Модуль UPS/ИБП 9V/1.6A на 2 Li-Ion 18650 (LX-2BUPS) – Источник бесперебойного питания для роутера, электроники

Модуль LX-2BUPS 9V/1.6A представляет собой устройство для реализации источника бесперебойного питания (ИБП или UPS) на двух аккумуляторных батареях (АКБ) Li-Ion 3,7 В для различных электронных устройств, которые питаются напряжением 9 В и током до 1,6 А, например: роутера, модема, камеры наблюдения и других.

Подключение модуля к источнику питания напряжением 5 В осуществляется двумя методами: через разъем USB type-C или путем пайки проводов к контактным площадкам на плате, что делает входной интерфейс питания более универсальным.

При подключении модуля с разряженными АКБ и нагрузкой к блоку питания (БП) потребление тока будет максимальным. Мощность БП должна быть рассчитана на мощность подключаемой нагрузки плюс максимальной мощности разряженных АКБ. При мощности БП соизмеримом с мощностью нагрузки при подключении нагрузки с разряженными аккумуляторами, то для питания нагрузки может не хватить мощности блока питания, нагрузка может самопроизвольно переподключаться. Чтобы этого не происходило выбирайте более мощный источник питания модуля.

АКБ модуля LX-2BUPS 9V/1.6A плавно подзаряжаются от напряжения источника питания в процессе работы до напряжении 4,2 В, параллельно с этим идет питание нагрузки от этого блока питания. В случае отключения блока питания или отсутствия электричества в сети 220 В нагрузка плавно перейдет на питание от АКБ, установленных в модуль. При длительном отсутствии напряжения 220 В и разряженных аккумуляторах модуль можно подключить к повербанку.

Время работы нагрузки от аккумуляторов напрямую зависит от емкости самих АКБ и мощности потребляемой нагрузкой.

Модуль имеет несколько функций защиты от перегрузки, перегрева и короткого замыкания. После срабатывания защиты необходимо переподключить модуль UPS к источнику питания и нагрузке.

Характеристики LX-2BUPS 9V/1.6A:

• Маркировка: LX-2BUPS
• Входное напряжение: 5 В
• Выходное напряжение: 9 В
• Выходной ток: ≤1.6 А
• Выходная мощность: ≤14,4 Вт
• Число ячеек для АКБ: 2
• Тип элементов АКБ: Li-ion 3,7 В (без встроенной защиты)
• Напряжение заряда АКБ: 4,2 В
• Контроллер заряда: TP4056
• Ток заряда АКБ: ≤1 А
• Выходной повышающий преобразователь: XR2981
• Входной интерфейс питания:
  • разъем USB type-C
  • контактные площадки под пайку
• Выходной интерфейс питания: контактные площадки под пайку
• Микросхема защиты АКБ: XB7608
• Функции защиты:
  • от перегрева
  • от перегрузки
  • от перезаряда АКБ
  • от переразряда АКБ
  • от короткого замыкания на выходе
• Собственное энергопотребление модуля: ≤7 мА
• Индикация LED:
  • красный LED на входе процесс зарядки
  • зеленый LED на входе процесс зарядки завершен
  • красный LED на выходе готовность к работе
• Габаритные размеры модуля (Д×Ш×В): 90×42×23 мм

Назначение выводов на плате LX-2BUPS 9V/1.6A:

• 5V+: вход для источника питания
• 5V–: вход для источника питания
• UPS+: выход для питания нагрузки
• UPS–: выход для питания нагрузки

Модификация модуля

Данный модуль может быть подвержен некоторым модификациям. Модуль LX-2BUPS может быть переделан под другое выходное напряжение путем замены резистора R9 на другой номинал согласно формуле:

R9 = R7 × ( (V_out/1,24) – 1 ) , где R7 = 10 кОм.

Для 5 вольт: R9 = 10 × ( (5/1,24) – 1 ) ≈ 31,3 кОм.

Для 9 вольт: R9 = 10 × ( (9/1,24) – 1 ) ≈ 62,6 кОм.

Для 12 вольт: R9 = 10 × ( (12/1,24) – 1 ) ≈ 86,8 кОм.

Максимальное выходное напряжение определяется характеристиками элементной базой установленной на плате модуля, в частности выходным повышающим преобразователем собранным на микросхеме XR2981. У данного преобразователя выходное напряжение до 24 В, но его КПД с увеличением выходного напряжения уменьшается, например:

• при 5 В КПД преобразования: 90…92%
• при 9 В КПД преобразования: 87…90%
• при 12 В КПД преобразования: 85…87%
• при 20 В КПД преобразования: 75%

В аналогичных модулях под напряжение 5 В, 9 В, 12 В установлены следующие резисторы R9:

• 5 В: 30 кОм
• 9 В: 62 кОм
• 12 В: 91 кОм

В некоторых случаях может потребоваться увеличить количество аккумуляторных батарей или ускорить процесс зарядки.

В случае увеличения ёмкости секции можно увеличить число АКБ путем параллельного соединения аналогичных, но возрастет время заряда такой ячейки, по умолчанию ток заряда 1 А.

Для увеличения скорости заряда АКБ можно производить зарядку аккумуляторов с помощью дополнительных модулей, например можно подключить «Модуль зарядки и защиты 1A Li-ion на TP4056 USB type-C» для увеличения тока зарядки еще на 1 А, суммарно 1+1=2 А. А если подключить несколько таких модулей параллельно, то с каждого будет выходить дополнительно по +1 А для зарядки аккумуляторов. Либо использовать один дополнительный модуль на определенный ток заряда.

За защиту аккумуляторов отвечают две микросхемы XB7608. В некоторых случаях при работе от АКБ при больших нагрузках они могут выйти из строя, для замены этих микросхем можно использовать более мощную BMS 1S с током от 10 А, например «Модуль BMS 20A 1S Li-Ion 3.7V 18650 (QS-B401ANL-20A)». Нужно удалить микросхемы и подключить BMS, которая будет отключать аккумуляторы в случае необходимости.