/       /       /    Особенности автономного питания или что делать в случае веерных отключений, часть 1, повербанки
Поддержать проект на Patreon


Особенности автономного питания или что делать в случае веерных отключений, часть 1, повербанки

За последнее время мне уже неоднократно задавали вопросы, связанные с одной и той же темой, бесперебойное питания разных устройств и приборов в случае отключения электричества и сегодня я хотел немного рассказать об этой теме чтобы не повторять ответы каждому в личке и сэкономить себе немного времени, а вам расширить ответы.

Как обычно, напоминаю, чтобы быть постоянно в курсе новых тем в блоге, рекомендую подписаться на мой инстаграмм, где я буду выкладывать уведомления о всех новых темах и возможно писать просто о чем-то интересном - ссылка на аккаунт

Из-за неоднократных обстрелов украинской инфраструктуры, а в частности электростанций и распределительных подстанций в последнее время мы столкнулись с проблемами электроснабжения. Российская пропаганда почему-то подает данное действие как борьбу с военными ВСУ, что выглядит несколько... странно, потому как военным в чистом поле, с автономным электроснабжением это как раз глубоко фиолетово, зато от этого страдают в итоге обычные гражданские люди, кто-то просто не может приготовить себе и ребенку еду, потому как дома электроплита, кто-то не может пользоваться лифтом, и вынужден пилить с коляской по ступенькам. Но при этом в сводках МО звучит - мы поразили высокоточным оружием очередной завод Тесла в городе Харьков (не шутка, я сам раньше не знал что у нас оказывается есть завод Тесла производящий электрокары).

Ну ладно, проблема есть и ее надо как-то решать и мне это уже приходилось делать в конце 90х и начале нулевых, тогда тоже были веерные отключения, но в итоге это послужило толчком к разработке собственных ИБП и их производству, правда работал я тогда с компаньоном. Кто знал что через более чем 20 лет мне придется вспомнить те нюансы и особенности, с которыми мы сталкивались тогда.

В общем данная статья построена частично на еще той полученной информации но с учетом текущих реалий, как собственно особенности проблемы, так и новых технологий и устройств.

И так. давайте начнем с повербанков, как наиболее доступного и почти самодостаточного класса устройств. "Почти" потому, что им нужен еще блок питания (в простонародье - зарядное), ну а так все просто, купили коробочку и пользуемся.
Просто, но не просто, потому как оказывается есть куча нюансов и особенностей, попробую их как-то систематизировать.

1. Емкость.
Вроде все предельно просто, но и здесь покупателя могут запутать. Чаще всего вы можете увидеть на повербанках надписи типа - 5000, 10000, 20000, 40000мАч. В данном случае подразумевается емкость встроенного в повербанк аккумулятора приведенная к напряжению 3.6-3.7 вольта. т.е. даже если у вас внутри стоит два аккумулятора по 5000, но соединенные последовательно то напишут 10000, хотя формально это 5000 но на 7.4 вольта. может так даже проще.
Особенности автономного питания или что делать в случае веерных отключений, часть 1, повербанки

Но иногда может помочь даже такой малыш, думаю что полезно держать его в сумке, потому как весит мало, небольшой, а выручить может очень сильно.
Особенности автономного питания или что делать в случае веерных отключений, часть 1, повербанки


Но это емкость аккумулятора, на выходе мы получим меньше потому что физика, повербанк повышает напряжение на выходе, потому указанные 5000мАч вы с него не снимете, а еще ведь есть потери, т.е. КПД.

Грубо, повербанк делает 5 вольт на выходе из 3.7 вольта от аккумулятора, значит мы уже как минимум получим 3.7/5=0.74 от исходной емкости, т.е. 7400мАч у ПБ с заявленной емкостью 10000, с учетом КПД (здесь у разных моделей по разному, ну пусть 90%), т.е. 7400х0.9=6660мАч, почти в два раза меньше относительно того что заявлено.

Но не переживайте, за исключением КПД остальная энергия никуда не пропала, вы ее всю получите, просто при другом напряжении и с появлением повербанков на другие напряжения (9, 12, 20 вольт) выяснили что гораздо проще считать емкость не в Амперчасах, а в Ваттчасах.
Повербанк 10000мАч имеет емкость 37000мВтч или 37Втч, т.е. он условно может питать нагрузку мощностью 3.7 ватта 10 часов или 37 ватт 1 час.

В этом случае что бы мы не делали с напряжением, отданная энергия почти никак не меняется и считать гораздо проще.
Сейчас постепенно переходят к тому, что указывают не только емкость батареи, а и отдаваемую емкость при разных напряжениях и указанию емкости батареи в Втч, что более правильно и удобно.
Особенности автономного питания или что делать в случае веерных отключений, часть 1, повербанки

Но вернемся к более известным пользователям понятиям емкости. Повербанки 5000-10000 удобны как мобильные устройства, которые можно закинуть в сумочку или карман и подзарядить ваш смартфон или планшет. Особенно мне в этом плане понравился повербанк-аккумулятор в формате аккумулятора размера 21700, компактно, универсально.

Далее идет повербанки емкостью побольше, 20000-40000, а иногда и 60000мАч, здесь возможности обычно куда как шире, во первых они часто имеют много выходов, но ключевое, они могут не только подзарядить устройство, а и питать его довольно длительное время пока нет электричества. Как мобильное устройство они воспринимаются заметно хуже, потому как обычно его можно самого зарядить в поезде или машине, ну разве что в поездке на автобусе это сложнее, но ехать на автобусе столько времени это маловероятно. Ну может кто в поход возьмет, хотя и там каждый грамм на вес золота.
Учтите, что если вы планируете перелет на самолете, то здесь существует ограничение на емкость батареи вашего повербанка:
ёмкость повербанка не должна превышать 100 Вт/ч; повербанки ёмкостью от 100 Вт/ч до 160 Вт/ч провозить можно, но не более двух на человека; если повербанк мощнее 160 Вт/ч, вам не разрешает взять его на борт.

В последнее время получили распространение зарядные станции, имеющие очень большую емкость батареи, кучу выходов, но их высокая цена сдерживает большую популярность.
Особенности автономного питания или что делать в случае веерных отключений, часть 1, повербанки

2. Типы портов.
Здесь как раз все предельно просто, обычно используются такие варианты.
Для заряда самого повербанка:
microUSB - малая мощность заряда, всего до 10-12Вт, критично для емких повербанков, например модель 40000 через такой порт будет заряжаться около 20 часов.
Apple Lightning - по параметрам примерно то же самое что и microUSB.
USB Type-C - более современный тип разъема и кроме более удобного использования позволяет заряжать при мощности до 100Вт (уже есть версии мощнее, но они пока мало распространены), и наш повербанк на 40000мАч от него теоретически зарядится за полтора часа. Согласитесь, 20 часов и 1.5, да даже 2, разница существенная. но это зависит от возможностей повербанка и блока питания.

Для подключения потребителей:
USB Type-A - более известен под понятием (обычный или старый USB), здесь у старых моделей повербанков до 5 вольт 2-3 ампера (есть версии и до 5А, но там требуется специальный разъем) и до 20 вольт (но чаще до 12) при мощности до 18Вт.
USB Type-C - здесь все также как и при заряде, до 20 вольт 5 ампер, т.е. до 100Вт.
Особенности автономного питания или что делать в случае веерных отключений, часть 1, повербанки

Иногда повербанк может иметь гнездо 5521 или 5525, или просто "круглое гнездо", чаще всего для заряда от обычного 12 вольт блока питания или прикуривателя, но таких устройств мало. Также это может быть выход 12 вольт, но таких устройств еще меньше.
Особенности автономного питания или что делать в случае веерных отключений, часть 1, повербанки

3. Варианты выходного напряжения и тока.
Старые модели привычно имеют что-то типа 5 вольт с током до 2-2.5А, достаточно для заряда любого смартфона или почти любого планшета, но из-за малой мощности заряд может быть долгим.
Более новые модели поддерживают протокол Quick Charge или QC, здесь заряд может быть быстрее так как мощность уже не 10Вт, а до 18, но что более полезно, меньше требования к кабелю потому как при равной мощности потери будут ниже при большем напряжении.
Еще более новые устройства поддерживают протокол Power Delivery, с мощностью 65Вт, а при использовании специального кабеля, то до 100Вт, как я писал ранее, есть и более мощные, но их почти нет в продаже. Здесь напряжение на выходе может быть до 20 вольт, а ток до 5 ампер и такие варианты питания подходят уже не только для смартфона/планшета, а и для ноутбуков. Требуется разъем Type-C.
Особенности автономного питания или что делать в случае веерных отключений, часть 1, повербанки

Кроме того существуют пропиетарные протоколы и режимы, например Samsung, Huawei, у последнего напряжение и ток заметно отличается от распространенных.
Особенности автономного питания или что делать в случае веерных отключений, часть 1, повербанки

4. Тип примененных аккумуляторов.
Как мы понимаем, повербанк это не просто коробочка из которой волшебным током идет электричество, внутри стоят аккумуляторы, так вот эти аккумуляторы бывают разных типов.
Чаще всего вы встретите повербанки с так плоскими аккумуляторами, собственно эти повербанки и выглядят плоскими. Такие аккумуляторы зачастую имеют весьма неплохое соотношение объем/емкость и удобную для повербанка форму.
Особенности автономного питания или что делать в случае веерных отключений, часть 1, повербанки

Но ничего не проходит даром и практика показала, что они более склонны к вспуханию, кстати аккумуляторы именно такого исполнения используются в ваших смартфонах и планшетах, а иногда и в современных ноутбуках. Проявляется подобная беда далеко не у всех, но тем не менее прецеденты есть и не сказать о них нельзя. Кроме того подобные аккумуляторы имеют меньшую механическую прочность, впрочем это уже проблема конструкции самого повербанка, которые бывают как в металлических, так и в пластмассовых корпусах.
Особенности автономного питания или что делать в случае веерных отключений, часть 1, повербанки

Второй тип, цилиндрические элементы, чаще всего типоразмера 18650 и я бы сказал что жэто более надежное и правильное решение если бы не хитрость китайских производителей. Если вам достался повербанк с фирменными элементами (LG, Samsung, Murata, Sanyo), то моежете спать спокойно, служить они скорее всего будут долго, но вот бывает что ставят ячейки непонятного происхождения и вы получаете мало того что меньшую емкость при том же объеме и весе, так еще и меньший срок службы.
Особенности автономного питания или что делать в случае веерных отключений, часть 1, повербанки

Продаются также повербанки под удобную установку аккумуляторов, они удобны не только тем что можно по мере разряда заменять ячейки, а и тем, что оно может работать просто как зарядное устройство. У меня был даже как-то обзор пары таких моделей.
Особенности автономного питания или что делать в случае веерных отключений, часть 1, повербанки

Есть и наборы для сборки, где также используются цилиндрические аккумуляторы, обычно размера 18650 или 21700
Особенности автономного питания или что делать в случае веерных отключений, часть 1, повербанки

Кроме того есть более "эконом варианты", где продается корпус, а аккумуляторы вы используете свои, у меня был обзор и такого варианта.
Особенности автономного питания или что делать в случае веерных отключений, часть 1, повербанки

Главное на этом этапе не начать сооружать откровенную дичь из всего что попадется под руку. Не, при должном и правильном подходе будет работать и такое, но следует понимать что в случае КЗ одного из аккумуляторов вы получите "бавовну" у себя дома, а оно вам надо?
Особенности автономного питания или что делать в случае веерных отключений, часть 1, повербанки

5. Кабели, триггеры и переходники.
Обычные USB кабели в основном почти не отличаются друг от друга за исключением того, что иногда их сильно удешевляют и оставляют только провода для передачи питания, но такие кабели могут не работать нормально с современными устройствами и заряд через них будет идти малым током, так как на самом деле линии данных используются еще и для того чтобы зарядное (блок питания) мог информировать ваше устройство, каким током и напряжение ему лучше заряжаться, если информация не поступает, то устройство заряжается гораздо медленнее.
С кабелями Type-C все отчасти сложнее и отчасти проще, почти со всеми подобными кабелями (имеются в виду кабели имеющие штекер Type-C с обоих сторон) ваши устройства могут заряжаться при мощности до 65Вт. Если кабель где с одной стороны Type-C, а с другой обычный USB, то такой кабель работает как обычный USB.
Но есть специальные Type-C кабели, внутри которых находится специальный чип и благодаря ему устройство может потреблять до 100Вт мощности (20 вольт 5 ампер), естественно если это обеспечивает блок питания. Т.е. для получения мощности в 100Вт надо чтобы этот режим поддерживали все три устройства - блок питания (повербанк), кабель и ваш планшет, ноутбук или смартфон.
Особенности автономного питания или что делать в случае веерных отключений, часть 1, повербанки

А вот такой кабель вызывает большое сомнение, потому как получить 20 вольт 5 ампер, т.е. 100Вт с обычного USB выхода у вас не получится из-за отсутствия поддержки у него протокола Power Delivery.
Особенности автономного питания или что делать в случае веерных отключений, часть 1, повербанки

Если ноутбук не имеет такого типа питания (наличие такого разъема в нем еще ничего не означает, надо читать инструкцию), то можно купить специальный адаптер, внутри которого находится специальный чип, дающий блоку питания (повербанку) команду выдать определенное напряжение, при этом у адаптера с одной стороны обычно гнездо для подключения Type-C кабеля, а с другой штекер, такой же как у вашего ноутбука.
Особенности автономного питания или что делать в случае веерных отключений, часть 1, повербанки

Существуют и кабели, совмещающие в себе как собственно кабель, так и чип и штекер как в вашем ноутбуке, но их ассортимент заметно меньше.
Особенности автономного питания или что делать в случае веерных отключений, часть 1, повербанки

На самом деле тема повербанков заметно шире, но по моему я и так увлекся. Итого что мы имеем в сухом остатке и что надо знать чтобы выбрать повербанк.
Определяемся с назначением:
Иногда подзарядить ваш смартфон, т.е. по типу запаски в авто, лишь бы доехать до сервиса, модели с емкостью 5000-10000мАч емкостью, наличие функций быстрого заряда не сильно критично, проще подождать, но стоить будет дешево и иметь маленький вес и габариты.
Вы активный пользователь смартфона/планшета и иногда можете задержаться надолго вдали от розетки, берем модельку побольше, например 20000мАч и более, протоколы быстрого заряда чаще уже идут в "в комплекте", но не всегда потому смотрим, а надо ли оно нам.
У вас есть не только смартфон, а и рабочий ноутбук, здесь уже надо обратить внимание на модели емкостью 40000 и более, причем обязательно с поддержкой протокола Power Delivery ( PD 2.0, PD 3.0), переходник/адаптер для питания вашего ноутбука и соответствующий кабель. Но здесь я рекомендую также обратить внимание, имеет ли данный повербанк поддержу и быстрого заряда иначе ждать пока зарядится такая батарея будете ооооочень долго.

С первой часть на этом пожалуй закончу, во второй части в планах рассказать о особенностях работы ИБП, расчету емкости батареи, ее подбору для длительной работы, ну и о прочих разных особенностях, если конечно это интересно.
Ну и возможно у кого-то возникнут вопросы по поводу повербанков, пишите, дополню статью.
Эту страницу нашли, когда искали:
https://www.kirich.blog/stati/zametki-na-polyah/1112-osobennosti-avtonomnogo-pitaniya-ili-chto-delat-v-sluchae-veernyh-otklyucheniy, 3, корпус для повербанка своими руками

Товары по сниженной стоимости


Вас может заинтересовать


Товары по сниженной стоимости


Комментарии: 16

  1. Отличная статья, еще варик если ноут древний, есть просто набор разных переходников с триггером, тобиш не один под конкретную модель. Локально продаваны взвинтили цены на переходники под 500+ грн. а на али цена вопроса 3-8$

    Еще для ПБ надо обратить внимание чтоб он умел 20 Вольт давать+хотябы 35Вт+

    Жаль что еще нет наборов для сборки паверхаусов

    Пока жду Upgrade Two-way 200W 38400mah 21700 Battery No Welding HD IPS Screen SC8812 IP6559 QC PD Full Protocol Fast Charging Power Bank
    #1: 12 ноября 2022 20:45
    1. Да, видел по чем они сейчас у нас...
      Думаю на Али заказать разных, правда здесь возникает вторая проблема, в Харьков доставки до сих пор нет, приходится обходными путями с последующей пересылкой через НП.

      Есть кстати наборы для сборки мощных повербанков, с платами и по 120Вт, цена правда не сильно радует, но есть, по моему вплоть до 20+ элементов 18650 или 21700.
      И здесь третья проблема, с Алиэкспресс доставки аккумуляторов в Украину нет.

      Я себе кстати заказал разных плат, в том числе и обратимых PD 120Вт. Вчера на Али попался блок питания с 140Вт, думал они 20 вольт 7 ампер запилили, но нет, 28 вольт 5 ампер, был реально удивлен и заинтересовался, уже хочу, но дорогой зараза :(
      #2: 13 ноября 2022 20:25
      1. Можно попробовать обойти, выбрать Киев, но индекс указать свой, по идеи по индексу почта должна раздуплиться куда доставлять, но это теория :)

        И да аккумы и батарейки не доступны, походу из-за морской доставки
        #3: 13 ноября 2022 20:35
        1. Аккумы недоступны из-за того, что к нам их часто везли поездом через Казахстан, россию, беларусь, так быстрее чем кораблем, но сейчас получается так, что кораблем через другие страны сложно и долго, поездом не получается, самолетом нельзя.

          Через Киев тоже вариант, сейчас заказываю через товарища в другом городе, но вроде появилась опция, сделать переадресацию "на лету" если посылка идет через НП.
          #4: 13 ноября 2022 20:44
      2. привет, ты снова забываешь про ТаоБао, там все есть в продаже и доставка в Харьков без проблем (Мист-чайна)
        #5: 6 декабря 2022 14:46
        1. Не забываю, просто так сложнее, кроме того надо вообще разобраться как заказывать через Мист.

          #6: 6 декабря 2022 19:40
      3. Как это не доставляют в Харьков? Доставляют, лайфхак нужно использовать.

         
        Вот так заполняется адрес и все призжает уже с июня благополучно.
        #7: 8 декабря 2022 18:21
        1. Надо будет все таки попробовать. Кстати, у нас одинаковый индекс :)
          #8: 11 декабря 2022 03:54
    2. Тоже приобрел такой модуль, хочу использовать в повербанке 4s на 18650, жаль что один канал модуля только понижающий и при питании от 4s не сможет работать как положено, например при подключении ноутбука через type c модуль начинает мигать, как бы срабатывает защита, другой же канал повышающе понижающий без проблем выдает 100 ватт. 
      #9: 24 декабря 2022 22:33
  2. Заказал в Китае недорогих фонариков. Специально брал с зарядками, ибо зарядить все одной универсальной просто нереально. Но комплектные зарядки оказались совсем говняные. Еще и заряжают аккумы до 4,33 В. Как думаете, будут ли житьь аккумы при заряде до такого напряжения? Нигде не смог найти инфу можно ли заряжать выше 4,20 В... Аккумы LGABB41865
    #10: 28 ноября 2022 14:11
    1. Производители аккумуляторов обычно заявляют верхнюю планку в 4.20+0.05=4.25В, если речь про обычный аккумулятор, так как есть и высоковольтные, 4.3 вольта, но вряд ли там такой.
      В любом случае ничего хорошего в этом нет :(
      #11: 29 ноября 2022 00:30
  3. Вот ещё любопытный модуль QC/PD 100W на базе IP5389
    https://a.aliexpress.com/_EIFRpJD

    При такой цене реально хорошие характеристики:
    - мостовой преобразователь (четырехключевой синхронный buck-boost), соответственно модуль может давать 20 В даже при 2s батарее.
    - возможность выбора Vtrgt под разные типы аккумуляторов, влючая "щадящий" режим 4.15 В для традиционных li-ion.
    - какой-никакой протектор/балансир на борту. Хоть и толку от шунтирующих резисторов номиналом 43...68 Ом в данном случае - практически никакого. Но, йой, най буде.

    Кстати заметил одну приятную особенность в модуле на  SW6208. Первая стадия заряда происходит фактически не в СС режиме, а в СР. Т.е. модуль с момента активации QC 9 В заряжает аккумулятор при постоянной потребляемой мощности 18 Вт вплоть до достижения Vtrgt, а потом, как обычно, ток заряда аккумулятора и потребляемая мощность спадают по экспоненте. Хотелось бы, чтобы и в IP5389 так оказалось по факту.
    #12: 11 января 2023 15:30
    1. Да, я уже хорошо познакомился с этими платками, неплохие но косяков хватает.
      Насчет заряда постоянной мощностью, в принципе да, можно и так сказать, т.е. ток заряда зависит от напряжения на батарее.
      #13: 8 февраля 2023 02:16
      1. Таки да, СР, как и в SW6208, вплоть до Vtrgt на выходе:

        Компоновка силового блока конечно "тупой и ещё тупее". Мало того, что пары транзисторов на разных сторонах платы греют друг друга, так ещё и дроссель сверху поддаёт жарку :)
        #14: 10 февраля 2023 21:49
  4. Дякую за цікаву статтю.
    Цікавлять питання наскрізної (сквозної) зарядки, і наскільки швидкісні варіанти зарядок шкодять акумуляторам.
    #15: 14 января 2023 23:29
    1. Сквозная зарядка встречается редко, это должел быть либо отдельное зарядное, либо обход преобразователя, потому как сейчас часто применяют универсальный чип, которым может как заряжать, так и повышать напряжение, но делает только что-то одно.
      Скоростная зарядка, ну смотря насколько скоротсная, если ваш повербанк заряжается дольше чем 3 часа, то можно забить.
      #16: 8 февраля 2023 02:13

Информация

Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.