Power banki, jak rozumieć informacje na nich napisane, wyjaśnienie podstawowych błędów w rozumowaniu

Zacznijmy od tego co to jest power bank ( taka przenośna ładowarka do np telefonu ), jest to czarna skrzynka w której co najmniej znajdziemy:
1. Akumulator ( zwykle jeden 18650, kilka połączonych równolegle co jest czasami zgubne, lub jakieś w innej obudowie, jednak w 99% to akumulatorki li-ion 3.7V )
2. Przetwornicę dc-dc step up do zrobienia z tych około 3.7V ( 4.2V do 3V )  5V o wydajności co najmniej 800mA
3. Układ scalony który będzie nam ładował z 5V te nasze akumulatorki, dobrze żeby był wsparty przez układ kontrolujący czy nasz akumulatorek nie jest przeładowany , czy zbyt rozładowany.
4* Przydatny jest też układ pokazujący w przybliżeniu ile pojemności w danej chwili ma nasz magazynek z energią, zwykle realizowany na 4 diodach led, każda z nich to 25% pojemności, czyli 2 diody to połowa naładowania, a 4 to pełnia szczęścia.

Co zrobić gdy nasz telefon z akumulatorkiem 3.7V 900mAh nie chcę się naładować z power banku o pojemności 1500mAh ? Odpowiedź jest prosta, wystarczy zwykła matematyka i podstawy wiedzy elektronicznej. Zaczynamy obliczenia:



Dane:
Weźmy pod lupę power bank ( PB-3000 ) który kupiłem w "stonce" kilka lat temu za 29.99 na którym widnieją informację: prąd ładowania 5V 1A ( to oznacza że to ustrojstwo pobiera maksymalnie 1A kiedy jest ładowane, ładowałem też ładowarką która była zdolna oddać 450mA 5V i też się naładował ), prąd wyjściowy 5V 1A ( co oznacza że z tej białej skrzyneczki można pobrać maksymalnie 1A przy 5V, ale w cale nie oznacza to że nasz ładowany obiekt tyle właśnie pobiera, np gdybym ładował drugi power bank z ustawionym maksymalnym prądem ładowania na 200mA to prąd wyjściowy wynosiłby nieco ponad 200mA ).
Teraz weź jakiś układ który chcemy naładować np modem 3g Huawei E5332 który ma na pokładzie akumulatorek 3.7V o pojemności 1500mAh. Ktoś szybko powie że można 2 razy naładować modem z tego "stonkowego" power banku, odpowiadam że nie. Informacja 3000mAh dotyczy pojemności akumulatorka 3.7V, a nie 5V wyjścia, do tego służy przetwornica która nie przerabia w 100% tych 3,7V na 5V.

Przyjmijmy że przetwornica "robiąca" z 3.7V 5V ma sprawność 80% co jest bardzo dobrym wynikiem,
3000mAh * 0.8 = 2400mAh dla 5V, czy to już koniec, oczywiście że nie , jeszcze pozostaje nam układ w naszym urządzeniu który pilnuje aby nasza ładowana bateria nie eksplodowała z przeładowania, ani nie odeszła do krainy wiecznych łowów zbyt szybko ze zbytnego rozładowania. Powiedzmy że ten układ ma 95% sprawności czyli 2400mAh * 0.95 = 2280mAh , tyle może wpompować w nasz akumulatorek. Ale czy to już koniec ? Jeszcze jedna kwestia, dane urządzenia ładujemy gdy są wyłączone, bo duża część prądu który mógłby iść na ładowanie baterii, jest tracona bieżąco na działanie np telefonu. Dobrym przykładem może być tel komórkowy, włączony ładuje mi się około 5h, ale wyłączony nieco ponad 3h.

Pojemność wyrażona w mAh nie jest precyzyjna, lepsza byłaby w mWh, ale i tak warto wiedzieć że z tych 3Ah nie przekażemy do naszego urządzenia pełnej pojemności. Zapomniałem że aby w pełni naładować akumulator np o pojemności 1Ah to trzeba ładować go prądem 100mA przez około 14 godzin, więc....

Czy warto kupić power bank z baterią solarną?

Nie jest to dobre rozwiązanie z co najmniej 2 powodów:
1. Bardzo bardzo bardzo długi czas ładowanie w porównaniu ze standardowym ładowanie ( choć na bezludnej wyspie gdzie nie ma kontaktu, dobre i to )
2. Żaden typ akumulatorków i elektroniki nie lubi ciepła ( jedne tolerują bardziej, drugie mniej ) , bo gdy wystawimy nasz power bank na słońce to wewnątrz może być nawet 80st C czyli dość sporo.
3. Cena, za którą można by kupić ower bank i ładowarkę sieciową.

Przyjmijmy że mamy nasz power bank z baterią solarną o parametrach
Open circuit voltage 6V
short circuit current 150mA
prąd nominalny 100mA
napięcie nominalne 5V
max power 0.6W
czyli taki standardowy solarek stosowany w power bankach ładowanych słoneczkiem. Przyjmijmy że jesteśmy na bezludnej wyspie gdzie przez 10h jest bardzo mocne słońce i nasz solareczek jest w stanie dostarczyć 100mA przy napięciu 5V . Powiedzmy że ładujemy akumulatorek o pojemności 1Ah ( 1000mAh ). Czyli należy ładować prądem 100mA ( 0.1C ) przez około 15h ( 12 do 16 godzin ). Wychodzi z tego że nasz solarek naładuje w ciągu dwóch dni nasz akumulatorek, ale przeważnie power bank ma więcej jak 1Ah pojemności np 3Ah ( co daje nam już 4,5 dnia ), należy pamiętać że nie jesteśmy na bezludnej wyspie i tak realnie w okresie wiosna - jesień możemy liczyć na średnio 5h w miarę mocnego słońca ( czyli już mamy 9 dni ) dodatkowo założyliśmy idealne warunki pracy solarka ( daje 5V 100mA ), realnie nasz solarek da nam jakieś 50% swojej mocy , prąd ładowania może być zmniejszony do 20mA - 30mA . Nawet przy 50mA prądzie ładowania to już mamy 18dni. Mając jednak pogodę taką jak dzisiaj czyli leje chmury i ogólnie ponuro to w ogóle nam się nic nie ładuje i tak przez tydzień.....

A teraz power bank ze "stonki" od środka, próbowałem go naładować z zasilacza który jest w stanie oddać 20A przy 5V i po kilku godzinach ładowania sfajczył mi się tp4056, niestety nie miał dobrego odprowadzania ciepła

Wygląda na to że akumulatorek ma te 3Ah pojemności ( nie chodzi o napisy tylko o wygląd )

Jeszcze rzut okiem na "układy" ładowarki

tak jak się można było spodziewać , przetworniczka dcdc step up, nasz zepsuty tp4056, uC który poprzez diody informuje nas o naładowaniu naszego akumulatorka, układ kontroli przed rozładowaniem i przeładowaniem. Po podlutowaniu sztucznego "płuco serca" ze sprawnym tp4056 układ działa, wystarczy jego wymiana ( i rezystora ograniczającego prąd ) i będzie ok

Jeszcze jedna kwestia, mianowicie akumulatorek jaki wkładamy do naszego power banku, jeśli mamy szczęście to trafi nam się akumulatorek o bardzo zbliżonej pojemności jak ta napisana w instrukcji, co w przypadku "stonkowego" power banku jest ok, natomiast inne power banki ( przeważnie ) lekkie, tanie jak na pojemność mogą się okazać oszustwem. Z drugiej strony jednak płacić zbyt wielu pośrednikom to też nie jest dobre.