Автозарядка Old Shark USB 2A

Предлагаю очередной обзор из серии как это сделано + рассуждения и короткое видео на тему почему горят машины…
Название производителя Old Shark почему-то вызывает вот такие ассоциации.

Стоимость зарядки меньше 1$ обычно означает низкое качество изделия, в очередной раз проверю эту народную примету :)

Спецификация продавца
1. Вход: 12 В-24 В
2. Выход: 5В 2А
3. Материал: ABS
4. Размер: 70x26x24 мм
5. Цвет: черный, белый
6. Вес: 18 г

Пришла зарядка в простенькой бумажной коробочке, пластик корпуса глянцевый, цвет чёрный.



Есть ненавязчивая неотключаемая синяя подсветка USB гнёзд

Гнёзда подписаны, но стрелки плохо различимы
По виду, зарядка подозрительно смахивает на эту за $7
mySKU.me/blog/aliexpress/33625.html

Разбирается ломается крайне неохотно.




Реальная схема устройства

Собрана зарядка похоже на базе 3A Step-Down преобразователя AX3111
www.micro-bridge.com/data/Axelite/AX3111.pdf
Заявленная неплохая эффективность в режиме 12V/5V 2A — 91%
На плате указано 5V 3A
Диод Шоттки SF306 (3A 60V)
Предохранитель на входе и защитный супрессор на выходе отсутствуют. Это очень плохо и ниже я подробнее объясню почему.
Частота работы преобразователя около 200кГц
Напряжение холостого хода 5,14В, ток без нагрузки 8,6мА
Зарядка реально отдаёт ток до 2А, выходное напряжение при этом проваливается на допустимые 0,06В.
Измеренный КПД при входном напряжении 12,5В и выходном токе 2А — 83% (значительно меньше заявленного), при этом корпус зарядки нагревается до 62°С. Внутри элементы нагреваются свыше 85°С — довольно высокая температура для длительной работы. Я гонял её собранную на столе в течение суток на токе 2А — проблем не возникло, но в машине без присмотра в работе её лучше не оставлять.
Ток КЗ — около 4,5А выдерживает без последствий только очень кратковременно (несколько секунд), далее перегреется и выйдет из строя диод.
Пульсации при максимальном токе незначительны (20мВ), помехи на радио отсутствуют.

Обратную полярность подавать не стоит.

Оригинально сделана попытка ограничения тока на гнезде 1А — через подключенные резисторы общим сопротивлением 75мОм, на которых при протекании тока 1A падает 0,075В. Странное решение, однако.

Резисторные делители на контакты Data + Data — подобраны для зарядки iPhone. Максимальный ток зарядки других устройств зависит от самих устройств.

Теперь как исправлял это безобразие:
— Минусовую пружинную пластину выпаял, залудил и нормально припаял на место. Теперь её так просто не оторвать.
— Порезал в нужном месте дорожку с обоих сторон платы и добавил самовосстанавливающийся предохранитель (PolySwitch) на 1,1А сразу после контактной пружинки — для защиты от возгорания при выходе из строя преобразователя. Номинала 1,1А вполне достаточно для выходного тока до 1,5А. Если нужен максимальный ток 2А, придётся ставить предохранитель 1,5-2А.
— Добавил мощный односторонний супрессор 1.5KE6,8A (1.5KE6V8A) на выход — для защиты подключаемых устройств от перенапряжений при выходе из строя преобразователя.

Так теперь выглядит плата со всеми доработками.


По окончании проверки и доделок, склеил половинки корпуса эпоксидной смолой.

В заключение, попробую максимально подробно объяснить и даже показать, почему штатный предохранитель цепи питания гнезда прикуривателя не способен защитить от пожара при замыкании внутри такой зарядки.
Измеренное сопротивление стальной пружинки в холодном состоянии 0,22 Ом, тепловая инерционность тонкой пружинки заметно меньше инерционности автомобильного предохранителя, т.е. она раскалится быстрее, чем сработает предохранитель. При нагреве пружинки до 900 гр, её сопротивление увеличивается в 6 раз (до 1,38 Ом), т.к. ТКС железа около 0,0057 на градус, что ограничит ток КЗ до уровня менее 10А, т.е. предохранитель и не подумает сгорать (предохранитель на 15А сгорает при длительном протекании тока более 22А). В итоге, внутри зарядки будет светиться раскалённая пружинка (мощность рассеяния около 100Вт), плавить и поджигать пластик вокруг :(
Это одна из причин, почему автопроизводители запрещают вставлять в гнездо прикуривателя разные сомнительные устройства и их вполне можно понять…
Нормальные производители автозарядок всегда ставят на входе слаботочные предохранители на 1-3А для исключения возникновения подобных проблем.

На десерт, представляю наглядное видео процесса горения (не автомобиля!)
Особо впечатлительным и эстетам лучше не смотреть — я писатель, а не режиссёр :)


youtu.be/AU39oDeUm1M
Комментарии к видео: на посторонний шум внимания не обращайте — рядом ребёнок бегал, номинал предохранителя был специально сильно занижен (7,5A), чтобы наглядно показать, как далеко штатному предохранителю на 10-15А до срабатывания, первая стальная пружинка имела начальное сопротивление 0,5 Ом, её первоначальная вспышка — это процесс сгорания цинкового покрытия, вторая стальная пружинка имела начальное сопротивление 0,27 Ом.

Вывод: Заявленные параметры выдаёт, однако использование без доработки небезопасно, в минусы записываю отсутствие защит на входе и выходе, плохая пайка минусовой пластины, недостаточно жёсткое крепление гнёзд, плохо читаемая маркировка гнёзд. В очередной раз убедился, что дешёвое, как правило, не является качественным и безопасным. Также замечу, что изготовление зарядки приемлемого качества на этой-же базе не слишком сильно увеличит её стоимость.