간단한 UPS에 사용되는 충전 회로에 대한 조언


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나는 UPS처럼 작동하는 5 볼트 전원 공급 장치를 갖는 방법을 둘러 보았습니다.

기본적으로 +5에 배터리 및 리튬 이온 또는 기타 충전 회로가있는 출력용 전원을 중단없이 유지하기 위해 마이크로 USB 커넥터를 사용하려고합니다.

나는 실제로 필요한 2 가지를 발견했지만 자동차 또는 무언가에 납산 배터리를 충전하고 충전 회로를 이것에 통합하는 방법을 모른다.

6 볼트 입력 6 볼트 UPS 생각하십니까?

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  • R1, R3-560ohms 1 / 4W
  • R2-1 킬로 옴 1 / 4W
  • D1-1N4736A 또는 6.8V 제너 다이오드
  • D2-1N4001 또는 유사한 다이오드
  • LED-적색 LED 또는 저전력 LED
  • C1-47uF 전해 커패시터 정격 16V
  • Q1-2N3440 또는 유사한 NPN 트랜지스터
  • BAT-6V 배터리

납 축전지 충전을위한 12volt 입력으로 5volt ups

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  • R1-39 옴 1 / 2W
  • D1, D3, D4-1N4001 또는 유사한 다이오드
  • D2-13V 제너 정격 1W
  • C1-220uF 전해 커패시터 정격 25V
  • C2-10uF 전해 커패시터 정격 10V
  • IC-7805 또는 이와 유사한 5V 레귤레이터
  • BAT-최소 1.2Ah 정격 12V 납 축전지
  • DC 입력-12 볼트 DC

그리고 나는 ni-cd와 Li-ion에 대한 두 가지 충전 솔루션을 발견했습니다.

Ni-Cd

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  • R1-1.2 킬로 옴 1 / 4W
  • R2-아래 R2 및 D2 표 참조
  • R3-2 킬로 옴 1 / 4W
  • Q1-TIP41C 또는 모든 NPN 트랜지스터 최소 1A 전류 및 3W 전력
  • Q2-2N2222, CS9013 또는 유사한 NPN 트랜지스터
  • LED1-적색 또는 순방향 전압이 약 2V 인 LED (LED 참조)
  • LED2-노란색 또는 빨간색을 제외한 모든 LED 색상
  • D1-1N4001 또는 유사한 다이오드
  • D2-아래 R2 및 D2 표 참조
  • DC 공급-12V ~ 15V DC 공급 또는 배터리

리튬 이온 (좋은 단일 칩 솔루션)

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따라서 충전 회로에는 입력 전압이 필요하며 특정 전류에서 과충전으로 충전을 중지하도록 특별히 선택됩니다.

충전 지점에서 +를 가져와 UPS 설계에서 BAT 기호로 교체하는 것이 간단합니까? 나는 항상 전원이 켜져있는 배터리의 전압이 배터리의 +로 가고 (충전 회로를 우회하는) 전압을 방지하기 위해 여기에서 메인 전원 공급을 차단하기 위해 다이오드가 필요할 것입니다. 전원이 꺼 졌을 때 배터리를 켤 수 있습니까?) 필요에 따라 소모품 간을 전환하기 위해 여기에 누락 된 것이 있습니까?

답변:


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올바르게 이해하면 배터리에 전원을 공급하기 위해 배터리와 입력 소스 사이를 전환 할 수있는 충전기 (예 : 어댑터를 꽂거나 뽑을 때)가 필요합니다.

이를 수행 할 수있는 많은 충전 제어 IC 및 회로가 있습니다. MCP73831은 멋진 저렴한 작은 리튬 이온 충전 IC이며, PMOS / 쇼트 키의 추가와 함께, 어댑터와 배터리 사이를 전환 할 수 있습니다. 회로 예는 다음과 같습니다.

MCP73831 회로

출력은 와이어가 사라지는 오른쪽 상단에 있습니다 (PMOS / Schottky에서)
여기 마이크로 칩이 있습니다 회로에 대한 세부 정보 앱 노트 가 있습니다.

작동 방식은 USB 전원 (또는 어댑터)이 없을 때 VUSB_IN 라인이 R4에 의해 0V로 끌어 오는 것입니다. 이렇게하면 PMOS의 게이트 (기호의 G)가 접지되고 배터리가 회로에 전원을 공급할 수 있도록 켜집니다 (즉, S와 D로 표시된 소스 드레인 열림). 쇼트 키 (A 및 K로 표시)는 배터리가 VUSB_IN 라인을 높이고 PMOS를 다시 끄는 것을 중지합니다.
어댑터가 연결되면 게이트가 + 5V로 당겨지고 PMOS가 꺼지고 어댑터 전압 만 회로에 전원을 공급하고 배터리를 충전시킵니다.


환상적입니다 :) 정말 좋아 보입니다. 간단한 질문 C3은 주전원 플러그를 뽑았을 때 전력을 부드럽게하는 데 사용되는 것입니까? (또는 지금은 hexfet-never가 결코 사용하지 않은 것으로 나타났습니다. + 박쥐는 단지 핀아웃입니까? 그리고 USB +5에서 페라이트 비드의 목적은 무엇입니까? 모든 질문에 대해 유감스럽게도 나는 그중 일부에 익숙하지 않습니다.
— Piotr Kula

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문제 없습니다. 묻습니다. C3은 필터 캡일뿐입니다. 데이터 시트에 권장되어 있으므로 전압 모니터에 갑작스러운 변화와 변경 모드가 불필요하게 표시되지 않습니다. BT1은 배터리입니다. + BAT는 배터리 모니터 회로로갑니다 (원하는 경우) 페라이트 비드 + C4는 공급 장치의 노이즈를 필터링하는 데 도움이되지만 (예 : PC에 연결 한 경우)이를 제거하려는 경우에는 반드시 필요한 것은 아닙니다.
— Oli Glaser

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백만장 감사합니다! 저전력 장치를 다루는 많은 사람들에게 당신의 대답은 매우 흥미로울 것입니다. 정말 쉽고 깔끔한 회로도입니다. 훌륭한!
— Piotr Kula

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충전 전압은 MCP73831에서 설정 한 4.2V이지만 회로 전압은 USB 전압 (IFR7526D1의 쇼트 키 감소를 뺀 값)이거나 배터리 전압입니다. USB 전류 제한 (예 : USB 2.0의 경우 500mA) 또는 배터리 기능을 무시하고 연결된 회로에 사용할 수있는 최대 전류를 위해 Q2에 의해 제한이 설정됩니다. 따라서이 회로에서 IRF7526D1 의 한계는 2A (적절한 열 설계) 충전 전류의 경우 최대는 500mA (MCP73831의 한계)
— Oli Glaser

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@Robotbugs에서 언급했듯이 회로는 VBUS에서 배터리 단자로의 전체 전압을 피드백 (테스트)하여 배터리와 IRF 장치 사이에 다이오드를 적용하는 문제를 해결했습니다. 작동하지만 회로를 다시 점검합니다. 게시 해 주셔서 감사합니다.

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구글 린과 테스트에 오랜 시간이 걸렸던 경험을 공유했지만 마침내 싸고 작고 멋진 솔루션을 찾았습니다. 저의 목표는 전원 차단으로 인한 SD 쓰기 문제를 피하기 위해 Raspberry Pi 용 5V UPS를 구축하는 것이 었습니다. 어쨌든이 튜토리얼은 자신의 파워 뱅크를 구축하려는 모든 사람에게 적합 할 수 있습니다.

물자 :

  • 리튬 이온 배터리 (구형 Jiayu G3T 3000mAh 배터리를 사용했습니다)

  • 5V ~ 3V 로직 레벨 변환기

  • 3.7V 리튬 이온 배터리 미니 USB-USB A 전원 적용 모듈 5V 1A 충전 모듈 ( 여기에서 찾으 십시오) )

소송 비용 :

  • 배터리 : 귀하의 요구에 따라, 예를 들어 3000mAh를 사용했습니다. 즉 1000mAh (평균 RasPi 소비)의 부하로 최대 3 시간 지속될 수 있음을 의미합니다. 비용 : 5,50 €

  • 레벨 변환기 : 가장 저렴한 1,50 €

  • 전원 모듈 : ca. 3 유로

합계 : ca. 10 유로

어셈블리 :

나는 멋지고 제곱이기 때문에 배터리를 장착면으로 사용했습니다. 약간의 격리 스폰지와 끈적 끈적한 테이프 및 일부 기본 납땜 및 6 x 6 x 1,5cm 작은 UPS 패키지를 얻습니다.

여기에 이미지 설명을 입력하십시오


논리 레벨 변환기 : ebay.it/itm/… 다른 그림 : [4] : i.stack.imgur.com/9Slef.jpg 설계도 : [5] : i.stack.imgur.com/9oviB.jpg
— ilguSo

원래 질문은 스크래치 구축 충전 회로를 다룹니다. 반면에, 설계는 상용 충전기 보드를 사용합니다. 당신은 괜찮은 게시 방법입니다. 그러나 이것은 다른 질문에 대한 답변입니다.
— Nick Alexeev
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