Фраза «расклад на 4 вольтов» часто мелькает на форумах радиолюбителей‚ в объявлениях о продаже аккумуляторных сборок или в обсуждениях портативной техники. Ниже разберёмся‚ какие варианты могут скрываться за этим выражением‚ и покажем конкретные схемы‚ которые можно собрать «на коленке» из самых доступных деталей.
Что подразумевают под «4 вольтовым раскладом»
- Аккумулятор 18650 «в одиночку». Один литий-ионный элемент после зарядки даёт 4‚2 В‚ а в разряженном состоянии опускается до 3‚0–3‚2 В. По-простому его и называют «четырёхвольтовиком».
- USB-PowerBank без преобразователя. Некоторые «народные» PowerBank’и выводят «сырое» напряжение 3‚7–4‚2 В сразу на USB-разъём‚ обходясь без преобразующего DC/DC. В таком случае говорят: «расклад 4 В прямым выходом».
- Серия из трёх NiMH или NiCd. Три аккумулятора 1‚2 В дают номинально 3‚6 В‚ но «горячими» при зарядке они могут показывать 4‚1–4‚3 В.
Самый простой «расклад» из одной 18650
Минимальный набор деталей
- Одна ячейка 18650 (желательно с защитой PCB).
- Кнопка/разъём JST-2P или XT30 для вывода питания.
- Корпус-держатель (3D-печать‚ трубка ПВХ‚ держатель «пилюля»).
Схема «как есть»
+ аккумулятора → предохранитель 2 А → выход «+»
– аккумулятора → общий «–» выход
К плюсу желательно припаять керамический конденсатор 100 нФ + электролит 100 мкФ × 6‚3 В для фильтрации пульсаций.
Устойчивый «4 вольтов» с фиксированным 4‚0 В на выходе
Если нужно строго 4‚0 В‚ а не «плывущие» 3‚0–4‚2 В‚ ставим микросхему-стабилизатор:
- TL431 + транзистор PNP (BD140) – «железный» вариант.
- DC-DC модуль на MT3608 или XL4015 – готовая плата с подстроечником.
Схема на TL431 (железная)
Элементы:
- R1 = 360 Ω
- R2 = 1‚2 кΩ (подбираем под 4‚0 В)
- Q1 = BD140
- Cin = 47 мкФ × 10 В
- Cout = 100 мкФ × 6‚3 В
Собираем «слепо» по принципу «анод TL431 → база транзистора‚ катод TL431 → общий минус». Точность выходного напряжения ±3 %‚ ток до 0‚8 А.
Схема на готовом модуле MT3608
- Покупаем модуль MT3608 (Aliexpress‚ 30 руб.).
- Пайка «IN+» к плюсу аккумулятора‚ «IN–» к минусу.
- Подключаем мультиметр к «OUT+/-»‚ вращаем потенциометр до 4‚00 В.
- Готово: к;п.д. 85–93 %‚ ток до 2 А.
«Расклад» на 4 В из трёх NiMH (AA/AAA)
Нужен «почти 4 В» без лишней платы:
- Берём три аккумулятора AA 1‚2 В × 3 = 3‚6 В номинал‚ 4‚3 В «горячие».
- Соединяем последовательно‚ пайка «+ – + – + –».
Для защиты от глубокого разряда можно поставить DW01 + 8205A (дешёвый защитный модуль для 1S).
Подводные камни «чистых» 4 вольтов
- Нет защиты от глубокого разряда – ячейка 18650 может «умереть» уже при 2‚5 В.
- Нет зарядки – придётся вынимать аккумулятор и заряжать отдельным зарядным.
- Нестабильность – одна и та же нагрузка при 4‚2 В потребляет больше тока‚ чем при 3‚3 В.
Решение: ставим плату TP4056 (1 A) + защиту DW01 внутри корпуса – получаем полноценный «USB-PowerBank» на 4 В выходом.
Что делать‚ если нужно точно 5 В из «4 вольтов»
Для питания Arduino‚ USB-устройств и пр.:
- Берём step-up модуль MT3608.
- Вход 2‚8–4‚2 В‚ выход стабильно 5‚0 В‚ ток до 2 А.
- Регулируем потенциометр до 5‚0 В (показания мультиметра).
| Способ | Выход‚ В | Ток‚ А | Сложность |
|---|---|---|---|
| Одна 18650 напрямую | 3‚0–4‚2 | до 3 | ★☆☆ |
| TL431 + транзистор | 4‚0 фикс. | до 0‚8 | ★★☆ |
| MT3608 step-up | 5‚0 | до 2 | ★★☆ |
| 3× NiMH | 3‚6–4‚3 | до 2 | ★☆☆ |
Главное правило: никогда не запускайте литий-ионный «расклад» без защиты от глубокого разряда‚ иначе дорогие 18650 быстро превратятся в кусочки металлолома.
Удачных сборок и берегите свои пальцы!