есть вопросы по самодельному 5В ИБП с li-ion аккмуляторами

Rimlyanin · 24.04.2015, 23:01

Допустим, есть у меня ардуинка, малинка (Raspberry Pi), банана (Banana Pi), или подобная платка, питающаяся от 5В (USB). И есть мысль сделать для таких платок ИБП (UPS).
Конечно, самый простой вариант это использовать повербанк, но увы, многие из них не поддерживают такой вариант использования, когда выходное напряжение присутствует также и во время зарядки самого повербанка (Pass-through charging). И большинство из повербанков, если они были разряжены и выключились, не подают выходное напряжение до нажатия на кнопку.
В общем, мысль такая:
взять подобного типа платку

Цитата:

High Performance Constant Current Voltage LED Drive Battery Charging Module for Learners to DIY

(конкретно эта не подойдет, у неё "Input voltage: 7V - 35V")
выставить выходное чуть ниже чем 4,2В, например 4,0В, ток 1А, подключить на её выход 2-4 * 18650 с защитой, и после них какую нибудь тупую повышайку до 5В

Цитата:

Модуль увеличения напряжения с USB DC 0,9~5V до DC 5V - синий

Потребление на выходе, естественно будет гораздо меньше 1А, т.е. ток разряда (потребления второй платкой) будет ниже тока заряда (выставленного на первой платке).

Теоретически, такая схема жизнеспособна, будет такой себе ИБП двойного преобразования.
Вопрос в том, как долго смогут в таком режиме работы протянуть li-ion аккумуляторы, не скажется ли это отрицательно на их сроке службы?
Ну и может ещё какие-то подводные камни есть, мной не учтенные?

Reyden · 25.04.2015, 02:30

Цитата:

Сообщение от Rimlyanin :

Вопрос в том, как долго смогут в таком режиме работы протянуть li-ion аккумуляторы, не скажется ли это отрицательно на их сроке службы?
Ну и может ещё какие-то подводные камни есть, мной не учтенные?

Время работы можно рассчитать исходя из потребляемой мощности нагрузки и кпд преобразования.
Батареи будут выполнять свою функцию, срок службы снижается с каждый циклом заряда/разряда. Если не нарушаются условия эксплуатации (перезаряд/переразряд/темперетура), несоблюдение которых вредит здоровью аккумулятора, то все должно быть хорошо.
Не совсем понял задачу, нужно организовать питание нагрузки 5V и подзарядку батареи одновременно?

Rimlyanin · 25.04.2015, 02:40

Цитата:

Сообщение от Reyden :

Время работы можно рассчитать исходя из потребляемой мощности нагрузки и кпд преобразования.

Вопрос не во времени работы от батарей, а вопрос в том, не убьет ли такое использование аккумуляторы раньше времени.

Цитата:

Сообщение от Reyden :

Батареи будут выполнять свою функцию, срок службы снижается с каждый циклом заряда/разряда. Если не нарушаются условия эксплуатации (перезаряд/переразряд/темперетура), несоблюдение которых вредит здоровью аккумулятора, то все должно быть хорошо.

Это все понятно.

Цитата:

Сообщение от Reyden :

Не совсем понял задачу, нужно организовать питание нагрузки 5V и подзарядку батареи одновременно?

Представляете как работает ИБП (UPS)? Обычный, "компьютерный". При наличии электричества на входе он питает нагрузку и заряжает батарею свою. При пропадании электричества на входе он продолжает питать нагрузку от своей батареи, либо пока она не сядет, либо пока не появится электричество на входе.

Reyden · 25.04.2015, 11:41

Цитата:

Сообщение от Rimlyanin :

Это все понятно.

Если принять во внимание, что и так понятно, то проблем не должно быть. Возможны ньюансы с подключением конкретной схемы, но в целом ничего нового. Главное не нарушать фазы заряда li-ion.

Цитата:

Сообщение от Rimlyanin :

Представляете как работает ИБП (UPS)?

Да, то есть все должно соответствовать UPS?
Я вижу такие варианты. Первый найти зарядное устройство к которому можно помимо батареи подключать нагрузку.

Второй, поставить преобразователь 5V от сети к нагрузке, параллельно с выходом преобразователя, который идет от аккумуляторов. На вход автономного, можно поставить диод шоттки, чтобы ток утечки в спящем режиме был минимален.
Если не обязательно, чтобы при отключении питания от сети, нагрузка автоматически питалась от батареи, можно поставить поставить переключатель между сетью и батареей, используя всего один преобразователь.
Это то что пришло на ум. Можно поискать схемы UPS и посмотреть как там сделано, на своем я слышу звук реле.

Rimlyanin · 25.04.2015, 12:50

Reyden,
что значит не нарушать фазы заряда?

Именно, как ИБП оно должно работать.

Ну варианты платы я выше привел, и ссылки на сайты магазинов с описаниями там тоже есть.

На ИБП двойного преобразования реле нет
http://luxeon.kh****/tehnolo...

По сути, получается так :
5В питания >> тока заряда и потребления >> аккумулятор >> ток потребления >> Выходные 5В

Reyden · 25.04.2015, 13:08

А какое зарядное устройство будет использоваться? Из приведенных плат, 2 преобразователя.

Цитата:

Сообщение от Rimlyanin :

что значит не нарушать фазы заряда?

Литий имеет несколько стадий (фаз) зарядки, если начать подавать на его выводы другое напряжение или ток, то ничего хорошего не будет.

Я думаю вот как можно сделать, соединить параллельно 5В питания и выход 5V, после аккумулятора поставить диод шоттки.

Moty · 25.04.2015, 21:25

Цитата:

Сообщение от Rimlyanin :

Вопрос в том, как долго смогут в таком режиме работы протянуть li-ion аккумуляторы, не скажется ли это отрицательно на их сроке службы?

А много вам нужно аккумуляторов и насколько редко необходимо обслуживать эту схему? Можно просто доставать бесплатные аккумуляторы из ноутбуков и регулярно менять....

Rimlyanin · 26.04.2015, 00:37

Цитата:

Сообщение от Reyden :

А какое зарядное устройство будет использоваться? Из приведенных плат, 2 преобразователя.

А чем первое, если бы подходило по напряжениям не зарядное?
CC/CV легко организуется даже лабораторным БП, с ограничениями по току и напряжению. Или я не понимаю чего-то в CC/CV ?

Цитата:

Сообщение от Reyden :

Литий имеет несколько стадий (фаз) зарядки, если начать подавать на его выводы другое напряжение или ток, то ничего хорошего не будет.

А вот тут можно чуть более подробнее?

Цитата:

Сообщение от Reyden :

Я думаю вот как можно сделать, соединить параллельно 5В питания и выход 5V, после аккумулятора поставить диод шоттки.

И что получится? 5В подать на аккум? или выходное снимать напрямую с аккума?

Цитата:

Сообщение от Moty :

А много вам нужно аккумуляторов и насколько редко необходимо обслуживать эту схему? Можно просто доставать бесплатные аккумуляторы из ноутбуков и регулярно менять....

Как мне сказали, несколько десятков, и обслуживание чем реже тем лучше.

Reyden · 26.04.2015, 00:57

Цитата:

Сообщение от Rimlyanin :

И что получится? 5В подать на аккум? или выходное снимать напрямую с аккума?

Нет, подать 5V на зарядку и нагрузку, между аккумулятором и нагрузкой, там где стоит преобразователь поставить диод. Можно сделать как вы сказали, к аккумулятору присоединить дополнительный преобразователь, если зарядка без проблем справится с подключенной нагрузкой через преобразователь и аккумулятором одновременно, я думал что задача стоит обойти этот вариант. Вреда не должно быть.

Цитата:

Сообщение от Rimlyanin :

вот тут можно чуть более подробнее?

Если аккумулятор сильно разряжен - стадия Pre-Charge заряд малыми токами, когда батарея набирает 75-80% от своей емкости - напряжение на батареи 4.2V, тогда наступает Termination и происходит полное насыщение емкости так же небольшими токами. Бп ведь не умеет контролировать токи.

Moty · 26.04.2015, 06:37

Цитата:

Сообщение от Rimlyanin :

Как мне сказали, несколько десятков, и обслуживание чем реже тем лучше.

Если бюджет такой огромный, не проще ли просто купить ИБП для компьютера и воткнуть туда USB зарядку? Девайс гарантировано предназначен для долгой работы. Заодно защитите от неполадок с сетью всю электронику.

Rimlyanin · 26.04.2015, 15:47

Цитата:

Сообщение от Reyden :

Нет, подать 5V на зарядку и нагрузку, между аккумулятором и нагрузкой, там где стоит преобразователь поставить диод.

И что, если пропало входное, что будет на выходе?

Цитата:

Сообщение от Reyden :

Можно сделать как вы сказали, к аккумулятору присоединить дополнительный преобразователь, если зарядка без проблем справится с подключенной нагрузкой через преобразователь и аккумулятором одновременно, я думал что задача стоит обойти этот вариант. Вреда не должно быть.

Ну так, ещё раз, на выходе висит нагрузка, потребляющая до 1А, значит при преобразовании, даже от 3,0В и КПД 85% получиться
1А*5/3=1,66
1,66/0,85=1,95
А на выходе платы (да хоть лабораторного БП) ставим два ограничения: 4,1В 2,5А
Так что даже при пиковом потреблении остается ещё 0,55А на заряд, а при отключенной нагрузке - все 2,5А

Цитата:

Сообщение от Reyden :

Если аккумулятор сильно разряжен - стадия Pre-Charge заряд малыми токами, когда батарея набирает 75-80% от своей емкости - напряжение на батареи 4.2V, тогда наступает Termination и происходит полное насыщение емкости так же небольшими токами. Бп ведь не умеет контролировать токи.

Хм, я же написал, защищенный аккум, т.е. он ниже чем сработает защита, не разрядится. В этом случае можно заряжать сразу нормальным током? Я вон посмотрел на графики, даже рекомендованные на этом форуме зарядки сразу начинают лить в аккум установленный ток.

Цитата:

Сообщение от Moty :

Если бюджет такой огромный, не проще ли просто купить ИБП для компьютера и воткнуть туда USB зарядку? Девайс гарантировано предназначен для долгой работы. Заодно защитите от неполадок с сетью всю электронику.

Габариты, цены, да и какой смысл ставить ИБП с выходом на 220В и потом преобразовывать в 5ть?
Я бы тогда прицепился на его аккум схемкой преобразователя с ограничением по входному напряжению (чтобы не загнать аккум в сильный переразряд).

Разряд · 26.04.2015, 16:11

Во первый UPS существуют разные фирменные для сигнализаций с низковольтным выходом без преобразователей.
А вот терь скажу но я думаю обидятся на меня за такое но я всё же скажу.

Какого хера называть самодельным универсальный БП самодельным если он не самодельный? Если ты решил сделать настоящий самодельный проблем было бы 0!
Пара советов про самодельное: возьми БП драйвер светодиодов на 12В раскрути до 13.6В выброси шунтирующий резюк подключаешь к нему АКБ 12В кислотный и радуйся! Будет глупый питальний. Хочешь большего надо делать умный с программным управлением и не переразрядит и не перезарядит, всегда возобновит работу, и не перегреется и не сгорит от КЗ.

Rimlyanin · 26.04.2015, 16:29

Разряд, не, не обижусь. Только не вижу смысла делать огромную систему с программным управлением.

И насчет светодиодного драйвера, чем он отличается от первой платки? или "лабораторного БП" с ограничением по току и напряжению? И схема "глупый питальний" фактически напоминает схему с первого сообщения.

blindnick · 26.04.2015, 16:34

в ENB раздельные каналы зарядки. пока один акум заряжается, другой может работать на нагрузку. главное чтоб потребитель жрал меньше тока зарядки

Moty · 26.04.2015, 18:06

Цитата:

Сообщение от Rimlyanin :

Габариты, цены, да и какой смысл ставить ИБП с выходом на 220В

Цена. Вы сказали- десятки 18650. Это, если взять 20 18650 то... ИБП можно купить дешевле. А аккумуляторы надо ещё спаять/купить дорогущую коробку, купить плату, на всё это потратить время, возможно чьё-то рабочее, за $$$ В час. А ещё, если их и вправду будет 20 штук, то их просто так не зарядишь, их нужно будет балансировать, хотя-бы по несколько штук, иначе умрут.... Вариант с ИБП можно реализовать за час, доехав до компьютерного магазина, совершенно без забот. Только нужно выяснить, сколько он проработает при маленькой нагрузке.

Я могу ошибаться, но по логике брать можно самый дешёвый оффлайн ИБП. USB зарядка не выключится за 4 мс без питания.
.

Цитата:

и потом преобразовывать в 5ть? .

Да там гигантский свинцовый аккумулятор огроменной ёмкости, хоть 10 раз преобразовывай.

Rimlyanin · 26.04.2015, 18:51

Moty,

Цитата:

Сообщение от Moty :

Цена. Вы сказали- десятки 18650. Это, если взять 20 18650 то... ИБП можно купить дешевле. А аккумуляторы надо ещё спаять/купить дорогущую коробку, купить плату, на всё это потратить время, возможно чьё-то рабочее, за $$$ В час.

Хм, странное стравнение цены нескольких десятков 18650 и нескольких десятков компьютерных ИБП

Цитата:

Сообщение от Moty :

А ещё, если их и вправду будет 20 штук, то их просто так не зарядишь, их нужно будет балансировать, хотя-бы по несколько штук, иначе умрут....

И причем тут балансировка ?

vl-per · 26.04.2015, 19:22

Цитата:

Сообщение от Rimlyanin :

(конкретно эта не подойдет, у неё "Input voltage: 7V - 35V")

Почему не пойдёт. Аналогичную использую для зарядки 4,2 и 4,35 В. Самсунгов.
Классно работает, ещё и светодиодики красивые всё показывают. Только я использовал старый трансформаторный блок питания 7,5 В. 1,5 А. - выставил СС = 1,0 А. Напругу 4,2 В. (4,35 В.) и всё работает.

Всё задуманное будет работать. 100%! Схема: вольт 7-9 блок питания, ток по желанию (возможности) - через подобную платку (КПД пишут 95% - проверял на токах до 2,0 А. ничего не греется совсем!) на N штук параллельных 18650 - потом повышайка на 5,0 В. по желанию и току (или подобную как первая, только повышайку выставить на 5,0 В. и ток по желанию).

Защиты по желанию, возможности, хотя бы предохранитель! Если страшно, что при пропадании сети, банки будут через блок питания разряжаться - диодик последовательно и напругу подкорректировать!
А кто сомневается по поводу параллельно включённых блока питания 4,2 В. и баночек 18650 - вспомните батареи в ноутах или в вело-электро! Там параллельно каждой баночке ещё от двух до десятка 18650 стоит. И каждая отдельная баночка не знает, что ей в параллель включено 18650 или блок питания!
Если ток потребления позволяет, то можно одну платку защиты на все параллельные банки поставить перед повышайкой!. Вроде Вы про токи порядка 1,0 А. говорили? Тогда всё без проблем!

Не парьтесь, всё работать будет.

Цитата:

Сообщение от Разряд :

Какого хера называть самодельным универсальный БП самодельным если он не самодельный?

А Вы процессоры тоже сами делаете и кристаллы выращиваете и полевики сами делаете? Так зачем называть Ваши изделия самодельными? Вы только собираете из готовых деталек что-то и всё! Какая разница между купленной микросхемой и платкой, которую Китайцы собрали для Вас? Считал, такого качества нереально за эти деньги сделать самодельную платку!

Moty · 26.04.2015, 19:34

Цитата:

Сообщение от Rimlyanin :

Moty,

Хм, странное стравнение цены нескольких десятков 18650 и нескольких десятков компьютерных ИБП

Хмм, я думал вам нужен очень ёмкий ИБП водном месте.

Rimlyanin · 26.04.2015, 20:01

vl-per, ну да, в принципе, если питать тут платку не от 5В, то можно и её использовать. Диоды то понятно, а плата защиты я думаю типа как на 18650 ставят подойдет, или взять вторую часть платы (DW01A), как на таких зарядках на Tpower TP4056 основанных

а DIY он иногда такой разный бывает

Moty, Мощный в одном месте? что бы ка каждую платку ставить отдельные преобразователи? Откуда такой вывод? Я же писал:

Цитата:

Сообщение от Rimlyanin :

Допустим, есть у меня ардуинка, малинка (Raspberry Pi), банана (Banana Pi), или подобная платка, питающаяся от 5В (USB). И есть мысль сделать для таких платок ИБП (UPS).
******
Потребление на выходе, естественно будет гораздо меньше 1А,

Moty · 26.04.2015, 20:15

Цитата:

Сообщение от Rimlyanin :

Moty, Мощный в одном месте? что бы ка каждую платку ставить отдельные преобразователи? Откуда такой вывод? Я же писал:

Не мощьный, а ёмкий. Я когда спрашивал про количество аккумуляторов, спрашивал, про то, сколько в одном аппарате использоваться будет.

26.04.2015, 16:34	14
blindnick Jagd Beutelratte Регистрация: 05.07.2011 Последняя активность: 15.08.2019 17:54 Сообщений: 20282 Сказал(а) спасибо: 2365 Поблагодарили: 6709 раз(а) в 4640 сообщениях	Re: есть вопросы по самодельному 5В ИБП с li-ion аккмуляторами в ENB раздельные каналы зарядки. пока один акум заряжается, другой может работать на нагрузку. главное чтоб потребитель жрал меньше тока зарядки __________________ трол.

25.04.2015, 12:50	5
Rimlyanin Ветеран Фонарёвки Регистрация: 09.12.2013 Последняя активность: 27.03.2023 02:48 Сообщений: 9893 Сказал(а) спасибо: 1973 Поблагодарили: 2919 раз(а) в 1714 сообщениях	Re: есть вопросы по самодельному 5В ИБП с li-ion аккмуляторами Reyden, что значит не нарушать фазы заряда? Именно, как ИБП оно должно работать. Ну варианты платы я выше привел, и ссылки на сайты магазинов с описаниями там тоже есть. На ИБП двойного преобразования реле нет http://luxeon.kh***/tehnolo... По сути, получается так : 5В питания >> тока заряда и потребления* >> аккумулятор >> ток потребления >> Выходные 5В

26.04.2015, 16:11	12
Разряд В глаз сначала лазером! Регистрация: 04.09.2012 Последняя активность: 13.03.2023 01:47 Сообщений: 1814 Сказал(а) спасибо: 118 Поблагодарили: 118 раз(а) в 106 сообщениях	Re: есть вопросы по самодельному 5В ИБП с li-ion аккмуляторами Во первый UPS существуют разные фирменные для сигнализаций с низковольтным выходом без преобразователей. А вот терь скажу но я думаю обидятся на меня за такое но я всё же скажу. Какого хера называть самодельным универсальный БП самодельным если он не самодельный? Если ты решил сделать настоящий самодельный проблем было бы 0! Пара советов про самодельное: возьми БП драйвер светодиодов на 12В раскрути до 13.6В выброси шунтирующий резюк подключаешь к нему АКБ 12В кислотный и радуйся! Будет глупый питальний. Хочешь большего надо делать умный с программным управлением и не переразрядит и не перезарядит, всегда возобновит работу, и не перегреется и не сгорит от КЗ. __________________ Магия сила, наука тухляк! Свет несу если споткнусь всех олеплю! Не бросай говно в вентус! Поиск простого пути это самый сложный путь! Незнание законов физики не влияет на последствия от их несоблюдений!

26.04.2015, 16:29	13
Rimlyanin Ветеран Фонарёвки Регистрация: 09.12.2013 Последняя активность: 27.03.2023 02:48 Сообщений: 9893 Сказал(а) спасибо: 1973 Поблагодарили: 2919 раз(а) в 1714 сообщениях	Re: есть вопросы по самодельному 5В ИБП с li-ion аккмуляторами Разряд, не, не обижусь. Только не вижу смысла делать огромную систему с программным управлением. И насчет светодиодного драйвера, чем он отличается от первой платки? или "лабораторного БП" с ограничением по току и напряжению? И схема "глупый питальний" фактически напоминает схему с первого сообщения.