Незвичайний павербанк із виходом QC/PD потужністю до 22 Вт і дивацтвами

Кілька місяців тому переглядав AliExpress і натрапив на цікаві корпуси для павербанків. Що цікаво, траплялися вони мені часто й у багатьох варіантах виконання, але всі витримані в одному стилі: кольорова касета, встановлена в прозорий корпус. Коротше, замовив і отримав.

Як завжди, нагадую: щоб постійно бути в курсі нових тем у блозі, рекомендую підписатися на мій інстаграм, де я публікуватиму сповіщення про всі нові теми й, можливо, писатиму просто про щось цікаве — посилання на акаунт


Різноманіття варіантів корпусу справді вражає. Є ще одна характерна риса: на всіх сторінках не фото, а рендери. Просто перелічу ті, які знайшов одразу:
8 шт. 21700, заявлено 22.5 Вт, але не заявлено 12 В — посилання.
2 шт. 21700, заявлено 15 Вт — посилання.
8 шт. 18650, заявлено 22.5 Вт, але не заявлено 12 В — посилання.
2 шт. 21700, заявлено 22.5 Вт, але не заявлено 12 В — посилання.
1 акумулятор 1376074, заявлено 22.5 Вт PD — посилання.
2 шт. 21700, заявлено 22.5 Вт, але не заявлено 12 В — посилання
8 шт. 18650, заявлено 22.5 Вт, але не заявлено 12 В — посилання.
1 акумулятор 1260110, заявлено 22.5 Вт PD — посилання.
4 шт. 21700, заявлено 22.5 Вт на виході й аж 100 Вт на вході, другий варіант точно відпадає — посилання

Отже, одразу 9 моделей, і це не рахуючи тієї, що в огляді. У деяких заявлено 66 Вт, майже в усіх — 22.5 Вт. Наскільки це відповідає дійсності, не знаю, але маю підозру, що всі вони побудовані на одному чипі. Я ж замовив варіант, у якого явно було зазначено вихід 12 В.



Коли я показав товаришеві отриманий результат, він сказав: та це ж бубль-гум Storm 2. І так, дизайн справді має багато спільного, але у значно спрощеному варіанті, за набагато нижчою ціною і, звісно, з іншими характеристиками.

Для розуміння: серія подібних павербанків — це моделі з вихідною потужністю 100–130 (100+30) Вт. Ціна, звісно, не надихає, але, наскільки я розумію, це ціна за коробку з акумуляторами. Хоча, скажу чесно, я не розумію моделей на 100 Вт із 8 шт. 21700, а тим паче з 4 шт. 21700.
Версія на 4 шт. 21700 — посилання
Версія на 8 шт. 21700 — посилання.



Павербанк, звісно, крутий, тут узагалі немає про що сперечатися. Ціну б трохи нижчу, а ємність — більшу, але як річ для гіка він більш ніж достатній.


Проміжний варіант — модульні павербанки. Бувають на різну кількість елементів: 8, 16, 24, а також різного розміру — під 18650, 21700.
модель на 16 або 24 елементи 18650 — посилання
модель на 16 елементів 21700 — посилання
модель на 24 елементи 21700 — посилання
модель на 8 елементів — посилання.



Модульність полягає в тому, що спочатку він має вихід потужністю 100 Вт, але встановленням додаткових модулів її можна збільшити до 100+100+60 Вт і навіть до 100+120+120 Вт.
Крім того, акумулятори не треба паяти чи зварювати — використовуються тримачі, хоча я б, як на мене, краще приварив.



Трапляються також «оригінальні» варіанти з розряду «я його зліпила з того, що було» — посилання.




Тепер про те, що замовив і отримав я. У заголовку є посилання на такий самий павербанк, я замовляв тут, але там їх уже немає в наявності.
У продавця було три варіанти, що відрізнялися кольором корпусу. Я не міг визначитися, який колір кращий, і замовив усі три. Вийшло $15.77, була невелика знижка. Замовив, бо це був єдиний лот, де в описі було заявлено вихід 12 В. Причому хтось із покупців навіть без проблем повернув гроші, бо не було опису, як усе це збирати.



Постачається у вигляді набору для самостійного складання, але що одразу здивувало — акумулятори тут підключаються без тримачів, тобто доведеться паяти або зварювати, у продавця про це не було ані слова, тож для мене це стало несподіванкою.
Також були скарги, що через погане пакування щось приїхало зламаним. У мене все було гаразд, можливо, тому, що я замовляв кілька штук і пакунок вийшов об’ємнішим.


Несподіванкою також стало те, що маленьких саморізів було лише 8 шт., хоча за задумом їх мало бути більше. Але, по-перше, дивно, що вони взагалі не загубилися, а по-друге, виявилося, що так і має бути: згодом на сторінці товару з’явилося фото комплектації. Хоча й тут була дивина: одна з пластикових вставок на фото жовта, а в мене сіра...


Корпус був трьох кольорів: жовтий, синій і сірий. Загалом усі мають нормальний вигляд, тому вибрати було складно. Хоча вже потім я зрозумів, що павербанк має бути яскравим, щоб не загубитися і щоб його було легше знайти, коли у вас раптом удома зникне світло.


Плата займає всю довжину корпусу. Схоже, місця для прокладання пари доріжок не вистачило, тож їх замінили парою дротів. Плату розробили зовсім недавно — буквально незадовго до того, як я її замовив, і цим пояснюються деякі дивини, про які розповім пізніше.


Роз’ємів чотири: з одного боку «яблучний» і Type-C, з другого — пара звичних USB-A.


Павербанк зібраний на базі доволі непоганого контролера IP5356.


Також на платі є:
1. невідомий мені чип біля роз’ємів. Припускаю, що це транзисторна збірка для комутації входів/виходів, але це не точно
2. пара транзисторів. Я б припустив, що вони стоять у колі захисту акумулятора, але річ у тім, що чип, здається, сам за цим стежить.
3. мікроконтролер (?) MC32P7031, судячи з усього, для керування дисплеєм. Нічого іншого на думку не спадає.
4. ну і, власне, дисплей — великий, з індикацією режимів роботи, відсотка заряду, напруги та струму.


Перша дивина виявилася, коли я спробував установити плату в корпус. По-перше, шурупів для її кріплення в комплекті не було, а по-друге, у пластику корпусу є ребра, які заважали дротам. Схоже, під час розробки так поспішали, що вирішили просто кинути пару дротів, а корпус розрахували на плоску плату.


Більше особливо й описувати нічого, а щоб протестувати павербанк, треба під’єднати до нього акумулятори. Для цього я взяв чотири елементи Vapcell F52 з недавнього огляду. Ну а що, елементів було чотири, елементи класні, я б навіть сказав, що для цього павербанка вони мають великий запас за струмом, отже, працюватимуть надійно.

І тут на мене чекала друга дивина. Для надійності я наклеїв на плюсові контакти картон, але виявилося, що так вони не вміщаються в корпус за довжиною, довелося обрізати краї. Не зважайте на дивний вигляд картону: я вирізав його лазером для великих збірок 21700, але через те, що різав на балконі й кабель задубів, механіка збилася, і другий прохід зробила зі зсувом. У цільовий пристрій уже не встановиш, а сюди більш ніж достатньо.



1. Ось ці виступи.
2. Судячи з конструкції корпусу, спочатку планували пружинні контакти, але це продовження дивної історії: на етапах розробки явно щось пішло не так.


Далі виявилося, що взагалі незрозуміло, як з’єднувати акумулятори. Зрозуміло, що схема 1S4P, але як вивести контакти...


Пізніше в описі іншої моделі я побачив їхній варіант підключення, але, як на мене, це повна дурня.


Приміряю плату — начебто нормально, принаймні на перший погляд.


Ага, зараз, нормально. Третя проблема (чи четверта).
Бачите корпус роз’єму?
Бачите плюсовий контакт акумулятора?

Так от, вони зовсім-зовсім поруч, і при цьому це, по суті, плюс і мінус акумулятора...


Усередині явно передбачене місце для контактів, але гаразд, що контактів там немає. Як вони в такому разі планували з’єднувати мінусові контакти?


З другого боку начебто все нормально. Начебто.


Але ні, проблема вилізла і тут, поясню.
Ось ця прорізь розташована з боку роз’ємів USB-A, а чип — біля USB-C, тобто з іншого боку плати і, як ви розумієте, якщо виводити контакти батареї лише сюди, то струм проходитиме через усю плату, а там, на секундочку, легко може бути близько 7 ампер.


Загалом, подивився я на це діло очима інженера й зрозумів, що такий розклад мене зовсім не влаштовує. У підсумку:
1. Зібрав батарею так, щоб вона мала два плюсові виводи й один мінусовий. Власне, контактів на платі також три: плюс/мінус/плюс. Але заодно зробив перемичку між плюсовими виводами й задля безпеки надів на провід кембрик.
2. Біля плюсових виводів зробив ізоляцію картоном.
3. У корпусі просвердлив отвір з боку мікросхеми — там також є контакт для підключення батареї. Заодно виламав пластик для проводів.
4. Акуратно припаяв проводи від батареї й уклав їх так, щоб вони нічому не заважали, зокрема засувкам корпусу індикатора.


Увімкнув — спочатку показало 0%, під'єднав до зарядного пристрою, покази змінилися на 95%, хоча акумулятори були повністю заряджені. Але це перше ввімкнення, тож може бути що завгодно.


Тепер про решту комплектації.
Дали пластмасовий корпус для дисплея, з кнопочкою, світлофільтром і навіть накладкою на світлофільтр. Справді непогано й акуратно. Щоправда, в одному з моїх комплектів світлофільтр чомусь відклеївся від рідного папірця й приклеївся до корпусу, але це не принципово, бо клей йому, по суті, і не потрібен — він тримається самим корпусом. До речі, світлофільтр із захисною плівкою, і краще зняти її одразу, бо потім буде складніше.


Поставив корпус дисплея на місце — він там на чотирьох засувках, але невдача: прозорий пластиковий корпус на нього не налазить. Знімаємо.


Правильний порядок складання:
1. Беремо бічні панельки й прозорий кожух, знімаємо з кожуха плівку.
2. Вставляємо павербанк у кожух
3. Надягаємо бічні панельки й кріпимо їх шурупами з комплекту, сподіваємося, що їх вісім і вони не загубилися. Кріпимо акуратно: шурупчики короткі й тоненькі.
4. І лише після всього цього вставляємо корпус дисплея в отвір.


Ось, власне, павербанк і готовий. Тут він ще із захисною плівкою на дисплеї — я спочатку навіть її не помітив.



Для першої перевірки, так би мовити, одразу після складання, під'єдную до павербанка свій телефон і перевіряю, який режим заряджання ввімкнувся. Річ у тім, що мій телефон виявився вибагливим і не з усіма блоками живлення (зарядними пристроями) вмикає заряджання за напруги 12 вольт. Потужність, по суті, не змінюється, але для перевірки це добре підходить.


Одразу не дуже сподобалося, що точність вимірювання і струму, і напруги так собі: завищує і те, й інше. Щоправда, це залежить від струму навантаження; якщо не плутаю, за малого струму, навпаки, занижує.


1, 2. Причому за великого струму різниця ще більша, і для струму 2 ампери становить близько 20%
3, 4. Під час заряджання від блока живлення PD заряджання відбувається за напруги 12 вольт і струму близько 1.5А, що дає потужність заряджання 18Вт. На мій погляд, дуже непогано.


З протоколами тут усе гаразд. Так, 20 вольт немає, але їх ніхто й не обіцяв. Та переважна більшість пристроїв заряджатиметься в найшвидшому режимі, передбаченому заявленою потужністю, тож і тут зараховано.
1, 2, 3. USB-A, USB-C, PD
4, 5, 6. Ті самі виходи, але з іншим тестером.
7, 8. FCP і AFC підтримують 12 вольт. Перевірив на Samsung дружини — заряджається чудово за 12 вольт.


Навантаження витримує без проблем. Особливо не перебираючи режими, обмежився трьома основними.
5 вольт, вихідний струм до 3.6А, далі вимикає вихід; після зняття навантаження напруга відновлюється.


9 вольт, струм до 2.4А, після чого знижує напругу приблизно до 4.2-4.2 вольта. Якщо струм навантаження продовжує зростати, вимикає вихід.


Тест за напруги 12 вольт і струму 1.7А пройшов успішно, потім, як і за 9 вольт, знизив вихідну напругу. Якщо струм навантаження продовжує зростати, вимикає вихід.
У всіх трьох випадках за струму навантаження понад 1 ампер трохи підвищує вихідну напругу, щоб компенсувати падіння на кабелі.


Тепер до питання про ємність.
Спочатку павербанк був повністю розряджений, але в хаотичному режимі: просто використовував його для заряджання інших пристроїв, тож розряджання відбувалося за різної напруги й різного струму. Помітив, що навіть коли індикатор заряду показував 0%, повербанк ще досить довго заряджав пристрої.

Подальше заряджання час від часу контролював і помітив ту саму дивину з відображенням відсотка заряду: наприклад, дійшовши до 98%, повербанк досить довго залишався в цьому режимі, хоча заряджання тривало. Співвідношення відсотка заряду та «закачаної» ємності в цьому випадку коректніше оцінювати не за ємністю в А·год, а за ємністю у Вт·год.


Мені така невідповідність не дуже сподобалася, і я вирішив подивитися, чи можна це виправити. Річ у тім, що сучасні контролери зазвичай мають опцію задання ємності батареї, адже ємність батареї може бути великою, крива розряду — різною, тож коректніше використовувати «кулонометричний» спосіб, тобто спосіб, заснований на підрахунку відданої/отриманої ємності.
І так, чип це вміє: для цього використовується резистор, який задає цей параметр, у даташиті є й відповідна таблиця.


Розкрив повербанк, вилаявся, попутно згадавши всіх розробників та їхніх родичів.

У даташиті зазначено, що резистор можна підключити як до виводу LED5 чипа, так і до LED6 — залежно від прошивки та особливостей. У моєму випадку резистор був підключений до виводу LED5 і мав номінал 40.1кОм, що, згідно з таблицею, дає ємність 40,1х448=17964мАч, а моя батарейка має реальну ємність близько 20200мАч, тобто на 12% більше.
На жаль, номінал треба збільшувати, що виключає варіант із паралельним встановленням коригувального резистора. Зрештою знайшов удома резистор 4.91кОм, поставив послідовно й отримав номінал близько 45кОм, що, згідно з таблицею, відповідає 20160мАч.


Підключив повербанк до електронного навантаження й почав перевіряти.
Після повного заряджання виміряв віддану ємність і знову ж таки: коректніше дивитися на ємність у Вт·год, адже розряд відбувався і за 12, і за 5 вольт.
Спочатку задав струм навантаження 1.5А за напруги 12 вольт. Через деякий час, коли повербанк віддав 50Втч енергії, почали коливатися вихідна напруга; припускаю, що чип почав знижувати потужність через температуру, тож зменшив струм навантаження до 1 ампера.


Заодно перевірив тепловий режим — щоправда, у корпусі. Скажу, що гріється, причому помітно, але явного перегрівання немає.
Загальний вигляд.
Ліва частина: спочатку подумав, що щось гріється в районі дисплея, але ні — нагрівається друкована плата.
Права частина — нагрівання корпусу. Перевіряти на ходу, чи гріється чип, незручно.


Через деякий час повербанк перемкнувся на 5 вольт — мабуть, йому було важко віддавати повну потужність наприкінці розряду.
Зрештою вийшло так:
До початку «коливань» віддано 50Втч
До перемикання на 5 вольт віддано 59Втч
Загальна віддана ємність на момент повного вимкнення — 60Втч

Також я час від часу робив контрольні записи відповідності відданої ємності та відображуваного відсотка заряду:
27.5Втч — 48% (насправді мало б бути 54%)
42Втч — 21% (насправді мало б бути 30%)
45Втч — 14% (насправді мало б бути 25%)
51.5Втч — 0% (насправді мало б бути 14%)

Видно, що наприкінці похибка вимірювання ємності сягнула 14%, що якось забагато, і на той момент мені здалося, що під час вимірювання взагалі нічого не змінилося.


Продовжив далі вивчати даташит і майже на самому початку знайшов ще одну таблицю, де перелічено варіанти чипа, які, найімовірніше, відрізняються прошивкою. Виявилося, що вони різняться не лише номером контакту для підключення резистора, який задає параметр: є варіанти з фіксованою ємністю 10000 і 20000мАч. Причому зрозуміти, який саме чип у мене, так і не вдалося.
Але якщо припустити, що резистор підключений до виводу LED5, то виходить, що це варіант 5, 6 або 8.
Також можна помітити, що в усіх трьох перелічених варіантах напруга батареї задається зовнішнім резистором. У моєму випадку до цього контакту під’єднаний вхід зовнішнього мікроконтролера та резистор номіналом 510кОм, що радше відповідає NC (не підключено), хоча це спірний момент.
Крім того, в усіх трьох варіантах дозволена робота виводу LED6, але у двох це вихід індикації швидкого заряджання, а в одному — сигнал CL виходу PD. Та прозвонювання показало, що цей вивід узагалі нікуди не підключений.

Загалом, звісно, розшифрування маркування чипа значно полегшило б роботу. Може, хтось зустрічав таке?


Але коли я поставив повербанк на повторне заряджання, виявилося, що цього разу все інакше: на першому фото погано видно покази тестера, там було близько 6 Вт·год.
Під час повторного заряджання склалося враження, що все змінилося рівно навпаки: наприклад, 98% заряду було за 65Вт·год, а отримана повна ємність була такою самою — 80Вт·год.


До слова про ККД: виходить, що в режимі 12 вольт 1.5А для повного заряджання повербанку потрібно 80Вт·год, а віддає він 60Вт·год. Ємність батареї при цьому становить (за розряджання до 2.5 вольта) 73 Вт·год.
У даташиті є графіки залежності ККД від вихідної напруги та навантаження. Для 12 вольт він становить близько 93-94%, у мене виходить менше, але, напевно, вимкнення відбувається не за 2.5 вольта. Пізніше в даташиті я знайшов вказівку, що вимкнення відбувається, коли напруга падає нижче 3 вольт. Точніше, написано: коли напруга нижче за 3.2 вольта, індикатор блимає, а коли нижче за 3 вольт — вимикається.
Згідно з моїми тестами, за розряджання до 3 вольт кожен акумулятор віддавав приблизно 17.37Вт·год, або близько 69.5 Вт·год на всю батарею. На виході ми отримали 60Вт·год, отже, ККД становив близько 86.5%. Якось далеченько від заявлених 94%, але є невелике виправдання: вимірював я вже після роз’єму та плати QC-тригера, тож насправді, думаю, було ближче до 90%.


Але я на цьому не заспокоївся: щоб перевірити свою теорію щодо заблокованої функції задання ємності, знову розкрив повербанк, попутно ще раз добряче вилаявшись, і прибрав додатковий резистор, тобто повернув опір резистора до штатних 40.1кОм.
Після цього ще раз зарядив і повторив тест із розряджанням, але все відбувалося абсолютно так само, як і до цього.
10Вт·год — 82%
20Вт·год — 64%
30Вт·год — 44% (27.5 Вт·год — 48%)
40Вт·год — 24%
42Вт·год — 20% (21%)
45Вт·год — 14% (14%)
50Вт·год — 3%
51,3Вт·год — 0% (0% було за 51.5 Вт·год)

На жаль, першого разу я не робив точних записів для всього діапазону, але те, що зміг перевірити, майже повністю збіглося. У дужках — те, що було першого разу.


І так само, як і минулого разу, я помітив, що перед переходом у режим захисту від перегрівання чип підвищує вихідну напругу — це видно на графіку. Також на графіку спочатку видно коливання, потім рівну ділянку, а далі знову коливання: це я трохи охолодив плату з чипом.


У даташиті є графік залежності вихідної напруги від струму навантаження та напруги батареї (до слова, даташит справді дуже докладний), але там немає такого підвищення за низької напруги батареї.


А оскільки повербанк знову довелося розбирати, то заодно перевірив нагрівання саме чипа.
Ліворуч — термознімок приблизно через 2 години 40 хвилин роботи під навантаженням 18Вт, тобто майже наприкінці розряджання.
Праворуч — термознімок моменту, коли почав спрацьовувати захист від перегрівання. Навіть невелике зниження температури повертає повербанк до нормального режиму роботи, тож тим, хто хоче отримувати повну потужність до кінця розряджання, можна наклеїти на чип хоча б невеликий радіатор — має стати краще.


Отже, що я можу сказати в підсумку.
З одного боку, повербанк мені сподобався: частково завдяки оригінальному зовнішньому вигляду, великому й доволі інформативному дисплею, можливості встановити елементи 21700 і підтримці не лише QC, а й протоколу PD. Загалом до електричних характеристик і зручності користування в мене, можна сказати, претензій немає.
Зате є великі претензії до двох речей. По-перше, до конструкції, а точніше — до процесу складання (і подальшого розбирання) всього цього. Це капець: справді складається враження, що працювали дві команди, не спілкуючись між собою, і обидві дуже поспішали, бо корпус і плата явно «живуть своїм життям».
По-друге, до індикатора заряду: я так і не зміг налаштувати коректне відображення. Але якщо ви використовуєте елементи ємністю не 5000-5100мА·год, а якісь уживані «Тесла» з розбирання, ємністю 4800мА·год, то, найімовірніше, все буде трохи краще.

Тож загалом повербанк по-своєму цікавий, але має «дитячі хвороби». Три штуки я купив ще й тому, що після одного проєкту очікується певна кількість «зайвих» (не кратних потрібній кількості батарей) нових фірмових елементів 21700 хорошої якості. Хотів використати їх із цими корпусами й, найімовірніше, продати, але, звісно, вже у зібраному та перевіреному вигляді. Тим паче, що такий павербанк разом із PD-тригером можна використовувати для живлення того самого роутера й оптичного термінала приблизно протягом 5–6 годин.


На цьому поки все, дуже сподіваюся, що було корисно. Спочатку хотів написати короткий огляд, але він якось несподівано розрісся. Перепрошую й постараюся наступного разу бути лаконічнішим.