Еще одно зарядное устройство, теперь 12.6 Вольт 1 Ампер

Еще один обзор еще одного небольшого зарядного устройства для 3S (12.6 Вольт) сборки аккумуляторов. Не так давно я публиковал обзор версии на 3 Ампера, сегодня версия попроще, 1 Ампер.
К сожалению все пошло не так, как хотелось, но не буду забегать вперед, подробности письмом в обзоре.


Началось все с того, что заказал я для товарища пять небольших зарядных устройств. Хотя нет, заказал я их раза в три больше, но другие относятся к более мощной серии и о них я расскажу в другой раз, а пока покажу «малышей».

Вопросов как к доставке, так и к упаковке не возникло, продавец отнесся к своей задаче вполне ответственно. Все было плотно уложено в картонную коробку, а сверху лежал листик вспененного полиэтилена.


Помимо этого каждый блок был упакован в небольшой пакетик. Конечно картонные коробочки смотрелись бы лучше, но в принципе и так неплохо.


На выбор было два варианта вилки, естественно я выбрал Евро. Каждое зарядное устройство имеет кабель подключения нагрузки, длина кабеля около метра, на конце находится привычный многим разъем 5.5/2.1
Заявленные характеристики — 12.6 Вольта, ток 1 Ампер, как и было заявлено на странице товара. Кроме того указано, что это именно зарядное устройство.


Корпус не склеен, потому выкручиваем единственный саморез и лезем внутрь.


Плата, на твердую тройку. Даже при беглом взгляде видно, что нет как минимум входного фильтра, а трансформатор несколько маловат для заявленной мощности в 12.6 Ватта, хотя с учетом потерь на диоде и шунте скорее в 13 Ватт, но не суть важно, проверим позже в деле.
Отмечу что присутствует предохранитель, при общем качестве сборки я бы не удивился если бы его не было.


1. Использован ШИМ контроллер KTG207C со встроенным высоковольтным транзистором. Судя по даташиту мощность составляет 12 Ватт для адаптера и 18 для открытого корпуса. В нашем случае мы имеем дело с адаптером (БП в маленьком закрытом корпусе), потому работать он будет с перегревом.
2. Входной конденсатор емкостью 15мкФ, измеренная 13.8, ESR- 1 Ом. Без запаса, но для зарядного нормально.
3. Присутствует нормальный помехоподавляющий конденсатор Y типа, я о них как-то рассказывал в своем видео.
4. На выходе диод Шоттки на ток 3 Ампера, конденсатор 16 Вольт 470мкФ и двухцветный светодиод. К конденсатору есть замечания. Емкость 470 мкФ (500 реальная) в данном случае нормально, это не БП и пульсации вредны только конденсатору, а не нагрузке, но напряжение 16 Вольт, это мало.


Качество пайки примерно на те же три балла, что и вид сверху. Имеются большие «сопли» припоя на некоторых контактах. Выходные провода припаяны снизу, хотя для них в плате есть соответствующие отверстия, да и сечение проводов не очень высокое, хотя опять же, для зарядного это не критично.


Первичная сторона меня интересует меньше всего, а вот вторичная куда важнее.
Уже видно, что зарядное устройство «без мозгов», а в качестве ОУ применена привычная LM358. Кроме того видно, что поверх одного из резисторов напаян еще один, видимо подбирали выходной ток.


Так как по печатной плате не очень удобно разбираться, что и как сделано, то я перечертил схему в более привычный вид.


Как и предполагалось, перед нами простое зарядное устройство. Хотел сначала назвать его примитивным, но нет, есть варианты куда проще.
На схеме я выделил основные узлы.
1. Синий — узел стабилизации напряжения. Фактически он определяет напряжение окончания заряда.
2. Красный — узел стабилизации тока. Определяет ток заряда.
3. Зеленый — источник опорного напряжения. Отвечает за стабильность измерения тока заряда и индикации.
4. Оранжевый — узел индикации. Так как под окончанием заряда (для литиевых аккумуляторов) принято понимать падение зарядного тока ниже чем 1/10 от исходного тока заряда, то здесь схема похожа на узел стабилизации тока, но с другими порогами срабатывания.
Отмечу то, что схема индикации не имеет гистерезиса и полное переключение красный/зеленый может занимать 10-40 секунд в зависимости от емкости аккумуляторов.


Стандартный первичный тест.
1. Напряжение окончания заряда 12.67 Вольта, т.е. каждый аккумулятор будет заряжен не до 4.20, а до 4.22 Вольта, что несколько выше нормы, хотя и терпимо.
2. При подключенной батарее и отключенном питании потребление 14мА, многовато, кроме того при этом светит светодиод.
3. Ток заряда 1.05 Ампера, немного выше заявленного. Причем что интересно, выше я показывал печатную плату и там был добавлен дополнительный резистор. Так вот если его выпаять то ток упадет с 1.05 до 1.00 (согласно расчетам). Зачем его припаяли — загадка.
4. Ток, при котором происходит переключение индикации, составляет 70мА, что ниже нормы (100мА).
5, 6. Ради интереса посмотрел ток через 5 и 10 минут после переключения индикации. Через 5 минут ток упал до 35мА, а еще через 5 минут до 20мА. Такой режим заряда не приветствуется, но допускается. Рекомендация проста — не оставлять на длительное время (несколько дней).


Вот теперь можно перейти к тестам под нагрузкой.
Так как моя электронная нагрузка не умеет работать в режиме CV, то я подключился до шунта зарядного устройства и нагрузил его током 1.05 Ампера, эмулируя реальную ситуацию. Зарядное было подключено отдельным проводом к сети, а сверху накрыто родной крышкой. Впрочем это видно на фото. Конечно есть отличия от реальных условий эксплуатации, но они незначительны.

Первый тест — измерение ухода напряжения окончания заряда от прогрева. Уход есть, хотя и не очень большой, кроме того к концу заряда температура падает и напряжение приходит в норму. Но я провожу этот тест для общей оценки качества устройства.


Но в процессе теста меня ждал неприятный сюрприз. Примерно через 20-25 минут электронная нагрузка «притихла», т.е. выключила вентилятор. Обычно это говорит о том, что произошло автоотключение.
В тесте я настроил порог отключения в 12 Вольт, так как у меня была цель проверить, а не спалить устройство.
Я немного остудил устройство и запустил тест еще раз, через 17 минут опять произошло отключение по падению напряжения.


Причина стала понятна сразу, как я открыл крышку. Банальный перегрев. Причем сначала я волновался по поводу перегрева трансформатора, но перегрев микросхемы произошел раньше, в процессе работы она нагрелась как минимум до 115 градусов, реально выше, так как измерил я через секунд 5 после отключения.


Так как зарядные устройства все таки были нужны, а в таком виде эксплуатировать их нельзя, то было принято решение снизить выходной ток.
Ниже я выделил элементы, которые влияют на выходные параметры.
1. Зеленым — шунт, влияет как на выходной ток, так и на индикацию. Влияет пропорционально, т.е. снижение выходного тока в 2 раза во столько же снизит порог переключения индикации.
2. Красным — делитель опорного напряжения. Влияет на выходной ток.
3. Синим — Второй делитель опорного напряжения. Влияет на порог переключения индикации.

Вариантов у меня было два, изменить номинал шунта или номинал делителя опорного напряжения (красный). Так как удобнее уменьшать сопротивление резисторов путем параллельного подключения еще одного, то я выбрал второй вариант, менять номиналы делителя.


Можно было конечно посчитать все при помощи калькулятора, но мне было куда проще сделать это в старом, но проверенном симуляторе электронных схем.
Сначала я сделал родную схему и узнал напряжение на выходе делителя (оно будет немного отличаться от реального). Вышло 116мВ.
Затем посчитал, какое напряжение мне надо выставить, чтобы на выходе был нужный мне ток (я решил сделать 700-750мА, среднее 725).
Так как исходный ток известен, то считаем 116/1.05х0.725=0.79.
Затем путем подбора добавочного резистора (правый нижний на схеме) я добился напряжения в 80мВ. В моем случае вышло что надо припаять параллельно резистор номиналом 10 кОм.


Затем находим нужный делитель на плате, нумерация в схеме и на плате соответствует. Попутно поправил косо установленный резистор. После этого припаиваем параллельно новый резистор. Я использовал резистор размера 0805.


Проверяем. Примерно соответствует расчетам, можно оставлять как есть.


Погонял еще примерно с пол часа, температура контроллера упала со 115 до 85. Как по мне, то довольно неплохо, для улучшения ситуации можно снизить ток до 700мА, ниже смысла снижать нет.
Кроме того, теперь ток переключения индикации составляет почти требуемые 1/10 от тока заряда :)


После обзора было снято видео, где я вкратце объясняю что к чему, просто как дополнение.


Теперь попробую кратко описать мое мнение об этом устройстве.
Общее качество изготовления не очень высокое, схема простая. Если снизить выходной ток до 700-750мА, то будет работать.
Без доработки использовать крайне не рекомендую, контроллер будет работать в режиме постоянного перегрева периодически выключаясь для остывания и может выйти из строя.

На этом все, надеюсь что обзор был полезен, а также скажу, что у меня лежит еще одно зарядное устройство 12.6 Вольта 3 Ампера, но уже «фирменное».