Всем привет! Вот и получил я еще одну партию преобразователей из серии LantianRC. Ранее был обзор на
мелкие UPS модули, которые оказались довольно неплохи, если не учитывать падение напряжения на выходе при подключении внешнего питания. У обозреваемой модели другой недостаток, не зря же в заголовке я написал «почти UPS». Проблема в том, что при отключении основного источника, переключение на резервный занимает около 50 мс, что несколько многовато. В остальном всё довольно неплохо, под катом рассмотрим модуль со всех сторон и протестируем заявленные функции.
Характеристики.
Входное напряжение: 4.65V-5.5V
Ток зарядки: 0-2.1A
Ток покоя: 100 мкА
Полное напряжение заряда: 4,2 В ± 1%.
Ток разряда: 0-2.4A;
Ток покоя в режиме разряда: 50 мкА
Эффективность преобразования разряда: максимум 96%
Выходное напряжение: 5V
Выходной ток: 0-2.1A
Рабочая температура окружающей среды: от -20 ° до + 85 °
Размер: 25,2 x 16 x 4 мм
Вес: 2 г
Дополнительно:
Ограничение тока (
OCP)
Защита от перенапряжения (
OVP)
Защита от замыкания (
SCP)
Защита от перегрева (
OTP)
Распаковка и вешний вид.
Серый пакет
Пенополиэтилен
Пакетик с фирменной биркой
В комплект включены: пакетик с дополнительными комплектующими, 5 штук плат и инструкция
На схеме показаны 3 варианта использования:
павербанк/
зарядное устройство/
преобразователь
В пакете кнопки и по 2 резистора на каждую плату
В конструкции используется контроллер
IP5306
С обратной стороны платы элементов нет, только поясняющие надписи
Кнопку нужно припаивать самому, а можно вообще оставить как есть, позже напишу зачем она
Я решил разместить ее на лицевой стороне
Осталось припаять провода
Функционал.
Начну с кнопки.
Модуль прекрасно работает в автоматическом режиме, кнопка нужна только для:
— Пробуждения платы при отсутствии нагрузки. Например, для проверки уровня заряда аккумулятора.
— Принудительном выключении преобразователя(двойное нажатие) если что-то пошло не так.
При подключенном внешнем питании кнопка ни на что не влияет. Если аккумулятор разряжен, он будет дозаряжаться, нагрузка будет питаться от внешнего источника.
Я понятия не имею зачем нужны комплектные резисторы, еще и в количестве двух штук, т.к. при зажатии кнопки ничего не происходит ни в одном из вариантов подключения. Возможно есть какой-то вариант автоматизации, например, в качестве ключа использовать одну из линий входного напряжения. Если кто сталкивался с подобным конструктивом — напишите в комментариях )
Переходим к тестированию.
Для начала посмотрим просадку при внешнем питании. В это время дополнительно шел заряд аккумулятора.
Получилось такое тестирование в наихудших условиях сразу после подачи основного питания.
1 Ампер. 4.8 Вольта на выходе. Пульсации около 50 мВ.
2 Ампера. 4.6 Вольта на выходе. Пульсации аналогичные, только частота чуть возросла. КПД 96,7%
Переходим на резервное питание. 1 Ампер. 4.95 Вольта на выходе, пульсации 15 мВ, 1.37 МГц
2 Ампера. 4.9 Вольта на выходе, пульсации 28 мВ, 1.07 МГц
Выйдем за пределы выходной нагрузки. 2.9 Ампера. 4.7 Вольта на выходе, пульсации 45 мВ, 1.18 МГц
Заявленный максимум в 2 Ампера держит неплохо при резервном питании и на приемлемом уровне при внешнем.
«Пил» в осциллограммах не заметил, разброс напряжения небольшой.
При 3 Амперах нагрузки срабатывает
защита по току и плата выключается.
Кстати, по поводу длительности переключения на резерв, как и говорил, составляет около 50 мс
Во время перехода с резервного питания на внешнее, все работает в штатном режиме, «провалов» нет.
Переходим к режиму заряда/разряда.
На старте ток заряда высокотокового аккумулятора был 1.9 Ампера, по мере заряда опустился до 1.5 А
Почти заряженный потребляет около 0.5 А. Не стал ждать, установил другой аккумулятор.
Процесс зарядки прекратился когда напряжение аккумулятора достигло 4.21 Вольта
Разряд идет где-то до 3.07 Вольта на аккумуляторе(при нагрузке 1А), после чего плата засыпает.
Энергопотребление.
Диапазон внешнего питания 4.5-6 Вольт
По факту плата работает вплоть до 3 Вольт, заряд аккумуляторов прекращается на 4.5 Вольтах
Защита от перенапряжения срабатывает при 6 Вольтах на входе.
Потребление в покое. Внешнее питание, аккумулятор отключен, нагрузки нет: 19-26 мА
Потребление в покое. Резервное питание. Нагрузки нет. Плата в режиме сна, заявлено 50 мкА
Принудительно запустил нажатием кнопки. 23.1 мА
Без нагрузки выход отключится через 30 секунд. Минимальная нагрузка для пробуждения — 50 мА.
КПД. Совсем забыл за него.
Выдирал кадры из видео, но вроде данные читаются нормально.
500мА = 96%.
1А = 96,13%
2А = 90.8% так же видно как резко просело напряжение на аккумуляторе(«шоколадка» от литокалы)
Ну и максимум, который превышает заявленный предел на 30%. 2.94А = 87.1%
Итоги.
Я считаю, что модуль вполне стоит своих денег (2.5$ за единицу) и полностью соответствует заявленным характеристикам.
+ Обещанные защиты аккумулятора и цепи в целом имеются и соответствуют заявленным показателям
Не удалось проверить только защиту от перегрева, т.к. при 1 Ампере на катушке можно спокойно держать палец, а при двух она нагрелась только до 50 градусов за 10 минут работы, контроллер до 65, но ограничение так и не сработало.
+ Токи держит без сильных просадок
+ Есть индикатор заряда в отличие от версии из предыдущего обзора
КПД соответствует заявленному при токе 1 Ампер, при двух уже идет просадка до 90%, но в характеристиках написано
до 96%, так что особо не придерешься, к тому же роль может играть аккумулятор с не лучшей токоотдачей.
Но и без минусов не обошлось.
- Есть порог минимальной нагрузки при работе от резервного питания, который составляет 50 мА, то есть мелочевку питать не получится. Понятно, что это сделано для экономии заряда аккумулятора, но не всегда удобно. При внешнем питании этот порог отсутствует.
Так же есть провал напряжения при переходе на резервное питание. Напряжение падает в ноль на 50 мс. Проблем из-за такого поведения зачастую быть не должно, но взять питание тех же проектов на ардуине — при большой нагрузке этого времени вполне хватит для ребута системы, что может привести к сбросу внесенных настроек проекта к умолчанию, например часов и таймеров.
Не внес этот пункт в минусы, т.к. на странице магазина русским по белому написано:
3. Этот модуль не подходит для бесперебойного питания (ups)
Ну и загадкой осталось назначение резисторов. Сначала думал, что ими удастся обойти ограничение в 50 мА для сна, но подключение вместо кнопки ничего не дало, к тому же резисторов два, возможно их нужно использовать для введения пользовательских триггеров на контакт "
KEY"
Ну вот и всё. Я всегда открыт для конструктивной критике в комментариях. Всем добра =)
UPD. Нашел купон на небольшую скидку до $12.31:
BS301CV. В заголовке не стал менять цену.
Просто попалась на глаза, или сами пробовали?
Думаю, что человеку просто попался бракованный экземпляр. В зарядке там используется проверенная временем 4056, а в повышайке такая же проверенная 3608. У меня преобразователи на МТ3608 работают уже более двух лет — проблем нет.
Только не проще ли просто емкость повесить. Переключение то идет по падению на входе и выходное напряжение плата не анализирует. Если конечно нет обратных паразитных диодов.
Займёт очень много места, стоит дорого, имеет приличный ток утечки.
Как частичное решение можно поставить 4,35V аккумулятор и использовать плату которая заряжает до 4,2V.
При этом даже нет никакого интерфейса к самому одноплатнику, как это делают во «взрослых» UPS для ПК.
https://www.banggood.com/ESP32S-ESP32-0_5A-Micro-USB-Charger-Board-18650-Battery-Charging-Shield-For-Arduino-Wemos-Raspberr-p-1395271.html
Я так понял, при зарядке нагрузка остается включенной принудительно?
Но опять же, если сильно надо дешево и сердито(на доллар дешевле), то можно и так )
А вообще напрашивается простейший коммутатор из пары полевиков.
mySKU.me/blog/ebay/43282.html#comment1788706
только резистор с затвора на землю еще надо
mySKU.me/blog/ebay/43282.html#comment1999282
По словам пользователей аккум чуть подзаряжается раз в неделю, когда напряжение проседает от саморазряда. Никакой пытки, хотя ему и не полезно постоянно 100% заряда.
Полевик ничего не мешает поставить любой (или несколько параллельно), хоть на 200А, главное чтобы надежно открывался от 3В разряженного аккума и не открывался от 0.5В. Греться будет по минимуму, поскольку переключается один раз.
Защиту тоже можно подобрать подходящую. Защита на 2.5А и плате из обзора работать на полную мощность не даст.
Защиту конечно можно и другую подобрать, но всё это увеличивает «колхозную» сложность конструкции. В итоге костыли получаются не меньшие, чем в других вариантах. НО! Это всё таки альтернатива и в каких-то случаях она имеет лучшее решение, чем другие варианты.
Защита на DW01 элементарно настраивается числом полевиков в параллель, ток она смотрит по падению напряжения на ключе. У меня в ящике лежит пачка платок за $2 на которых место на 1-6 полевиков, соответственно ток 2.5-15А.
Пример: aliexpress.com/item/Smart-Series-Pure-Sine-Wave-Inverter-300W-CLP300A-DC-12V-24V-or-48V-to-AC-110V/32808027755.html
Не хотите пожара — не берите впритык по мощности. Учитывайте разницу китайских ваттов и СИ. Т.е. нужно 300 — берите на 600.
Если питаться будут не только лампочки, а ещё и холодильник — закладывайте тройной запас по мощности, т.к. холодильник при старте компрессора может «хлебнуть» много.
Недорогой УПС, кстати, и не рассчитан на работу от батареи несколько часов, его назначение — дать сохранить файлы, написать письмо в техподдержку и корректно погасить ОС.
А в ваших словах есть здравое зерно. Я тут больше озаботился тем, что УПСы дают измененый синус, а нород пугает что он технику убьёт. Основные потребители: скваженный насос 650Вт в течении 10 сек и проектор 200Вт. На насос думаю плавный пуск посадить. Тут посоветовали aliexpress.com/item/2000W-MAX-DC-12V-AC-220V-Vehicle-Power-Supply-Switch-On-board-Car-Inverter-Charger-POSTNL/32702567065.html
но он без чистого синуса. вот сижу репу чешу.
Для нагрузки такой «недосинус» — это как смесь синуса и «пилы» с более высокой частотой но меньшим размахом напряжений. Чем точнее идёт имитация синуса — тем больше частота «пилы», но тем меньше её амплитуда.
Вот эта «пила» будет просто дополнительно греть электромотор. Сколько именно и какой в нём запас — знает только Фарадей с друзьями.
Кстати, все указанные по ссылкам инверторы умеют только из 12 вырабатывать 220, т.е. к ним ещё нужно будет докупить зарядное устройство для автомобильных аккумуляторов. Но они не так уж много стоят даже в оффлайне.
Есть «продвинутые» инверторы, сами способные заряжать аккумулятор при наличии внешнего питания 220, но они и стоят дороже, зато всё само, бегать переключать не надо. Например:
aliexpress.com/item/2015-Top-quality-1000Watt-UPS-DC12v-To-AC-220V-DOXIN-Car-Power-Inverter-1000W-With-Charger/32380461247.html
Кстати, в заводских упсах, именно так и делают.
P.S.: Sorry, this item is no longer available!
мопед не мой, только ссыль сохранил, пока не заказывал.Хотя бы знать куда копать =)
Жизнь — боль. За ссылку два плюса, а за ссылку на ссылку — четыре. ))
В теории напряжение на выходе этой конструкции будет более или равно напряжению батареи и менее установленного на CV. Батарею минимум контролирует BMS. Максимум контролирует CV и BMS. Ток зарядки будет меньше или равно CC, что вполне устраивает.
Делал самостоятельно. 5 ip5306 — 2$. Катушки купил 4x4мм. 5шт — 0.8$. Ну и еще по мелочи пассивка, скажем 1$.
4$ за 5 плат, да еще и компактнее.
Делалось для замены платы в таких однобанковых ПБ. Я брал их вообще по баксу. Теперь вместо 1А на выходе имею 2А. Что я и хотел.
Уровень заряда тоже напаивали? Кстати, можно же так и до 9 Вольт дотянуть, правда останется Ампер с копейками на выход.
Плату делал с учетом домашнего изготовления. С размерами платы 20x18мм и фиксировано размещенными разъемами с двух сторон пришлось поломать голову как все развести :).
Думаю обзор скоро сделать.
Это как? и Где?
Внешнее питание отключено.
Аккумулятор лежит себе и разряжается в режиме преобразователя пока не разрядился ниже 3.07 Вольта.
После чего нагрузка отключилась и аккумулятор вздохнул с облегчением до 3.5В.
Выйдет около 100$ c автомобильным аккумулятором, будет хватать на час игры или на пару-тройку часов обычного использования при нагрузке 200-250 Ватт
Напряжение можно точно регулировать, но минимум не очень понятно какой: 4,14 или 4,2.
По току тоже не совсем понятно, можно только задавать ток в конце заряда(?)
Вообще у производителя есть и другие контроллеры с поддержкой i2c, например IP5108, но вот сам в поисках готовой платы с ним. На али только сами контроллеры продаются.
А первое изображение это с какого-то китайского сайта поставщика деталей.
Например:
b0 b1 b2 b3 b4
1 0 1 0 0
Получаем:
I = 0.05 + 1*0.1 + 0*0.2 + 1*0.4 + 0*0.8 + 0*1.6 = 0.505 A
От других производителей есть решения, но очень дорого все.
Контроллер TI для маломощных потребителей, а также для более мощных. Последний, на сколько я знаю, ставился в оригинальных банках xioami 10400. Также что-то похожее выпускает MPS.
А вы не пробовали подключать I2C к обычной IP5306? Судя по приведенной выше таблице, все модификации это всего лишь различные настройки, которые описаны в описании I2C команд. Т.е. производитель берет обычную IP5306, вшивает настройки по I2C и продает как отдельную модификацию. Есть конечно вероятность, что после прошивки они блокируют дальнейший доступ по I2C, но это всего лишь догадки и и предположения. В любом случае нужна программа, скетч или утилита для прошивки этих микросхем. Или знания, чтобы самостоятельно написать скетч, опираясь на описание I2C команд.
«1. Стандарт IP5306 по умолчанию не поддерживает I2C. Необходимо настроить версию I2C отдельно. Пожалуйста, подайте заявку на образцы и заказ в соответствии с моделью IP5306_I2C.»
Если говорить про контроллеры IP5***, то даташиты с описанием i2c регистров есть, не для всех правда. Про контроллеры от TI и MPS — должны быть, но надо искать на их сайтах.
У меня нет модуля с ним. Хотел заказать для теста обозреваемый модуль, но подозреваю ничего с ним не выйдет. На сайте производителя в сравнительной табличке вообще заявлено про поддержку i2c в IP5306, но только в дебрях китайского даташита есть маленькое упоминание, что нужна особая версия этого чипа.
Вопрос в следующем: для каких микросхемы из IP5* серии (с прямой поддержкой I2C) у вас есть даташиты с I2C настройками? Возможно ли, что настройки IP5108 подойдут для других моделей, или придется дописывать скетч для каждой конкретной модели?
Если что-то найдете на тао, скиньте в лс. Я лишь находил на 1688 что-то вроде демо-плат от производителя с IP5108 на борту, но как заказать с 1688 без понятия.
Для начала, вот грубые результаты поиска:
www.1688.com/chanpin/-B5A5D0BEC6ACD2C6B6AFB5E7D4B46963B7BDB0B8.html
На али куча этих плат для павербанков, но на самом деле не так много вариантов, одно и тоже в основном продают.
Один продавец сказал, что якобы есть в наличии, а потом оказалось что их у него нет и он может заказать их у поставщика, но только большую партию.
«1. Стандарты IP5209 / IP5109 / IP5108 поддерживают I2C по умолчанию, нет необходимости настраивать версию I2C отдельно;»
И опять они говорят о «настраивать». Вот бы найти способ настроить (активировать) i2c, тогда можно было бы смело брать ip5306 и не парится.
ps. проверьте лс.
aliexpress.com/item/5-2A/32856468880.html
Если убрать выходные конденсаторы, то время включения может немного уменьшиться. Минимальное время между циклами проверки нагрузки может быть не 50мс, а немного меньше. А 50мс получается именно из-за емкости выходных конденсаторов.
— Подключил осциллограф и проверил обычный переход без нагрузки, провала не было.
— Включал нагрузку после выключения основного — провала не было.
— Только переход под нагрузкой давал 50 мс задержку.
Видимо именно столько времени нужно для того чтобы контроллер заметил падение напряжения и включил преобразователь.
А так получается, что задержка вызвана переключением режима. Значит можно смело подключать на выход ионистор или большой конденсатор и задержка включения преобразователя должна быть уже не страшна.
Он сказал, что на модуле стоит микросхема FM3209F:
uploadpdf.ic37.com/ETC/FM3209F_datasheet_1232627/200542/FM3209F_datasheet.pdf
Параметры похожи на IP5* и тоже есть задержка и auto-standby режим.
На сайте производителя
www.superchip.cn/pro_list.aspx?TypeId=28&pageindex=1
есть и другие чипы. У многих те же болезни: задержка и auto-standby. У некоторых есть поддержка I2C:
www.superchip.cn/Private/ProductFiles/636532529705706169485469629.pdf
Даташит со списком регистров пока не нашел.
P.S. Посмотрел в обзоре — он на 2.7 Вольта, не подходит.
P.S. Очень странно! Судя по этому калькулятору, такая емкость не может перекрыть 20мс просадки. Нужны дальнейшие тесты.
А на первом фото около 70 мс, я слишком округлил )
Нужен ионистор, не смогут конденсаторы сгладить.
Нашел на 5.5В 1Ф в chipdip, стоит 5$, это мне надо снова в радиолавку попасть, а в ближайшее время других забот хватает(магазин в 50 км от дома).
Его точно должно хватить )
Мы тут совсем забыли, что внутреннее сопративление ионисторов влияет на их максимальный разрядный ток. Если ESR ионистора будет 10 Om, то даже при коротком замыкании больше 0.5А с них не получить. А если учесть, что нагрузка будет около 5 Ом, то разрядный ток будет еще меньше!!! Чтобы на выходе получить хотя бы 4В и 1А, нужно чтобы сопративление ионистора было меньше 1 Ома. Что-то мне подсказывает, что ионисторы с таким низким ESR должны быть гораздо больше, чем на 1Ф. Так что перед покупкой обязательно почитайте даташит на ионисторы.
Проблему с зарядом конденсаторов можно решить, подключив диод между между плюсовым контактом входного напряжения и плюсовым контактом выходного (как бы зашунтировав модуль). Модуль стартует с опозданием, этого времени должно хватить, чтобы выходные конденсаторы подзарядились через диод. А когда модуль включится, то диод будет зашунтирован внутренним транзисторным ключем, кот. обеспечивает сквозное подключение между входом и выходом. Попробуйте! Только подбирайте диод рассчитанный на пару ампер.
Там тоже проблема с минимальным током потребления (по вашим же тестам).
Это да, но нет провала. Совместить бы две в одну.
Насчет диода интересная идея, надо будет попробовать.
А какое при этом напряжение на выходе (под нагрузкой)? Модуль продолжает подавать на выход внешнее питание или переключаетя на повышающий преобразователь?
Чтобы проверить, нужно подключать регулируемый источник питания, а мне лень тащить оборудование в дом )
Ну пока мало времени после праздников, но не думаю, что до весны пропаду. Я могу выслать Вам пару плат на опыты если хотите =)
Чтобы частично решить проблему с просадкой напряжения при переходе на резерв, надо подключить диод между плюсовым контактом батареи и плюсовым входным контактом модуля! Анод диода подключаете к батареи, а катод ко входу. Если внешнее питание отключится в момент, когда батарея будет полностью заряжена, но в период просадки << с батареи -> через диод -> через внутренний мосфетный ключ микросхемы -> на выход >> будет поступать около 3.8-3.9 Вольт (напряжение батареи минус падение напряжения на диоде). Когда включится повышающий преобразователь, то внутренний мосфетный ключ закроется и батарея будет отключена от входа. Диод желательно брать с низким падением напряжения. Он нужен, чтобы с выхода на батарею не поступало высoкое напряжение от разряжающихся выходных конденсаторов, ну и чтобы входное напряжение не попадало на батарею. Подключать его напрямую к выходу нельзя, потому что тогда батарея будет постоянно подключена к нагрузке и разрядится в нуль после отключения UPS.
Я думаю, что 3.8-3.9В будут приемлемы для многих устройств и они не будут перегружаться. Если внешнее питание отключится в момент зарядки, то напряжение нa выходе после диода будет в районе 3.9-2.7 Вольта (в зависимости от того насколько успел зарядится аккумулятор). Этого напряжения уже может не хватать и подключенные устройства могут перезагружатся.
Это уже будет гораздо лучше и будет больше похоже на UPS, a не на плату повербанка. Если найдете версию IP5306_CK, то на ней отключен режим перехода в сон при отсутствии нагрузки. Т.е. модуль будет постоянно включен даже если нагрузка будет меньше 30mA.
Я не проверял это на конкретно этом модуле, но у меня есть IP5108, которая работает так же как IP5306. Так что с этим модулем тоже должно работать.
P.S. Провозился с этом проблемой несколько дней. Так что если вам понравилось мое решение, то можете кинуть плюсы в мою карму.
Но метод всё равно рабочий, только нужно подключать диод к выходу и ставить дополнительную защиту для аккумулятора.
А вот что получается на выходе при нагрузке 1А. Напряжение на аккумуляторе 4.2В. Диод брал FR207 (при токе 1А на нем падает около 1В). С другим диодом минимальное напряжение может быть по больше.
Если где пропустил то прошу прощения.
А как настроить ток зарядки?
Вроде на схеме нет никаких резисторов, для расчета…
¯\_(ツ)_/¯