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 точного контроля напряжения и тока на аккумуляторе использовал Witrn C5. На входной type-c подключил Atorch 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 этом не отключаются. 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 перепайкой резистора: 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.
В комментарии пояснили, что так работает зарядка для «дохлых» аккумуляторов, малым током. Тут при напряжении аккумулятора ниже 2.9В, зарядка идет током 100 мА.

Заметил ещё, 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, делать это 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.