Приключения с TP4056

Однажды передо мной стала задача сделать пару различных устройств с автономным питанием, то есть переносных. Конечно, в качестве питания я выбрал удобные Литий-Ионные аккумуляторы формата 18650, а для их защиты я решил использовать «народную» плату защиты-зарядки TP4056.

При своей невысокой цене (где-то с полдоллара), плата зарядки с защитой TP4056 очень удобна при создании различных самодельных устройств.

Во-первых она является готовым зарядным устройством для литиевого аккумулятора. Для заряда батареи необходимо подать 5 вольт на разъём Micro-USB, или на контактные площадки рядом с ним. Зарядный ток можно подрегулировать путём замены бескорпусного резистора R3, но я решил что в моём случае это не требуется: вред аккумулятору может нанести только слишком большой зарядный ток. Я буду использовать аккумуляторы большой ёмкости (16850, около 3000 mAh), так что для них зарядный ток будет даже немного маловат. А малый зарядный ток может ухудшить только длительность заряда аккумулятора, а это для меня не самая важная задача. По умолчанию зарядный ток в этой плате равен 1 амперу, а при обычной скорости зарядки 1C это примерно соответствует обычному литиевому аккумулятору 1000mAh.

Во-вторых, последняя модификация этих плат имеет защиту аккумулятора:

• от чрезмерного разряда аккумулятора (схема отключает аккумулятор при разряде аккумулятора до 2.8 вольт)
• от чрезмерного заряда (возможно это часть зарядного устройства. Предел заряда — 4.2 вольт)
• от чрезмерной нагрузки или короткого замыкания.

На рисунках приведены схемы включения двух вариантов плат TP4056 — без защиты и с защитой. Я стараюсь во всех своих самоделках использовать плату именно с защитой аккумулятора.

История проблемы:

На первом этапе сборки устройства, конечно мне было лень впаивать выключатель. Однако для дальнешего удобства замены вышедшего из строя аккумулятора, я воспользовался контейнером-кассетой для аккумулятора 18650.

Подключение я производил по приведённой ниже схеме. Справа — бустер — повышатель напряжения батареи до 5 вольт, необходимых для питания Ардуино. Вместо выключателя я вынимал аккумулятор 18650 из контейнера.

Как правило, в результате такого включения TP4056 на выходе выдавал напряжение около 0.5 вольта, вместо 4.2 положенных (по крайней мере настолько была заряжен аккумулятор), и этот факт не давал мне рассматривать такую схему питания как надёжную. Нужно было срочно искать выход, найти другой надёжно работающий способ питания Ардуино.

Интересен тот факт, что эта ситуация повторилась, когда я заменил модуль TP4056 на простую плату защиты без зарядного устройства (Отдельное спасибо другу Павлу, предоставившему модуль для тестов). Такие простенькие модуляи обычно встраивают в аккумуляторы мобильных телефонов.

Разгадка пришла так же внезапно, как и появилась проблема! Моя ошибка была в том, что я рассматривал модуль TP4056 как часть моего устройства, а аккумулятор как сменный, отчуждаемый элемент. На самом же деле — модуль TP4056 вместе с аккумулятором составляют единый модуль питания, и уже этот комплекс нужно отсоединять от остальной схемы при выключении устройства. Когда я поставил выключатель, как показано на схеме ниже — всё заработало надёжно!