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Sicherlich haben Sie zu Hause eine Reihe von USB-Stromquellen: Powerbanks, Aufladen von Smartphones und so weiter. Wie wir wissen, überschätzen chinesische Hersteller sehr oft ihre tatsächlichen Leistungseigenschaften. Um zu bewerten und zu verstehen, wozu ein bestimmtes Netzteil oder eine bestimmte Powerbank in der Lage ist, und um die Kapazität derselben Powerbank ungefähr zu ermitteln, ohne sie zu zerlegen, reicht es aus, einen USB-Tester zur Hand zu haben, der die Kapazität und eine einfache Last (Widerstand, Glühlampe und) messen kann usw).
Natürlich gibt es spezielle USB elektronisch Lasten für diese Zwecke, und sie scheinen nicht teuer zu sein, aber zu kaufen, was zu Hause getan werden kann, ist nicht unser Stil.
In jüngerer Zeit erhielt der Autor (AKA KASYAN) eine Reihe von Powerbanks unterschiedlicher Größe und Eigenschaften.
Die Bewertung der tatsächlichen Ausgangsparameter von Strom und Spannung dauert nur wenige Sekunden.
Als Last verwendete der Autor immer den guten alten variablen Drahtwiderstand. Es reicht aus, die Powerbank kurzzeitig mit Strom bis zu 2A zu laden, und es scheint, dass es fast jedem passt, aber an einem harten Winterabend hatte er nichts zu tun, als er am Neujahrstisch saß und der Autor die Idee hatte, eine elektronische USB-Last herzustellen.
Der Schal wurde in nur einer halben Stunde entworfen.
Eine weitere halbe Stunde wurde für Drucken, Übertragen, Ätzen, Verzinnen und Bohren aufgewendet. Dies ist ein ziemlich zeitaufwändiger Prozess.
Als Ergebnis wurde ein anderes, sehr gutes Design geboren, das für Wiederholungen sicher empfohlen werden kann.
Schauen wir uns zunächst die Hauptmerkmale unserer aktuellen elektronischen Last an.
Betriebsspannungsbereich von 4 bis 15-20 V;
Der Stromeinstellbereich reicht von 0 bis 5 A, abhängig vom Widerstand und der Leistung des Stromshunts.
Maximale Nennleistung 20 W, kurzfristige Spitzenleistung bis zu 40 W.
Die Last benötigt keine externe Stromquelle, sondern wird direkt über den USB-Anschluss mit Strom versorgt, der geladen werden muss.
Betrachten wir das Prinzip einer ähnlichen Last, nur bei einer viel größeren Leistung. Kurz gesagt, wir haben einen Operationsverstärker, der die von der Referenzquelle erzeugte Spannung mit der Spannung vergleicht, die dem Stromsensor angesichts eines niederohmigen Widerstands entnommen wird.
Wir haben die Möglichkeit, die Spannung von einer Referenzquelle durch Drehen eines variablen Widerstands zwangsweise zu ändern.
Dies verletzt das Gleichgewicht zwischen den Eingängen des Operationsverstärkers, und er versucht seinerseits durch Ändern seiner Ausgangsspannung, die Spannung zwischen den Eingängen auszugleichen.
Das Ändern der Ausgangsspannung vom Operationsverstärker führt zu einer Änderung des Widerstands des offenen Kanals des Transistors und folglich zu einer Änderung des Stroms in der Schaltung.
Es ist wichtig zu betonen, dass dies ein Stromstabilisator ist und sich der eingestellte Wert abhängig von der Spannung nicht ändert. Dies ist sehr wichtig. All diese Vorteile ermöglichen es, unsere Last zu verwenden, um die Batterien mit einem stabilen Strom zu entladen, um die Kapazität zu identifizieren. Der Bereich der Versorgungsspannungen ist recht breit. Die Spannung kann bis zu 30 V an die Schaltung angelegt werden, der Autor rät jedoch davon ab, da Verstöße beim Betrieb einzelner Knoten möglich sind. Die maximal zulässige Verlustleistung der Last beträgt 40 W, jedoch nur, wenn eine aktive Kühlung und ein ziemlich massiver Strahler für den Transistor vorhanden sind und bis zu 20 W für eine solche Last völlig sicher sind.
Damit die Last diese 20 W Leistung für lange Zeit in Form von Wärme abführen kann, wird wiederum ein kleiner Lüfter benötigt.
Über die Kühlung. Da der Autor den Dual-Operationsverstärker-Chip lm358 verwendete und die Lastschaltung selbst nur aus einem Element besteht, blieb der zweite Kanal frei.
Ohne nachzudenken, entschied sich der Autor für das zweite Element, einen einfachen Temperaturregler für die Lüfterdrehzahl zusammenzubauen, der unseren Transistor tatsächlich kühlen wird.
Wenn sich der Transistor-Kühlkörper über die eingestellte Temperatur erwärmt, arbeitet der Lüfter. Später beschloss der Autor, diese Seite komplett aufzugeben. Es ist besser, den Lüfter direkt an die 5-V-Leitung anzulöten, er dreht sich ständig. Im Projektarchiv, das von diesem heruntergeladen werden kann, finden Sie eine Karte ohne thermische Einstelleinheit.
Es ist ratsam, einen 5-Volt-Lüfter zu verwenden, aber herkömmliche 12-Volt-Lüfter funktionieren auch gut mit 5 V, sodass ihre Verwendung zulässig ist.
Natürlich braucht der Lüfter einen kleinen und nicht den gleichen wie den des Autors. Leistungspfade des Leiterplattenautors reichlich verzinntes Lot.
Der Transistor wird auf einen kleinen Kühlkörper geschraubt (dies ist eine Pilotoption, in Zukunft wird ein größerer Kühler installiert und all dies wird durch einen Lüfter gekühlt).
Ein Leistungstransistor, bei dem die gesamte Leistung in Form eines Wärmefeldes abgeführt wird. Die Last arbeitet im linearen Modus und der Transistor hat es sehr schwer.
Aktueller Shunt.
Der maximale Laststrom hängt von seinem Widerstand und seiner Leistung ab. Der Autor empfiehlt die Verwendung von 2-5 W smd-Widerständen mit einem Widerstand von 0,05 bis 0,1 Ohm. Wenn keine leistungsstarken Widerstände zur Verfügung stehen, können Sie mehrere Teile mit geringerer Leistung parallel schalten oder normale niederohmige Ausgangswiderstände verwenden.
Und jetzt laden wir ein paar Powerbanks. Die erste Probe hat eine Kapazität von nur 2000 mAh und eine Leistung von 1 Lithium-Ionen-Batterie Standard 18650. Wir verbinden unsere Last über ein USB-Messgerät und erhöhen den Strom reibungslos, indem wir den variablen Widerstand auf der elektronischen Ladekarte drehen.
Der Ausgangsstrom der Powerbank beträgt ca. 1A. Beim Versuch, mehr Strom zu erhalten, fällt die Ausgangsspannung drastisch ab.
Das zweite Beispiel ist teurer, mit einer Kapazität von 10000 mAh, Leistung - 4 Lithiumbatterien im Format 18650. Wir laden den Ausgang auf die gleiche Weise. Der Ausgangsstrom beträgt ca. 1,2A.
Die dritte Probe wird mit 6 Batterien Standard 18650 betrieben, die Gesamtkapazität beträgt ca. 15000mAh. Der maximale Ausgangsstrom beträgt 2,6A. Wenn Sie noch mehr laden, fällt die Ausgangsspannung ab.
Diese Powerbank ist bisher die beste, ganze 2, 6A. Dies reicht aus, um 2-3 Smartphones oder Tablets gleichzeitig aufzuladen.
Wie bereits erwähnt, können Sie mit dieser Last die Ausgangseigenschaften der Netzteile überprüfen. Hier ist das Schnellladegerät 3.0 Ladegerät:
Es kann Strom bis zu 3A erzeugen. Überprüfen Sie, ob dies wahr ist?
Wie Sie sehen, hat der chinesische Hersteller erneut getäuscht, aber zu unseren Gunsten. Der Adapter erzeugt 3,5 A anstelle der deklarierten 3A, und das sind gute Nachrichten.
Nun, das ist alles. Danke für die Aufmerksamkeit. Bis bald!
Video: