关于简单UPS中使用的充电电路的一些建议

电器工程 电池充电 低电量 UPS
2022-01-09 05:40:35

我环顾四周,寻找一种像 UPS 一样工作的 5 伏电源的方法。

基本上想使用 +5 的微型 USB 连接器,有电池和锂离子或其他充电电路,可以在输出上保持不间断电源。

我发现这两个是我真正需要的——但它们为汽车或其他东西的铅酸电池充电,我不知道如何将充电电路集成到其中。

我认为是 6 伏输入的 6 伏 UPS?

在此处输入图像描述

  • R1、R3 - 560 欧姆 1/4W
  • R2 - 1 千欧 1/4W
  • D1 - 1N4736A 或任何 6.8V 齐纳二极管
  • D2 - 1N4001 或类似二极管
  • LED - 红色 LED 或任何低功率 LED
  • C1 - 47uF电解电容额定16V
  • Q1 - 2N3440 或类似的 NPN 晶体管
  • BAT-6V电池

5volt ups 12volt 输入铅酸电池充电

在此处输入图像描述

  • R1 - 39 欧姆 1/2W
  • D1、D3、D4 - 1N4001 或类似二极管
  • D2 - 13V 齐纳二极管额定 1W
  • C1 - 220uF 额定 25V 电解电容
  • C2 - 10uF 额定 10V 电解电容
  • IC - 7805 或类似的 5V 稳压器
  • BAT - 12V 铅酸电池,最小额定 1.2Ah
  • 直流输入 - 12 伏直流

我找到了 2 种充电解决方案,一种用于 ni-cd,另一种用于锂离子

镍镉

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  • R1 - 1.2 千欧 1/4W
  • R2 - 见下表 R2 和 D2
  • R3 - 2 千欧 1/4W
  • Q1 - TIP41C 或任何 NPN 晶体管最小 1A 电流和 3W 功率
  • Q2 - 2N2222、CS9013 或类似的 NPN 晶体管
  • LED1 - 红色或任何具有 2V 左右正向电压的 LED(参见 LED)
  • LED2 - 黄色或除红色以外的任何 LED 颜色
  • D1 - 1N4001 或类似二极管
  • D2 - 见下表 R2 和 D2
  • 直流电源 - 12V 至 15V 直流电源或电池

锂离子(很好的单芯片解决方案)

在此处输入图像描述

所以我可以连接这些点 - 充电电路需要输入电压,并且专门选择它们以在某些电流下停止充电以过度充电。

会不会像在 UPS 设计中将充电点的 + 符号替换为 BAT 符号一样简单?我怀疑我需要以某种方式将其解耦,以防止始终接通电源的电压进入电池的+(并基本上绕过充电电路),此处是否需要一个二极管来停止主电源(但我如何告诉电源关闭时电池启动?)这里是否缺少根据需要在电源之间切换的东西?

2个回答

如果我理解正确,您需要一个充电器,它可以在电池和输入源之间切换(即当适配器插入/拔出时)为负载供电。

周围有很多充电控制 IC 和电路可以做到这一点。MCP73831是一款不错的廉价小型锂离子充电 IC,加上 PMOS/肖特基,可以在适配器和电池之间切换。这是一个示例电路:

MCP73831电路

输出位于电线消失的右上角(来自 PMOS/肖特基)
这是 Microchip应用笔记,其中介绍了此类电路的一些细节。

它的工作方式是当 USB 电源(或适配器)不存在时,VUSB_IN 线被 R4 拉至 0V。这将 PMOS 的栅极(符号上的 G)接地并打开(即打开源漏,标记为 S 和 D),允许电池为电路供电。肖特基(标记为 A 和 K)停止电池升高 VUSB_IN 线并再次关闭 PMOS。
插入适配器后,栅极被拉至 +5V,PMOS 关闭,只留下适配器电压为电路供电并让电池充电。

我分享了我的经验,这花了很长时间的谷歌搜索和测试,但最终我找到了一个便宜、紧凑且不错的解决方案。我的目标是为 Raspberry Pi 构建一个 5V UPS,以避免因断电而导致 SD 写入问题;无论如何,本教程也适合任何想要建立自己的移动电源的人。

材料

  • 锂电池(我用的是我的旧佳宇 G3T 3000mAh 电池)

  • 5V 至 3V 逻辑电平转换器

  • 3.7V 锂离子电池 Mini USB 转 USB A 电源应用模块 5V 1A 充电模块(在此处找到)

费用

  • 电池:取决于您的需求,在我的示例中,我使用了 3000mAh,这意味着负载为 1000mAh(平均 RasPi 消耗)可以持续长达 3 小时。费用:5,50€

  • 电平转换器:最便宜的,1,50€

  • 电源模块:约 3€

总计:约。10€

组装

我使用电池作为安装表面,因为它很好而且方形;一点隔离海绵和胶带和一些基本的焊接,我得到一个 6 x 6 x 1,5cm 的小 UPS 包裹。

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