Algunos consejos sobre el circuito de carga utilizado en UPS simples

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He buscado alguna forma de tener una fuente de alimentación de 5 voltios que actúe como un UPS.

Básicamente quiere usar un conector micro usb para +5 tener una batería y un ion de litio u otro circuito de carga que mantendrá una alimentación ininterrumpida en la salida.

Encontré estos 2 que realmente son lo que necesito, pero cargan baterías de plomo ácido en automóviles o algo así y no sé cómo integrar un circuito de carga en esto.

UPS de 6 voltios con entrada de 6 voltios, creo.

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  • R1, R3 - 560 ohmios 1/4 W
  • R2 - 1 kilo ohmios 1/4 W
  • D1 - 1N4736A o cualquier diodo zener de 6.8V
  • D2 - 1N4001 o diodo similar
  • LED - LED rojo o cualquier LED de baja potencia
  • C1 - condensador electrolítico de 47uF de 16V
  • Q1 - 2N3440 o transistor NPN similar
  • BAT - batería de 6V

5 voltios con entrada de 12 voltios para cargar la batería de plomo ácido

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  • R1 - 39 ohmios 1/2 W
  • D1, D3, D4 - 1N4001 o diodo similar
  • D2 - 13V zener nominal 1W
  • C1 - condensador electrolítico de 220uF con capacidad nominal de 25V
  • C2 - 10uF condensador electrolítico de 10V
  • IC - 7805 o regulador similar de 5V
  • BAT - Batería de plomo ácido de 12V con un mínimo de 1.2Ah
  • ENTRADA DE CC - 12 voltios CC

Y he encontrado 2 soluciones de carga, una para ni-cd y la otra para Li-ion

Ni-Cd

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  • R1 - 1.2 kilo ohmios 1/4 W
  • R2: consulte las tablas R2 y D2 a continuación
  • R3 - 2 kilo ohmios 1/4 W
  • Q1: TIP41C o cualquier transistor NPN, corriente mínima de 1 A y potencia de 3 W
  • Q2 - 2N2222, CS9013 o un transistor NPN similar
  • LED1 - Rojo o cualquier LED con voltaje directo alrededor de 2V (ver LED)
  • LED2: amarillo o cualquier color de LED excepto rojo
  • D1 - 1N4001 o diodo similar
  • D2: consulte las tablas R2 y D2 a continuación
  • Suministro de CC: suministro de CC o batería de 12 V a 15 V

Li-Ion (buena solución de chip único)

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Entonces puedo conectar los puntos: los circuitos de carga requieren un voltaje de entrada y se seleccionan específicamente para detener la carga a ciertas corrientes y sobrecargarse.

¿Sería tan simple como tomar el + del punto de carga y reemplazarlo con los símbolos BAT en los diseños de UPS? Sospecho que necesito desacoplarlo de alguna manera, para evitar que el voltaje de la energía siempre conectada vaya al + de la batería (y esencialmente evite el circuito de carga) si se necesitara un diodo aquí para detener el suministro principal (pero ¿cómo puedo decirle al batería para encender cuando la red eléctrica está apagada?) ¿Hay algo que falta aquí para cambiar entre suministros según sea necesario?

Piotr Kula
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Respuestas:

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Si lo entiendo correctamente, desea un cargador que pueda cambiar entre la batería y la fuente de entrada (es decir, cuando el adaptador está enchufado / desenchufado) para alimentar la carga.

Hay muchos circuitos integrados y circuitos de control de carga que pueden hacer esto. El MCP73831 es un pequeño y económico IC de carga de iones de litio, y con la adición de un PMOS / Schottky, puede cambiar entre el adaptador y la batería. Aquí hay un circuito de ejemplo:

Circuito MCP73831

La salida está en la parte superior derecha, donde desaparece el cable (del PMOS / Schottky).
Aquí hay una nota de la aplicación Microchip que detalla algunos detalles de dicho circuito.

La forma en que funciona es cuando la alimentación USB (o el adaptador) no está presente, la línea VUSB_IN se pone a 0V por R4. Esto lleva a tierra la compuerta del PMOS (G en el símbolo) y la enciende (es decir, abre la fuente de drenaje, marcada con S y D) permitiendo que la batería alimente el circuito. El Schottky (marcado A y K) detiene la batería elevando la línea VUSB_IN y apagando el PMOS nuevamente.
cuando el adaptador está enchufado, la compuerta se tira a + 5V y el PMOS se apaga, dejando solo el voltaje del adaptador que alimenta el circuito y dejando que la batería se cargue.

Oli Glaser
fuente
Eso es fantástico :) Se ve muy bien. Solo pregunta rápida C3: ¿se usa para suavizar la energía cuando la red eléctrica está desconectada? (O, como veo ahora, el hexfet, nunca se usó antes de leer la hoja de datos, se usa para cambiar la alimentación) BT1: ¿esa es la batería real? y + bat es solo un pin, ¿sí? ¿y cuál es el propósito de la cuenta de ferrita en usb +5? Perdón por todas las preguntas, simplemente no estoy familiarizado con algunas de esas cosas.
Piotr Kula
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No hay problema, pregunte: C3 es solo una tapa de filtro, sí. Se recomienda en la hoja de datos para que el monitor de voltaje no vea cambios repentinos y modos de cambio innecesarios. BT1 es la batería. + BAT solo va a un circuito de monitor de batería (si lo desea) El cordón de ferrita + C4 es para ayudar a filtrar el ruido del suministro (por ejemplo, si está enchufado a una PC), pero no es absolutamente necesario si desea dejarlo fuera.
Oli Glaser
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¡Un millón de gracias Oli! Su respuesta demostrará ser muy interesante para muchas personas que juegan con dispositivos de baja potencia. Es un esquema realmente fácil y ordenado. ¡Soberbio!
Piotr Kula
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El voltaje de carga será de 4.2V establecido por el MCP73831, pero el voltaje del circuito será el voltaje USB (menos la caída de Schottky en el IRF7526D1) o el voltaje de la batería. Para la corriente máxima disponible para el circuito conectado, ignorando los límites de corriente USB (por ejemplo, 500 mA para USB 2.0, etc.) o la capacidad de la batería, Q2 establece el límite. Entonces, en este circuito, el límite es de 2 A para el IRF7526D1 (con un diseño térmico adecuado) Para la corriente de carga, el máximo es de 500 mA (el límite para el MCP73831)
Oli Glaser
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Tenga cuidado, según lo indicado por @Robotbugs, el circuito realiza retroalimentaciones (probadas) de voltaje completo desde VBUS al terminal de la batería, resolvió el problema al aplicar un diodo entre la batería y el dispositivo IRF. Está funcionando pero verificará dos veces el circuito. Buen circuito aunque gracias por publicar.
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Comparto mi experiencia, que me llevó mucho tiempo buscar en Google y probar, pero finalmente encontré una solución barata, compacta y agradable. Mi objetivo era construir un UPS de 5V para Raspberry Pi, para evitar problemas de escritura en SD debido a cortes de energía; de todos modos, este tutorial puede ser adecuado para cualquier persona que quiera construir su propio banco de energía también.

Material :

  • Batería de litio (utilicé mi vieja batería Jiayu G3T 3000mAh)

  • Convertidor de nivel lógico de 5V a 3V

  • Batería de iones de litio de 3.7V Mini USB a USB A Módulo de alimentación eléctrica Módulo de carga de 5V 1A (encuéntrelo aquí )

Costos :

  • Batería: depende de sus necesidades, en mi ejemplo tomé 3000 mAh, lo que significa que con una carga de 1000 mAh (consumo promedio de RasPi) puede durar hasta 3 horas. Coste: 5,50 €.

  • Convertidor de nivel: el más barato, 1,50 €

  • Módulo de potencia: ca. 3 €

Total: ca. 10 €

Asamblea :

Usé la batería como superficie de montaje porque es bonita y cuadrada; un poco de esponja aislante y cinta adhesiva y un poco de soldadura básica y obtengo un pequeño paquete UPS de 6 x 6 x 1,5 cm.

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ilguSo
fuente
Conversor de nivel lógico: ebay.it/itm/… Otra foto : [4]: i.stack.imgur.com/9Slef.jpg Esquema: [5]: i.stack.imgur.com/9oviB.jpg
ilguSo
La pregunta original trata de un circuito de carga construido desde cero. Por otro lado, su diseño utiliza una placa de cargador lista para usar. La suya es una buena publicación de instrucciones. Pero esta es una respuesta a alguna otra pregunta.
Nick Alexeev