Raspberry PI 3 - Fuente de alimentación LiFePO4

Estoy trabajando en una unidad de computadora móvil con una placa base Raspberry PI 3. La unidad de la computadora necesita funcionar con batería para poder llevarla conmigo a cualquier parte. Voy a soldar tanto la batería como la fuente de alimentación (buck o buck boost) yo mismo, ya que debe encajar lo más perfecto posible en una carcasa impresa en 3D hecha a medida.

Decidí usar celdas de batería LiPePO4, ya sea 2 (6.4 V CC) o 3 celdas (9.6 V CC), supongo que 3S es mejor ya que solo necesito un convertidor reductor para obtener 5V contra 2S que pueden necesitar un refuerzo reductor. Estoy pensando en soldar a) fuente de alimentación y b) corte de (alto voltaje/bajo voltaje) en el mismo PCB.

Pero no tengo mucha experiencia con la electrónica aparte de que tengo cierta educación electrónica básica, por lo que me pregunto si alguien tiene algún consejo o aportación a este proyecto. Tengo principalmente tres preguntas.

  • ¿Es mejor usar una batería 2S o 3S para este proyecto? Entonces estoy pensando en la eficiencia de la fuente de alimentación, según tengo entendido, 6.4VDC está más cerca de Vout (5VDC), por lo que será una fuente de alimentación más eficiente que Vin como 9,6 V CC. El tiempo de ejecución es importante, por lo que una fuente de alimentación más eficiente es un tiempo de ejecución más largo.
  • Estoy buscando circuitos de fuente de alimentación que puedan entregar 2-3A, ¿es suficiente para ejecutar solo la placa RPI 3?
  • He encontrado varios convertidores CC/CC que entregan 2A a 5 VCC, pero estos usan IC de tecnología lineal que son bastante caros. Me han dicho varias veces que el IC de LT está sobrevalorado, ¿qué otra marca de IC puedo buscar?

Y si ustedes han estado haciendo proyectos similares con RPI 3, o tienen algún otro consejo, por favor infórmenme.

Para las dos primeras cosas, debe leer un poco las hojas de datos, para el convertidor, qué tan eficiente es en los puntos de operación deseados y para el RPi, cuánta energía necesita la forma en que lo usa. Para el tercero, las recomendaciones están fuera de tema aquí.
Sé que la fuente de alimentación recomendada para Raspberry PI 3 B debe ser de 2,5 A (ref. raspberrypi.org), pero no voy a conectar ninguna unidad externa USB/HDMI/Ethernet, etc. Solo va a usar bluetooth y WiFi. ¿Dónde debo ir para obtener algunas recomendaciones? Porque todo el mundo me dice que LT está sobrevalorado, pero nadie me dice qué debería buscar, y es difícil para un novato buscar cuando no sé qué buscar. Sólo necesito un pequeño empujón.
Nunca nadie me ha dicho que están sobrevalorados. Simplemente vaya a digikey o donde compre sus piezas, haga una búsqueda paramétrica de lo que necesite y comience a navegar.
Rpi 3 alcanza un máximo de 1,75 amperios durante la prueba de estrés con periféricos según las preguntas frecuentes de rpi. raspberrypi.org/help/faqs/#powerReqs

Respuestas (1)

...6,4 V CC está más cerca de Vout (5 V CC), por lo que será una fuente de alimentación más eficiente que Vin como 9,6 V CC.

Eso es cierto si estuviera usando un regulador lineal, ya que entonces la corriente permanece constante. Pero luego, la solución de 3 celdas daría una vida útil más larga a la batería, ya que las celdas individuales pueden caer a un voltaje más bajo hasta que el regulador ya no pueda proporcionar 5 V.

Pero debe usar un regulador conmutado ya que será mucho más eficiente para las corrientes que necesita un RPi. Y para un regulador conmutado, la eficiencia será mejor cuando el voltaje de entrada sea mayor .

La solución más eficiente es 3 celdas y un regulador conmutado.

Sugiero no hacer su propio regulador conmutado, ya que eso podría terminar con todo tipo de problemas. Hay módulos convertidores conmutados baratos y listos para usar a la venta que simplemente funcionarán y le ahorrarán muchos problemas. Mi sugerencia: encuentre un módulo basado en LM2596, estos son baratos como chips y simplemente funcionarán. Estos también pueden suministrar hasta 3 A más o menos, más que suficiente para un RPi.

Primero estaba pensando en una solución 2S con celdas 2x2 o 3S con celdas 3x1. Pero si un voltaje más alto es mejor en el diseño SMPS, ¿entonces 4S con celdas 4x1 es mejor? No estoy pensando en diseñar mi propio SMPS, estoy pensando en encontrar un circuito SMPS prediseñado y luego diseñar la PCB a partir de él. ¿Qué puede ir mal? Tengo mucha experiencia en soldadura.
Con 4 en serie obtendrá la mejor duración de la batería. No optaría por 2x2 debido a la menor eficiencia. Si el espacio o el precio son una preocupación, 3x1 también es una buena opción. También recomendaría no hacer su propia PCB SMPS a menos que tenga un diseño que incluya el diseño de PCB. El diseño de PCB puede ser crítico en SMPS. Pero de todos modos, a menudo no se puede superar el precio de un módulo LM2596 barato. El costo de los componentes separados es más que un módulo completo, incluido el envío desde China. Sí, loco pero cierto. Solo si va a producir en masa , optaría por mi propia PCB.
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