TP4056을 3개 써서 만든 밸런스 충전기에 5V DC전원 입력을 하나로 통합하여 사용하려고
B0505 3개 사용하여 전원입력단과 TP4056에 대한 공급단을 절연시키도록하여
한달 내외 꽤 만족하며 사용해 오고 있었다.
그러나
어제 갑자기 메인 청소기를 매일 충전해 주면서 주전으로 뛰던
주전선수(Ver2 B형)가 치명상을 입고 리타이어 하고 말았다.
3개의 TP4056중
가운데 TP4056은 아예 LED에 반응이 없고
양쪽 TP4056은 잠시 LED에 불 들어왔다가 바로 꺼져 버린다.
그러면서 어댑터 본체와 B0505 3개 모두 손을 대고 있기 어려울 정도로 뜨거운 상태였다.
물론 그전에 사용해 오면서도
어댑터와 B0505와 TP4056 모두 상당한 열이 발생하고 있다는 것을 알았으나
그럼에도 불구하고
꾸역꾸역 충전 완료하고 잘 동작하길래
매일 진공청소기 충전용으로 계속 사용해 오고 있었다.
※ 보통 청소기 하나 충전시 3시간 내외 동작함.
영향을 미칠 수 있을만한 사항을 짚어보니
1. tp4056은 최대 1A로 충전한다.
즉 최대 1A를 끌어다 소모한다.
저항(current resister)을 이용하여 충전 전류를 변경할 수 있는데,
판매중인 모듈들은 거의 100% 1A충전 되도록 1.2 Kohm짜리가 박혀 나온다.
※ 1A이하의 낮은 충전전류로 세팅된 모듈이 있나 검색해 보았으나, 찾을 수 없었다.
2.5Kohm짜리 저항으로 교체하면 500mA내외
5Kohm짜리 저항 달면 250mA정도로 충전할 수 있다.
2. 사용한 DC 5V 어댑터는 예전 스마트폰 용으로 최대 1A 짜리이다.
DC 어댑터는 2A나 3A짜리도 가지고 있으므로,
어댑터 출력 부족이 원인이라면 바로 대응 가능하다. 그러나 그건 아닌 상황임.
※ 최대 1A 어댑터를 물려놓으면서, TP4056 3개가 1A를 나누어 쓰겠지.. 하는 생각을 했었는데 실수였음.
3. 절연DC-DC모듈인 b0505s-1W는 1Watt 짜리이다.
즉 5V전원 입력시 200mA까지 견딘다고 봐야 한다.
위 사항들을 가지고 원인을 추정해 보자면
TP4056은 뜨거워지긴 했으나 최대 1A까지 충전하도록 설계된 것인데다가
3개 동시 운용중이었는데 3개가 모두 동일 시점에 고장나는것은 지극히 어렵다.
또한 1A짜리 5V어댑터가 3개의 TP4056에 전원을 나누어 공급하게 되므로,
실제로 TP4056 3개가 각각 1A씩 총 3A를 사용할 수도 없다.
(과연 그랬을까? 단순 어댑터라면 최대치 이상으로 혹사 당할 수도 있음)
절연형 DC-DC모듈 사용전에 B0505의 특성이 열에 약하다는 말을 어디선가 듣긴 했었다.
1A 5V 어댑터를 3개의 TP4056이 나누어 쓸테니,
기껏해야 1/3 로 나뉘겠거니 생각하고 간단한 산수 계산도 해 보질 않았는데
오늘 B0505 스펙을 보았더니, 200mA를 훨씬 넘어서는 전류를
오랜동안 흘리면 감당이 어려웠을수도 있겠다 싶었다.(실제로도 손을 대기 어려울 정도로 뜨거웠음)
충전기를 점검해 보았다.
우선 전원입력단으로부터 TP4056 출력단까지 short된 구간 없는지 확인해 보았으나 정상이었다.
B0505와 TP4056을 별도로 분리하였다.
글루건 떡칠을 해 두어서 떼어내느라 힘들었다.
※ 컴팩트한것도 좋으나, 다음에는 일부 모듈만 교체가 쉽도록 다른 형태로 만들어야 하겠다.
B0505에 IN과 OUT간 내부 쇼트는 발생치 않았음을 다시한 번 확인 하였다.
5V 전원을 인가한 뒤에 각 B0505의 출력단 전압을 각각 측정해 보았다.
정상이라면 5V가 각각 찍혀야 하나,
1번과 3번은 1.8V가 찍혔고
가운데 2번은 0V가 찍혔다.
B0505가 망가진 것이었다.
전원 넣는 순간 1번과 3번에 LED잠시 들어왔다가 꺼지고, 가운데 2번은 아예 LED안들어오는 증상과 부합한다.
TP4056이 자기가 끌어다 쓰고 싶을만큼 최대로 전류를 당겨갔기때문에
1A짜리 어댑터도 자기 용량을 훨씬 넘어서는 전류를 공급했을것으로 의심되고
※ 출력전류 조절가능한 파워서플라이라면 모를까... 간단한 USB 어댑터라 어쩔 수 없었을지도...
200mA가 한계인 B0505 입장에서
자신의 한계를 상회하는 전류를 오랜 시간에 걸쳐서 공급하다보니
고열로 인해 열화되어 기능을 잃게 된것 같다.
어쩌면 무리한 환경이었음에도 그전까지는
어댑터가 1A 를 나름 잘 제어하면서 공급함으로써
B0505가 치명상을 입지 않고 그럭저럭 버티다가
문제 생긴 당일에 어댑터가 망가지면서 1A를 훨씬 상회하는 전류를 공급하게 되어
B0505 3개가 한꺼번에 망가졌을 가능성도 있겠다 싶었다.(순전히 나만의 추측임)
어쨌건 가장 취약한 부품은 B0505 라는것이 FACT 였다.
공급단은 1A, 소모하는 TP4056은 개당 1A이나, 도중에 절연/전달하는 B0505는 200mA라서
B0505가 감당할 수 없었음.
◆ 개선 방안
- 대용량 B0505 도 있으나 가격대가 갑자기 높아지므로 기존 1W(200mA)짜리를 계속 사용해야 한다.
- 어댑터도 1A짜리 용량을 계속 사용 예정 (이건 용량 높이더라도 해결책이 되지 못함)
- 문제는 TP4056이 하나당 1A씩 당겨가려고 하는것이므로, 최대 200mA 이하로 충전하도록 current resister 를 교체하면 될 것 같다. 7Kohm짜리 정도로 괜찮을것으로 예상.
단, TP4056의 충전전류를 1/5정도로 낮추게 되는 것이므로, 충전시간은 훨씬 더 오래 걸릴것이다.
※ 아쉽긴하나 애초에 재미삼아 시도해 본 것이고, 낮은 전류라면 더 안전하다는 말이므로 충분히 감수할 만 하다.
B0505-1W는
청소기같이 대량의 전류를 소모하고 또 그만큼 재충전해야 하는 기기에 사용하기는 적절하지 않은것 같다.
적어도 5W짜리는 사용해야 무난하게 쓸 수 있을듯함.
충전전류를 200mA정도로 낮추게 된다면
청소기 만충전 위해 7~8시간 충전기에 꽂아두어야 할지도 모르겠다.
(20220725)
대타로 예전에 쓰던 B3형 충전기를 투입했는데,
3시간 후 알람소리 나면서 최대 시간 제한 걸려있는게 귀찮고 불편해서
몇년전 만들어서 3년 이상 사용해 왔던
기존 방식 TP4056 3S충전기를 다시 투입했다.
처음 생각은 4S로도 사용가능하게 하고,
TP4056 모듈이 일부 고장나더라도 그때그때 전원 공급을 쉽게 바꿀 수 있도록
USB로 탈장착 자유롭게 하면서도
어댑터마다 스위치 달아서 1S~3S까지 입맛대로 쓰려고 이렇게 만들었는데...
거의 100% 3S로만 사용하게 되다보니
모양만 망가지고 크기만 커지는등 쓸데 없는 짓을 한 셈이 되었었다.
AC 220V -> DC 5V 모듈을 옆으로 가지런히 포개어서 나름 부피를 줄이려 애썼음
명함 잘라서 어댑터간 쇼트나지 않도록 대충 구획을 지은후 종이테이프로 둘러싸 놓았는데...
꽤 열이 나긴 했지만 3년이상 문제 없었음(문제는 커녕 우리집 밸런스 충전기 에이스 였음)
종이테이프는 만들다가 급 귀찮아져서 대충 마무리하려고 감았던 기억이 난다.
각각 스위치를 달아서 필요할때마다 특정 셀만 충전할 수 있도록 하였으나
별 소용없는 기능이었음.
납땜을 발로 했나보다
어댑터로부터의 전원공급은 USB 커넥터를 이용했는데.. 쓸 데 없는 짓이었음.
스위치도 각각 달아놓았는데 직결하는게 더 좋았을것임.
그나마 TP4056칩 위에는 구리판을 하나씩 붙임으로써 방열판 역할을 하게 했으며
3년이상 혹사했음에도 고장 안나고 잘 버텨왔다.
TP4056의 충전 전류를 200mA정도로 낮춰줄 저항이 도착하기 전까지는
이 충전기를 다시 사용할 수 밖에 없을것 같다.
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