Модуль для повербанка с самым высоким КПД на TPS61088A

И всем добрый вечер.

Однажды вечером решил я найти применение блоку из 4 прямоугольных акб li-ion от ноутбука, в состоянии практически новых. Кроме как сделать повербанк своими руками ничего в голову не пришло, знаю, что тема заезженная, но самые популярные модули имеют низкий кпд и соответственно адски греются и тратят лишний объем акб на обогрев воздуха.

Задался я целью найти на просторах ali, что-то качественное и не самое дорогое, найти так сказать золотую середину, и выбор пал на модуль представленный в этом обзоре, на странице товара он обозван как AILAVI-180312.

Его сердцем является TPS61088A синхронный повышающий преобразователь (TPS61088 10A Fully-Integrated Synchronous Boost Converter) полный список характеристик можете посмотреть в даташите, но самое основное он имеет минимум двойной запас по максимальному току в 10А. А также FP6601Q выделенный контроллер заряда для быстрой зарядки и QC 2.0 / 3.0.

Фото со всей мелочевкой на тот случай если у кого-то что-то сгорит:

Габаритные размеры: 47,6*16,7 *8,3мм

Размеры

Толщина текстолита 1,7мм, монтаж односторонний, обратная сторона является общим минусом.

Перейдём к тестам

Тестовый стенд:

Измерители: два мультиметра на входе старенькая DTшка в качества вольметра, и Proskit в качестве амперметра, на выходе китайский usb тестер.

Нагрузка китайская USB нагрузка из двух мощных резисторов.

Источник питания модуль на XL4016E1, ток выставлен на максимум, напряжение регулировалось чтобы нивелировать падание напряжение на шунте амперметра.

Устройство для теста QC3.0 Xiaomi Mi5

На холостом ходу потребление модуля 1.15mA, которое можно снизить до 0,43mA ампутировав резистор, идущий на светодиод. При таком потребление запаять можно напрямую на акб (защитой от переразряда не стоит пренебрегать)

Тест на «прочность»:

При подаче на вход напряжение больше 5,2V на выходе напряжение тоже начинает подниматься, мой вариант выдержал 9V, но только потом я увидел, что максимально питание для FP6601Q 6,5V.

Тест КПД

На заряженном акб (~4.2V)

(5.07V*1.04A)/(4.21V*1.31A)*100%=95,6%

(5,04V*2.22A)/(4,22V*2.86A)*100%=92,7%

(5.03V*3.24A)/(4.16V*4.35A)*100%=90,1%

На разряженном акб (~3V)

(5.07V*1.06A)/(3.01V*1.92A)*100%=93,0%

(5.05V*2.26A)/(3.03V*4.33A)*100%=87,0%

(4.15V*2.68A)/(2.99V*4.35A)*100%=85,5%

График КПД для визуального восприятия:

Тест КПД в режиме QC3.0 провести не удалось, значения постоянно прыгают, и крутить входное напряжение подстраиваясь под ток не очень безопасно, а тестера для активации режимов QC не имею. Поэтому прикладываю фото с самым большим током что я наблюдал, с оригинальной зарядки в принципе больше и не видел.

Тест нагрева.

Два основных источника нагрева это сам преобразователь и его дроссель, максимальные температуры, зарегистрированные после теста больше 5 минут 54°С преобразователя и 46°С дросселя. Плата имеет омедненный слой снизу что позволит установить её на радиатор через термопрокладку.

Итог

Плата преобразователя оправдала мои надежды и за свою стоимость полностью оправдывает свои возможности. TPS61088 стоит в повербанках от Xiaomi, что внушает доверие.

Установлю две платы преобразователя в алюминиевый корпус с платой зарядки TP5000, если выйдет годное выложу отдельную статью с тем, что получилось.

Если найду осциллограф у кого-то, то добавлю значения пульсаций, но не обещаю)

PS Точность измерения возможно имеет погрешность, но измерения температур даже тактильные ощущения подтверждают высокий кпд преобразователя.