Зарядка и повышающий преобразователь в одном модуле (TP4056 + LN2220)

Во время поисков решений для переделки на литиевое питание своей мышки, на Али попалась компактная плата включающая и зарядку для одной ячейки лития и повышайку. Для мышки нашёл другой модуль, но и эту решил заказать, возможно пригодится для переделки на литий чего-нибудь другого. Под cut небольшой обзор этой платы.

Зачем?

Иногда переделываю на литиевые аккумуляторы чего-нибудь, все-таки для меня они лучше батареек. Тут, после поисков модулей для переделки мышки, закономерно, в рекламной выдаче Али, попалась эта плата, у которой «всё в одном» и зарядка и повышающий преобразователь — стоит недорого, довольно компактная, решил и её заказать для тестов и на перспективу для переделки чего-нибудь.

Там где покупал, лот уже исчез. Поставил ссылку на другой. Можно поискать, их по TP4056 довольно много в выдаче попадается среди просто зарядников. И на Али и на Озоне, на О3 немного дороже. Ещё и там и там можно дать в поиске LX-LCBST, но так почему-то их меньше попадается.

Характеристики

Есть две версии такого модуля: побольше и поменьше ;) Вариант побольше видел и для micro usb и для type-c, его не стал заказывать. Приехал просто внутри пупырчатого конвертика. Размеры.
Снизу на плате нет компонентов. Сверху видны чипы: DC-DC LN2220 (ДШ), контроллер заряда CSM4056T (ДШ). Ещё не смог найти описания, что-то в корпусе SOT-23-5 с маркировкой 348E8 (или 348EB). Предположительно — защита от переразряда аккумулятора.

У модуля общие минусы у входа и выхода. У аккумулятора минус «по умолчанию» к общему не подключен. Но можно запайкой перемычки «сделать общим», тогда отключится его защита от переразрада. Рекомендуется для аккумуляторов со своей защитой.

---

Описание модулей с сайта:

Характеристика	Значение
— Входное напряжение	4.2 — 6.5 В
— Выходное напряжение	4.2 — 28 В, регулируется.
— Выходная мощность	5 Вт (макс.)
— Выходной ток	1.4A (макс.) (5В), 0.8А (9В), 0.6А (12В)
— Потребление в холостом режиме	~0.500 мА
— Зарядный ток	1А (макс.), настраиваемый перепайкой резистора мин. 50 мА
— Напряжение защиты аккумулятора от переразряда	не указано
— Напряжение заряда аккумулятора	4.2 В

Может активироваться с помощью капельной зарядки 0 В, 2,9 В

Тесты
Для тестов использовал самодельные регулируемый блок питания и электронную нагрузку. Для более точно контроля напряжения и тока на аккумуляторе использовал Witrn C5. На входной type-c подключил AT85.
Проверил собственное потребление модуля — в зависимости от выставленного на преобразователе выходного напряжения, оно составляет от 1.5мА до 1.8мА.

Защита аккумулятора тут вроде как имеется, заявлена, хотя формулировки неоднозначны.
На практике защита вроде как и есть, но работает очень странно. При снижении напряжения аккумулятора ниже порогового, напряжение на выходе резко снижается ниже 2В. Но не до нуля, и ни выход, ни аккумулятор при этому не отключается. Вероятно, ожидается, что при таком понижении напряжения нагрузка отключится сама.
Пороговое напряжение плавает и ощутимо зависит от тока нагрузки. При небольшой нагрузке меньше 50мА — порог отключения низкий ~ 1.75В — 1.85В. При нагрузке > 500 мА «отсечка» уже ~2.4В.
Есть возможность отключения этой защиты, для этого нужно запаять перемычку, после чего минус аккумулятора будет соединён с выходом напрямую.

Зарядка в моем случае (резистор 1 кОм) идет током 1А до 4.18 В, постоянно горит красный светодиод, гаснет после полного завершения. В конце зарядки ток около 7% зарядного и равен 75 мА. Повторный заряд начинается при разряде аккумулятора до 4.16 В.
Есть возможность изменить ток зарядки: 30 кОм = 50 мА, 5 кОм = 250 мА, 2 кОм = 580мА и 1.2 кОм = 1А.
По поводу капельной зарядки, смысл напряжений мне не понятен, если знаете, напишите в коментах, что за эти 0 В, 2,9 В.
Заметил только, что при подключенной нагрузке, на полностью заряженный аккумулятор подается ток ~35 мА. При отключении нагрузки — прекращается.

При зарядке, нагрузка не отключается, с usb входа при этом максимум потребления достигает 1,2А, в зависимости от нагрузки.

Подстроечный резистор очень ненадежен — выставляете на нем выходное 12В, отпускаете отвертку, а на выходе — 8В. Лучше его заменить.
На напряжении 12В удается выставит ток ~0.67А (~8Вт) но очень быстро срабатывает защита от перегрева. Модуль при этом довольно горячий, хотя пирометр видит только 42 градуса, на преобразователе. Ещё греется индуктивность. Защита понижает выходное напряжение, через ~2 сек. снова поднимает до выставленного, снова понижает и т.д. Не очень хороший метод.

5Вт модулю удается постоянно поддерживать только при 5В и ниже на выходе. С увеличением выходного напряжения, постоянная длительная мощность понижается. На 28В это где-то 170мА и 4.5Вт. Хотя кратковременно может 220 мА (5.2 Вт).

Пытался смотреть пульсации под нагрузкой на выходе. Witrn при 12В и 4Вт намерил пульсации 120 мВ, многовато.

Защиты от переполюсовки аккумулятора скорее нет — при подаче обратного напряжения, из повышающего преобразователя вышел дым и он сгорел. Чип зарядки продолжил работать.

Выводы

Предположу, что плата задумывалась для относительно «мощных» нагрузок и аккумуляторов, в описании везде пишут про 18650. Учитывая собственное потребление 1.5 мА, это решение не для «долгоиграющих» устройств. Может подойти для игрушек, светильников, носимой электроники и тому подобного.

А в итоге — модуль получился несколько странный.

Минусы:
— странная защита от переразряда аккумулятора, подразумевающая самостоятельное отключение нагрузки. Защитит аккумулятор не всегда;
— странная работа защиты от перегрузки (перегрева) путем снижения напряжения вполовину и постоянные попытки снова его поднять;
— заявленная защита от переполюсовки действует только на зарядный модуль, позволяя сгореть повышающему преобразователю.
— ещё отмечу неприятный подстроечный резистор, с помощью которого запросто можно спалить нагрузку.

Из плюсов:
— довольно компактный и относительно мощный.
— «комбо» — встроенный повышающий преобразователь и зарядка.

Поскольку не так уж и много альтернатив в таких габаритах. То если его и использовать, только с чрезвычайной осторожностью. А может и вовсе не стоит.
Заказал ещё один с Озона. Там фото чуть отличаются и пишут про МТ3608, может их несколько видов таких плат, приедет, посмотрю.