DD28CRTA или как скрестить неведомое с непознанным и сделать неплохой зарядник для Макито-подобных АКБ

Не так давно на данном ресурсе обозревалось изделие, внешне напоминающее зарядное устройство для Макито-подобных батарей. Но, по моему скромному мнению, в изначальном виде оно к использованию не предназначено, но может послужить отличной заготовкой для бюджетного, но при этом вполне себе качественного diy-я. Что, почему и зачем — добро пожаловать к прочтению.
Вообще, у меня нет предпочтения к какой-либо одной марке инструмента, но чем больше у меня стало появляться редко используемых китайских изделий, тем сильнее было понимание, что придётся определяться. Пришлось поддаться массовому помешательству и начать любить Макиту;) Так у меня появились как оригинальные, так и похожие на оригинальные, батареи. Соответственно следующим шагом было понимание о необходимости универсального зарядного устройства. Оригинальное зарядное устройство меня не устраивало невозможностью зарядить неоригинальную батарею и, опять же по моему мнению, завышенным током зарядки. Вообще, про ток зарядки ситуация на любителя, всё зависит от потребностей, лично мне не нужна бешеная скорость зарядки, мои условия эксплуатации инструмента не позволяют так быстро высаживать батареи, поэтому «качество» заряда мне более критично. А различного рода зарядки в комплекте с китайским инструментом меня не устраивали естественно из-за невозможности зарядки оригинальных батарей и по причине того, что на самом деле это не совсем зарядные устройства, это скорее блоки питания с индикатором протекающего тока, построенные на супер-пупер-умном специализированном микроконтроллере с затертой маркировкой, взамен которого нечестные лавочники зачастую устанавливают LM358)) Дополнительными хотелками выступили габаритные размеры и нежелание колхозного вида. А значит нужно было найти корпус, но тут возникла проблема, в Чайне пустой корпус стоил ощутимо дороже (а сейчас даже найти не получилось), чем на ВБ стоило псевдозарядное устройство (уже сильно дороже). Было решено купить парочку и переколхозить внутри, сохранив заводской облик. Один корпус был переделан путём полной замены начинки, туда были интегрированы сравнительно качественный блок питания на 24В и 2А, с модулем DD28CRTA. Однако в комментариях к вышеупомянутому обзору не только удалось выяснить, что начинка моей заготовки не такая плохая в «горячей» части, но и меня попросили описать мою переделку, что я сейчас и делаю в улучшенном её варианте, так как случайно выяснилось, что в первом зарядном устройстве фигово был припаян один из двух токоограничительных резисторов на холодной стороне, из-за чего в батарею в пике уходило что-то в районе 0,7А, а второе отдаёт уже почти 1,4А. Итак, второй вариант переделки, который потребует ещё меньше затрат, нужны только плохое зарядное устройство в нужном корпусе и замечательный модуль DD28CRTA. Сам модуль в первых ревизиях уже описывался на данном ресурсе, что-то особо новое я про него вряд ли напишу, даже изменения в более новых версиях там уже упоминались, поэтому не буду повторяться, но от себя добавлю, что данный модуль почему-то незаслуженно непопулярен, хотя это крайне интересное решение. Но пришло время описать именно само рукоделие и первый шаг это разборка донора и внимательный осмотр его платы. А там всё скромненько и даже уныленько.
Предохранитель по входу, практически классическое включение DP2281, есть радиатор у мосфета, но нет термопасты, хотя нагрева на данном элементе заметить не удалось. К горячей половине вообще никаких претензий в рамках данной диайвайщины нет, трогать её не нужно. Ну, пожалуй, только конденсатор на 22мкФ 400В после моста может вызвать некоторый трепет у сторонников теории 1мкФ = 1Вт мощности, которые скажут что надо менять, так как кондёр даже паспортные 30Вт не обеспечивает. Но менять я его не буду, всё же это низкосопротивленец, как и все остальные электролиты, тем более ничего похожего под рукой сейчас нет, а ставить обычный не факт что лучше. Конечно хотелось бы разобраться с токоограничительными резисторами на горячей стороне. Тут установлены три SMD1206 по 1,3Ом. Но на каком уровне они ограничивают мощность не ведаю, детально даташит я не читал, есть ли там вообще формула для расчёта я не знаю, на удачу экспериментировал и больше двух ампер на низковольтной стороне забирается без проблем, а большего мне и не надо. В теории, думаю, до 4А можно будет вытянуть при желании. Но хватит глядеть и теоризировать, пора переделывать. На холодной стороне распаяно слишком много лишних деталей, их нужно убрать, оставив лишь выпрямительную часть и TL431 с обвеской. Конкретно в моём примере должны остаться вот такие детальки.
На обозначенные выводы трансформатора не обращаем внимания, как и на светодиод, под которым я имел ввиду оптопару, первый опыт в Kikad всё-таки, до этого сидел в Diptrace, но как-то не хочется использовать продукт людей, которые не в состоянии починить собственный сайт, да и в Дебиане теперь не надо Кроссовер ставить. В довесок я ещё оставил индикаторные светодиоды и резистор с конденсатором, шунтирующие выпрямительный диод, но у вас может их не быть, поэтому на схеме минималка.
Теперь по переделкам. Убрать лишнее не достаточно, нужно колхозить. В качестве выпрямительного диода используется SR5200, конечно запас шикарный, выдерживает до 200В обратного напряжения, но и греется он бешено, всё же до 0,95В прямого напряжения, поэтому есть смысл заменить его на присутствующий на плате ненужный SR560. Последний, кстати, я благополучно спалил, забыв установить перемычку, которая на фото в чёрной термоусадке, поэтому в финальном варианте стоит SB560 из запасов. Вообще выпрямительный диод слабое место этого зарядного устройства, хотя уже пора, да и правильнее теперь, называть его блоком питания. Для того тока, который нужен мне, ничего критичного нет, но для большей нагрузки я бы посоветовал поменять диод на что-то более качественное в другом корпусе, чтобы удобно было поставить на радиатор, благо место позволяет. Самым же слабым местом является конденсатор 470мкФ 25В, который греется на равных с диодом, а скорее даже больше. Его я буду менять в обязательном порядке, поменял бы сразу, но ничего похожего, чтобы было тоже LowESR, в запасах нет. Следующим шагом сносятся нужные R14 и R16. Вообще они подобраны таким образом, чтобы выходное напряжение было 21,8В. Если кому достаточно, то можно не трогать, на DD28CRTA как раз падает где-то 0,8В. Но как всегда есть одно «но», в этом случае выходное напряжение у вас будет максимум 21В, но в батареях на входе диод, на котором что-то по-любому упадёт. Поэтому R16 я заменил на 30кОм, а вместо R14, просверлив отверстия в контактных площадках, установил многооборотный подстроечник на 20кОм, который дополнительно послужит крепёжным элементом.
Так выглядит практически нетронутый зарядный модуль DD28CRTA. Он тоже потребует небольшой доработки. Нужно смахнуть с него smd-светодиоды, припаять вместо них провода к светодиодам на основной плате и подобрать токозадающий резистор, изначально установленный на ток заряда 1А. Рассчитывается он по формуле 0,12/ток (в амперах). Чтобы ничего не искать я поверх установленного припаял ранее снятый с платы блока питания резистор на 0,2Ом, получив тем самым сопротивление рассчитанное на зарядный ток в 1,6А. Как можно догадаться слабым местом данного модуля является диод SS56, греется он на нужном мне токе почти терпимо, но если использовать модуль ближе к максимально заявленным 4А, то диод я бы рискнул поменять, например на 10S45SP в более экзотичном корпусе TO-277, который там должен уместиться. Кстати, в изначальном варианте этого зарядного модуля, диод использовался именно в таком корпусе, а потом, видимо, что-то пошло как обычно.
Ну а дальше всё элементарно, теплопроводный клей Радиал на конденсаторы зарядного модуля и недавно установленный подстроечный резистор на плате блока питания, 20 минут ожидания, коммутация плат между собой и можно приступать к настройке. Забыл сфотографировать, вокруг светодиодов придётся порезать дорожки и запаять как вам нравится. У меня всё шло вроде бы по плану, а в итоге для совпадения цветов пришлось менять светодиоды местами, так что тут полная свобода для творчества.
Настройка сводится к выставлению двух напряжений, до и после зарядного модуля. Как вы могли догадаться, для этого используются подстроечные резисторы. Сначала крутим тот, что вколхожен в плату блока питания, я остановился на 22,5В, конденсатор всё-таки пока жалко. После этого крутим подстроечник зарядного модуля, меня устроили 21,5В, но тут каждый настраивает под свои батареи и своих тараканов.
Настройка закончена. Получается компактное и универсальное зарядное устройство. Однако без ложки дёгтя не обойдётся. У зарядного модуля DD28CRTA есть одна неприятная особенность — индикация заряда прекращается на 20 процентах от зарядного тока. Не знаю, можно ли это побороть, так как честно говоря даже не интересовался этим. Однако, к слову, у данного модуля вполне себе достойный и понятный даташит, в котором есть что почитать. В сухом же остатке, чтобы получить универсальное зарядное устройство под Макитовские батареи с током заряда до двух ампер, достаточно лишь модуля DD28CRTA и дешёвой зарядки в подходящем корпусе. Если нужен зарядный ток до четырёх ампер, то придётся немного потратиться на дополнительные компоненты.
Также, пожалуй сразу отвечу на вопрос, который могут задать понимающие схемотехнику люди. Если внимательно присмотреться к плате изначального зарядного устройства, то её схемотехника, в отличии от платы зарядки из обзора, на который я ссылался в самом начале, более продвинута. Использованный мной в качестве донора зарядник умел регулировать выходное напряжение и даже ток, пусть и путём снижения напряжения, но в любом случае это что-то похожее на режимы CC/CV, но вот насколько это всё корректно работало я не знаю и могу искренне заблуждаться, возможно кто-то сможет подсказать, реально ли вообще на LM358 реализовать подобные режимы. Впрочем, я не могу ручаться и за модуль DD28CRTA, так как кроме графика из даташита никаких подтверждений правильности процесса зарядки у меня нет. С другой же стороны оснований не верить даташиту тоже нет, а вот заявленная функция предзаряда это уже очевидный плюс. А на этом всё, надеюсь кому-нибудь пригодится.