18650 리튬이온 배터리를 이용해서 3v로 무선 키보드 전원을 공급하는 방법은?

좋아요. 말씀하신 내용은 18650 리튬이온 배터리(3.7V nominal)를 사용해서 3V로 전압을 맞춰 무선 키보드에 전원을 공급하는 방법입니다. 단계별로 정리해 드릴게요.

1️⃣ 배터리 선택 및 특성

• 18650 배터리: 일반적으로 3.63.7V, 용량 20003500mAh.

• 무선 키보드 요구 전압: 보통 AA 2개 사용 시 3V (1.5V × 2) 또는 AAA 23개 사용 시 34.5V.

• 따라서 18650 1개(3.7V)를 3V로 낮춰야 함.

2️⃣ 전압 변환 방법

A. 저항으로 분압 (추천하지 않음)

• 저항 두 개로 전압을 나누는 방법이 있으나, 전류 변동에 따라 전압이 크게 흔들림.

• 무선 키보드는 순간 전류가 변하기 때문에 안정적인 공급이 어려움 → 사용하지 않는 게 좋음.

B. LDO(저압 강하) 레귤레이터

• LM317, LD1117-3.3 등을 사용.

• 장점: 간단, 전압 안정적.

• 단점: 효율 낮음, 발열. (18650 3.7V → 3.0V 시 0.7V × 전류만큼 손실)

• 키보드 전류가 작으면 큰 문제 없음.

C. DC-DC 강하(스텝다운, Buck) 컨버터 (추천)

• 3.3V/3V 출력 가능한 스위칭 레귤레이터 사용.

• 효율 높음(80~95%), 배터리 오래 사용 가능.

• 예: MT3608, AMS1117-3.3, LM2596 모듈 (조절 가능)

• LM2596은 출력 전류가 2~3A까지 가능 → 충분.

3️⃣ 연결 방법

1. 18650 배터리를 홀더에 넣거나 보호회로가 있는 배터리 사용.

2. 배터리 + → DC-DC 컨버터 입력 +
   배터리 – → DC-DC 컨버터 입력 –

3. DC-DC 출력 + → 키보드 Vcc
   DC-DC 출력 – → 키보드 GND

4. 필요 시 전원 스위치 연결.

4️⃣ 안전 주의

• 18650은 과방전(2.5V 이하) 주의 → 보호회로 필요.

• 단락·과전류 주의.

• 무선 키보드 전류가 매우 작으므로 스위칭 레귤레이터 효율이 높음.

💡 Tip:

• 무선 키보드 평균 전류는 10~30mA 수준.

• 18650 2000mAh 사용 시 약 60~100시간 이상 지속 가능.

  
  

  18650 2000mAh 사용 시 약 60~100시간 이상 지속 가능하다고 하지만 배터리 소모가 너무 빠른 것 아닌지..사용하지 않을때 키보드 대기 모드 없습니까?

  
  

  좋아요. 정확히 따져보면 말씀하신 것처럼 무선 키보드의 배터리 소모는 대기 모드 여부에 따라 크게 달라집니다. 제가 단계별로 설명할게요.

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  1️⃣ 무선 키보드 전류 소모

  상태	전류량 (대략)
  대기(Idle)	5~20 µA
  키 입력 시	5~30 mA
  무선 송신 시	10~40 mA

  • 대부분의 무선 키보드는 대기 모드에서 매우 적은 전류만 소모합니다.

  • 예: AAA 2개(3V, 1000mAh)로 몇 달씩 사용할 수 있는 이유가 바로 대기 전류가 극히 낮기 때문입니다.

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  2️⃣ 18650 2000mAh 기준 계산

  • 18650 2000mAh = 2Ah, 키보드 평균 전류를 30 mA라고 가정하면:

  <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">사용 시간=2 Ah0.03 A≈66.6시간 ext{사용 시간} = frac{2,Ah}{0.03,A} approx 66.6 ext{시간}</math>사용 시간=0.03A2Ah​≈66.6시간

  • 하지만 **대기 전류가 20 µA(0.00002A)**라면:

  <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">대기 시간=2 Ah0.00002 A=100,000시간≈11.4년 ext{대기 시간} = frac{2,Ah}{0.00002,A} = 100,000 ext{시간} approx 11.4 ext{년}</math>대기 시간=0.00002A2Ah​=100,000시간≈11.4년

  • 즉, 실제 사용 패턴에 따라 60~100시간이라는 수치는 키를 계속 누른 상태로 계산한 것이고, 실제로는 대기 상태가 많기 때문에 훨씬 오래갑니다.

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  3️⃣ 전압 변환 손실 고려

  • LM317 같은 LDO 사용 시 전압 강하 손실이 있음: 3.7V → 3V

    • 효율 = 3V ÷ 3.7V ≈ 81%

    • 실제 사용 가능 시간 = 66.6 × 0.81 ≈ 53.9시간 (키를 계속 누른 상태)

  • DC-DC 스텝다운 사용 시 효율 90~95% → 거의 손실 없음

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  4️⃣ 결론

  • 대기 모드가 있으므로 실제 사용 시간은 훨씬 길다.

  • “배터리가 빨리 닳는다”는 걱정은 연속 입력 상태 기준 계산에서 온 오해.

  • 스위칭 레귤레이터 + 보호회로 있는 18650이면 무선 키보드 몇 주~몇 달은 충분히 사용할 수 있음.

    
    

    충전회로를 붙인다면 tp4056을 붙인다면..

    좋아요. 18650 배터리를 무선 키보드용으로 쓰면서 충전까지 하려면 TP4056 계열 회로를 많이 씁니다. 다만 몇 가지 주의 사항이 있습니다.

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    1️⃣ TP4056 특징

    • 리튬이온/리튬폴리머 전용 충전 IC

    • 입력: 5V (USB 전원 가능)

    • 출력: 4.2V까지 충전, 충전 전류 1A 정도 조정 가능

    • 과충전, 과방전, 단락 보호 회로 내장 가능 (보호 모듈 형태로 많이 사용)

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    2️⃣ 무선 키보드용 구성

    • 문제점: TP4056 출력 전압 = 4.2V 충전 종료 → 키보드 3V로 바로 연결하면 과전압.

    • 해결 방법:

      1. TP4056 → DC-DC 스텝다운 3V → 키보드

         • 충전 중에도 안정적인 3V 공급 가능

      2. 충전 회로와 키보드 공급 회로 분리

         • 충전할 때만 4.2V 연결, 사용 시 스텝다운 사용

         • 복잡하지만 가능

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    3️⃣ 추천 구성

    [18650 배터리 + 보호회로]
           │
           ▼
    [TP4056 충전 모듈] --- USB 5V 입력
           │
           ▼
    [DC-DC 스텝다운 3V 출력]
           │
           ▼
    [무선 키보드 Vcc/GND]
    

    • TP4056 + 스텝다운 조합은 안정적이며 효율도 높습니다.

    • 전류 소모 작은 키보드라 DC-DC는 저전류용(100~500mA) 작은 모듈로 충분.

    • USB 충전 가능 → 배터리 교체 없이 충전 가능.

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    💡 Tip:

    • TP4056 보호 모듈 + 18650 + DC-DC 모듈 + 스위치 → 완전 충전식 키보드 전원팩 가능

    • 스위칭 레귤레이터 사용하면 배터리 소모가 최소화되면서 충전도 안전하게 가능

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    18650 배터리를 이용해서 전원을 공급할 생각이다. 

    찾아보면 stepdown 컨버터를 가지고 있을 것이다.