火曜日の分解: ポータブルパワーバンクとソーラー充電器

Jan 08, 2024

この分解火曜日では、リチウムイオン電池を内蔵した Hiluckey ソーラー充電器の中身を見ていきます。

警告！ （危険！）

リチウムイオン電池を搭載したデバイスを開けるのは危険な場合があります（苦労してわかったので）。 このようなバッテリーをこじって取り出すときにショートさせたり、ドライバーで穴を開けたりしないように十分注意してください。 また、曲げるのは非常に悪いです...押しつぶすのも同様です...地面に投げるのは...ああ、ゴミ箱に入れないでください!

ポータブルパワーバンクは、外出先でも簡単に充電できるように設計されています。 これにソーラー充電機能を組み合わせると、屋外用に作られたポータブル充電が可能になります。

ソーラー充電器には、内蔵リチウムイオン電池を充電するための統合ソーラーパネルが含まれています。 屋外での使用を想定して設計されているため、防雨・防塵・耐衝撃に優れています。

充電器には非常に明るい LED 光源も組み込まれています。 ユニットの側面にはライトのオン/オフを切り替えるためのボタンがあり、ユニットの上面には 2 つの USB A ポートと外部電源から充電するためのマイクロ USB コネクタがあります。

充電器の前面には、現在のソーラーレベルとバッテリーが充電されているかどうかを示す LED があります。

ソーラーチャージャーの裏面には電気特性に関する技術情報や企業情報が記載されています。 これによると、このユニットは 5V @ 2.1A を供給でき、10000mAh の容量があるため、ユニットはおよそ 4.76 時間 2.1A を吐き出すことができます。 これはモバイルデバイスにとって非常に優れています。

ただし、5V / 1A が充電用の入力電流に関連していると仮定すると、バッテリーが (空の状態から) 充電するには 10 時間かかります。 ここに示されている太陽電池が 1A の充電容量を供給できる可能性は低いことを考慮すると、完全に充電するには晴れた日で 2 日かかる可能性があります。

ユニットは 4 本のネジ (各隅に 1 本ずつ) で固定されており、ネジ穴にぴったりと収まる小さなプラスチックのストッパーで保護されています。

防水・防塵機能は、ケースの両半分の間にオレンジ色のゴム膜が挟まれているためです。 ネジを外すと 2 つの部分が分離され、内部コンポーネントが露出します。

充電器の内部には、回路を備えた PCB、大型リチウムイオン電池、太陽電池が現れます。

バッテリーの定格は 3.7A (容量 10000mAh)、太陽電池の名称は RESUN-SOLAR 107-61 V5 です。 Google で簡単に検索すると、この太陽電池は 6V @ 1W (170mA) で、バッテリーが切れた状態から充電するには、最低 49 時間の日光が必要であることがわかります (光が太陽電池を完全に飽和させるのに十分であると仮定して)。

そのため、この太陽電池は、使用していないときの「おまけ」のようなもので、バッテリーを使用する必要があるときに、ソーラー充電によって追加の実行時間を提供します。 (他のすべての電源が低下したときに、電話をさらに 2 分間使用できることについては文句は言わないでしょう。)

ここにあるリチウムイオン電池は、ケースの底まで粘着性の発泡体で貼り付けられています。

バッテリーを取り外すのは難しく、リチウムイオンバッテリーの安全性に関する記事全体を書いているにもかかわらず、私は先のとがったドライバーを使ってバッテリーをこじ開けています。 火花、衝撃音、そして煙が発生したため、発火する可能性があるため、バッテリーを作業場から放り出しました（これは10000mAhのバッテリーなので、かなりの量が必要であることを思い出してください）。 幸いなことに、バッテリーは正常で、私の劇的な反応は他の誰にも見られなかったので、私の尊厳は次の日まで保たれました。

リチウムイオン電池には LL 126090P 3.7V という名称があり、Google で簡単に検索すると、この電池は記載されている 10000mAh の容量ではなく、8000mAh 電池であることがわかります。

メイン PCB は両面 FR4 PCB で、多くの厚いトレース、銅の流し込み、コンポーネントが含まれています。

PCB の上面には、2 つの USB A メス コネクタと 1 つのマイクロ USB 充電ポートが表示されます。 上面には、インダクタ、コンデンサ、ダイオード、トランジスタ、抵抗などの多数のコンポーネントもあります。

2 つの IC のうちの 1 つは、N 型および P 型 MOSFET で構成されるパワー ドライバーである TC4606 です。 8 ピン SOP パッケージに組み込まれた 2 つの MOSFET は、ラップトップ、ノートブック、モバイル デバイスなどの低電力設計に適した電源回路で使用できます。

PCB の上面にある 2 番目の IC は、マークのない 14-SOP パッケージです。 リチウムイオン充電サイクルの複雑さ、起動するには LED ボタンをしばらく押し続ける必要があること、充電を示す派手な LED ディスプレイから、この IC はマイクロコントローラーである可能性が最も高くなります。 この充電器のメーカーが、リバース エンジニアリングを妨げるために、マイクロコントローラーのサプライヤーにマークのない IC を供給してもらった可能性は十分にあります。

PCB の下側を見ると、LED ライトがマトリックス状に配置された複数の白色 LED で構成されていることがわかります。 低電圧にもかかわらず、関係する大電流 (たとえば 2.1A) には太い配線が必要であり、この PCB の設計者は電流容量を増やすために配線にはんだを使用しました。 このようなトレースの抵抗が低いと全体の抵抗が減少し、その結果、電流の流れによる加熱効果が減少し、電圧降下も減少します。

このソーラー充電器は、バッテリー充電器のような単純なものであっても、多くの設計上の考慮事項を考慮する必要があるため、複雑になる可能性があることを示しています。

正しい充電サイクルを監視するには、マイクロコントローラーを使用する必要があります。 防塵にはゴム製のシーラントを使用する必要があり、ネジもゴム製インサートを使用して湿気から遠ざける必要があります。

この充電器はよくできていて、バッテリーの定格が 8000mAh しかないとしても、省電力モードに設定されているモバイル デバイスとしては十分な容量です。

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