Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik USV mit Bleigelakku für USB-Hub


von Daniel .. (Gast)


Lesenswert?

Ich bin dabei mir eine USV für ein USB-Hub zu bauen.
Da die Schaltung rund um die Uhr laufen soll, würde ich nur ungerne 12V 
per Regler auf 5V  regeln und so direkt schon mehr als 50% Verluste 
haben.
Kann mir jemand bei der Auswahl der Spannung des Netzteils, Reglern, 
Dioden, Ladestrom-Widerstände etc. helfen um die Schaltung möglichst 
effizient zu halten?

Generell hatte ich gedacht, das Hub direkt vom Akku (evtl. mit Regler 
dahinter) zu versorgen und den Akku per Netzteil zu laden. Wenn das 
Netzteil ausfällt, sollte die Schaltung durch den Akku ja immer noch 
versorgt werden.
Jetzt bin ich mir allerdings bei der Wahl der Netzteil- und 
Akkuspannungen und damit verbunden, den benötigten Reglern nicht ganz 
sicher. Ist z.B. eine Bleigelakku-Spannung konstant und sauber genug um 
das Hub direkt zu versorgen (z.B. 
http://www.reichelt.de/Blei-Vlies-Akkus-6V-Panasonic/LCR-6V-1-3P/3//index.html?ACTION=3&GROUPID=4233&ARTICLE=26700&SHOW=1&START=0&OFFSET=500&; 
mit 
http://www.reichelt.de/MR-MURS-P600-RGP-Dioden/MR-826/3//index.html?ACTION=3&GROUPID=2990&ARTICLE=13130&SHOW=1&START=0&OFFSET=500&; 
dahinter) oder ist ein 
http://www.reichelt.de/ICs-LM-10-LM-999/LM-323-TO3/3//index.html?ACTION=3&GROUPID=5464&ARTICLE=10462&SHOW=1&START=0&OFFSET=500&; 
und dadurch auch eine höhere Akkuspannung sinnvoller?

Im Endeffekt ist meine Frage: Wie komme ich am Effektivsten von 
Netzspannung über einen dauerhaft ladenden Bleigelakku (möglichst kleine 
Bauform, Kapazität ist nicht so wichtig weil der Rechner am Hub in < 
2min automatisch abschaltet) auf 2A bei 5V?

Grüße, Daniel.

von Alexander S. (esko) Benutzerseite


Lesenswert?

Daniel .. schrieb:
> Ist z.B. eine Bleigelakku-Spannung konstant und sauber genug um
> das Hub direkt zu versorgen
Nein.

> Im Endeffekt ist meine Frage: Wie komme ich am Effektivsten von
> Netzspannung über einen dauerhaft ladenden Bleigelakku (möglichst kleine
> Bauform, Kapazität ist nicht so wichtig weil der Rechner am Hub in <
> 2min automatisch abschaltet) auf 2A bei 5V?

Akkuladegerät -> Bleiakku 12V -> DC-DC -> 5V

Wie wird der PC in den 2min versorgt?

von Daniel .. (Gast)


Lesenswert?

Alexander Schmidt schrieb:
> Wie wird der PC in den 2min versorgt?

Der "PC" ist ein Raspberry Pi und der wird direkt vom Hub versorgt.

Gibt es einen DC-DC Wandler oder eine Spannungspumpe o.Ä., der 6V->5V 
schafft, sodass ich nicht bei 12V anfangen muss? Wenn die Leistung 
einfach verbraten wird ist das mehr als der Pi + 2,5" Platte benötigt.

von pic (Gast)


Lesenswert?

Klar gibt es den, nennt sich LDO Regler. USB geht runter bis 4.2V, dein
6V Akku bis 5V, bleiben also noch 0.7V für den dropout übrig, kein 
Problem.

Wenn du es aber effizienter haben willst, 6V DC/DC -> 3.3V und noch 
einen
Regler für die 5V, eventuell auch von den 3.3V ausgehend.

von Daniel .. (Gast)


Lesenswert?

Hast du evtl. einen Link? Finde nichts was 2A schafft. Gibt es sogar 
welche die 2V->5V bei 2A schaffen? Weil dann könnte ich direkt eine 2V 
Blei-Zelle nutzen.

von Alexander S. (esko) Benutzerseite


Lesenswert?

Daniel .. schrieb:
> Der "PC" ist ein Raspberry Pi und der wird direkt vom Hub versorgt.

Sag das doch gleich.

> Gibt es einen DC-DC Wandler oder eine Spannungspumpe o.Ä., der 6V->5V
> schafft, sodass ich nicht bei 12V anfangen muss?

Von einem 6V-Bleiakku kannst du mit einem LDO (Dow-Drop) auf 5V herunter 
regeln. Die überschüssige Spannung wird verheizt.
Bei voll geladenem Akku sind das 7V - 5V = 2V
2V * 2A = 4W -> Kühlkörper nötig

Von einem 12V-Bleiakku auf 5V solltest du einen DC-DC Wandler nehmen.
Gibt in Form eines KFZ-USB-Ladegerät auch sehr günstig.

Die von mir um 21:27 genannte Lösung dürfte die günstigste sein.
Bleiakku von Pollin 10€
12V Ladegerät       14€
KFZ-USB              6€

Wenn es dir allerdings mehr auf Platz und Gewicht ankommt, kann man mit 
Mignonakkus noch kleiner werden.

von Jörg (Gast)


Lesenswert?

Alexander Schmidt schrieb:
> Bleiakku von Pollin 10€
> 12V Ladegerät       14€
> KFZ-USB              6€

Darf ich als totaler Laie noch mal nachfragen.
Akku, etwa dieser:
http://www.pollin.de/shop/dt/MDY5ODI3OTk-/Stromversorgung/Akkus/Blei_Akkus/Blei_Akkumulator_KUNG_LONG_WP2_2_12_12_V_2_2_Ah.html

Ladegeräte, etwa dieses:
http://www.pollin.de/shop/dt/Njg4ODQ2OTk-/Stromversorgung/Ladegeraete/Universal_Lader/Automatik_Lader_AL800.html

Dann das Ladegerät permanent an den Akku anschließen und gleichzeitig 
den Verbraucher über das KFZ-USB-Teil anschließen. Richtig?

von Alexander S. (esko) Benutzerseite


Lesenswert?

Jörg schrieb:
> Akku, etwa dieser:
> http://www.pollin.de/shop/dt/MDY5ODI3OTk-/

Ja, es funktionieren alle Bleiakkus. Für 2€ mehr bekommt man schon die 
dreifache Kapazität: http://www.pollin.de/shop/dt/Mjg5ODI3OTk-/

> Ladegeräte, etwa dieses:
> http://www.pollin.de/shop/dt/Njg4ODQ2OTk-/

Ja, das passt. Allerdings ist es etwas etwas knapp, wenn du dauerhaft 2A 
bei 5V mit dem Verbraucher entnehmen willst. Denn der dem Akku 
entnommene Strom sollte kleiner sein, als der eingespeiste Strom, sonst 
wird der Akku entladen.
Entnommener Strom: 5 V / 13,8 V * 2 A / 80 % = 0,906 A = 906 mA
Eingespeiste Strom: 800 mA


> Dann das Ladegerät permanent an den Akku anschließen und gleichzeitig
> den Verbraucher über das KFZ-USB-Teil anschließen. Richtig?

Genau. Das KFZ-USB-Teil muss natürlich kräftig genug sein, deinen 
Verbraucher zu versorgen.

von Jörg (Gast)


Lesenswert?

Danke!

Statt der KfZ-USB-Wandler habe ich noch dies gefunden:
http://www.voelkner.de/products/78654/DC-DC-Wandler-1A-Tsr-1-2450.html

Die sind zwar ein bisschen teurer, aber man kann sie auf einer Platine 
verbauen, nicht so wie die KfZ-Teile, die eigentlich zum einstecken in 
einen Zigarettenanzünder gedacht sind.

von Alexander S. (esko) Benutzerseite


Lesenswert?

Jörg schrieb:
> Statt der KfZ-USB-Wandler habe ich noch dies gefunden:
> http://www.voelkner.de/products/78654/DC-DC-Wandler-1A-Tsr-1-2450.html

Dieser liefert aber nur 1 A.

Bitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.