Меню

Источник питания встроенный аккумулятор

Обзор автономных зарядных устройств для смартфонов и коммуникаторов: Резервное питание

Появление единого разъема питания породило новый класс устройств, которые принято называть автономными зарядными устройствами или АЗУ. Мы решили провести сравнительное тестирование нескольких моделей, чтобы выяснить, насколько они оправдывают свое предназначение.

Главный недостаток всех без исключения современных мобильных устройств — весьма ограниченное время автономной работы. Тем не менее несколько лет назад производители смартфонов и коммуникаторов наконец-то договорились о едином разъеме питания microUSB — с тех пор все устройства, элементом питания в которых служит литиевый аккумулятор с номинальным напряжением 3,7 В, умеют заряжаться от гнезд USB. Привычные USB-розетки стали стандартом в новом качестве разъемов питания, их можно встретить не только в компьютерах, но и в салонах автомобилей, креслах самолетов и купе поездов.

На самом деле, такая унификация значительно упрощает жизнь пользователей. Теперь если и придется носить с собой зарядное устройство, то, оно скорее всего, будет единственным на весь парк мобильной техники. Кроме того, появление единого разъема питания породило новый класс устройств, которые принято называть автономными зарядными устройствами, или АЗУ. Типовое АЗУ имеет обычный литиевый аккумулятор напряжением 3,7 В и преобразователь питания на 5 В. Обычно АЗУ само заряжается от USB, а в автономном режиме позволяет питать любые устройства через гнездо USB типа А.

Мы решили провести сравнительное тестирование нескольких моделей АЗУ, чтобы выяснить, насколько они оправдывают свое предназначение.

Как мы тестировали

При выставлении оценок устройствам учитывались эргономичность, функциональность и соотношение цена/качество. Объективная часть тестирования заключалась в измерении реальной емкости АЗУ при разряде током 1 А.

Gigabyte RF G60B

Дизайн этой модели можно назвать предельно лаконичным — небольшой пластиковый корпус со скругленными углами, кнопка включения и USB-разъемы типов Micro-B и Micro-A.

Уровень заряда аккумулятора отображается с помощью четырех светодиодов. Комплектация тоже небогата — к примеру, если пару лет назад большинство производителей прикладывали к своим изделиям целый пучок разнообразных переходников, то теперь все упростилось: в комплектацию большинства моделей входит лишь кабель с разъемом USB Micro-B.

Несмотря на то что это устройство оказалось одним из самых недорогих в нашем обзоре, оно имеет довольно высокую емкость, которой хватает, чтобы зарядить смартфон 2—3 раза. Очень хороший показатель.

Huntkey HPBA3500

Компания Huntkey, известная своими блоками питания, корпусами и адаптерами для ноутбуков, представила новые продукты серии Power Banks, целью которых является зарядка мобильных устройств, если поблизости нет розетки.

Модель HPBA3500 внешне напоминает обычный смартфон. Емкость устройства — 3500 мА . ч, аккумулятор заряжается от источника постоянного напряжения 5 В, потребляя при этом ток 800 мА. Зарядка мобильных устройств осуществляется напряжением 5,1 В, максимальный ток составляет 1000 мА, далее срабатывает встроенный предохранитель. Именно по этой причине при измерении емкости мы разряжали это АЗУ током не 1 А, а 0,5 А, что дало ему преимущество в тесте перед остальными участниками.

Показатель емкости Huntkey HPBA3500, даже если сделать поправку на условия тестирования, — вполне достойный, да и цена не завышена. А вот комплектация подкачала — единственное, что поставляется с устройством, это кабель для зарядки встроенной батареи.

Hiper MP5000

Это интересное зарядное устройство, предоставленное нам для проведения тестовых испытаний, отличается не только превосходным внешним видом и качеством исполнения, но и богатой комплектацией — помимо стандартных кабелей производитель заботливо приложил массу различных переходников, предназначенных для подключения к мобильным телефонам.

Корпус выполнен из металла, пластик имеется лишь на боковых гранях модели. Индикатор состояния, внешне похожий на батарейку, весьма информативен. Помимо прочего, Hiper MP5000 дополнен светодиодным фонариком и считывателем карт памяти типа SDHC — это может оказаться весьма полезным, особенно вдали от благ цивилизации.

Емкость встроенного аккумулятора составляет 5000 мА . ч, а максимальный разрядный ток — 2,1 А.

Hiper MP15000

Данное зарядное устройство оказалось самым большим и мощным среди протестированных нами моделей — его емкость составляет 15000 мА . ч. Корпус металлический, причем, помимо двух разъемов USB, он снабжен считывателем карт памяти типа SDHC и светодиодным фонариком. На верхней стенке корпуса расположены кнопка включения питания и индикатор уровня заряда.

Элементами питания служат литий-ионные «банки» формфактора 18650. Мы измерили емкость зарядки, разрядив ее током в 1 А. Показатели оказались очень хорошими, поэтому, учитывая выгодное соотношение цена/качества, а также наличие встроенного карт-ридера, можно считать это зарядное устройство одним из лучших в нашем обзоре.

AX Power Bank

Симпатичная зарядка, представленная компанией AX, выполнена в стиле Apple. И это неспроста, ведь ее основное предназначение подчеркивается даже комплектацией — производитель приложил переходник для зарядки iPhone (правда, предыдущих поколений).

Белый пластиковый корпус имеет форму параллелепипеда со скругленными углами. Разъемы расположены на торцах устройства, там же находятся индикатор состояния и кнопка влючения. Емкость модели составляет 2600 мА . ч, а максимальный ток разряда — 1 А.

Apacer Mobile Power Bank B110

Корпус этого компактного зарядного устройства выполнен в светлых тонах — белую поверхность удачно дополняют серые торцевые вставки и серебристый логотип производителя. Качество сборки высокое — изделие выглядит монолитным. Разъемов два — первый предназначен для подключения к мобильным устройствам, тогда как второй служит для заряда встроенного аккумулятора. Есть и индикатор состояния, основой которого являются четыре светодиода, расположенных сбоку.

Читайте также:  Аккумулятор с проводами для колонки

Помимо прочего, модель может похвастаться наличием светодиодного фонарика, загорающегося после длительного нажатия на кнопку включения.

Емкость аккумулятора составляет 4400 мА . ч, а максимальный выходной ток — 1 А.

Verbatim Portable Power Pack 97933

Внешне данная модель очень похожа на обычный мобильник — так и хочется поднести ее к уху и кому-нибудь позвонить. Прямоугольный корпус со сглаженными углами, матовые поверхности, обрамленные графитовой вставкой, — в общем, дизайн устройства на высоте. Упаковка также не подкачала — прочная пластиковая коробка буквально напичкана всевозможными бумажными материалами, правда не на русском языке.

Разъемов два, они расположены на торцах зарядного устройства. Индикатор состояния находится сверху, там же размещена кнопка включения/выключения.

Емкость аккумулятора составляет 3500 мА . ч, выходной ток не превышает 1 А.

Verbatim Portable Power Pack 97927

Миниатюрное зарядное устройство, представленное компанией Verbatim, предназначено для тех, кто любит путешествовать налегке. Оно без труда помещается в карман или сумку, а малый вес и небольшие габариты делают эту модель незаменимой в качестве резервного источника питания.

Корпус выглядит замечательно — дизайнеры явно потрудились над внешним видом этой модели. Разъемы расположены на торцах устройства, там же находится кнопка включения, которая служит и для активации индикатора состояния. Последний спрятан под полупрозрачной поверхностью, поэтому в неактивном состоянии обнаружить его присутствие практически невозможно.

Емкость встроенной батареи составляет 2200 мА . ч, а максимальный разрядный ток — 1 А.

Подводя итоги нашего тестирования, нужно признать, что все без исключения протестированные нами АЗУ прекрасно справились со своей основной задачей.

«Лучшей покупкой» мы посчитали модель Gigabyte RF G60B — при небольших габаритах она обладает достаточной емкостью и, что самое главное, более чем привлекательной ценой.

А вот «Выбором редакции» стало устройство Hiper MP15000, имеющее выдающуюся емкость встроенного аккумулятора и массу дополнительных функций.

Все новости и обзоры — в нашем канале на «Яндекс.Дзене». Подписывайтесь Автор: Вадим Логинов

Источник



Большой обзор ИБП с внешними аккумуляторами

Не только при проживании в частном доме, но и на предприятиях временами бывает трудно обойтись без источника бесперебойного питания, ведь частые сбои или резкое полное отключение электрической энергии может привести к выходу из строя тех или иных электроприборов. Наличие ИБП с внешними аккумуляторами позволит оборудованию корректно завершить рабочий процесс. К тому же, современные производители предлагают пользователям достаточно широкий выбор моделей, которые обладают и дополнительными функциями: обеспечивают защиту техники от перепадов напряжения в электросети и делают ее работу более стабильной за счет повышения качества выходного сигнала.

Принцип действия

Источник бесперебойного питания с внешним аккумулятором отличается от ИБС со встроенными аккумуляторами удобством в эксплуатации, ведь при необходимости на нем гораздо легче заменить батарею.

Кроме того, этой модели чаще отдают предпочтение еще и потому, что не нужно менять полностью все устройство: если изменится число техники в помещении, достаточно лишь установить батарею большей емкости.

Независимо от того, какой компанией был изготовлен бесперебойник с внешним аккумулятором, его конструкция состоит из следующих элементов:

  1. Входной фильтр – для устранения помех в электроцепи.
  2. Выпрямитель – деталь, превращающая переменный ток в постоянный и стабилизирующая его. Благодаря ему внешний аккумулятор заряжается.
  3. Инвертор – преобразует постоянный ток в переменный;
  4. Преобразователь – данная деталь требуется для повышения напряжения, получаемого от батареи, до показателей, необходимых для функционирования инвертора;
  5. Аккумулятор – большинство современных моделей имеют встроенную батарею с предусмотренным подключением внешнего аккумулятора.

Принципы работы источников бесперебойного питания данного вида обусловливаются особенностями их конструкции:

  1. Напряжение, поступающее от электросети, сначала стабилизируется, а затем поступает к приборам, которые подключены к установке. Параллельно происходит подзарядка аккумуляторной батареи.
  2. При отключении электричества аккумулятор подает постоянный ток, который преобразуется в переменный с оптимальными параметрами. Питание электроприборов обеспечивается за счет емкости накопительного устройства.

Преимущества и недостатки устройств

Выбирая источник бесперебойного питания, имеющий внешний аккумулятор, необходимо учитывать, что эти устройства бывают нескольких типов:

  1. Резервные, или так называемые «оффлайн» – самые простые модели;
  2. Онлайн ИБП – модели с двойными преобразователями;
  3. Линейно-интерактивные – устройства, оснащенные регулятором напряжения.

Резервные ИБП

К преимуществам данного типа относятся:

  1. Компактные размеры;
  2. Экономичность;
  3. Длительный эксплуатационный срок;
  4. Доступная стоимость.

Из недостатков следует отметить отсутствие стабилизации тока, а также резкие скачки напряжения.

Онлайн ИБП

Основные преимущества:

  1. Обеспечивается полное сглаживание сбоев;
  2. Мгновенное переключение приборов от электросети на резервное питание;
  3. Можно эксплуатировать в течение долгого времени.

Однако у этих моделей есть и недостатки:

  1. Большой вес и довольно крупные размеры осложняют транспортировку устройства;
  2. Увеличенные объемы собственного потребления энергии;
  3. Высокие цены.
Читайте также:  Когда заряжаешь аккумулятор что нужно доливать

Линейно-интерактивные ИБП

Преимущества данного типа:

  1. Понижение либо повышение напряжения внешней сети за счет трансформатора;
  2. Безопасность техники;
  3. Долговечность.

Недостатками можно назвать высокую цену и массивность.

Область применения

Изначально такие приспособления предназначались для компьютеров, ведь самые мощные модели давали возможность обеспечить электроэнергией систему примерно на пятнадцать минут – этого достаточно для сохранения информации и корректного завершения работы техники.

Однако мощность зарядного устройства современных моделей позволяет поддерживать и другие различные электрические приборы, и даже целые системы, например, серверные станции, которые имеют то или иное назначение.

ИБП могут использоваться в качестве дополнения к генераторам, а также для поддержания постоянно используемой домашней техники – холодильника, телевизора и других приборов.

Особенности использования с котлом и циркуляционным насосом

На сегодняшний день большой популярностью в частных домах пользуются системы автономного отопления, которые имеют электронную систему управления, а также принудительную циркуляцию теплоносителя. Однако при отсутствии электроэнергии данное оборудование функционировать не будет.

Для поддержания работы котла можно использовать ИБП с внешним аккумулятором, при выборе которого необходимо учитывать несколько параметров:

  1. На выходе должна быть обязательно чистая синусоида;
  2. На резервное питание система должна переключаться мгновенно;
  3. Фаза зависимости;
  4. Продолжительность работы ИБП в режиме резервного питания.

Анализируя эти требования, стоит отметить, что возможно использование с котлом только линейно-интерактивных и онлайн ИБП.

Критерии выбора

При выборе устройства необходимо обращать внимание на несколько важных критериев:

  1. Тип ИБП – стандартный оффлайн источник, линейно-интерактивная модель или онлайн ИБП с двойным преобразователем;
  2. Показатели напряжения для инвертора – от этих параметров зависит количество батарей в приспособлении;
  3. Мощность зарядного устройства – от нее напрямую зависит продолжительность автономной работы техники, подключенной к ИБП;
  4. Блок управления;
  5. Наличие внутренней батареи – позволяет поддерживать работу техники при кратковременных перебоях электричества в сети;
  6. Допустимая мощность нагрузки – котлы отопления могут работать при не очень мощных ИБП, однако для остальной техники может потребоваться другая мощность.

Популярные модели

Компании-производители предлагают пользователям широкий выбор моделей источников бесперебойного питания с внешними аккумуляторами, которые отличаются друг от друга размерами, техническими характеристиками и стоимостью.

Название модели Описание Цена

Источник

Питание стационарного компьютера от свинцовых аккумуляторов.

В тексте я не силён поэтому просто картинки с описанием..

Аккумуляторная сборка на

120а*ч собранная из отработавших регламентный срок в ИБП аккумов с номиналом по 5а*ч которые выбирал из из целой кучи по внутреннему сопротивлению и промеру ёмкости.

Припаяны «хвосты» для подключения их к блоку питания.

Блок питания с входным диапазоном 6-24V с Алиэкспресс (собственно вся комплектуха для сборки этого недоИБП кроме аккумов оттуда)

В картонной коробочке временное зарядное устройство. На вход к нему подключен ноутбучный БП 19,5V 135w. На выходе выставлено 13,6V, на таком уровне в дальнейшем будет поддерживаться заряд аккумуляторов и ток 7А (чтоб не перегружать БП).
Временное потому как после экспериментов оно будет заменено платой с СС-CV на LTC3780 без экранчиков и прочего.

Общий вид того, что получилось на выходе.. Штатный БП пока ещё находится на своём месте. Комп это домашний сервак работающий нонстопом. Типовое потребление когда уснули не используемые HDD в районе 35-40вт. По прикидкам заряда аккумов должно хватить более чем на 30 часов.

Перебоев с электричеством нет, мне просто было интересно собрать всё это в кучу и посмотреть как работает. В теории ничего не мешает всё это добро уместить на месте штатного БП само собой с меньшим количеством аккумуляторов.
Если всё это добро доживёт до весеннего солнышка (в Питере с солнышком сейчас напряг) то аккумуляторы будут заряжаться не от розетки, а от солнцепанелей.

Источник

Блок питания с литиевым аккумулятором для портативных устройств

Питание портативных электронных устройств от батареек — обычное явление. В таких устройствах уже давно применяются литий-ионные или литий-полимерные перезаряжаемые элементы. Они обязаны своей популярностью очень высокой плотности накопленной энергии (

300 Втч / л) и небольшому весу, что является результатом очень благоприятного соотношения веса и энергоэффективности (200 Втч / кг в зависимости от формы). Благодаря этим параметрам получаем небольшой объем, и как следствие легкий и простой в использовании источник питания с высоким КПД. Литий-полимерные батареи также не обладают эффектом памяти, который так усложнял жизнь при использовании никель-кадмиевых или никель-металлгидридных аккумуляторов.

Недостатком этих элементов является довольно сложный процесс зарядки, за которым необходимо тщательно следить, чтобы сохранить долговечность и параметры элемента в течение более длительного периода времени. Зарядка многоэлементных батарей также затруднена, для чего необходимо сбалансировать процесс зарядки отдельных составляющих ячеек.

По этим причинам решения с использованием только одного литий-полимерного элемента очень популярны (например в мобильных телефонах). Некоторые производители полупроводников, включая ADI, ST, TI, MAXIM, LT, производят специальные интегральные схемы для зарядки литий-полимерных аккумуляторов для таких решений.

Но использовать литий-полимерные батареи просто так не получится. Требуется интеграция в схему питания всех элементов зарядки и проверки состояния батареи, а также преобразования постоянного напряжения до нужного уровня.

Выбранные элементы были под номинальное напряжение 3,7 В, полностью заряженное напряжение 4,2 В, емкость 2200 мАч и максимальный ток нагрузки 2 С.

Расчетные были следующими:

  1. Схема должна безопасно поддерживать полный цикл зарядки одного литий-полимерного элемента в последовательности CC / CV.
  2. Источником питания в процессе зарядки будет порт USB (5 В / 500 мА) или блок питания мобильного телефона (5,7 В / 800 мА).
  3. Встроенное зарядное устройство должно гарантировать что источник питания подключен и идет процесс зарядки. Он также должен позволять безопасно оставлять схему подключенной в течение любого времени после окончания зарядки.
  4. Система зарядки должна по желанию позволять выбирать такие параметры, как максимальный ток зарядки и максимальное время; предварительно выбранные параметры: 500 мА и 4 ч.
  5. Аккумулятор должен быть защищен от чрезмерного тока разряда (> 2 A).
  6. Влияние зарядного устройства на саморазряд элемента должно быть незначительным.
  7. Схема должна позволять отключать нагрузку с помощью логического (цифрового) сигнала.
  8. Преобразователь (регулятор) напряжения должен обеспечивать выходное напряжение 5,0 В ± 5% при максимальном токе нагрузки 1000 мА.
  9. Должна быть предусмотрена возможность измерения напряжения батареи и выходного напряжения с помощью внешней системы контроля.

Схема принципиальная БП на ADP2291

После анализа потребностей и доступности элементов для проекта, выбор пал на интегральные микросхемы от Analog Devices Inc: ADP2291 зарядное устройство и ADP1610 импульсный преобразователь. Они относительно дешевы и доступны в продаже. Схема разработанного решения представлена на рисунке ниже.

Выходной каскад включает в себя удвоитель, который позволяет получить дополнительное напряжение 9 В / 50 мА. Решение было протестировано и результаты подтвердили, что все проектные предположения выполнены.

Печатная плата разработанная для использования двухстороннего монтажа SMD, имеет размеры 52×28 мм.

Благодаря работе на частоте 700 кГц, система отличается компактной конструкцией — индуктивные элементы и фильтрующие конденсаторы имеют небольшие размеры, несмотря на большой допустимый выходной ток. Достигнутый КПД был выше 80% (в зависимости от величины тока нагрузки).

Разъединитель преобразователя напряжения на основе MOSFET-транзисторов настолько эффективно отделяет выходную цепь от аккумулятора, что даже после года хранения устройства от зарядки аккумулятора его напряжение упало всего примерно на 0,4 В (3,8 В), и схема сразу была готова к работе после включения.

Была успешно использована схема этого зарядного устройства с блоком питания 5 В / 1 А в нескольких различных проектах. А в одном из проектов возникла необходимость в питании цифровых схем на 3,3 В от аккумуляторов.

Самым простым и очевидным решением в такой ситуации было бы использование дополнительного стабилизатора, который снизил бы напряжение с 5 В до 3,3 В. Проблема в том, что такое решение снижает эффективность источника питания почти на 35%, что в случае питания от батареи является очевидным расточительством ёмкости.

Можно предположить, что изменяя значения элементов в цепи обратной связи управления напряжением, получим желаемое выходное напряжение 3,3 В. Но тут есть недостаток: преобразователь ADP1610 обычно работает в конфигурации «повышающий преобразователь», поэтому его выходное напряжение должно быть равно или превышать напряжение питания. Заряженная литий-полимерная батарея имеет напряжение 4,2–3,7 В и требует понижающего преобразователя для формирования 3,3 В.

Решением проблемы было использование конфигурации SEPIC (несимметричный первичный преобразователь индуктивности). Схема представлена на рисунке ниже.

Источник питания 3,3 В с литий-полимерным аккумулятором

В преобразователе этого типа вход и выход разделены для постоянного тока конденсатором C9. На этом этапе нужно использовать керамический конденсатор с очень низким значением ESR (паразитная индуктивность и последовательное сопротивление). Конденсатор должен иметь емкость 10 мкФ и быть неполярным — танталовые и электролитические алюминиевые конденсаторы не подходят для использования в этом месте. Этот блок питания представляется в двух конфигурациях.

Блок питания 5 В с литий-полимерным аккумулятором

Первый — это немного упрощенная версия с батареей 3,7 В / 1000 мАч. Ток зарядки в схеме был ограничен до 250 мА, схема включалась и выключалась с помощью микровыключателей (ВКЛ и ВЫКЛ) и сигнализации состояния переключения (светодиод «Power»). Схема также позволяет измерять напряжение аккумулятора.

Второе решение также обеспечивает возможность контроля напряжения батареи микроконтроллером семейства Atmel 89Cx051 и логического отключения схемы.

Схема питания с литий-полимерным аккумулятором

Подбор элементов в измерительных делителях обеспечивает возможность определения полного разряда аккумулятора путем сравнения напряжений на входах аналогового компаратора (AIN0 и AIN1) и отключения питания установкой низкого состояния на выходе P3.7.

Преобразователь формирует стабильное постоянное напряжение 5,0 В при потреблении тока в диапазоне 30-600 мА. В таком виде и использовалась схема: зарядное устройство — блок питания — нагрузка, надёжно отработав уже несколько лет.

Тристабильный мультивибратор — схема трёхканального переключателя LED.

Кодовая кнопка для ограничения доступа к объектам, простая схема с реле на МК Attiny13.

Радиоприемники — обзор базовых конфигураций приёмной аппаратуры, этапы развития схемотехники.

Источник