如何建立类似UPS的备用电池系统？

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众所周知，Raspberry Pi并没有真正消耗那么多功率（规格为5v + 700mA）。

我想以DIY风格构建备用电池，以应对断电。我不需要电涌保护或任何其他理想的选择，而只需较小的电源中断和断电的安全性。

如何在Raspberry Pi和运行它的手机充电器之间放置备用电池？

power-supply alternative-power

— 里库·林布拉德（Riku Lindblad）
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轻微停电需要多长时间？

— 约翰·拉鲁伊

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@ AlexChamberlain，LiPo使事情变得复杂，因为它们不容许trick流充电。在这种情况下，NiMH或铅酸会使生活变得更加轻松。我认为electronics.stackexchange.com是问这个问题的好地方

— John La Rooy

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好的，那么您对此有何看法：ebay.com/itm/…或：amazon.com/9000mAh-Capacity-Portable-Rechargeable-Camcorder/dp/…使其连续不断地连接到充电器和覆盆子

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实际上，可以将USB移动电源用作UPS。这样，我的Pi连续运行了大约半年。我总结了细节处raspi-ups.appspot.com

— emkey08

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@MathiasKunter我尝试过，但是很难找到可以在为设备充电时可以充电的USB移动电源。

— Riku Lindblad

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您提出的问题更适合于Electrical Design Stackexchenge网站 -因为您始终可以像Oli一样依赖那里的Gurus来帮助设计简单，最新的电路。

我认为这个问题将会被更多的Raspberrians提出来，因此这实际上是回答您的问题的好地方。

我的答案将更多地用于设计您自己的电路，以便您可以完全控制所需的功能。

该电路应处理...

最初要确定您需要哪种电路。由USB 5V供电？还是通过12伏电源？您也可以使用3.3V / 1.5V等较低电源为它供电，但转换电源效率很低。这个决定从根本上也决定了您将要使用哪种电压调节器……如果有的话。
在正常运行期间保持电池充满电（每种电池也需要具有充电特性，铅酸，镍镉，锂离子等）
电路需要检测主电源（USB + 5V）何时停止提供电源或类似电源。
备用电路可为您的电池充电，而嵌入式电路则可在主电源关闭时将电源路由回主电路。
可选的。在连接到Raspberry PI的I / O系统的电路中建立触发器，以向您发送电子邮件，文本消息，打电话，触发警报或打开厨房灯。

在Internet上搜索，大多数UPS电路和电路将包括一个变压器，可将110V / 220V降低至直流12伏。

这是与铅酸电池一起使用的非常简单的电路（它们易于充电并且可以保持很长时间的充电状态）请勿尝试使用电路对任何其他类型的电池进行充电...它们会炸毁它！

铅酸UPS

零件清单：

R1-39欧姆1 / 2W
D1，D3，D4-1N4001或类似二极管
D2-额定1W的13V齐纳二极管
C1-220uF额定25V电解电容器
C2-10uF额定10V电解电容器
IC-7805或类似的5V稳压器
BAT-最低1.2Ah的12V铅酸电池
直流输入-12伏直流电

我在通过互联网翻遍时发现了这个电路。这个家伙几乎撕开了笔记本电脑，回收了一些零件，制成了一个像样的系统-只记得将输出电压调节到5V

再生笔记本UPS

最终电路-使用许多小型锂电池的USB充电式UPS电路，是许多人最喜欢使用的最简单也是最可能使用的电路。这是在Engineering SE上回答的，有关详细信息，请参考答案。

USB充电式UPS

不想建立自己的电路？还有~~就是这个MUPS可转让~~（走了，很抱歉），确实非常的最终电路设计概述了。

MUPS

参考文献

您可以在~~此网站~~上找到更多电路 -WebArchive https://web.archive.org/web/20161028081245/http://www.simple-electronics.com/2012/02/5v-ups-circuit.html（请捐赠）
使用搜索引擎还会发现很多其他有趣的事实和解决方案
如果您对电路设计有任何疑问，请访问Electrical Engineering Stack。

— 皮奥特·库拉
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我不明白为什么这个电路不能给电池充电。同样，如果您用LM2940CT-5.0（5V低压差稳压器）替换了稳压器，则可以使用6V铅酸凝胶电池，这将减少稳压器产生的热量，因为它仅散发高达1.6W的功率能量（2.2V * 700mA），而不是5.9W（8.4V * 700mA）。当然，我建议您为输入提供7.2-7.5V稳压电源，这样您就可以安全地对电池进行“浮动充电”（电源的7.5V-电池正极的D1的0.7Vf压降= 6.8V ）。

— Doktor J

很好的评论。我认为它可以充电，但只能充电，如所评论的那样，不是锂离子！小心点，可能会炸毁电池。该电路需要修改锂离子。

— Piotr Kula

优点-以上电路仅可用于铅酸电池！在这样的电路中，锂离子电池可能会严重损坏或着火，甚至NiCd或NiMH电池在该电路中也可能不安全。对于此类电池，您需要更坚固的充电电路。

— Doktor J

似乎有一些集会的好处，而不仅仅是Rpi ... :)

— Piotr Kula

是的，我实际上是在为我的家中的应急LED照明系统设计一个类似的电路（我们住在马萨诸塞州东南部，偶尔会遭受飓风，暴风雪和其他引发长时间停电的暴风雨）！所不同的是，我的电路经过精心设计，因此除非电源关闭，否则灯不会亮。它们还有一个超驰的“关闭”开关，因此您白天或不在家时都不会浪费电池。

— Doktor J

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我已经建立了一个从12v到5v的转换器

这足以满足RaspberryPi的5v要求。IT还为可调节温度调节器（12v）甚至有源USB集线器（未来）提供风扇电源。一切（Raspberry Pi，转换器和恒温器）都装在路由器盒中（我什至还有额外的2.5英寸硬盘，3G调制解调器和/或GPS单元的空间；）

这样的转换器可以转换电池组（例如5节或更多AA电池）的功率，并为树莓派安全地提供5V电压（注意电压！）。转换器非常小（我认为3 x 10 x 1.5cm）。但是，如果您擅长焊接和构建电路板，则可以做得更小。

这是我与示例原理图一起使用的转换器。

在此处输入图片说明

它的工作原理很棒，您可以用7至40V的电池供电。我们在5v侧获得最大3安培的电流。

如果需要在手机充电器和电池组之间进行切换，则必须建立一个开关（当充电器的电源关闭时，电池组的电源已连接，反之亦然）。我认为这很简单（晶体管，电容器……只有几个元素）。或手动执行;）

— 马塞勒斯
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您好-谢谢您的输入，非常感谢！作为新用户，请快速阅读顶部“常见问题”和“关于”下的站点规则。您不必道歉或感谢您的回答。您以后可以随时编辑答案。编辑时可以轻松上传图片。请不要担心您的语言或拼写。有人总是很乐意为您编辑和修复它。欢迎使用RaspberryPI SE！

— Piotr Kula 2012年

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那真是太棒了！我确信它可以在Engineering论坛的建议电路中使用，就像... :-)我喜欢它！

— Piotr Kula 2012年

您可以在ebay上以2美元的价格获得基于LM2596的模块。也有基于LM2576的模块，但它们更昂贵

— John La Rooy 2012年

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我发现这个问题非常有趣，但是我自己对电阻和填充物的焊接和摆弄并不真正感兴趣，并且我相信其他人可能会希望获得现成的产品而偶然发现OP问题。

因此，我确实发现了这一点，对于我的需求而言，这实际上是很棒的。购买，等待几天，然后插入中提琴。

在此处输入图片说明

我在DX.COM上找到的

正如评论中指出的那样。看来可能存在功耗高的问题。.所以到了一天结束时，它似乎必须打开并弄乱了。但它适用于ModelA。

— 威利·旺卡
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里面有电池吗？看起来像是我们在谈论。.谢谢。

— Piotr Kula

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唯一的问题是，用户正在寻找“以DIY风格的方式”做的事...这与它实现的DIY

— 差不多

当前额定值略低于RPi，但也许可以修改。到目前为止，我一直在从笔记本电脑的USB端口运行RPi，没有出现任何问题：）

— John La Rooy 2012年

目前，您的答案并未说明它如何回答问题。请添加说明，否则我将被删除。谢谢您的合作！

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但是，如果我不能中提琴（我不拥有中提琴）怎么办？

— XTL 2012年

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任何带有内置过充电保护功能的外部USB电池组都将帮助您的Pi在断电的情况下幸免。对于您的Pi而言，它将仅充当可怜的UPS。 http://www.google.com/search?ie=UTF-8&oe=utf-8&q=usb+battery+pack

— 阿夫拉
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我们必须简单地找到一个USB外部电池，该电池可以连续连接到输入电源。令人惊讶的是，许多电池系统，尤其是质量最低的电池系统，不会停止对电池充电，这会加热电池并缩短其寿命。

— 劳尔·萨利纳斯-蒙塔古多2014年

@RaúlSalinas-Monteagudo查看emkey08对问题的评论。他提供了指向页面的链接，其中提到了USB UPS，这似乎正是您（和我）想要的。刚下令=）

— Rotareti '16

常规电池组的问题是，每次连接或断开电源组输入时，输出电压的下降幅度足以使树莓重新启动。

— Riku Lindblad

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这是用于Raspberry PI的UPS：http : //www.eevblog.com/forum/projects/raspberry-pi-server-with-diy-ups/

同样，通过充分的更改和安全电路，可充电锂电池可以浮充。在这种情况下，最好使用单个电池和升压转换器，这样就不需要平衡电路。这是有关浮充锂电池的一些信息：http : //www.electronicsweekly.com/Articles/01/02/2006/37528/Float-charging-lithium-ion-cells.htm

— 克里斯·琼斯
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因此，您希望为RPi提供简单可靠的DIY ups（例如电源）：

获得密封的12v Pb电池（我使用5Ah电池）
获得220Vac至12v的开关模式电源（我使用12v 4A）
将汽车打火机连接到USB插头（8v--24v输入，输出= 5v 2A）切换模式
得到一个可以处理4A电流的二极管和一个0.5欧姆5瓦电阻，以通过空电池充电来限制电流
获得一根USB通用手机充电电缆，它有10种不同的短电缆插头，一种用于为RPi供电，另一种用于USB集线器，另一种用于任何想念的东西.....还有很多

接线如下：

从电源的+ 12v到二极管的阳极
从二极管的阴极到5Ah Pb密封电池，当没有220v电压时，这可以防止电源耗尽电池
然后从电池的+到“打火机插头到USB” + 5v 2A

，插入USB电缆

我本想放一张所需的所有部件的图片，但是直到获得10分为止，我不允许访问此网站...当这种情况发生时，我将发布该图片

运行RPi（运行ssh，wospi，lighttpd）+ Davis VPro2 +控制台（添加300mA控制台）+ usb hub的结果：电池充电20小时后，电池电压从13.08v降至11.77v！考虑到10v为空，这意味着在5Ah电池上至少要有32个小时的汁液足够，总费用为30美元，一切都是全新的

— 用户名
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在user7165中，对于12 V铅酸，通常认为11.7 V o / c完全放电。放电至10 V完全没有好处。

— scruss

简单有效。+1非常好，但要补充一点，这些转换器消耗的电量远远不够，效率很低。

— Piotr Kula 2015年

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这是一种基于超级电容器的UPS解决方案，用于节电和安全关机。

与其他类似UPS的电路的主要区别在于，无需使用电池。这有助于避免很多问题，例如在寿命终止后回收电池时，能量存储在焊接到PCB的超级电容器中。当超级电容器的寿命等于整个电路板的寿命时，为什么不呢？您不必担心过度充电和所有温度问题，例如仅在高于零的温度下充电。超级大写没有记忆效应。他们不需要放电和充电周期就能保持健康。

另一方面：超级电容器没有电池的能量密度，但是电路只能备份短期电源故障或掉电。您真的不需要2000mAh容量的电池来备份1A几秒钟。让我们评估一下：700mA持续30秒，在5V电压下需要5.9mAh。您见过这么小容量的电池吗？即使存在，您也永远无法从如此小的电池中汲取700mA的电流。换句话说：基于电池的UPS具有较短的备用时间总是使用容量过大的电池。超级电容器即使在很小的容量下也能够提供几安培的电流。因此，我认为在这种情况下电池不是最佳的能量存储设备。

使用超级电容器会使事情有些复杂：超级电容器上的电压取决于充电状态，因此，如果您考虑DYI，则需要使用升压/降压转换器会使使用变得有些复杂。

— slado76
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欢迎来到Raspberry Pi！虽然从理论上讲这可以回答问题，但最好在此处包括答案的基本部分，并提供链接以供参考。

— 史蒂夫·罗比拉德

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LiPo Rider Pro专用于太阳能应用，但是USB端口也可以为电池充电，因此您实际上不需要面板。再加上较大的LiPo电池，它可以使Raspberry Pi存活数小时。

— 人体工程学
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是的，我可以确认seeedstudio的lipo rider专业板像护身符一样工作。如果需要，它具有USB +电池+太阳电荷。单出USB。如果可能的话，基本上取主要电源，否则取电池。包括电池在内的所有价格都在20美元以下。唯一的缺点是它只有1安培的电流，因此，如果您有一些USB设备需要消耗功率，它可能无法提供足够的功率。

— David Lee

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我有点将其交叉发布到此Stack Exchange上的所有UPS问题中，因为我正在寻找类似的东西，却找不到我喜欢的任何答案，因此我自己进行了研究。您可以使用标准的现成UPS和Network UPS Tools（NUT）软件包，以使Pi在电源关闭时自行关闭。我刚刚发布了一篇文章，其中包含逐步设置的逐步说明：

https://melgrubb.wordpress.com/2014/09/05/raspberry-pi-home-server-part-15power-failures/

当然，如果您真正想做的是DIY硬件项目，那么恐怕这不需要任何焊接。

— 梅尔
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在常规的UPS上运行RPI有点像在Miata中安装5000加仑的油箱，当时您所需要的只是一罐Jerry罐装的应急备用汽油。

— Riku Lindblad

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您可以尝试其中之一，并使用电池代替超级电容器。大电容替代备用电池

— 喷射
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根据Maxim的数据手册，“ 690”仅能从Vout提供50mA电流，并且没有可用于操作外部半导体开关（MOSFet？）的BATT_ON输出。同一产品系列中还有其他IC可能更适合此角色。

— SlySven 2015年

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正如其他人所说，USB移动电源是一种简单且相当便宜的解决方案。确保同时获得一个支持充电和放电的功能（不幸的是，通常不会显示这种状态-您必须弄清楚这一点）。

Pi通常在200 mA至500 mA以北之间汲取任何电流。对于以后的型号，最大为2000 mA。因此，6000 mAh的移动电源将为您提供3个小时到一天的电池电量；确保您拥有足够容量的移动电源。

将Pi插入移动电源的输出，将充电器插入其输入。如果电源关闭，您的树莓派将继续运行，直到恢复供电或电池耗尽。

局限性在于，Pi无法知道它是依靠交流电还是电池供电，还剩下多少电池电量。因此，如果电池在恢复供电之前就用完了，关机将是不干净的。

https://raspi-ups.appspot.com/en/index.jsp中描述了一种更高级的解决方案，其中也涉及移动电源。它包含一个守护程序，该守护程序使用以太网连接来确定它是否在AC上运行-如果以太网连接断开，则假定它使用电池供电。它可以测量Pi的功耗，并根据功耗和总容量（需要预先配置）估算电池的电量。电源耗尽时，它将彻底关闭Pi。

作为上述的变体，如果您将一些USB外围设备连接到以交流电源运行的Pi，则可以修改守护程序以将其用作电源指示器。

— 用户名
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