наклейка на дне корпуса:
Выходное напряжение на самом деле стабилизировано на уровне 21,5В, и это загадка. Зачем эти лишние 0,5В? На плате есть разводка под выходной диод, но сам диод не установлен. Может быть это какое-то недопонимание между разработчиками и рационализаторами на производстве? На сайте WB есть фото платы двухамперного ЗУ TPCELL, и там этот диод присутствует.
Фото платы двухамперного ЗУ TPCELL
Корпус ЗУ легко разбирается. Воспользуемся этим и заглянем внутрь.
На плате есть два радиатора. Один (слева) для мосфета MOT10N65HF на горячей стороне и второй справа для выпрямительного диода MBR30150F. Так же видны предохранитель 3,15А, термистор NTC 5D, диодный мост, электролит 82,0x400В, 817 оптопара, свидетельствующая о стабилизации выходного напряжения по холодной стороне, два электролита выходного фильтра 1000,0х35В и шунт 10 мОм.
Плата со стороны печати.
Здесь микросхема ШИМ P2318B в высоковольтной области и во вторичных цепях 358 ОУ с двумя 431 опорными стабилитронами в обвязке.
Очевидных соплей не видно. Включаем ЗУ в розетку.
Потребление от сети без нагрузки 0,4Вт.
Ставим на зарядку трехрядный (5S3P) АКБ TPCELL 6Ач, продающийся на том же сайте, что и ЗУ. Аккумулятор из магазина заряжен до 19В. Внутреннее сопротивление 30 мОм.
Ток заряда 3,97А. Пробовал и другие АКБ разной емкости. Ток везде одинаковый, то есть можно говорить о режиме стабилизированного тока.
Самая горячая точка – выпрямительный диод на радиаторе. В процессе получасовой зарядки он нагрелся до 73 градусов. Трансформатор – до 60, а мосфет на радиаторе – до 40 градусов. И это еще все в корпусе с открытой крышкой.
Чтобы понять, как можно настраивать параметры ЗУ разрисовал принципиальную схему вторичной цепи.
По инерции разрисовал и схему горячей стороны, но поскольку крутить там нечего и даташит на микросхему ШИМ P2318B не нашел, оставляю ее под спойлером.
Упрощенная принципиальная схема горячей стороны
Теперь из схемы ясно, что
- за выходное напряжение отвечает делитель R34, R35.
- Пороговое напряжения на выводе 3 микросхемы U5 (делитель R28, R20) определяет ограничение тока нагрузки.
- Пороговое напряжения на выводе 6 микросхемы U5 (делитель R27, R21) задает значение тока нагрузки, при котором включается красный светодиод, служащий индикатором зарядки.
Первоначально планировал рулить током зарядки, как водится, поставив подходящий модуль cc-cv. Но увидев, как по мужлански специалисты TPCELL заряжают свои аккумуляторы с пассивной балансировкой, подумал: «А я чем лучше?» Зачем эти лишние вензеля? Но надо от греха обязательно ограничить напряжение на выходе ЗУ без аккумулятора так чтобы оно было ровно 21В.
Для этого подобрал резистор R34. Нужное напряжение получилось при значении R34 6,44 кОм (два резистора со значениями 8,2 кОм и 30 кОм, соединенные параллелью).
Так же посчитал, что уменьшить ток зарядки раза в полтора будет более оптимально для моего парка подобных аккумуляторов. Трехрядный у меня только один и работать пока он будет не часто. Для этого параллельно резистору R20 910 Ом припаял резистор 2,4 кОм.
В результате при подключении АКБ TPCELL 6Ач ток зарядки стал 2,83 А и оставался таким до тех пор, пока напряжение на клеммах АКБ не увеличилось в процессе зарядки до 20,85 В. После этого ток стал плавно уменьшаться. В режиме стабильного тока температура выпрямительного диода не превышала 62 градуса. Далее ток заряда минут за 15 упал до 0,35А и красный индикатор зарядки погас, но ток еще около получаса падал до нуля, позволяя аккумулятору производить балансировку.
В качестве вывода можно сказать, что для использования ЗУ нужна как минимум описанная небольшая доработка для настройки выходного напряжения. Так же можно подстроить ток зарядки под используемые АКБ.
Самые обсуждаемые обзоры
| +21 |
1367
42
|
| +35 |
1662
52
|
| +41 |
1290
36
|
ЗУ подает напряжение зарядки на средний вывод. Проблемы могут быть только с такими маргиналами:
Выключение индикатора зарядки принято устанавливать на значении тока зарядки 10% от номинального. Если это важно или в зависимости от необходимости, можно установить необходимый уровень. Например, добавление параллельно R21 резистора такого же номинала 270 Ом приведет к тому, что красный индикатор будет отключатся несколько позже где-то на 170 мА, позволяя зарядить аккумулятор полнее, но ненамного. Я этими несколькими десятками мАч не заморачивался.
обычно ответ на этот вопрос нужно искать внутри батареи, а не зу, диод ставят там. причем на 4А его ставить уже немного проблематично и заряжать таким током большинство подобных батарей не стоит, вероятно что диод отпаяется или сгорит.
на перезаряд это никак не повлияет — слегка завышенном напряжении без диода заряд будет прерван bms и батарея окажется слегка недозаряжена. и наборот при 21.0 и диоде — батарея тоже окажется слегка недозаряжена из-за пониженного напряжения.
глянул про тпцеллы — и такое впечатление что в них стоят специально обученные перемычки, причем мощные. но место для диодов на плате есть (D3/D4 — между пружиной и зарядным разьемом).
Также вызывает вопросы балансировка на резисторы 10 Ом. Нет, это, конечно, 420 мА, но это и 1.8 Вт на каждый резистор. Да корпус просто расплавится, если включатся сразу несколько балансировочных цепочек.
опять же защита для низковольтных питальников с таким же разьемом. а так фиг знает.
Также вызывает вопросы балансировка на резисторы 10 Ом. Нет, это, конечно, 420 мА, но это и 1.8 Вт на каждый резистор.
любопытный момент, не обратил внимания. возможно там шим с небольшим заполнением и/или неодновременным включением.
в любом случае у меня таких аккумов нет, так что посмотреть негде.
но встречался с балансами которые похожи по принципу но имеют ощутимые отличия
То есть, для меня вопрос наличия диода в зарядной цепи всё еще не раскрыт. Защита от разряда на выключенной зарядке — ситуация, в принципе, достаточно редкая. Подача напряжения в обратной полярности — вообще невозможно, учитывая, что это стандартный форм-фактор.
Если только китайцы почему-то хотят ограничить максимальное напряжения заряда? Может быть, ставят низкокачественные банки, которые быстро разбалансируются, а чтобы внешне это заметно было не так быстро, добавляют вот этот запас 0.6 В?
покуда у макитских батарей защита стоит на разряд по минусу, а на заряд по +, то, в отличие от обычных bms, где два ключа стоят встречно-последовательно по одном полюсу, и один может отключать только выход, а второй — и вход и выход, здесь ставят по одному и там и там. то что выход не защищен на заряд это в принципе не критично — незачем туза зу подключать, а вот «вход» никак на разряд (через встроенный в полевик диод), или например от кз, не защищен. диод этот вопрос снимает.
насчет «разьем стандартный» — эти батареи обычно имеют так же цилиндрический зарядный разьем, подключенный параллельно. а там бывает все что угодно вплоть до переменки. и защита чужих зарядников таки тоже не вредна, хотя возможно и не является целью.
p.s. никакие балансировки тут уж точно не причем, и заниженное напряжение, и завышенное, даже если есть балансир, работать ему не даст.
а зарядников с сильно задранным напряжением хватает, в расчете на bms в батарее. из плюсов — более быстрая (хоть и не полная) зарядка.
вот скажем у моего 12В интерскола официально зарядник на 13.5В, а по факту все 14. заряжает свои 1.5Ач где-то за час, а не вымучивает последние процентов 10-20 половину времени.
Вот это уже кажется более реальным — в круглый разъем может и стружка попасть, если там не будет защиты от КЗ, будет плохо. Но тогда можно было бы ставить диод только на круглый разъем, а если у батареи есть еще и ТН, то его подключать уже после диода. И тогда у описываемой зарядки лишние 0.5 В не нужны были бы.
Балансиру — нет. Я имел в виду другое, если вдруг возникнет дисбаланс, то при зарядке до 21 В батарея начнет отключаться по перезаряду, а если до 20.5 В — еще нет.
Скорее всего, там другой алгоритм заряда. Я называю его CCC — Continuous Constant Current и в свой зарядке для Макиты тоже реализовал. В этом режиме батарея всегда заряжается постоянным током, но один раз в несколько секунд напряжение отключается и производится измерение потенциала батареи. Как только там набирается 21 В, заряд завершается. Естественно, с классической BMS такой заряд не совместим.
конечно нет. про типичную «совместимку».
Но тогда можно было бы ставить диод только на круглый разъем, а если у батареи есть еще и ТН, то его подключать уже после диода.
но зачем плодить лишние сущности?
Скорее всего, там другой алгоритм заряда.
нет там никакого «алгоритма». тупо редуцирована cv стадия за счет поднятия напряжения.
Естественно, с классической BMS такой заряд не совместим.
bms там стандартная.
Тогда заряд закончится при достижении ~4.25 В на первом элементе или 21.25 В на всей батарее в лучшем случае, и те самые 20% будут просто потеряны.
У меня беспроводной пылесос тоже заряжается более высоким напряжением, чем 4.2*n, но сразу после окончания заряда на нем примерно 4.2*n, то есть, алгоритм там более сложные, чем CC/CV.
По крайне мере у меня лежат с маркировкой 470 и они 470 ом а не 47 как положено по ГОСТу.
Это сразу снимает все вопросы к мощности :-)
Прошу прощения, сразу не написал. Закрутила нечистая :)
помню, залочился у меня когда-то аккум от ноута при попытке зарядить напрямую.
Интересно, там как на самом деле.
P.S. А может у вас есть полная информация по значениями напряжения на 4-м контакте желтого разъема?
Но там есть МК, который может сообщить оригинальной зарядке и оригинальному инструменту, что батарея неисправна.
НО. как уже выяснили иностранные авторы — в оригинальных макитовских батареях нет никаких защит. точнее, там есть нюансы, но в целом полноценной защиты от переразряда там нет. в отличие от неоригинальных батарей. при этом в оригинальном инструменте задействован третий контакт батареи, при пропадании напряжения на котором оригинальный инструмент перестает работать — именно так реализована защита от переразряда в «штатной» связке оригинальная батарея+оригинальный инструмент.
соответственно при работе с неоригинальным инструментом батарею можно переразрядить, после чего она заблокируется
Давно ей пользуюсь. Немного не хватает возможности создания библиотеки своих элементов, но не так их много и можно хранить в отдельном файле.
Хотя, заглянул сейчас на сайт и сразу увидел:
Спасибо за вопрос )
У меня портативная версия откуда-то приблудилась. Всегда считал этот редактор бесплатным.
Дензил внутри очень качественный сделан.
Для оригинальных макит возьмите DC18SD, она, кажется, 2.6 А.
ozon.ru/t/59ErAWO
по поводу лишних полувольтах, на не только лишь всех аккумах в платах защиты в цепи зарядки стоит мосфет и диод шотки на которых и падают эти пол вольта.
p.s. самые экономные тут как раз всякие макиты, которые силовых ключей на выход вообще не ставят.
если говорить про разрядные мосфеты, то я считаю это правильной реализацией, так как использую аккумы не только в фирменном инструменте, но и для посторонних потребностей.
а, понял. вполне разумное предположение.
И если вы решите продолжить обсуждение в рамках данной темы, подкрепить фотками свои слова
Что в корне неверно, и я это отметил.
Планирую отдельный обзор, где будут не только фотки, но и срисованная схема китайской БМС.
если вам принципиально вернемся к обсуждаемой зарядке и аккумуляторам для нее предназначенным.
про все платы защиты, думаю должно быть понятно что имеются в виду рассматриваемые в теме, а не все все все существующие в мире, это изначально глупо поднимать вопрос о всех всех всех аккумах мира, и строанно что это не понятно по умолчанию.
по обзору, это хорошо, но я подбирая себе для аккумов бмски, получил их несколько штук разных, что вы рисовать хотите сложно представляю, да и в даташитах пиповухи нарисованы, но обзор подожду.(без прикола).
И даже тут вы не правы, т.к. в этой же «теме» уже есть фото аккумулятора, где никакого диода между ТН и плюсом нет.
Да, их существует более десятка. Но некоторые моменты у них одинаковы.
по поводу того что есть фото без диодов, ага есть и у меня такие есть и я про это писал во втором сообщении про экономных китайцев с их специально обученными перемычками. ну так китайцы по сути могут вобще только плату с контактами прислать, вот за ними не заржавеет. но даже на той плате есть места под упомянутые диоды.
а про обзор, ждем ждем.
Аккумулируя всё сказанное здесь, я прихожу к выводу, что диоды нужны лишь для защиты от КЗ внутри круглого разъема, если туда вдруг попадет что-то металлическое. В остальном, они только мешают — не позволяют аккумуляторам заряжаться до 100% (зарядки с повышенным напряжением не в счет, это вообще категорически плохо) и не позволяют плюсу проходить на вывод ТН. Поэтому перемычки — это не экономия, посмотрите на плату — она же полна разных деталей, даже какой-то чудо-балансир прикручен, его бы выкинули в первую очередь. Отсутствие диода — это выжимание тех дополнительных 10-15% заряда, который он крадет при стандартной зарядке. Это чтобы батареи лучше показывали себя в тестах.
Что по мне диод это в первую очередь защита от разряда в ноль на зарядку, у очень многих в вагончиках зарядки тупо прикрученны к стене и постоянно воткнуты в розетку, а аккумы хранятся прямо в зарядках, уходя с работы рабочие гасят вводной автомат, отрубающий все кроме отопления.
Без диода там не айс.
по поводу повышенного напряжения заряда.
Тут тоже как посмотреть, литию не шибко полезно долго висеть под внешним напряжением, а тут не снижая тока доберется до напряжения защиты и отключится просев при этом в напряжении.
Многие зарядки не стесняются наваливать во время заряда и большее напряжение, переодически останавливаясь и проверяя ЭДС (быстрые зарядки)
Так что в этом не вижу ничего страшного, даже сказал бы только польза, да зарядится чуть меньше, но проживет при этом дольше, лайт вариант быстрой зарядки у которой в конце ток падает минимально.
И еще одна интересная идея вдруг пришла в голову — если сначала подключать аккумулятор к зарядке, а лишь потом включать её в розетку, при подключении акка будет искра, т.к. он резко заряжает кондеры на выходе зарядки. Диод от искры как раз и спасет. Может быть, какой-то китайский инженер решил, что так будет лучше, добавил диод и увеличил выходное напряжение зарядки на 0.5 В на какой-то конкретной паре аккум-зарядка, а потом это скопировали, таким образом, пустив диверсию в массы.
Посмотрите схему зарядки в обзоре — сколько она будет потреблять? 1 мА питание ЛМ, 1 мА через TL431, еще 1 мА (с натяжкой) — делитель. Итого, 3 мА. Это 72 мАч в сутки. Вряд ли о таком кто-то беспокоится.
Если вы пытаетесь убедить меня что диоды это проблема, я в курсе, в своем обзоре вроде писал что усиливаю эти диоды и не понимаю от чего не поставить два мосфета встречно. Тогда и проблемы бы не было.
А 72 ма или 10, не имеет значения если через него аккум в ноль разрядиться может.
КЗ выжгет мосфет, ну может дорожку, а тут аккум в утиль
5/6AH PD65W для аккумулятора Makita 18 В с входом/выходом Type-C
Обзор на Ютубе
Интересно, но зарядка 4 часа — очень долго. Это средний ток 1.25 А, то есть, на уровне самых слабых зарядок с круглыми разъемами.
Наличие желтого разъема с нормальной БМС, конечно, здорово, но и батарея несколько дороже «обычных».
Формат PD65W предполагает зарядку раза в два быстрее.
Взял бы себе зарядник на 2а такой
А будет ли заржаться напрямую, можно проверить вольтметром. На среднем выводе аккумулятора напряжение должно быть такое же как на силовом положительном выводе рядом. Это по отношению к удаленно стоящему отрицательному силовому выводу.
DC 6.3 x 3.0 (для китая DC 5.5 x 2.1)
ствишь на любую зарядку что нравится хоть на 10А
Вот самый раскитайский TPCELL 6Ач, фигурировавший в обзоре в качестве подопытного.
Как это все работает, гадать не хочу. Важно, что желтого разъема нет, а зарядка будет идти, пока средний разъем подключен к силовому плюсу.
К слову, только на фотке разглядел, что от правых выводов D6IID7 проходит соединение под перемычками D3, D4 и каким-то образом соединяется с минусом. На этих черных мощных элементах выделяется напряжение АКБ. Что это – защитные диоды? Есть мнение?
И, кстати, схемотехника оригинальных макитовских АКБ была бы очень полезна.
Учитывая, что вы сказали про минус, могу предположить, что это мощные стабилитроны (TVS), защищающие плату от перенапряжения. Другого назначения представить себе не могу — защита от обратной полярности? Вряд ли, ведь батарея подключается не только плюсом и минусом, но и каждым соединением между ячейками, его тоже тогда надо защищать. Было бы здорово узнать их маркировку, она читаема?
У них много поколений и, соответственно, много разных схем. Обычно там защита выполнена на предохранителях, в зарядной цепи они еще программно пережигаемые. В более новых поколениях есть мощный полевик по отрицательной цепи.
3A, 50V — 1000V Fast Recovery Surface Mount Rectifier
Включен катодом на плюс, естественно.
Любая подобная информация ценна.
и утверждение «На среднем выводе аккумулятора напряжение должно быть такое же как на силовом положительном выводе рядом.» — в общем случае неверно. в некоторых, как с этим вот акумом — повезло что там что-то есть. обычно же там ничего нет и именно поэтому оригинальный инструмент с такими аккумуляторами не работает
Да, век живи, век учись.
это и есть типовая конструкция таких батарей.
типичный максимальный ток заряда у лития — половина емкости. т.е. 2А для 2Ач, даже честных, многовато. сразу он от этого конечно не сдохнет, но ресурс пострадает.
кто может — радиогубитель? типичный пользователь инструмента — не.
а то поголовно написано 2А, а там реальные 0.8
можно даже ноутбучного формата.
Эта 1,3 А https://market.yandex.ru/product--zariadnoe-ustroistvo-dlia-instrumentov-dlia-li-ion-akkumuliatorov-18-21v-vli-18b/151668777/
Потрошки из отзывов:
Поэтому взял такое ozon.ru/t/p8JPPNn
все, нашел вопрос снят.
У меня например инструмент DeWalt, на заряднике 4а и 8а написано: выход 22в. Как понимаю, после достижения определенного вольтажа заряд отключает сама плата управления на батарее.
Совместимые платы bms без желтого разъема обязаны иметь свою защиту и силовые ключи от перезарядки и тогда им все равно какое напряжение на ЗУ. Но здесь появляется иногда в акб капризная функция пассивной балансировки, и если она проскочит на режиме значительного постоянного тока точку завершения зарядки, то и толку от нее не будет.
Поэтому, чтобы ничему, особенно безопасности, не противоречить, я и выбрал ограничение по напряжению 21 В.