Модуль UPS/ИБП 12V/1.2A на 2 Li-Ion 18650 (LX-2BUPS) – Джерело безперебійного живлення для роутера, електроніки

Модуль LX-2BUPS 12V/1.2A являє собою пристрій для реалізації джерела безперебійного живлення (ДБЖ або UPS) на двох акумуляторних батареях (АКБ) Li-Ion 3,7 В для різних електронних пристроїв, які живляться напругою 12 В і струмом до 1,2 А, наприклад: роутер, модем, камери спостереження та інших.

Підключення модуля до джерела живлення напругою 5 В здійснюється двома методами: через роз'єм USB type-C або шляхом паяння проводів до контактних майданчиків на платі, що робить вхідний інтерфейс живлення більш універсальним.

При підключенні модуля з розрядженими АКБ та навантаженням до блока живлення (БЖ) споживання струму буде максимальним. Потужність БП повинна бути розрахована на потужність навантаження, що підключається плюс максимальної потужності розряджених АКБ. При потужності БЖ порівнянному з потужністю навантаження при підключенні навантаження з розрядженими акумуляторами, то для живлення навантаження може не вистачити потужності блоку живлення, навантаження може мимоволі перепідключатися. Щоб цього не відбувалося, вибирайте потужніше джерело живлення модуля.

АКБ модуля LX-2BUPS 12V/1.2A плавно заряджаються від напруги джерела живлення в процесі роботи до напруги 4,2 В, паралельно з цим йде живлення навантаження від цього блоку живлення. У разі відключення блоку живлення або відсутності електрики у мережі 220 В навантаження плавно перейде на живлення від АКБ, встановлених у модуль. При тривалій відсутності напруги 220 і розряджених акумуляторах модуль можна підключити до повербанку.

Час роботи навантаження від акумуляторів безпосередньо залежить від ємності самих АКБ і потужності навантаження, що споживається.

Модуль має кілька функцій захисту від перевантаження, перегріву та короткого замикання. Після спрацювання захисту необхідно перепідключити модуль UPS до джерела живлення та навантаження.

Характеристики LX-2BUPS 12V/1.2A:

• Маркування: LX-2BUPS
• Вхідна напруга: 5 В
• Вихідна напруга: 12 В
• Вихідний струм: ≤1.2 А
• Вихідна потужність: ≤14,4 Вт
• Число осередків для АКБ: 2
• Тип елементів АКБ: Li-ion 3,7 В (без вбудованого захисту)
• Напруга заряду АКБ: 4,2 В
• Контролер заряда: TP4056
• Струм заряду АКБ: ≤1 А
• Вихідний підвищуючий перетворювач: XR2981
• Вхідний інтерфейс живлення:
  • роз'єм USB type-C
  • контактні майданчики під пайку
• Вихідний інтерфейс живлення: контактні майданчики під пайку
• Мікросхема захисту АКБ: XB7608
• Функції захисту:
  • від перегріву
  • від навантаження
  • від перезаряду АКБ
  • від перерозряду АКБ
  • від короткого замикання на виході
• Власне енергоспоживання модуля: ≤7 мА
• Індикація LED:
  • червоний LED на вході процес зарядки
  • зелений LED на вході процес зарядки завершено
  • червоний LED на виході готовність до роботи
• Габаритні розміри модуля (Д×Ш×В): 90×42×23 мм

Назначение выводов на плате LX-2BUPS 12V/1.2A:

• 5V+: вхід для джерела живлення
• 5V–: вхід для джерела живлення
• UPS+: вихід для живлення навантаження
• UPS–: вихід для живлення навантаження

Модифікація модуля

Цей модуль може бути підданий деяким модифікаціям. Модуль LX-2BUPS може бути перероблений під іншу вихідну напругу шляхом заміни резистора R9 на інший номінал згідно з формулою:

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.

Максимальна вихідна напруга визначається характеристиками елементної базою встановленої на платі модуля, зокрема вихідним підвищуючим перетворювачем, зібраним на мікросхемі XR2981. У даного перетворювача вихідна напруга до 24 В, але його ККД зі збільшенням вихідної напруги зменшується, наприклад:

• при 5 В ККД перетворення: 90…92%
• при 9 В ККД перетворення: 87…90%
• при 12 В ККД перетворення: 85…87%
• при 20 В ККД перетворення: 75%

В аналогічних модулях під напругу 5 В, 9 В, 12 В встановлені наступні резистори R9:

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

У деяких випадках може знадобитися збільшити кількість акумуляторів або прискорити процес заряджання.

У разі збільшення ємності секції можна збільшити число АКБ шляхом паралельного з'єднання аналогічних, але зросте час заряду такого осередку за замовчуванням струм заряду 1 А.

Для збільшення швидкості заряду АКБ можна заряджати акумулятори за допомогою додаткових модулів, наприклад можна підключити «Модуль заряджання та захисту 1A Li-ion на TP4056 USB type-C» для збільшення струму зарядки ще на 1 А, сумарно 1+1=2 А. А якщо підключити кілька таких модулів паралельно, то з кожного виходитиме додатково по +1 А для зарядки акумуляторів. Або використовувати один додатковий модуль на певний струм заряду.

За захист акумуляторів відповідають дві мікросхеми XB7608. У деяких випадках при роботі від АКБ при великих навантаженнях вони можуть вийти з ладу, для заміни цих мікросхем можна використовувати потужнішу BMS 1S зі струмом від 10 А, наприклад «Модуль BMS 20A 1S Li-Ion 3.7V 18650 (QS-B401ANL-20A)». Потрібно видалити мікросхеми та підключити BMS, яка буде відключати акумулятори у разі потреби.