Pb-Powerbank

Die Powerbank in Benutzung. Ein kleines, rechteckiges graues Kästchen steckt auf den Kontaktfahnen eines Blei-Gel-Akkus. Auf der linken Seite ist ein USB-Kabel eingesteckt, oben sieht man einen grauen Einschalter neben einer grünen Betriebs-LED.
Die Oberseite des Gehäuses wurde entfernt, wodurch man die innenliegende Platine sieht. Auf der Platine sind die drei USB-A-Buchsen, der Schalter, die grüne LED und einige Elektrolytkondensatoren zu sehen. Auf der Vorderseite sieht man die auf der Platinenunterseite angelöteten Batteriekontakte und die nötigen Löcher im Gehäuse.

In Vorbereitung auf ein paar Tage ohne Zugang zum Stromnetz entstand dieses mobile Ladegerät um einen 12 V-7 Ah-Blei-Gel-Akku. Die Schaltung wird dafür auf die 6,3 mm-Kontakte aufgesteckt und stellt dann drei USB-Ports zur Verfügung. Eine Ladeschaltung ist nicht vorhanden, aber die Batteriekontakte sind ja sowieso noch zugänglich.

Der Schaltplan um den MCP16322 als Tiefsetzsteller. Ein LM393 mit TL431 als Referenz sorgt für Unterspannungs- und Überstromabschaltung. Der Schaltplan um den MCP16322 als Tiefsetzsteller. Ein LM393 mit TL431 als Referenz sorgt für Unterspannungs- und Überstromabschaltung.
Der Schaltregler um einen MCP16322 ist so einfach wie möglich gehalten. Ein Doppelkomparator dient als Tiefentladeschutz und Überstromabschaltung.
Die Unterseite der Platine, die keinen Lötstopplack hat. Auffällig sind größere Lötstellen für die Montagepins der USB-Buchsen und die Flachsteckkontakte (die einfach normale Crimp-Kontakte für Kabel sind). Das Schaltregler-IC ist ein winziges QFN nahe der Mitte der Platine, umgeben von der etwas größeren Spule und ein paar Kondensatoren. Die auf der Oberseite sitzenden USB-Buchsen schauen unten unter der Platine hervor.
Die Überstromabschaltung allerdings war zu empfindlich. Nachdem ich das mit zusätzlichen Masseverbindungen auf der Platine zu beheben versuchte (das Layout ist schließlich nur einseitig und daher nicht optimal), deaktivierte ich sie durch Kurzschließen von R10. Der Schaltregler ist durch seinen Current-Mode-Betrieb nach wie vor geschützt.

Schaltplan und Layout als KiCad-Projekt finden sich hier.

Veröffentlicht am 4.6.2016 in #Wochenendprojekt, #Hardware, #analog und #Schaltregler. Zuletzt aktualisiert am 19.6.2022.