Линейный модуль без пульсаций для переделки на литий устройств с 3В питанием

В комментариях к обзору на модуль для замены питания с батареек на литий подсказали ещё такой интересный вариант на 3В и с линейным преобразователем. Есть похожие моменты, есть и отличия. Решил и его посмотреть, возможно тоже пригодится для переделки на литий чего-то, где нужно обойтись без пульсаций. Под cut небольшой обзор и тестирование этого модуля.

Зачем?

Не очень давно переделал любимую мышку на питание от литиевого аккумулятора. Мне понравилось, она после первой зарядки пробегала около пары месяцев в режиме 5/8. Модуль, который там применил, всем хорош, но, в некоторых случаях вместо него лучше использовать что-то другое, без высокочастотных пульсаций от импульсного преобразователя. Ссылку на этот модуль дали в комментариях к тому обзору, сразу и заказал, было любопытно и его потестировать. Да и применение ему найти можно, например, в тестер можно воткнуть.

Характеристики

Есть две версии этого модуля — для 3В и для 3.3В, версию на 3.3. не заказывал. Видимо, это для питания каких нибудь ESP-проектов, его так и называют в описании «Модуль Wi-Fi ESP8266 ESP32».

Приехал в антистатическом пакетике внутри пупырчатого конверта.
Размеры у модуля очень миниатюрные, на фото, как всегда он намного больше, в жизни — очень маленький. Внешний вид (и в сравнении с другим, тоже очень миниатюрным модулем):
На плате маркировка: CRLD20MA, по ней, кстати модуль много где находится, даже на Озоне его нашел, правда с доставкой из Китая и дороже. Чип в корпусе SOT23-6, надпись на нём читается: 0630, правда ничего такого найти не сумел. На обратной стороне компонентов нет.
Схема довольно простенькая, у чипа минимум обвязки: три конденсатора по 10 мкФ на вход, на выход и на аккумулятор. И два резистора — один токоограничивающий для светодиода индикации и один задающий ток зарядки.
«Земля» для входа, выхода и аккумулятора общая.

---

Описание с сайта:

Характеристика	Значение
— Входное напряжение	4.5 — 6 В (рекомендуется 5 В)
— Входной ток	до 800 мА
— Выходное напряжение	3 В
— Выходной ток	до 250 мА
— Напряжение полной зарядки	4,24 В (+-1%)
— Ток зарядки	0-500мА (настраивается)
— Ток покоя	2 мкА
— Защита от переразряда	нет
— Размер и вес	12*11*2 мм, 0,5 г.

Модуль может работать в трёх режимах:
1)одновременный заряд и разряд,
2)только заряд
3)только разряд.
На странице так иллюстрируют эти три режима:


Ток зарядки можно откорректировать (снизить) резистором R1:

R1, кОм	I зар., мА
2	500
2.2	400
3	300
5	200
10	100

Нет защиты от переразряда, модуль не отключается. Поэтому, если защита нужна, то лучше поставить аккумулятор с защитой или добавить 1S bms самостоятельно.
Возможно, так сделано намерено: некоторые устройства сами отключаются или хотя бы подают сигналы при снижении напряжения батареек ниже 1.2В. В этом случае LiIon не должен быстро «умирать» и при разряде до 2.4В и для таких устройств, отсутствие отключения имитирует разряд батареек, будет видно когда пора его заряжать.

Тесты

Для тестирования соорудил что-то вроде стенда: самодельная нагрузка с регулировкой и отображением тока подключена к Vo, питание от 2S аккумулятора с регулировкой напряжения Lm-317 через тестер Witrn C5, для имитации разряда аккумулятора подключено к входу B. И дополнительное питание от USB 5В, «вход» устройства подключается к Vi.

«Разряд»
При нулевой нагрузке сам модуль потребляет целых 1.7 мкА! Witrn такого потребления вообще не видит. На выходе модуля при этом 3.01В, пока на аккумуляторе напряжение выше 3.01В. При дальнейшем понижении напряжения на аккумуляторе, на выходе оно снижается и практически равно напряжению с аккумулятора, проверил до 1.28В.


При маленькой нагрузке в 10-20 мА, напряжение на выходе чуть снижается 3.006В. Ниже 3.01 на аккумуляторе, на выходе уже не равно.


Поведение под большей нагрузкой 50-100-200-250-300 мА аналогично, напряжение на выходе «проседает» еще больше, но «просадка» превышает 50 мВ только для не расчётной нагрузки > 250 мА. А вот для входного меньше 2.4В выходное уже 1.9В. Может быть полезно для отключения устройства для защиты аккумулятора.


При нагрузке больше 250 мА модуль начинает немного греться и при 300 мА нагрев пальцем руки уже ощущается, но он меньше 40 градусов. Пирометром смог намерить на чипе только 27 градусов.

Отсечка по току срабатывает при 310 — 320 мА, выход отключается, после этого, для включения выхода нагрузку следует сбросить почти до нуля, просто снижение ниже 250 мА не помогает.

«Заряд»
Зарядка идет до 4.22 В, начинается с тока 514 мА. Красный светодиод постоянно горит в процессе зарядки, гаснет после полного завершения. В конце зарядки ток составляет 10% зарядного и равен 55 мА. Повторный заряд начинается при разряде аккумулятора до 4.15 В.

При зарядке модуль немного греется, похоже на разряд током 300 мА.

При подключении входа и при отсутствии аккумулятора светодиод часто моргает. При переполюсовке ничего не происходит, индикатор не горит.

«Заряд-Разряд»

При зарядке, выход не отключается. Но при нагрузке на выход более 100 мА модуль начинает сильно греться и уходит в защиту.

Выводы

Модуль хорош отсутствием пульсаций на выходе и мизерным собственным потреблением. Годится для переделки на литий всего, что работает от двух «пальчиковых» или «мизинчиковых» батареек и не потребляет большой ток. И в отличие от импульсного, его можно поставить туда, где пульсации нежелательны. В тестер, например.

Может заряжать аккумулятор, есть индикация этого процесса.

Отсутствует защита от переразряда, возможно, в вашем случае придется поставить аккумулятор с защитой. Хотя это не всегда проблема — т.к. некоторые устройства, питаемые от батарейки сами отключаются при разряде аккумулятора, или сигнализируют о разряде батареек. Так что, возможно это даже и «не баг, а фича» ;) Просто стоит это учитывать в своих проектах.

Отмечу миниатюрность модуля, в результате его можно «воткнуть» практически куда угодно.

Так же, как и предыдущему импульсному, на мой взгляд и этой плате не помешала бы ещё и индикация разряда подключенного аккумулятора.

Куда его применить у себя, пока не решил, но когда-нибудь и куда-нибудь да пригодится.