시판 보조배터리는 편리하지만, 직접 만들면 배터리 용량, 케이스 크기, 커넥터, 전체적인 디자인을 훨씬 자유롭게 선택할 수 있습니다.
이 프로젝트에서는 IP5328P 기반 보조배터리 모듈과 맞춤형 3D 프린팅 케이스를 사용해 10,000mAh 충전식 보조배터리를 제작했습니다.
이 모듈은 다음과 같은 최신 충전 프로토콜을 지원합니다: USB Power Delivery (PD), Quick Charge (QC)및 기타 고속 충전 프로토콜(연결된 기기에 따라 다름). IP5328P는 소형 고속 충전 보조배터리에 흔히 사용되는 고집적 보조배터리 컨트롤러입니다.
배터리와 전자 장치는 맞춤 설계한 3D 프린팅 케이스 안에 함께 수납되어, 작고 재사용 가능한 보조배터리를 완성합니다.
중요: 이 프로젝트에는 리튬 배터리와 고전류/고속 충전 전자 장치가 사용됩니다. 배터리 제조업체의 사양을 따르고 적절한 보호 회로를 사용하세요. 손상되었거나 부풀었거나 출처를 알 수 없는 셀은 사용하지 마세요.
전자 부품 및 하드웨어
중요
배터리 용량은 제조업체의 정격 용량을 기준으로 해야 합니다.
약 3.7V 정격의 10,000mAh 배터리는 대략 다음에 해당합니다:
3.7V × 10Ah ≈ 37Wh
10,000mAh 정격은 시스템의 배터리 측을 기준으로 한 값입니다. 변환 손실 때문에 USB 출력으로 공급되는 사용 가능 에너지는 더 적습니다.
공구
3D 프린트 파일
인클로저는 네 가지 주요 부품으로 구성됩니다:
인클로저는 본체와 분리 가능한 상단 덮개로 구성됩니다. 배터리, IP5328P 보조배터리 모듈, 알루미늄 방열판, 배선 및 커넥터를 컴팩트하게 배치하여 수납할 수 있도록 설계되었습니다.
덮개는 M2 나사와 M2 육각 너트를 사용해 고정하며, 이 부품들은 3D 프린트된 본체의 전용 홈에 설치됩니다.
권장 출력 설정
인클로저가 더 높은 온도에 노출될 것으로 예상되면 PETG를 선호할 수 있지만, 내부 작동 온도가 해당 재료에 적합한 범위로 유지된다면 PLA도 사용할 수 있습니다.
M2 육각 너트 설치
출력 후 너트 홈을 청소하고 남은 재료나 스트링을 제거합니다.
각 M2 육각 너트 를 인클로저의 지정된 각 육각형 홈에 끼웁니다.
너트와 홈이 맞닿는 부분 주변에 시아노아크릴레이트(순간접착제) 를 소량 도포하여 너트를 제자리에 영구적으로 고정합니다.
접착제가 나사산 안으로 들어가지 않도록 주의합니다.
덮개를 설치하기 전에 접착제가 완전히 경화되도록 합니다.
내장된 M2 너트는 나사를 플라스틱에 직접 반복해서 조이는 방식보다 더 견고하고 유지보수가 용이한 나사 체결부를 제공합니다.
최종 인클로저 준비
너트를 설치한 후 다음 사항을 확인합니다:
전자 장치 조립을 진행하기 전에 모든 부품을 가조립해 보십시오.
고속 충전 및 전력 변환 회로는 특히 보조 배터리가 더 높은 출력으로 작동할 때 눈에 띄는 열을 발생시킬 수 있습니다. 이 열을 관리하는 데 도움이 되도록 보조 배터리 모듈 아래에 알루미늄 PCB/방열판 플레이트를 추가했습니다.
알루미늄 플레이트는 더 넓은 표면적을 제공하여 모듈에서 열을 분산시킵니다.
방열판 조립
양면 접착 테이프는 주로 모듈을 기계적으로 고정하는 데 사용됩니다. 열 페이스트는 열 접촉 영역에만 사용하여 알루미늄 플레이트로의 열 전달을 개선합니다.
중요: 알루미늄은 전기가 통하는 물질입니다. 방열판이 PCB 패드 또는 부품 사이에 전기적 단락을 일으키지 않도록 하십시오.
설치 후 모듈과 방열판이 단단히 고정되어 있는지, USB 포트 및 기타 커넥터가 하우징 개구부와 올바르게 정렬되어 있는지 확인하십시오.
IP5328P 모듈을 3D 프린팅 하우징 내부에 배치합니다.
사용하는 모듈에 따라 보드에 다음 기능이 포함될 수 있습니다:
커넥터를 하우징의 해당 개구부에 맞춰 주의 깊게 정렬합니다.
다음 사항을 확인하십시오:
배터리는 이 프로젝트에서 안전상 가장 중요한 부품입니다.
무엇이든 연결하기 전에 배터리를 주의 깊게 점검하십시오.
다음과 같은 셀 또는 팩은 사용하지 마십시오:
배터리 전압 확인
디지털 멀티미터를 사용하여 배터리 전압을 측정합니다.
4.2V 최대 충전 전압용으로 설계된 일반적인 단일 셀 Li-ion/Li-Po 배터리의 경우, 전압은 제조업체가 지정한 범위 내에 있어야 합니다.
3.2V–4.2V가 모든 리튬 배터리에 보편적으로 적용된다고 가정하지 마십시오. 항상 배터리 제조업체의 사양을 따르십시오.
배터리 절연
배터리 단자와 보호 회로가 적절히 절연되어 있는지 확인하십시오.
Kapton 테이프 또는 적절한 다른 전기 절연재를 사용하여 PCB, 나사, 하우징 또는 기타 전도성 부품과 우발적으로 접촉하는 것을 방지할 수 있습니다.
날카로운 나사나 금속 모서리가 배터리 파우치에 직접 닿지 않도록 하십시오.
배터리 연결에 적절한 굵기의 유연한 전선을 사용하십시오.
이 제작에서는 약 18–20 AWG 실리콘 전선을 사용했습니다.
필요한 만큼만 절연 피복을 벗기고, 납땜하기 전에 전선 끝을 미리 납 처리합니다.
기계적 응력 없이 부품을 조립할 수 있는 범위에서 배터리 전선을 최대한 짧게 유지하십시오.
납땜 후 열수축 튜브 또는 기타 적절한 절연 재료를 사용하여 연결부를 절연하십시오.
배터리를 지정된 공간에 넣으십시오.
적절한 크기의 양면 폼 테이프를 사용하여 케이스 내부에서 배터리가 움직이지 않도록 하십시오.
Li-Po 파우치 셀에 과도한 기계적 압력을 가하지 마십시오.
배터리가 날카로운 출력물 가장자리나 나사에 마찰되지 않도록 하십시오.
또한 케이스를 조립할 때 배터리 전선이 당겨지지 않도록 충분한 여유를 두십시오.
파워뱅크 모듈에서 배터리 단자를 찾으십시오.
일반적으로 다음과 같이 표시되어 있습니다:
B+ → 배터리 양극
B− → 배터리 음극
다음과 같이 연결하십시오:
배터리 양극 → B+
배터리 음극 → B−
극성 확인
최종 연결을 하기 전에 멀티미터로 극성을 확인하고 PCB 표시를 주의 깊게 점검하십시오.
배터리 극성을 잘못 연결하면 파워뱅크 모듈이 영구적으로 손상될 수 있습니다.
전선 색상만 믿지 마십시오. PCB 표시와 배터리 연결부를 통해 실제 극성을 확인하십시오.
스마트폰과 같은 고가의 장치를 연결하기 전에 몇 가지 기본적인 전기 점검을 수행하십시오.
점검 1: 배터리 극성
다음 사항을 확인하십시오:
B+ = 배터리 양극
B− = 배터리 음극
점검 2: 우발적인 단락 확인
점검 3: 충전 입력
적절한 USB 충전 전원을 입력 포트에 연결하십시오.
파워뱅크 모듈의 LED 또는 기타 상태 표시를 통해 충전이 시작되었음을 나타내야 합니다.
무언가가 비정상적으로 뜨거워지거나 이상한 냄새가 나거나 예상과 다르게 작동하면 즉시 전원을 분리하고 계속하기 전에 원인을 조사하십시오.
휴대전화를 연결하기 전에 가능하면 멀티미터로 출력 전압을 측정하십시오.
출력이 사용 중인 파워뱅크 모듈의 사양에 따라 작동하는지 확인하십시오.
기본 출력이 확인되면 적절한 USB 부하를 연결하십시오.
모든 부품을 올바르게 배치한 후 최종적으로 한 번 더 가조립하십시오.
다음 항목을 확인하십시오:
덮개는 M2/M3 육각 소켓 헤드 나사를 사용하여 고정합니다.
케이스를 영구적으로 접착하는 대신 나사를 사용하면 향후 유지보수와 배터리 교체도 훨씬 쉬워집니다.
나사가 배터리 또는 노출된 전기 연결부에 닿지 않도록 하십시오.
IP5328P 플랫폼은 정확한 보드 구현에 따라 QC 및 USB-PD를 비롯한 여러 충전 프로토콜을 지원할 수 있습니다.
호환되는 스마트폰 또는 USB 장치를 적절한 출력 포트에 연결하십시오.
실제 충전 모드는 다음 요소에 따라 달라집니다:
휴대폰이 해당 고속 충전 프로토콜을 지원하는 경우, 고속 충전으로 표시되는지 확인하세요.
더 정확한 테스트를 위해 다음을 사용하세요: USB 전력 측정기/USB-C 전력 분석기 를 사용하여 협상된 전압, 전류 및 전력을 측정하세요.
이는 휴대폰의 "고속 충전" 알림에만 의존하는 것보다 훨씬 유용합니다.
완성된 프로젝트는 맞춤형 3D 프린팅 인클로저 안에 들어 있는 소형 10,000mAh DIY 보조 배터리입니다.
IP5328P 기반 모듈은 배터리 충전, 전압 변환, USB 출력 및 충전 프로토콜 협상을 위한 컴팩트한 솔루션을 제공합니다. 이 칩은 높은 수준의 통합도를 갖추고 있어 소형 보조 배터리 설계에 널리 사용됩니다.
맞춤형 인클로저를 사용하면 시판 보조 배터리의 형태에 제한되지 않고 원하는 치수에 맞춰 배터리와 전자 부품을 정확하게 구성할 수 있습니다. 자세한 내용과 테스트 결과는 제 YouTube 동영상을 시청하세요.
원문: https://www.instructables.com/DIY-10000mAh-Fast-Charging-Power-Bank-QC-30-USB-C-/
https://www.instructables.com/DIY-10000mAh-Fast-Charging-Power-Bank-QC…