Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Powerbank Schaltung


von Damian M. (hackintosh)


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Moin alle zusammen.

Habe durch ein Jahresprojekt in der Schule eine art "Powerbank 
Schaltung" machen müssen.

Jetzt wo ich fertig bin habe ich die Schaltung genommen und bessere 
Bauteile gefunden.
Will die Schaltung jetzt für mich selber mal nachbauen einfach so um 
dadurch auch bisschen zu lernen aber vor allem um spaß zu haben.
Dachte mir bevor ich die ganze Sache jetzt fertig bastel frage ich noch 
mal nach ob ich alles richtig gemacht habe.


Könnte jetzt auf anhieb selber nur sagen, das man ein Ersatzkondensator 
für
C1 & C6 nehmen könnte z.b. 57uF.


Data+ und Data - an dem ausgangs USB Port blieben bei mir einfach so 
ohne Kontakt. Hoffe dass das Endgerät trotzdem erkennt das es an einer 
Stromquelle angeschlossen ist oder weiß vielleicht einer ob ich dafür 
noch etwas machen muss?


>> Laut der Formel für Vout=Vref*(1-R1/R2) müsste meine Ausgangsspannung 5V 
betragen<<
R6 ist bei mir R1
R7 ist bei mir R2


Hier mal noch die Datenblätter beider IC's die verwendet werden :


TP4056:
https://dlnmh9ip6v2uc.cloudfront.net/datasheets/Prototyping/TP4056.pdf


G5177B:
http://www.gmt.com.tw/product/datasheet/EDS-5177B.pdf

: Verschoben durch Moderator
von Stefan F. (Gast)


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Wolltest du dazu eine Frage stellen?

von Damian M. (hackintosh)


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Stefan U. schrieb:
> Wolltest du dazu eine Frage stellen?

Meine Frage ist, ob ich die Schaltung so weit richtig gemacht habe ?
Genau so wie die Berechnung von Vout
Und die Geschichte mit Data + und Data -

von Timmo H. (masterfx)


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Um sich bei einem Gerät als Ladegerät (mit >= 1A) kenntlich zu machen 
musst du D+ und D- mit einem 120 Ohm Widerstand verbinden (viele 
Ladegeräte schließen die aber kurz)
Dann haben noch viele Handyhersteller sich kompliziertere Schaltungen 
ausgedacht:
https://www.maximintegrated.com/en/app-notes/index.mvp/id/5801

Es gibt auch ICs die einiges Automatisch machen: MAX14667, TPS2513, 
USB2534 CYUSB3324.

: Bearbeitet durch User
von Damian M. (hackintosh)


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Timmo H. schrieb:
> Um sich bei einem Gerät als Ladegerät (mit >= 1A) kenntlich zu machen
> musst du D+ und D- mit einem 120 Ohm Widerstand verbinden (viele
> Ladegeräte schließen die aber kurz)
> Dann haben noch viele Handyhersteller sich kompliziertere Schaltungen
> ausgedacht:
> https://www.maximintegrated.com/en/app-notes/index.mvp/id/5801

Der Ladestrom ergibt sich aber durch den Widerstand der Verbrauchers?
Was haben Data+ & - damit zu tun ?

von Timmo H. (masterfx)


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Damian M. schrieb:
> Der Ladestrom ergibt sich aber durch den Widerstand der Verbrauchers?
> Was haben Data+ & - damit zu tun ?
Öhm normalerweise ja. Wir reden hier aber von USB Geräten (also Handy 
etc). Die haben Laderegler eingebaut dessen Stromaufnahme entsprechend 
der Norm geregelt werden kann.

Diese Geräte können auch in ein PC gesteckt werden und dürfen nicht ohne 
zu Fragen einfach saugen was sie wollen.
Da laut USB-Spezifikation ein Gerät sich vorher beim Host anmelden muss 
(und die Freigabe erhalten muss) um > 100mA beziehen zu dürfen.

Ein Ladegerät oder Powerbank soll aber günstig sein und möglichst wenig 
Intelligenz enthalten weil das Geld kostet. Also hat man sich eben den 
kostengünstigen Trick ausgedacht, an D+ und D- Spannungspegel anzulegen 
um ein "dummes" Ladegerät bauen zu können.
Steckst du ein Handy an die Powerbank/Ladegerät guckt es wie D+ und D- 
aussehen und wenn sie entsprechend geschaltet ist, weiß das gerät "ahh 
ein Ladegerät mit 1A".
Wenn aber erkannt wird dass es sich um ein PC Handelt muss erst lieb 
gefragt werden "darf ich bitte 500mA ziehen?" und wenn der PC sagt "nö" 
dann darf es eben nur max 100mA ziehen.

Wenn du dein Handy ein deine Powerbank steckst in der D+ und D- 
unbeschaltet sind, wird es auch nicht mit dem maximal möglichen Strom 
laden sondern nur 500mA. Ist D+ und D- kurzgeschlossen sieht das gerät 
"ahh ich darf 1A" und dann gibts eben noch die speziellen Beschaltungen 
um bis zu 2A saugen zu können, dazu gibt es aber eben keinen richtigen 
Standard.

: Bearbeitet durch User
von m.n. (Gast)


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Timmo H. schrieb:
> Wenn du dein Handy ein deine Powerbank steckst in der D+ und D-
> unbeschaltet sind, wird es auch nicht mit dem maximal möglichen Strom
> laden sondern nur 500mA. Ist D+ und D- kurzgeschlossen sieht das gerät
> "ahh ich darf 1A" und dann gibts eben noch die speziellen Beschaltungen
> um bis zu 2A saugen zu können, dazu gibt es aber eben keinen richtigen
> Standard.

Das ist ja alles ganz nett geschrieben, aber warum liefern meine 
Powerbanks volle 2 A am Ausgang und lassen sich auch mit 1 - 2 A laden, 
selbst wenn nur + und - angeschlossen sind?
Die Lade-/Entladestöme hängen bei mir nur von Querschnitt und Länge der 
Anschlußleitung ab: kurze Leitung + hoher Querschnitt = hoher Strom.

von Stefan F. (Gast)


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Das hängt alles sehr von den jeweiligen Geräten ab. Es gibt keinen 
einheitlichen Standard.

von Horst (Gast)


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Ich glaube bei Applegeräten müssen die Datenpins auf 1,2V oder so 
gezogen werden, schau am besten nochmal nach.

von Damian M. (hackintosh)


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Ok danke euch allen für eure Zahlreichen antworten.

Suche jetzt einfach eine "primitive" Allgemeinlösung, mit dem ich alle 
Geräte laden kann.

Frage dazu :

Was muss zwischen Data+ & Data - ?
Also welcher Widerstand ?
Oder ist der überflüssig ?

von m.n. (Gast)


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Damian M. schrieb:
> Was muss zwischen Data+ & Data - ?

Laß diese Leitungen einfach unbeschaltet.

Leider hat Deine obige Schaltung wie alle PBs den Nachteil, daß 
unterhalb eines Mindeststromes (hier wohl 100 mA) der Ausgang 
abgeschaltet wird.
Du hast mit Deinem Aufbau damit absolut nichts gewonnen :-(

von Timmo H. (masterfx)


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m.n. schrieb:
> Das ist ja alles ganz nett geschrieben, aber warum liefern meine
> Powerbanks volle 2 A am Ausgang und lassen sich auch mit 1 - 2 A laden,
> selbst wenn nur + und - angeschlossen sind?
Vermutlich weil du kein "intelligentes" Gerät da anschließt. Natürlich 
ziehen die so viel wie sie können oder die Powerbank liefern kann. Ein 
Handy wird es aber nicht ziehen weil es nicht weiß wo es dran hängt wenn 
die Datenpins unbeschaltet sind. Es geht dann von einem 500mA standard 
Ladegerät aus. Hänge einfach ein power Meter dazwischen und dann siehst 
du es.

Viele Handys erkennen auch erkennen auch einen zu hohen Spannungsabfall 
über den Leitungen. Wenn die Spannung auf unter 4.75V sinkt schalten sie 
eine Ladestufe runter (z.B. von 800mA auf 500mA).
Darum geben auch viele "gute" Ladegeräte die viel Strom liefern am 
Ladegerät 5.2V raus um den Spannungsabfall über der USB-Leitung zu 
kompensieren.

: Bearbeitet durch User
von m.n. (Gast)


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Was ist denn ein "power Meter"?

Timmo H. schrieb:
> Viele Handys erkennen auch erkennen auch einen zu hohen Spannungsabfall
> über den Leitungen.

Mit 4-Draht Messung? Ich bitte Dich!

> Darum geben auch viele "gute" Ladegeräte die viel Strom liefern am
> Ladegerät 5.2V raus um den Spannungsabfall über der USB-Leitung zu
> kompensieren.

Wenn da irgendein Funke "Intelligenz" im Spiel wäre, könnte die 
Ladeelektronik auch mit 4,7 V einen hohen Ladestrom zur Verfügung 
stellen.
Anstatt hier wilde Vermutungen zu äußern, nenne doch einfach mal ein 
paar dieser Wundergeräte namentlich, daß man das auch nachvollziehen 
kann.
Billige Technik soll vor allem eins sein, billig.

von Stefan S. (chiefeinherjar)


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m.n. schrieb:
> Timmo H. schrieb:
>> Viele Handys erkennen auch erkennen auch einen zu hohen Spannungsabfall
>> über den Leitungen.
>
> Mit 4-Draht Messung? Ich bitte Dich!

Dass DAS HANDY die Eingangsspannung überwacht und ggf herunterschaltet 
ist doch kein Hexenwerk.

Wenn das Handy misst, dass am Eingang nur noch 4,6 Volt anliegen, dann 
ist es doch nur logisch den Ladestrom zu reduzieren.

Und was heißt hier "Fluke Intelligenz" - die Ladegeräte geben einfach 
GRUNDSÄTZLICH eine etwas höhere Spannung aus - nix mit 
Fluke-Intelligenz. Gemessen wird am Handy und dort wird bei Bedarf die 
StromAUFNAHME reduziert.

: Bearbeitet durch User
von Damian M. (hackintosh)


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Also was ist denn jetzt nur Sache :D ?
Data + & - so lassen oder nicht ?

von nur zufällig hier (Gast)


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Das hängt von den Geräten ab die dort dran hängen.

Artige Geräte wollen dort was sehen bevor sie sich trauen dort mehr als 
x mA fließen zu lassen. Und die stoppen auch wenn die Spannung unter 4,x 
V fällt.

Bösen Geräten (USB Sockenwärmer o.ä.) ist das egal, die lassen soviel 
Strom fließen wie geht (oder wie sie max. wollen). Bis die Power Bank 
bei Akku lehr abschaltet oder (wenn die Power Bank die Verbindung zum 
Akku nicht trennt wenn der Akku unter 3 V fällt) bis der Akku leer (0V) 
ist.

von nur zufällig hier (Gast)


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BTW: Deine scheint überhaupt keinen Schutz vor Tiefentladung der Akkus 
zu haben.

von Damian M. (hackintosh)


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von Armin X. (werweiswas)


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Mach die genannten Widerstände rein.
Die meisten Handys wollen wenigstens diese sehen ehe mit mehr als 500mA 
geladen werden soll.
Meins kriegt sogar während der Nutzung(surfen) noch nicht mal den 
Eigenverbrauch aus einer billig Powerbank ohne Widerstände gezogen...
Bevor Nachfragen/Vermutungen kommen: Nein, die Spannung bricht nicht 
ein.

: Bearbeitet durch User
von Damian M. (hackintosh)


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Armin X. schrieb:
> Mach die genannten Widerstände rein.
Welche genannten Widerstände denn ?

von Timmo H. (masterfx)


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120 Ohm (nach USB Spec) bzw. D+ D- verbinden (üblich). Willst du Samsung 
oder Apple laden lies die Links. Willst du nahezu alles optimal laden 
kaufe eines der genannten ICs. Und im besten Fall baust du noch einen 
Tiefenentladungsschutz ein. Dafür gibts ja auch fertige ICs

Oder du kaufst halt gleich etwas fertiges:
https://www.aliexpress.com/item/Free-ship-DIY-Kit-Dual-USB-5V-1A-2A-LCD-display-Mobile-Power-Bank-shell-18650/32288017680.html

https://www.aliexpress.com/item/5V1A-2A-Mobile-Power-Bank-Charger-Module-Step-Up-Power-Boost-Supply-Circuit-PCB-Board-Charging/32807277124.html

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: Bearbeitet durch User
von Damian M. (hackintosh)


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von Damian M. (hackintosh)


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Timmo H. schrieb:
> 120 Ohm (nach USB Spec) bzw. D+ D- verbinden (üblich). Willst du Samsung
> oder Apple laden lies die Links. Willst du nahezu alles optimal laden
> kaufe eines der genannten ICs. Und im besten Fall baust du noch einen
> Tiefenentladungsschutz ein. Dafür gibts ja auch fertige ICs
>
> Oder du kaufst halt gleich etwas fertiges:
> 
https://www.aliexpress.com/item/Free-ship-DIY-Kit-Dual-USB-5V-1A-2A-LCD-display-Mobile-Power-Bank-shell-18650/32288017680.html
>
> 
https://www.aliexpress.com/item/5V1A-2A-Mobile-Power-Bank-Charger-Module-Step-Up-Power-Boost-Supply-Circuit-PCB-Board-Charging/32807277124.html
>
> 
https://www.aliexpress.com/item/3pcs-5V-2-1A-Power-Bank-Charger-Module-Charging-Circuit-Board-PCB-Step-Up-Boost-Power/32793229836.html

Das sind ja aber alles fertige Platinen, ich will aber eine Selber bauen 
um halt daraus zu lernen.

von Timmo H. (masterfx)


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Damian M. schrieb:
> Das sind ja aber alles fertige Platinen, ich will aber eine Selber bauen
> um halt daraus zu lernen.
Ja ist ja auch schön und gut. Aber du bist ja scheinbar 
beratungsresistent und wolltest trotz mehrfach genannter Quellen nicht 
deine Datenpins beschalten um zumindest einigermaßen die Standard USB 
Geräte schnell laden zu können.

Also wenn du es selbst machen willst bitteschön, aber dann finde dich 
damit ab dass du specs und app/Designnotes lesen und verstehen musst. 
Ist doch alles frei zugänglich

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