Как собрать повербанк своими руками на аккумуляторах 18650?
Введение
В условиях частых отключений электроэнергии, командировок и экспедиций наличие портативного источника питания становится необходимостью. Покупные повербанки не всегда соответствуют требованиям по ёмкости, выходному току и конструктиву. Поэтому всё больше инженеров и энтузиастов предпочитают собрать повербанк самостоятельно, используя литий-ионные аккумуляторы формата 18650.
Элементы 18650 характеризуются высокой плотностью энергии, сравнительно низкой ценой и широким распространением. Однако работа с ними требует соблюдения определённых правил безопасности и понимания основ силовой электроники. В этой статье вы найдёте подробную пошаговую инструкцию по сборке самодельного повербанка — от расчёта параметров до выбора компонентов и сборки корпуса.
1. Почему 18650 — оптимальный выбор
Формат 18650 (18 мм диаметр, 65 мм длина) используется в ноутбуках, электровелосипедах, инструментах и фонарях. Типовая ёмкость — от 2000 до 3500 мА·ч при напряжении 3.6–3.7 В. Основные плюсы:
-
высокая токоотдача (до 10 А);
-
компактность;
-
долговечность — до 500–1000 циклов;
-
широкая совместимость с зарядными модулями.
Важно: использовать можно только проверенные, не повреждённые элементы, желательно с защитной платой.
2. Расчёт ёмкости и конфигурации
Для повербанка требуется выходное напряжение 5 В, в то время как один элемент 18650 выдаёт 3.7 В. Необходим повышающий преобразователь (Boost Converter). Кроме того, чтобы увеличить ёмкость, можно соединять элементы параллельно.
Пример:
Допустим, у вас 4 элемента по 2500 мА·ч.
-
При параллельном соединении:
Ёмкость = 2500 × 4 = 10 000 мА·ч (напряжение 3.7 В) -
Перевод в ватт-часы:
Wh = 3.7 × 10 = 37 Вт·ч -
При преобразовании в 5 В:
Ёмкость на выходе ≈ 7400–8000 мА·ч (учитывая КПД преобразователя 85–90%)
3. Необходимые компоненты
1. Аккумуляторы 18650 — с одинаковой ёмкостью, напряжением и состоянием.
2. Плата BMS — защита от КЗ, перенапряжения, переразряда.
3. Повышающий модуль (Boost converter) — 3.7 В → 5 В, USB-выход, желательно с индикацией.
4. Зарядный модуль (TP4056 или аналоги) — если не встроен в boost.
5. Корпус — пластиковый или металлический, с держателями для элементов.
6. Проводка, разъёмы, плата монтажа, термоусадка, предохранители.
4. Схема соединения
Самый простой вариант — параллельное соединение аккумуляторов, подключённых к BMS. Выход BMS — к boost-преобразователю.
18650 x N → BMS → Boost Converter → USB-A/USB-C
↑
Зарядка через TP4056
Если модуль boost поддерживает зарядку, отдельный TP4056 не нужен.
5. Сборка и пайка
Шаг 1: Проверка и балансировка
-
Убедитесь, что все элементы заряжены примерно до одного уровня (3.6–3.7 В).
-
Несбалансированные элементы приводят к ускоренному выходу из строя и перезаряду.
Шаг 2: Соединение
-
Соедините элементы параллельно: плюсы к плюсам, минусы к минусам.
-
Используйте никелевые полоски и точечную сварку, если есть. Альтернатива — пайка толстым проводом, но аккуратно, чтобы не перегреть аккумулятор.
Шаг 3: Подключение BMS
-
Плата подключается к общей шине "+" и "–", а выход идёт на модуль преобразования.
Шаг 4: Установка Boost-модуля
-
Выберите модуль с USB-выходом, индикацией и поддержкой 2 А.
-
Закрепите его в корпусе, подключите вход к выходу BMS.
6. Безопасность
-
Не допускается использовать б/у элементы с неизвестной историей.
-
Все соединения должны быть хорошо заизолированы.
-
Обязательно использовать предохранитель или терморезистор.
-
Не допускайте перегрева при пайке — используйте крокодил-зажимы-отводы тепла.
-
Устанавливайте модуль термоконтроля при использовании быстрой зарядки.
7. Выбор корпуса
Корпус можно:
-
купить готовый под количество 18650;
-
изготовить с помощью 3D-принтера;
-
использовать корпус от старого устройства;
-
разместить компоненты на макетной плате и залить термоклеем.
Учитывайте вентиляцию, наличие кнопки включения, индикаторов, разъёмов.
8. Тестирование и калибровка
После сборки:
-
Измерьте выходное напряжение — должно быть 5.0–5.2 В.
-
Подключите нагрузку (например, смартфон) и проверьте ток (желательно не ниже 1.5–2.0 А).
-
Проведите тест на автономную работу — сколько минут/часов держит нагрузку 1 А.
-
Проверьте защиту от КЗ, разрядите полностью и проверьте отключение на 2.5–2.8 В.
9. Расчёт КПД и остаточной ёмкости
Если у вас:
-
4×18650 по 2500 мА·ч → 10 000 мА·ч (3.7 В)
-
Boost-конвертер с КПД 90%
-
Выходное напряжение 5 В
Тогда:
-
Выходная ёмкость = (10 × 3.7 / 5) × 0.9 ≈ 6660 мА·ч
Это реальная ёмкость на USB-выходе.
10. Инженерные советы
-
Не используйте элементы с разной внутренней ёмкостью/сопротивлением.
-
Используйте балансировку, если соединение — последовательно.
-
Встраивайте защиту от перегрева: термодатчик + отключение по температуре.
-
Учитывайте механическую защиту корпуса при падении.
-
Применяйте низкоомные провода и минимизируйте длину соединений.
Заключение
Сборка повербанка на элементах 18650 — это не только экономически выгодно, но и позволяет создать решение, идеально подходящее под ваши задачи: нужная ёмкость, количество портов, размеры и мощность. При соблюдении всех норм безопасности и правильном подборе компонентов, такой DIY-проект легко конкурирует с промышленными аналогами.
