Некоторые советы по схеме зарядки, используемой в простых ИБП

Я огляделся в поисках источника питания на 5 вольт, который работал бы как ИБП.

В основном хочу использовать разъем micro usb на +5 иметь аккумулятор и li-ion или другую схему зарядки, которая будет поддерживать бесперебойное питание на выходе.

Я нашел эти 2, которые мне действительно нужны, но они заряжают свинцово-кислотные аккумуляторы в автомобилях или что-то в этом роде, и я не знаю, как интегрировать в них схему зарядки.

Я думаю, 6-вольтовый ИБП с 6-вольтовым входом?

введите описание изображения здесь

  • R1, R3 - 560 Ом 1/4 Вт
  • R2 - 1 кОм 1/4 Вт
  • D1 — 1N4736A или любой стабилитрон на 6,8В
  • D2 - 1N4001 или аналогичный диод
  • Светодиод - красный светодиод или любой маломощный светодиод
  • C1 - электролитический конденсатор 47мкФ на 16В
  • Q1 - 2N3440 или аналогичный транзистор NPN
  • БАТ - батарея 6В

ИБП 5 вольт с входом 12 вольт для зарядки свинцово-кислотных аккумуляторов

введите описание изображения здесь

  • R1 — 39 Ом 1/2 Вт
  • D1, D3, D4 - диод 1N4001 или аналогичный
  • D2 - стабилитрон 13В мощностью 1Вт
  • C1 - электролитический конденсатор 220 мкФ на 25 В
  • C2 - электролитический конденсатор 10мкФ на 10В
  • IC-7805 или аналогичный регулятор 5В
  • BAT — свинцово-кислотная батарея 12 В с минимальной емкостью 1,2 Ач
  • ВХОД ПОСТОЯННОГО ТОКА - 12 вольт постоянного тока

И я нашел 2 решения для зарядки, одно для никель-кадмиевых, а другое для литий-ионных.

Ni-Cd

введите описание изображения здесь

  • R1 - 1,2 кОм 1/4 Вт
  • R2 - см. таблицу R2 и D2 ниже
  • R3 - 2 кОм 1/4 Вт
  • Q1 - TIP41C или любой NPN-транзистор с током не менее 1 А и мощностью 3 Вт
  • Q2 - 2N2222, CS9013 или аналогичный транзистор NPN
  • LED1 — красный или любой светодиод с прямым напряжением около 2 В (см. светодиод)
  • LED2 - желтый или любой цвет светодиода, кроме красного
  • D1 - диод 1N4001 или аналогичный
  • D2 — см. таблицу R2 и D2 ниже
  • Источник постоянного тока - источник постоянного тока от 12 В до 15 В или батарея

Li-Ion (хорошее решение с одним чипом)

введите описание изображения здесь

Таким образом, я могу соединить точки - цепи зарядки требуют входного напряжения, и они специально подобраны так, чтобы прекращать зарядку при определенных токах до перезарядки.

Будет ли это так же просто, как взять + от точки зарядки и заменить его символами BAT в конструкции ИБП? Я подозреваю, что мне нужно как-то развязать его, чтобы напряжение от постоянно включенного питания не переходило на + батареи (и, по сути, в обход цепи зарядки), здесь нужен диод, чтобы остановить основной источник питания (но как я могу сказать батарея, чтобы включиться при отключении сети?) Чего-то здесь не хватает, чтобы переключаться между источниками питания по мере необходимости?

Ответы (2)

Если я вас правильно понял, вам нужно зарядное устройство, которое может переключаться между батареей и источником входного сигнала (т.е. когда адаптер подключен/отключен) для питания нагрузки.

Существует множество микросхем и схем управления зарядом, которые могут это сделать. MCP73831 — это хорошая дешевая маленькая литий-ионная микросхема для зарядки, и с добавлением PMOS / Schottky она может переключаться между адаптером и батареей. Вот пример схемы:

Схема MCP73831

Выход находится в правом верхнем углу, где исчезает провод (от PMOS / Schottky)
. Вот примечание к приложению Microchip, в котором описаны некоторые подробности такой схемы.

Это работает так: когда питания USB (или адаптера) нет, линия VUSB_IN получает 0 В с помощью R4. Это замыкает затвор PMOS (G на символе) на землю и включает его (т. е. открывает сток-исток, обозначенный S и D), позволяя батарее питать цепь. Шоттки (обозначен буквами A и K) останавливает батарею, поднимая линию VUSB_IN и снова отключая PMOS.
когда адаптер подключен, затвор подтягивается к + 5 В, и PMOS выключается, оставляя только напряжение адаптера, питающее схему и позволяющее заряжать аккумулятор.

Это фантастика :) Выглядит действительно хорошо. Просто быстрый вопрос C3-это используется для плавного питания, когда сеть отключена? (или, как я вижу сейчас, hexfet-никогда не использовал это раньше -прочитайте техпаспорт-используется для переключения питания) BT1 - это настоящая батарея? а +bat это просто распиновка да? а для чего нужна ферритовая шайба на usb +5? Извините за все вопросы, я просто не знаком с некоторыми из этих вещей.
Нет проблем, спрашивайте — C3 — это просто крышка фильтра, да. Это рекомендуется в техническом описании, чтобы монитор напряжения не видел внезапных изменений и не менял режимы без необходимости. BT1 — аккумулятор. +BAT просто подключается к цепи контроля батареи (при желании). Ферритовая шайба + C4 предназначена для фильтрации шума от источника питания (например, при подключении к ПК), но это не обязательно, если вы хотите его исключить.
Миллион благодарностей Оли! Ваш ответ окажется очень интересным для многих людей, занимающихся маломощными устройствами. Это действительно простая и аккуратная схема. Превосходно!
Красивый. Я предполагаю, что на выходе обычно будет 4,2 В? Сколько тока было бы безопасно извлечь из этого?
Напряжение заряда будет 4,2 В, установленное MCP73831, но напряжение цепи будет либо напряжением USB (за вычетом падения Шоттки в IRF7526D1), либо напряжением батареи. Для максимального тока, доступного для подключенной цепи, без учета ограничений по току USB (например, 500 мА для USB 2.0 и т. д.) или емкости батареи, предел устанавливается параметром Q2. Таким образом, в этой схеме ограничение составляет 2 А для IRF7526D1 (при адекватном тепловом расчете). Для тока заряда максимальное значение составляет 500 мА (ограничение для MCP73831).
Предупреждение! Я считаю, что показанная схема неверна. В частности, на схеме соединения истока и стока устройства IRF расположены неправильно. Если вы посмотрите на примечание к приложению Microchip, диод корпуса MOSFET должен идти от соединения с батареей к системной нагрузке, т. е. слив MOSFET с p-каналом подключается к батарее, а его исток подключается к нагрузке. В токовой цепи полное напряжение входа VBUS будет закорочено обратно на клемму аккумулятора через диод корпуса MOSFET.
Можно ли модернизировать это до двухэлементной установки с регулятором 5 В между батареей и PMOS, чтобы получать 5 В даже при работе от батареи? Стоит ли это того для Raspberry Pi?
Остерегайтесь, как заявил @Robotbugs, схема обеспечивает обратную связь (проверено) с полным напряжением от VBUS до клеммы батареи, что решило проблему с применением диода между батареей и устройством IRF. Он работает, но дважды проверит цепь. Хорошая схема, хотя спасибо за публикацию.
будет ли эта схема работать с источником питания 12v? Если бы я изменил регулятор 5 В (я хочу выход 9 В)? в остальном отличная схема.

Делюсь своим опытом, который долго гуглил и тестировал, но в итоге нашел дешевое, компактное и красивое решение. Моя цель состояла в том, чтобы создать 5-вольтовый ИБП для Raspberry Pi, чтобы избежать проблем с записью SD из-за отключения электроэнергии; в любом случае, это руководство может подойти для всех, кто хочет создать свой собственный внешний аккумулятор.

Материал :

  • Литионовая батарея (я использовал свою старую батарею Jiayu G3T 3000 мАч)

  • Преобразователь логического уровня 5 В в 3 В

  • 3,7 В литий-ионный аккумулятор Mini USB на USB A Модуль подачи питания Модуль зарядки 5 В 1 А (найдите его здесь )

Стоимость :

  • Аккумулятор: зависит от ваших потребностей, в моем примере я взял 3000 мАч, что означает, что при нагрузке 1000 мАч (среднее потребление RasPi) он может работать до 3 часов. Стоимость: 5,50€

  • Конвертер уровней: самый дешевый, 1,50€

  • Силовой модуль: ок. 3€

Всего: ок. 10€

Сборка :

Я использовал батарею в качестве монтажной поверхности, потому что она красивая и квадратная; немного изоляционной губки и липкой ленты и немного пайки, и я получаю маленький пакет ИБП размером 6 x 6 x 1,5 см.

введите описание изображения здесь

Конвертер логических уровней: ebay.it/itm/… Другое изображение: [4]: ​​i.stack.imgur.com/9Slef.jpg Схема: [5]: i.stack.imgur.com/9oviB.jpg
Первоначальный вопрос касается самодельной схемы зарядки. С другой стороны, в вашем проекте используется стандартная плата зарядного устройства. У вас хороший пост с инструкциями. Но это ответ на другой вопрос.