该项目有缘再建设。。。
- 准确稳压输出。
- 电池管理(专用过流/过放芯片) 和 充电管理(专用充电芯片)。
- 足功率 120W!不搞 廉价/无良 产品。
- 采用自动路径切换电路 做供电路径切换,非简单使用 两个二极管做供电路径切换。
- 硬件 SCH 原理图 开源。
最近买了一台 小主机(CPU N5095,关于小主机是什么以及我拿来干什么用(CSDN链接)(知乎链接)),一次偶然无意间关掉了其适配器插座电源,导致小主机被强制断电了,还好现代操作系统和硬件还能经得起一两次这种被强制断电,再次上电可以正常开机。
于是想给小主机搞一台 UPS(不间断电源),当插座断电/停电后,UPS 能立刻切换电池供电不至于让小主机强制掉电。我的小主机的适配器是 12V/3A 的,因此找 UPS 输出也得是 至少 12V/3A,淘宝上找来找去发现支持这么 “大” 功率的不多,贵的大五六百、上千咱也没必要买(小主机自己才一千多),找到一家买来试了试,才见其猫腻/糙点太多了。
淘宝上在 100-200 价位之间的。容量基本 20000mAH(也不说是单个锂电池芯的容量简单加和 还是 对于 12V输出来说是这么大,无良1);充电头输出 12.6V,是不是感觉很奇怪,为什么不是 12V?其实是充电头直连电池来做的 3S电池组 充电(3串,4.2V * 3,满电正好就是 12.6V),无良2。然后是输出,写的都是什么 9V-12.6V,是不是感觉很奇怪,为什么输出不是稳定不变的 12V?其实是 3S电池组 直连输出,无良3。我买的一个,好巧不巧,说是两路 12V/3A 的输出,但是不稳定,测试了好多次,拿各种用电器比如路由器、我的小主机(过程中生怕其供电不稳定把我小主机弄坏了)还有 开发板 等等,来回换着测试,只有一次能两路同时输出,其余都是只能输出一路,后查明是线缆接触不良,动一动就时而有电、时而无电,无良4,就是个很搞我心态的 garbage。
商品页面里一个评论的图,这位拆开了,你看这电路板有多少器件吗,就这?就这卖150了快。
我还问卖家,人家承认 “我们就是这么干的”。
这种东西,要是这个用在 电压敏感的、贵重点的 电子设备,可能一下就给搞坏了。也就日常能看到的 路由器、交换机这些 不那么敏感的,写的 12V 输入,无良 UPS 弄出 12.6V 供电 可能一下搞不坏。 这么不负责任。还有电流能力可能不行,标的 12V/3A,实际到 1A多、2A左右可能(我没实际测)我的设备就直接关停了,越测试越气,因为这东西卖的还不便宜,都接近 二百了,因为 不是一家这样,而是淘宝搜一下,成片成片的好多家都是这样,用的最简单、廉价的电路,点到为止。
我的点在哪里呢,这种东西买的人确实很多,而且我也相信这些东西他们确实能用,也只是能用一下,给路由器、小音响之类的可以,但是达不到给我的小主机当 UPS 的需求,而且还挖掘出这么多 槽点!
一次失望的购物经历。奶奶滴,自己搞个货真价实的!
12V UPS 电路框图
说明:
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“第三类-路径自动切换电路” 为 [protection-circuits/掉电保护 简易自动切换电源轨 at master·Staok/protection-circuits (github.com)](https://github.com/Staok/protection-circuits/tree/master/掉电保护 简易自动切换电源轨) 里面的
双路径自动切换电路仿真-第三类 - 改
电路。格外注意 要使用 第三类的 带 “改” 后缀的那个,相比于 第三类 去掉了 二极管,减少其的损耗。 -
12V/10A 输入那里,如果后面用不到那么大功率,比如后面最多30W,那么接个 12V/3A 适配器即可;如果输出那里用足 100W,那么输入接个 220V-AC 转 12V/10A-DC 的开关电源模块,金属网格外壳的那种,淘宝很多,相对靠谱。
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etc.
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电池组方案,我在考虑不要用 18650 自组电池组,而是兼顾兼容性,用 3S 航模锂电池 之流的电池。
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充电电路选择一个 单芯片方案,要有良好的防止过冲、充满关停。充电有个 5A 充电电流就不错了,此时:输入120W,充电用20W,后边输出大约可以用100W。
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电池管理:分为两个部分,1、均衡,2、防过充过放。
- 选择一个 单芯片方案,带有过流和过放(即欠压保护)保护。
- 再找找 2S/3S 平衡芯片。
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升压 12V部分,输出要有 10A,选一个芯片方案。
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接口:除了5V是 USB Type-A,其它均是 DC005(需要确定一下)。输出接口处 都安排足量的电容做电荷池子做缓冲(路径切换的时刻用电容为后面供电,切换完成之后再用输入供电),小的大的整齐了,小的 0.1uf / 10uf,大的2200uf/25V的。输入接口整 RC消火花。每一个接口的旁边都有一个小 LED 指示有电。
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我在考虑 要不加加 一个 Type-C 输入,兼容 快充头。但是对 快充协议 不是很了解,IP系列的芯片有很多,功率也够,但电路结构或许和现有工程有冲突。比如看这个 IP5389100瓦双向快充移动电源方案 - 立创EDA开源硬件平台 (oshwhub.com)。
再找一找有没有支持升降压的、支持全协议的快充芯片,输入12V,输出功率尽量大(比如20V/5A)。
"快充方案"的搜索结果-电路城 (cirmall.com)。
这个是全协议的但可惜是降压的SW3518S_电路设计方案,电路图,原理图,技术资料 - 电路城 (cirmall.com)。
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再加一个 usb hub?就用 base board 上的芯片。
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原理图再参考参考 之前做过的电源电路,PCB大电流线路开窗加锡,PCB最后按照 硬件规范过一遍。
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BOM 要廉价,PCB 要小巧。