Dos electrónicas parecidas... y ambas falsas

Hoy traigo dos placas de cargadores de baterías de litio aparentemente iguales... hasta que indagamos un poco y vamos encontrando más y más sorpresas. La calidad de las fotos no es óptima, pero permite hacernos una idea de lo que estamos hablando. Las inscripciones son las mismas y los códigos de los componentes también, aunque el tamaño y grosor de la serigrafía es diferente, pero por lo demás, las PCB son iguales, con fotolitos calcados.

Foto de las dos placas cargador, con la misma referencia.

Las fotos se pondrán en este orden, primero arriba, segunda abajo.

Análisis visual de la placa:

Si nos fijamos en el chip cargador, se supone que es un TP4056 de NanJing TopPower ASIC. Según el datasheet, el integrado debería estar serigrafiado con el logotipo de TP y la inscripción TP4056 en la primera fila, como se muestra en el esquema. Sin embargo, ninguna de las placas lo cumple: la primera ni siquera muestra el TP e incluye un sufijo E, y la segunda no incluye el logotipo.
Además, seguimos para bingo: el pad térmico bajo el chip según datasheet debería ser GND, sin embargo es Vcc. El pad es para poder disipar mejor el calor... pero si no va soldado mal vamos, y si el chip es GND y la pista es Vcc obviamente no puede estar soldado. Eso sí, vias debajo del chip que no falten.
Otro comentario es que el mosfet de protección se encuentra en el lado bajo, por lo que la masa de la batería no es la misma que la masa del cargador.
Ah, y se supone que lleva una resistencia entre 0.2 y 0.6Ohm para disipar parte de la corriente y evitar que el chip se caliente tanto. Estos no la llevan.

Esquema del fabricante. Nótese el logotipo.

Placa nº1, ni siquiera tiene la inscripción TP, e incluye una E

Le falta el logotipo de TopPower para ser "legal".

Si nos fijamos en el circuito de protección, se implementa con un DW01, concretamente el DW01A, en teoría de "IC Fortune". La diferencia entre el A y el P son las tensiones límite. El A desconecta carga a 4.3V mientras que el P lo hace a 4.25V. Nuevamente, en ambas placas la serigrafía del componente es diferente.

Esquema del integrado según fabricante.

Le faltan los puntos de Lote/Año y la letra de semana

Tiene los puntos, pero la inscripción de fecha no concuerda con la del fabricante...

Si nos fijamos en el mosfet de paso, en teoría se trata de un 8205A, doble NMOS de 20V. La especificación de la resistencia serie varía entre 25mOhm y 60mOhm, cada fabricante (RZC, Hottech, Fortune,...) dice una diferente. Es difícil saber si es original o no, aunque la serigrafía del primero es bastante macarrónica. De hecho hasta el silkscreen es triste.

En el primer caso, la calidad de la serigrafía es cuestionable.

Mucho más clara la inscripción, con trazos de mejor calidad.

Las imágenes aumentadas se han obtenido con el microscopio USB de esta entrada

Análisis de comportamiento en carga

Al conectar ambas placas a 5V (sin conectar batería) el LED de carga se enciende momentáneamente, parpadeando, pero en cada placa lo hace a diferente frecuencia. Esto podría ser debido a diferentes capacidades y/o tolerancias.

Cuando se conecta en lugar de la batería una resistencia de 5.6Ohm, en ambos casos se pone a cargar en torno a los 100mA, 110mA la primera y 102mA la segunda. Esto parece normal, dado que cuando se pone a cargar la tensión se detecta inferior a los 2.9V, y por tanto entra en modo "arranque", en el que la corriente de carga es sobre los 100mA, para evitar dañar la batería.

Si conectamos una batería de litio en la salida, se ponen a cargar a 1020mA y 920mA respectivamente. Y si mantenemos la resistencia y quitamos la batería (una vez forzado el modo carga la resistencia de 5.6Ohm es suficiente para mantenerlo) la corriente se queda en 722mA y 703mA respectivamente (4.04V y 3.92V).

Esto quiere decir que si bien la corriente de carga en la parte de CC es correcta, el cambio CC/CV no se realiza de forma abrupta. Si bien no es un problema para la salud de la batería, prolonga el tiempo de carga innecesariamente. (Con 5.6Ohm deberíamos ver una corriente de 750mA).

Análisis de comportamiento en descarga

En este caso, la fuente la utilizo a modo de batería, y mido entre qué tensiones la resistencia de 5.6Ohmios permanece conectada. En teoría, si el DW01A funciona bien, debería cortar a 2.4V y recuperar la conexión cuando supera los 3V.

En la primera placa el corte inferior se realiza a 2.45V de forma abrupta, retornando cuando se recuperan los 3V.

En la segunda, el corte se realiza a 2.45V de forma abrupta, pero en lugar de retomarse a los 3V se retoma a los 4.3V (donde debería entrar la de corte superior). Es decir, si entra la protección de sobredescarga hay que arriesgarse a sobrecargar la batería para recuperarla. Habría que ver si el comportamiento cambia conectando el cargador, porque de lo contrario tenemos un problema.

En ambos casos, la caída de tensión en el circuito de protección ronda sobre los 30mV@700mA/4.1V y 25mV@500mA/3V (unos 50mOhm). Es decir, a 2A caerían 0.1V, algo a tener en cuenta si queremos trabajar con corrientes "altas".

Análisis de comportamiento en carga

Lo suyo es, del mismo modo que se ha comprobado en la descarga, comprobar que el fin de carga se realiza correctamente. Es decir, el 4056 corta la carga a 4.2V cuando detecta 100mA.

Tampoco estaría de más comprobar si el DW01A abre el circuito cuando se está cargando y la tensión de batería sube de 4.3V como especifica el datasheet o si igual que sucedía en el caso de descarga, nos encontramos con alguna sorpresa.

Ahora mismo no dispongo de las herramientas necesarias, por lo que esto quedará "en la recámara" para más adelante.
EDITO: Acabo de hacer la prueba con la primera placa y con una batería reciclada 2x18650 2000mA en paralelo. El corte en carga se ha realizado a 4.158V y 100mA exactos, por lo que el clon del TP4056 parece funcionar bien. No me acaba de hacer gracia utilizar chips "desconocidos" ya que normalmente NO cumplen lo mismo que los originales (por eso son más baratos) pero aún así estoy bastante satisfecho con el resultado, considerando que el módulo funciona. La primera placa se la compré a este vendedor y pagué 0.35€ por ella. Comprar el conector microUSB localmente ya era más caro.

Circuito cargando la batería a 1A
El LED rojo sirve de indicador.

Cuando se finaliza la carga se enciende el LED azul
En este punto la corriente de la fuente es 1mA, para el LED

De cualquier modo, hay que tener cuidado con estas placas, ya que no todos los clones de 4056 funcionan como deberían, ni siquiera los clones del DW01. Y el hecho de que los productos comprados a según que fuentes no tengan ningún tipo de control de calidad tampoco ayuda.

Resumido:

Si has comprado algún circuito basado en TP4056, asegúrate que funciona correctamente antes de dejar el cacharro cargando por la noche o sin atención. Muchos chips son falsificados y las placas no pasan ningún control de calidad decente.

De hecho, sugiero no dejar ningún equipo del lejano oriente cargando desatendido, y nunca sobre la cama, bajo las cortinas, etc. Vamos, lo que sería hacer las cosas partiendo de la premisa que explotará.

Podemos encontrar módulos similares, sin protección con "TP4056" desde ~0.14€. Y con protección por sólo algunos céntimos más.