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历经数月打磨的双向快充模块,摩拜充电宝的“左膀右臂”

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发表于 2021-3-15 08:47:41 来自手机浏览器 | 显示全部楼层 |阅读模式

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本帖最后由 杨年 于 2021-3-27 09:27 编辑

IMG_8667.JPG
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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。
IMG_8690.JPG

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。
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两个模块以及前后面板的空PCB
IMG_8634.JPG

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。
IMG_8638.JPG

把后面板与主模块焊接在一起。
IMG_8644.JPG

半成品的样子出来了,空间还是挺紧凑的。
IMG_8647.JPG

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。
IMG_8635.JPG

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。
IMG_8662.JPG
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连接后的效果。
IMG_8651.JPG

焊接前面板排线。
IMG_8655.JPG

通电测试,两红灯代表两路电源正常。
IMG_8658.JPG

一整套模块展开后的样子。
IMG_8659.JPG

后面开始加装外壳。
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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%。
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IMG_8665.JPG

QC 12V充电输入最大功率约为23W,此时前面板20W指示灯亮起。
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实际充进电池的功率约为21W,效率约90%。
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玩具示波器测得纹波在40mV以下。
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IMG_8672.JPG

PD 20V充电输入最大功率约为41W,此时前面板40W指示灯亮起。
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实际充进电池的功率约为37W,效率约90%。
IMG_8675.JPG

玩具示波器测得纹波在60mV以下。
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再来看看放电模块,两个C口协议检测,A口就不展示了。
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先单路设定60W负载,两路共同分担120W。
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负载显示情况。
IMG_8686.JPG

继续加大负载,此时充电宝总输出有达到宣传的150W输出。
IMG_8685.JPG

负载显示情况。
IMG_8687.JPG

不考虑模块转化损耗大于160W充电宝就过功率保护了。
IMG_8692.JPG


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:
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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。
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A口的极限输出功率
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C口的极限输出功率
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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
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魅族PRO5充电测试
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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
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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。
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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
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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。
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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。
原理图.zip (160.94 KB, 下载次数: 14, 售价: 10 M币)

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发表于 2021-3-15 09:48:46 | 显示全部楼层
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?
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 楼主| 发表于 2021-3-15 11:10:33 来自手机浏览器 | 显示全部楼层
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。
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发表于 2021-3-15 15:37:43 | 显示全部楼层
你这个DIY难度太大,还是我这个20元搞定的适合普通人。

6.jpg
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 楼主| 发表于 2021-3-15 16:11:31 来自手机浏览器 | 显示全部楼层
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
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发表于 2021-3-16 08:52:41 | 显示全部楼层
这个设计的真不错、。
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 楼主| 发表于 2021-3-16 13:08:57 来自手机浏览器 | 显示全部楼层
hbliwww 发表于 2021-3-16 08:52
这个设计的真不错、。

感谢支持!
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发表于 2021-3-16 13:20:44 | 显示全部楼层
认真细致的人
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 楼主| 发表于 2021-3-16 16:49:04 来自手机浏览器 | 显示全部楼层
dengyue008 发表于 2021-3-16 13:20
认真细致的人

感谢支持!
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发表于 2021-3-16 22:44:13 | 显示全部楼层
叠放在摩拜上感觉实用  
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 楼主| 发表于 2021-3-17 10:17:42 来自手机浏览器 | 显示全部楼层
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。
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发表于 2021-3-21 21:05:09 | 显示全部楼层
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。
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 楼主| 发表于 2021-3-22 00:17:50 来自手机浏览器 | 显示全部楼层
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
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发表于 2021-3-23 09:59:29 | 显示全部楼层
摩拜充电宝  摩拜电动车上拆的吗?
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发表于 2021-3-23 11:09:50 | 显示全部楼层
做得非常漂亮。
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发表于 2021-3-23 11:37:17 | 显示全部楼层
设计成底座式的更好。。
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 楼主| 发表于 2021-3-23 12:12:31 来自手机浏览器 | 显示全部楼层
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。
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 楼主| 发表于 2021-3-23 12:13:10 来自手机浏览器 | 显示全部楼层
hbwwm 发表于 2021-3-23 11:09
做得非常漂亮。

感谢支持!
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 楼主| 发表于 2021-3-23 12:13:48 来自手机浏览器 | 显示全部楼层
jpdd521 发表于 2021-3-23 11:37
设计成底座式的更好。。

感谢建议!
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发表于 2021-3-23 21:17:04 | 显示全部楼层
厉害了~~~谢谢分享
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