¿Cómo modificar el paquete de baterías USB para que funcione como un UPS?

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Compré esta batería USB con la esperanza de usarla como una fuente de alimentación ininterrumpida para una Raspberry Pi 2.

Lo investigué, y los usuarios dijeron que se podía cargar mientras se alimentaban los dispositivos ... justo lo que debería hacer un UPS. Sin embargo, cuando lo probé, encontré un gran problema. Incluso cuando la batería está completamente cargada, cuando conecto o desconecto el cable de entrada a la batería, hay una breve caída de voltaje en los enchufes de salida que hacen que la Raspberry Pi se reinicie.

¿Hay una manera fácil de arreglar esto? He sacado la carcasa y son tres de estas celdas conectadas en paralelo a un tablero de control bastante grande y de aspecto complicado.

¿Funcionaría la soldadura de un condensador grande en los pines VCC / Gnd de los enchufes de salida de la batería? ¿O debería conectar un capacitor a los pines de entrada de energía del RPi? ¿O estaría perdiendo el tiempo?

¿Cómo mediría la longitud de la caída de voltaje / corriente, para saber qué tamaño de capacitor usar? Intenté medir la señal de CC con mi DSO (DS202), pero pude averiguar cómo detectar la longitud de la caída.

Editar: Al usar un Arduino para medir Vcc con un pin ADC, descubrí que desenchufarlo causa una caída de tensión de 1-3 segundos, mientras que enchufarlo causa una caída de tensión de 1-3 milisegundos. Pude arreglar el apagón de conexión colocando un condensador de 4700uF a través de los pines Vcc / Gnd del conector USB de salida. Sin embargo, el tiempo de desconexión de tensión es demasiado grande para arreglarlo incluso con un supercapacitador. ¿Qué otras opciones tengo?

También creo que encontré una falla en el circuito de control. Cuando el paquete se desenchufa y se ejecuta únicamente en las celdas de la batería, el voltaje de salida es de 5V. Sin embargo, cuando está enchufado, incluso cuando está completamente cargado, el voltaje de salida es de 4.7V.

Editar: Parece que el plug-in-brownout fue en parte debido a una mala fuente de alimentación USB externa y un cable. Estaba usando uno de esos adaptadores de pared de cubo pequeño y barato con conectores USB en ellos, con un cable USB largo. Dice que está clasificado para [email protected], pero el voltaje medía entre 4.5-4.7V. Cuando lo sustituyo por un wallwart de una sola pieza USB, el voltaje medido es de 5V.

Por lo tanto, ahora el único problema que queda es la reducción de tensión de 1-3 segundos cuando se elimina la alimentación externa, probablemente debido a que el controlador está cambiando lentamente los circuitos a la batería interna. ¿Cómo puedo solucionar esto?

    
pregunta Cerin

2 respuestas

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La mayoría de los paquetes de baterías ahora usan un diseño de "línea interactiva" o "fuera de línea", por lo que hay una interrupción cuando se cambia la alimentación de entrada. Puede darse una vuelta y tratar de encontrar uno con diseño "en línea" (es decir, la batería tiene las celdas, la salida del cargador y la entrada del convertidor de refuerzo, todas en paralelo sin cambiar los elementos en el centro)

    
respondido por el Maxthon Chan
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"La solución más fácil":

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

Un MBRA340 le "costará" aproximadamente 0.36 V a un voltaje directo de 1A. Eso debería estar bien para los módulos Arduino que se ejecutan en 5VDC. Cuando los 5V Vin caen por debajo de los 5V vout del paquete, Diodes se asegurará de que el flujo de corriente cambie instantáneamente.

El condensador opcional es para un cierto suavizado para compensar todo el cableado adicional que agregará, pero realmente no hará una gran diferencia en el funcionamiento de los diodos en sí (en esta escala de operación). Si lo agrega, diría que mantenga su valor entre 10uF y 220uF, las mayúsculas súper grandes pueden presentar una carga de encendido en algunos casos y de todos modos no serían muy útiles.

Una opción para una caída de voltaje casi nula sería jugar con los MOSFET para reemplazar los diodos, pero un par de pasos más en teoría, así que para evitar confusiones no agregaré nada de eso aquí. Especialmente porque los diodos Schottky con una caída de 0.2V a 0.4V a 1A están disponibles y deberían funcionar bien.

Sobre el DSO, pjc50 respondió perfectamente en el comentario, para ofrecer una respuesta completa, citaré textualmente;

  

Para la pregunta de DSO: establezca el disparador ligeramente (por ejemplo, 0,5 V) por debajo del voltaje de CC normal y establezca el alcance en modo de disparo único (opuesto a "correr"). Eso debería darle la ventaja de la caída del pulso. Ajuste la base de tiempo y vuelva a intentarlo hasta que todo el pulso esté en la pantalla. Luego, mídalo a mano o use la función "medir" de DSO. - pjc50

Con la pequeña nota, que para activar un evento de conmutación con los diodos en su lugar, puede adjuntar el alcance en la línea "Main 5V" y debería caer a (cerca) 0V, por lo que debería ofrecer suficiente desencadenante.

    
respondido por el Asmyldof

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