历经数月打磨的双向快充模块，摩拜充电宝的“左膀右臂”

杨年

历经数月，利用零碎时间，从最初的设想到逐渐变为现实，期间有过放弃的想法，但最终还是坚持完成了这项小挑战。
为什么是项小挑战？此时的我才学会画2层PCB没多久就要设计两块PCB相连的一个小模块，这要考虑到两块PCB板之间在空间有限的情况下元器件之间不能有冲突，要完全按照金属外壳的尺寸设计，显然空间会更加紧凑。


一开始没有自主设计能力，网上买了个卖的比较好的基于TL494的升压模块进行研究抄板，很适合12V或20V升至25.2V给摩拜充电宝进行充电。


两个模块以及前后面板的空PCB


焊好后的成品，这里省略焊接及调试测试过程。简单说下，充电模块就是基于TL494的那块抄板再加上一些QC PD诱骗以及指示灯电路，放电模块就是两路基于SW3518S 100W+100W输出模块。


把后面板与主模块焊接在一起。


半成品的样子出来了，空间还是挺紧凑的。


接下来焊接前面板和后面板，前面板有7颗LED用来充电情况的指示，还有两片排线用来连接模块。


然后再焊接后面板，两个镀金铜针与充电宝香蕉口相连，DC头与DC母口相连。



连接后的效果。


焊接前面板排线。


通电测试，两红灯代表两路电源正常。


一整套模块展开后的样子。


后面开始加装外壳。



接入充电宝再次测试正常。
接下来测试模块的充放电情况，充电宝电量约为75%。



QC 12V充电输入最大功率约为23W，此时前面板20W指示灯亮起。


实际充进电池的功率约为21W，效率约90%。


玩具示波器测得纹波在40mV以下。



PD 20V充电输入最大功率约为41W，此时前面板40W指示灯亮起。


实际充进电池的功率约为37W，效率约90%。


玩具示波器测得纹波在60mV以下。


再来看看放电模块，两个C口协议检测，A口就不展示了。


先单路设定60W负载，两路共同分担120W。


负载显示情况。


继续加大负载，此时充电宝总输出有达到宣传的150W输出。


负载显示情况。


不考虑模块转化损耗大于160W充电宝就过功率保护了。



最后：多次打样多次改版多少个日夜才有了我手里的梦想作品，有想法是好的，看你能不能坚持去实现。虽然还有一些改进的地方但已经完全够自己使用了，以上仅为个人小作品的创作分享，家里的两个摩拜充电宝不再吃灰了，哈哈！谢谢观看！




3.23第二次编辑：

没想到竟然“申精”通过了！感谢数码之家对我这个新坛友的支持和鼓励，我会继续把自己的一些小创作分享给大家！谢谢！
好了，难得是精华贴，我再补充一些此模块的一些细节，讲之前先说一下我手里的摩拜充电宝的由来和模块的构思：记得去年6、7月份有看到坛友59元购入17100mAh的摩拜充电宝，25W充电150W输出还送充电器，觉得这个150W改装潜力很大，就买了2个，到了之后由于充电宝自带的USB充电口是基于UP9616支持联发科MTK PE快充协议的，就先给魅族手机充电测试兼容性，发现充电不正常老是过流断电保护，于是就拆开换了个检流电阻就正常了，具体教程可以查看我之前发的帖。USB口部分搞定就找了个快充模块测试充电宝香蕉口的输出情况，这里就不上图了，也能正常快充甚至能给笔记本电脑供电，好，香蕉口没问题，剩下就是充电部分，25W充电3小时左右充满速度还是可以的，不过出门老带个单一充电器实在不方面，何不自己做个充电模块+快充输出模块二合一？虽然出门也要多带这个模块但可以实现双向充电，且兼容PD QC充电，兼容通用性得到提高，于是就有了我之前发的帖子，从开始抄电路研究到现在，零零碎碎几个月时间给做出来了。

废话一箩筐，现在开始补充一下细节：



补一下A口的协议检测，都是一些很常见的快充协议，这得多亏SW3518S的多协议。


A口的极限输出功率



C口的极限输出功率


设计之初就考虑到作为桌充，65W氮化镓充电器作为输入电源，模块内部有个ip2721芯片把充电器诱骗至20V给整个模块及负载供电



魅族PRO5充电测试


当然了，还有一个最主要的功能就是边充边放了
下面说一下模块的一些元器件




SW3518S模块电源输入部分有P MOS 和肖特基作为双电源切换输入，不会相互倒灌干扰，还有两颗主芯片SW3518S，这个芯片不知道被我烧坏（基本都是静电及漏电击穿）了多少颗，烧的都是钱。然后开关管选的是AON7544，导通内阻还是挺低的。


输出部分就是1770大电感，合金贴片电阻及固态电容等，Type-C母座沉板


TL494充电模块就是90%照抄，然后加入一些个人元素就成自己的了（还要不要脸）。后续有时间再设计一款基于SC8801同步升降压的模块。


大面积开窗增强散热

下面就是原理图部分，可以看一下




原理电路图感兴趣的朋友可以下载参考一下，PCB由于有些细节部分设计不合理就不上传了。
（之前的原理图有问题，现在为最新原理图）


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毁灭者e5

设计上挺漂亮的 空间利用率也不错 DC部分反面贴硅脂垫导热到外壳会不会更好？

杨年

毁灭者e5 发表于 2021-3-15 09:48
设计上挺漂亮的 空间利用率也不错 DC部分反面贴硅脂垫导热到外壳会不会更好？ ...

是的，加导热垫会更利于散热。

fryefryefrye

你这个DIY难度太大，还是我这个20元搞定的适合普通人。

杨年

fryefryefrye 发表于 2021-3-15 15:37
你这个DIY难度太大，还是我这个20元搞定的适合普通人。

哈哈，简单粗暴

hbliwww

这个设计的真不错、。

杨年

hbliwww 发表于 2021-3-16 08:52
这个设计的真不错、。

感谢支持！

dengyue008

认真细致的人:praise:

杨年

dengyue008 发表于 2021-3-16 13:20
认真细致的人

感谢支持！

sd-song

叠放在摩拜上感觉实用  

杨年

sd-song 发表于 2021-3-16 22:44
叠放在摩拜上感觉实用

感谢支持！DIY成本较大，体积也较大。

chenxianping

这么复杂，要是我就直接把电芯抠出来，买一套空壳套料装进去。因为我不会设计板子。

杨年

chenxianping 发表于 2021-3-21 21:05
这么复杂，要是我就直接把电芯抠出来，买一套空壳套料装进去。因为我不会设计板子。 ...

哈哈，那样能省不少事，我就是喜欢钻研折腾，嘻嘻

szset99

摩拜充电宝  摩拜电动车上拆的吗？

hbwwm

做得非常漂亮。

jpdd521

设计成底座式的更好。。

杨年

szset99 发表于 2021-3-23 09:59
摩拜充电宝  摩拜电动车上拆的吗？

之前市场流出来淘宝卖的，现在还有卖。

杨年

hbwwm 发表于 2021-3-23 11:09
做得非常漂亮。

感谢支持！

杨年

jpdd521 发表于 2021-3-23 11:37
设计成底座式的更好。。

感谢建议！

sadfun

厉害了~~~谢谢分享