Понижающие DC-DC преобразователи на XL4015. Делаем зарядное для "макитовских" 18В аккумуляторов

В комментах к диайваю о разгоне китайского зарядного мне писали что так делать не стОит, и это запредельный для данного поделия режим. Я не совсем согласен с запредельностью, но в целом не могу не согласиться что зарядное это мягко говоря не самая удачная конструкция, да и аккумуляторы большой емкости даже током в 1А заряжать довольно долго, что конечно хорошо для самих аккумуляторов, но не особо хорошо для работы. Поэтому я решил слепить недорогое зарядное для макитовских 18В аккумуляторов из распространенных модулей.


Сразу — даташит

Поставка — пакеты. В лоте 5шт преобразователей


Внешний вид:




Органы управления и индикации. Светодиоды в моих экземплярах все красные:


Немного смутил тот факт что обмотка дросселя наматана проводом толщиной 0.6мм с лаком. Как по мне то маловато.

Перейдём к проверке. Так как основное предназначение данных модулей это зарядка батарей — то и требования к ним достаточно простые, и пульсации не имеют особого значения. но проверим. Кстати, на холостом ходу модуль потребляет порядка 16мА.

Для начала запитаем от 12В аккумулятора и зададим на выходе 5В
Без нагрузки:


1А:


3А



Далее 24В -> 12В от лабораторника, тут сразу ток 1А, и на 2 и на 3А осциллка крайне похожа, так что не стал сохранять



С моей точки зрения иголки до полувольта не являются проблемой, преобразователи вполне годные, даже без поправки на то что это по сути зарядные. КЗ, кстати, не боятся совершенно, правда лучше закорачивать выход (для регулировки тока) на выключенном преобразователе, а то искры летят

Не обошлось и без сюрпризов. Я поставил «на прогон» одну из плат током кажется 2.5А, и подойдя через 10 минут увидел, что на выходе ничего нет, нагрузка отключилась, а лабораторник работает в режиме ограничения тока в 4 или 5А (не помню сколько было выставлено). Как известно из обзора понижаек на базе MP1584 — китайцы могут ставить неправильные керамические конденсаторы. Иногда это приводит к повышению уровня помех на выходе преобразователя, а иногда может вызвать и более серьёзные последствия, чего так испугался камрад kasak в своем обзоре «тестера» АКБ. И да, в одном из трёх протестированный модулей коротнула керамика по входу. правда ничего страшного не произошло — нагрелась она до 200+ градусов и отпаялась в итоге. текстолит под конденсатором немного потемнел.

После замены конденсатора я продолжил эксперименты — мне было интересно оценить нагрев платы. За 30 минут на токе 2.5А детали (сама микросхема и дроссель) нагрелись до 100 градусов максимум, на токе 3А — аж до 120. Этот нагрев я посчитал чрезмерным и приклеил к микросхеме радиатор, сделанный из Ш-образного алюминиевого профиля. Это снизило температуру до 88 и 105 градусов соответственно. Из этого я делаю вывод, что адекватный рабочий режим для данного преобразователя — это 2.5А потолок, и то с радиатором. Кратковременно можно нагружать и бОльшим током, но я б не стал. Можно приклеить радиатор и на обратную сторону платы, и температура снизится еще немного, но я не стал, ибо планировал гонять платы на токе порядка 2А.

Теперь займёмся собственно устройством. Корпус разрабатывал сам, остальные детали перерабатывал из найденного на thingiverse и не только, ссылки не даю, файлы будут в конце обзора. Для начала изготовим гнёзда для батарей. Состоят они из нескольких печатных деталей и пары металлических контактных пластин. пластины желательно взять из меди/латуни толщиной 1мм, но я взял оцинковку 0.7 — токи небольшие, пойдёт. Присоединение — изолированными клеммами на 6.3 и 4.8мм.




Вообще у батареи 3 условно-силовых контакта — крайние это прям силовые, один мелкий короткий — это плюс для зарядки. На оригинальных макитовских батареях он подключен через термовыключатель, и без него оригинальный инструмент не включится — будет считать что аккумулятор перегрет.

Чертеж (не мой) больших контактов ниже, малый не чертил


Сборка:


Рисуем корпус



Тут уже вторая версия корпуса, на моей другое расположение отверстий для сетевых гнёзд (в новой версии их аж три, заглушка в комплекте), другие вентиляционные отверстия, и другая форма отверстий под светодиоды. ну и чуть другие габариты, а то у меня БП тесновато входил в корпус. Преобразователи крепятся при помощи переходников, в которых нарезана резьба М2, крепить к платам через отверстия для проводов.

Качество корпуса получилось не фонтан, и что-то мне подсказывает что это какой-то неправильный пластик, ибо вначале на середине печати случился перехлёст, а при второй попытке на определенной высоте появились обильные «волосы», что особенно хорошо заметно на вентиляционных решетках. Впрочем, это техничка, оно не должно быть особо красивым.

Теперь у нас есть всё что нужно, собираем само устройство. Кстати, гнездо питания из этого обзора, ну а блок питания на 24В — «народный», из этого обзора. Логично предположить, что в том же лоте на этот момент могут продаваться совершенно другие блоки питания, с совершенно другим качеством, но в данном случае мы собираем не лабораторник, а банальное зарядное, и качество выходного напряжения не играет особой роли. Да и подорожали они на бэнге, а купонов увы не дали.






Я отрегулировал напряжение на выходе преобразователей на уровне 20.5В и ток — 2А, что с моей точки зрения является достаточно щадящим режимом и для батарей и для преобразователей.

Светодиоды с платы я отпаял, и поставил в корпус свои, 3мм, красные и зеленые, соединив их с платой проводами. Светодиод СС не трогал и не выводил на панель, ибо посчитал его ненужным.

Полученное устройство успешно заряжает как оригинальные (или как минимум китайские копии с разъемом как у оригинальной батареи, впрочем не вижу причин не заряжать и оригинал — но балансировки понятное бело не будет, если она не интегрирована в батарею), так и «совсем китайские» батареи с зарядным гнездом между силовыми контактами. Кстати, для таких батарей есть в архиве держатель на стену, в который вставляется гнездо, к которому подключается китайское же зарядное — мне такой стационарный вариант показался более удобным.

Несомненно, данные модули могут заряжать и другие батареи, например 12В от шуруповертов — главное правильно выставить ток и напряжение, ну и входное напряжение тут ограничено 36В.

Файло лежит здесь: drive.google.com/file/d/1nSBxA5-OyPoPEiUQZML4xqTf1IOBNyz3/view?usp=sharing

ах да. бэнг принимает оплату киви, ну и курс доллара порядка 60р, что может быть интересно

ах да. блоки питания покупал в своё время за свои, модули взял на обзор, так что указываю п.18