Замена аккумуляторов в системе автономного питания UC-5 (UC-5xt) Дата: 12.03.2010 Раздел: Сделай сам
Для тех, кому интересно, как устроен весьма распространённый и удачный аккумулятор-накопитель для ноутбуков AcmePower UC-5. И как его починить, в случае выхода из строя внутренних аккумуляторов.
Разыскивая в интеренете информацию о солнечных батареях, наткнулся на интересный сайт . Так началось мое знакомство с альтенативной энергетикой для питания мобильных устройств. Купив у автора сайта устройство "Вампирчик-литий" и солнечную батарею, я по достоинству оценил их в походной жизни (фото 1).
Фото 1. Два "Вампирчика" заряжают два КПК (HP HX4700 и Eten Glofish X650).
Устройство решало практически все задачи по зарядке КПК, GPS и аккумуляторов типа AA для фотоаппарата (при использовании ). При желании можно даже было заряжать литий-ионные аккумуляторы напрямую, минуя зарядное устройство КПК, что эффективнее в плане расхода энергии. Также в "Вампирчике" можно было менять внутренние батареи, не теряя времени на зарядку от солнца (масса 15-ваттной солнечной батареи примерно равна массе 20 аккумуляторов типоразмера 18650, d=18 мм l=65 мм, а это около 20 зарядок КПК).
Однако оставалась нерешенной задача зарядки ноутбука. "Вампирчик" для этой цели не подходил, так как не обеспечивал достаточной мощности на выходе. Изучив обзор автора сайта , пришёл к решению о покупке "Универсальной системы автономного питания AcmePower UC-5" (замечу, что автор сайта на момент написания статьи занимается разработкой подобной системы со значительно лучшими характеристиками). Не буду подробно описывать систему UC-5, это сделано на сайте производителя и у автора сайта. Замечу, что я покупал не только систему UC-5, но и блок расширения аккумуляторов UC-5xt (фото 2 и фото 3).
Фото 2. Система автономного питания UC-5 с блоком расширения емкости UC-5xt.
Фото 3. Блоки системы автономного питания и соединительная перемычка.
С самого начала эксплуатации системы UC-5 меня не покидало смутное ощущение недостатка ёмкости. По паспорту устройство обладает ёмкостью 50 Вт·ч, дополнительный блок - ещё столько же. Итого получается 100 Вт·ч, что примерно должно хватать на четыре часа работы моего ноутбука, но реально хватало на два часа. Также было непонятно как устройство расходует ёмкость второго аккумуляторного блока. Субъективно казалось, что эффекта от подключения второго блока нет. Когда всё же решил разобраться с этим вопросом, оказалось, что гарантия уже закончилась, и я взял в руки отвертку.
Первым делом, я извлёк соединительную перемычку и измерил напряжение на её контактах. Так и есть — напряжение на полностью заряженных блоках (в течение ночи) отличалось в три раза. Забегая вперед скажу, что если смотреть на лицо прибора, то контакты перемычки слева направо будут «P–», «Charge» и «P+»). Разбиралось устройство непросто - похоже, что оно не было рассчитано на ремонт и разборку. Поддев лицевую панель отверткой, снял ее (фото 4).
Фото 4. Снятие лицевой панели.
Фото 5. Откручиваем пару корпусных винтов.
Увидев внутри два столбика под винты, отыскал их под резиновыми ножками и открутил (фото 5). Откручивать надо крайне осторожно, винты сделаны из какого-то мягкого материала, и у них срываются шлицы. Предположив, что вторая пара винтов находится под другой парой ножек, пытался их там отыскать, но тщетно. Тогда я стал аккуратно "раздирать" корпус вдоль линии стыка половинок. Они были склеены клеем, похожим на советский "Момент". Также оказалось, что обе части корпуса заодно приклеены к внутренностям (фото 6). Сняв крышки обоих блоков видим, что большую часть пространства занимают знакомые нам аккумуляторы типоразмера 18650 (фото 7). Открутив ещё два винта, крепящих плату, снимаем содержимое для осмотра и проверки (фото 8).
Фото 6. Крышки корпусов обоих блоков.
Фото 7. Внутренности приборов. На втором фото показана электроника более подробно.
Итак, измерив тестером напряжение на каждом элементе основного блока UC-5, не обнаружил какой-либо разбалансировки, на каждом элементе было около 4,16 В. А вот дополнительный блок UC-5xt "порадовал" — один аккумулятор имел внутренний обрыв, а остальные — 3,6; 3,7; 4,1; 4,0; 1,8 В. Отпаяв три провода от платы и отодрав блок аккумуляторов от липкой основы, отложил в сторону пустой корпус (фото 9). Печатная плата на нём — точная копия платы основного блока, только без элементов.
Фото 9. Пустой корпус UC-5xt с печатной платой.
Аккумуляторы были собраны в блок при помощи тонких стальных пластин, приваренных точечной сваркой к контактам аккумуляторов. Взяв тонкий и острый нож для разделки бумаги и засовывая его в щель между контактом и пластинкой, отрезал один за одним аккумуляторы от платы защиты и контроля блока аккумуляторов (фото 10). Контактные пластины выровнял плоскогубцами.
Фото 10. Плата защиты и контроля блока аккумуляторов.
Далее надо было облудить контакты аккумуляторов и контактные пластины, что достаточно просто получилось при помощи паяльной кислоты. Главное не перегреть аккумуляторы, иначе они могут выйти из строя. Я использовал 25-ваттный паяльник, его вполне хватало, чтобы локально нагреть и облудить контакт (фото 11). Заодно я скрепил пачку аккумуляторов резинкой, чтобы не держать их руками.
Фото 11. На контактах аккумуляторов кислота, но некоторые уже блестят припоем.
После облуживания я разложил аккумуляторы в ряд, соблюдая полярность. Аккумуляторы соединены последовательно, поэтому полярность отдельных элементов чередуется. На плате нанесена маркировка для крайних аккумуляторов пачки. Отогнув ближайшие к плате пластины, запаял сначала их (фото 12).
Фото 12. Контакты припаяны с одной стороны пачки аккумуляторов.
Потом склеил аккумуляторы липкой лентой, чтобы они не "ёрзали", припаял контакты с другой стороны и поместил пачку обратно в корпус (фото 13).
Фото 13. Восстановленный накопитель перед окончательной сборкой.
Для любопытствующих помещу фото платы, к которой припаяны аккумуляторы (фото 14). Приведу здесь комментарий Николая. "Это схема защиты по аккумуляторам — контроль предельных напряжений (вверх-вниз) и срабатывание при КЗ. В общем, они пошли по пути "Проглота", от которого, в своё время, отказался, как ненадёжного, где отказ хотя бы одного аккумулятора приводит к отказу всего устройства (что и произошло в моём случае. Прим.Лазаренко Серг.). А на большой плате стоит повышающий преобразователь для зарядки аккумуляторов. Потому он и работает от 5 В, но ток зарядки всегда около 1 А при любых входных напряжениях (5... 19 В)."
Фото 14. Пачка новых аккумуляторов готова к работе. Сверху плата защиты.
На фото 15 схематически показано как подключены аккумуляторы к плате.
Фото 15. Схема подключение аккумуляторов к плате.
В заключение хотелось бы сказать, что накопитель UC-5, вообще говоря, достаточно удачный прибор - у него: - приличная ёмкость, при малых весе и размерах, - малые потери при преобразованиях, - недокументированная возможность заряжаться от широкого диапазона входных напряжений от 5 до 20В (хотя, и с разной скоростью), - несколько выходных напряжений, - может заряжать не только ноутбуки, но и многие "мелкие" гаджеты, - был клонирован разными китайскими производителями и поставляется в Россию под разными марками, т.е. доступен.
Но "ахиллесова пята" накопителя - это последовательная пачка из 6-ти аккумуляторов, где выход из строя хотя бы одного из них приводит к отказу всей системы. Именно аккумуляторы на сегодняшний день являются его "слабым звеном" и, кроме того, имеют свойство изнашиваться и поэтому, в любом случае, требуют периодической замены, а она в данном накопителе не предусмотрена конструктивно. Но если есть "руки" и желание, то сделать это не так сложно.
Напоследок замечу, что автор сайта Николай обещал к весне 2010 года создать устройство с лучшими, чем у UC-5, характеристиками и возможностью "горячей" замены аккумуляторов. Что ж, поживём — увидим. (Сообщаю, накопитель сделан. Но, полагаю, массовым он не будет из-за сложности. Некоторые его параметры можно глянуть . Поэтому можно покупать и UC-5, тем более, здесь описано, как его починить при отказе аккумуляторов. Прим. ред.)
