Петров Павел

19 июня 2026 г.

В статье рассматривается как устроена зарядка в солнечной панели Nitecore FSP30

NITECORE FSP30 – складная солнечная панель с двумя USB–A и одним USB–C выходом. Производитель указывает суммарную мощность до 30 Вт, но это не так по многочисленным замерам, поэтому мне стало интересно почему так и можно ли это исправить.

Устройство контроллера

Внутри FSP30 установлена небольшая плата с несколькими DC/DC преобразователями. Солнечные секции подают на плату входное напряжение Vin. Контроллер преобразует его в привычные USB–напряжения: 5 В для USB–A и 5/9 В для USB–C. Все выходы берут энергию из одного источника – солнечных секций панели.

После вскрытия блока регулятора стало понятно, что внутри FSP30 стоит обычная USB–плата преобразователей, а не специализированный солнечный контроллер. На плате нет признаков MPPT–узла или отдельной логики, которая удерживает солнечные секции в точке максимальной мощности. Это объясняет, почему панель может быть заявлена как 30 Вт, а реальная мощность на USB–выходах оказывается ниже.

Для солнечных панелей существуют более подходящие схемы: DC/DC–преобразователи с MPPT или хотя бы с регулированием входного напряжения по типу VINDPM. Их задача – следить за входом от панели. Когда телефон или пауэрбанк пытается взять слишком большой ток, такой контроллер уменьшает нагрузку и не даёт солнечным секциям просесть по напряжению. В FSP30, судя по плате, логика проще: контроллеры в первую очередь держат USB–выходы, а вход от панели работает как получится по текущему солнцу и нагрузке.

USB–C канал обслуживает микросхема с маркировкой PL6520 рядом с дросселем 470. По расположению и обвязке она похожа на контроллер класса IP6520. Такой узел отвечает за USB–C, определяет подключение по CC–линиям и включает режим быстрой зарядки. Он может выдавать 5 В или 9 В, но питается от более высокого напряжения солнечных секций. Это понижающий преобразователь. Когда входное напряжение падает, USB–C снижает мощность, сбрасывает быстрый режим или перезапускается.

USB–A часть устроена через отдельный 5 В канал. На плате виден узел 5436A с дросселем 220, который, вероятно, формирует питание 5 В для обоих USB–A портов. Рядом с левым USB–A стоит маленькая микросхема 2513. Она не передаёт силовую мощность, а работает с линиями D+ и D−. Её роль – показать телефону или пауэрбанку, что порт является зарядным и может отдавать повышенный ток.

Отдельный интерес вызывает наличие трёх дросселей: двух 470 и одного 220. Поэтому схема с двумя независимыми силовыми каналами для двух USB–A выглядит менее вероятной. Более логичная версия такая: один узел 5436A с дросселем 470 сначала формирует промежуточную шину около 12 В, на плате как раз есть неприпаянный штекер, а уже от неё питаются USB–C контроллер PL6520 и общий 5 В канал для USB–A.

По КПД такая схема НЕ выглядит идеальной. Если энергия проходит через две ступени преобразования, потери каждой ступени складываются. Например, при КПД первой ступени 90% и КПД второй ступени 94% общий КПД будет около 85%.

Вероятная функциональная схема получается такой: солнечные секции подают питание на общую входную шину; первый преобразователь 5436A с дросселем 470 формирует промежуточные 12 В; от этой шины питается USB–C канал на PL6520 и 5 В канал USB–A на 5436A с дросселем 220; микросхема 2513 обслуживает сигнальные линии USB–A. При подключении нагрузки к USB–A часть общей мощности уходит в этот канал, поэтому доступная мощность USB–C может уменьшаться.

Из этого делаем вывод, что скорее всего паспортные 30 Вт относятся к солнечной панели как к источнику энергии в хороших лабораторных условиях, а не ко всей системе целиком. Проверим эту гипотезу.

Считаем максимальную мощность с панелей

Мощность солнечной панели можно грубо оценить по площади. Размер одной секции FSP30 – примерно 27 × 15,5 см. Переводим в метры: 0,27 × 0,155 м. Получается около 0,042 м² на одну секцию.

У панели четыре секции. Значит общая площадь получается примерно 0,167 м². Это площадь прямоугольников, которые видны снаружи. Активная площадь самих солнечных ячеек обычно немного меньше.

Для простого расчёта берут яркое прямое солнце как 1000 Вт на квадратный метр. Это лабораторный ориентир, при котором обычно сравнивают солнечные панели. На четыре секции FSP30 в таком режиме падает примерно:

0,167 м² × 1000 Вт/м² = 167 Вт солнечной энергии.

Солнечная панель не превращает весь этот свет в электричество. Производитель указывает КПД ячеек 24%. Это значит, что в электричество превращается примерно четверть падающей энергии. Считаем:

167 Вт × 0,24 ≈ 40 Вт.

Эти 40 Вт – верхняя оценка по геометрии и КПД ячеек. В реальности часть площади не является активной, ячейки нагреваются, угол к солнцу редко идеальный, часть света теряется на покрытии, а дальше энергия проходит через USB–контроллер. Поэтому паспортные 30 Вт выглядят правдоподобно как максимум солнечной части панели в хороших условиях.

КПД электроники и реальная мощность на USB

Дальше начинается работа электроники. В даташите IP6520 для такого класса микросхем указан КПД до 93,8%. Это хорошая цифра, но она получена в лабораторном режиме. В реальной панели, на солнце, в нагретом кармане и при гуляющем входном напряжении разумнее считать проще: часть энергии всё равно уйдёт в тепло.

Если USB–C отдаёт пауэрбанку 18 Вт, то сама плата должна получить немного больше – примерно 19–20 Вт.

С USB–A похожая история. По паспорту два USB–A суммарно дают 5 В 3,1 А, то есть около 15,5 Вт. Но эти 15,5 Вт тоже не появляются бесплатно, КПД этой схемы хуже, порядка 85-90% в зависимости от тока, проходящего через неё.

По КПД решение с промежуточным напряжением отрицательно хорошее: каждая ступень преобразования добавляет свои потери. Например, если первая ступень имеет КПД около 90%, а вторая – около 94%, общий КПД получится уже около 85%.

Вывод таков., что самый удачный режим – USB–C PD 9 В 2 А, то есть около 18 Вт в хорошем солнце. В этом режиме панель работает ближе к своему реальному пределу.

USB–A стоит воспринимать как запасной или вспомогательный выход. От него можно подзарядить фонарь, часы, навигатор или телефон, когда скорость не критична. Но если задача – собрать максимум энергии за короткую стоянку, лучше не делить панель между несколькими устройствами. Один пауэрбанк на USB–C обычно набирает энергию стабильнее. Можно забивать до 80 процентов на быстрой зарядке, а когда уже нужно будет добивать аккумуляторы, то можно подключить много устройств. Такая схема увеличит снятие энергии, поскольку в конце зарядки аккумуляторов ток падает и нужно больше времени для зарядки, чем мощности.

По времени зарядки можно прикидывать так. Пауэрбанк на 10 000 мА·ч хранит примерно 37 Вт·ч энергии. Если панель отдаёт по USB–C около 18 Вт, а сам пауэрбанк теряет часть энергии на своей зарядной электронике, внутрь аккумулятора будет попадать примерно 15 Вт. В идеале это около 2,5 часа, в походе скорее 3–4 часа хорошего солнца.

Для пауэрбанка на 20 000 мА·ч энергия примерно 74 Вт·ч. При той же полезной мощности около 15 Вт получается минимум около 5 часов, а в реальных условиях лучше закладывать 6–8 часов хорошего солнца.

На практике угол к солнцу и отсутствие тени часто важнее, чем разница в КПД между 90% и 94%. Панель даёт максимум, когда смотрит почти прямо на солнце. Если она лежит плоско, висит на рюкзаке или частично попадает в тень, мощность падает быстрее, чем кажется. Тень от ветки, ремня, палаточной оттяжки или даже кабеля может испортить зарядку сильнее, чем потери в контроллере.