ИБП своими руками на 12В: подробная пошаговая инструкция
Суровая действительность такова, что нет абсолютной уверенности в постоянном источнике электричества из обычной розетки. Электричество могут внезапно отключить. Вспомните словосочетание — «веерное отключение». Мало того, нередко так случается, напряжение в сети есть, но оно крайне нестабильно. Во втором случае помогут автотрансформаторы. А с первой проблемой помогают источники бесперебойного питания ИБП. Ниже мы вместе сделаем бесперебойник своими руками.
Бесперебойник 12 В для роутера
Конечно, основная функция ИБП для компьютеров — сохранение данных и возможность штатно отключить питание устройства от сети.
Но. В наш век цифровых технологий стандартный ноутбук может переждать в автономном режиме до 3–5 часов, пока не включится снова электричество.
Ноутбуком пользоваться можно, но без интернета. Почему? Просто тока в сети нет, и он тоже не работает. Но кабельные лини интернета работают.
А мы так привыкли к интернету, что когда отключают свет, становится как то неуютно без «мировой паутины».
Так никто и ничто не мешает сделать ИБП хотя бы для роутера. Тем более это совсем не сложно и сделать бесперебойник своими руками домашнему умельцу вполне реально.
Самое необходимое
Все что нужно для самодельного ИБП есть на торговой площадке Али-экспресс:
- Пара Аккумуляторов для шуруповерта 18650-й серии.
- Индикатор заряда встраиваемый.
- Плата преобразователя.
- Плата зарядки.
- Адаптер питания 9 V 2 A.
- Корпус из пластика.
Полный комплект деталей:
Аккумулятор 18650 и его разновидности
Основной элемент будущего бесперебойника это аккумулятор литий-ионного типа 18650. По форме и размерам — аналог стандартных пальчиковых батареек ААА или АА.
Емкость пальчиковых аккумуляторов находится в границах 1600–3600 мАч. С выходным напряжением в 3.7 В.
Есть несколько разновидностей батарей класса 1865. Различия только по химическому составу:
- Литий-марганцевые (Lithium Manganese Oxide).
- Литий-кобальтовые (Lithium Cobalt Oxide).
- Литий-железо-фосфатные (Lithium Iron Phosphate или феррофосфатные).
Все они с успехом применяются:
- в телефонных зарядках;
- в ноутбуках;
- фонариках и так далее.
Собираем бесперебойник
Наглядная схема модульного ИБП своими руками:
Итак, процесс сборки пошагово:
- Для начала нужно убедиться, что батареи рабочие. Вольтметром проверяем напряжение. Оно не должно быть ниже 2.7 В. Для нашего ИБП хватит двух батареек.
- Доводим уровень заряда до 100 %.
- В пластиковом корпусе вырезаем места для установки выключателя и контактного разъема для блока питания.
- К припаянным проводам батареек нужно впаять предохранители, выбираем в зависимости от источника потребления, не забудьте взять с запасом. Этим мы исключим случайное короткое замыкание.
- Все открытые места нужно надежно заизолировать. Для этого хорошо подойдет специальная термоусадка.
- Питающие батареи соединяем вместе в один блок изолентой.
- В пластиковом боксе вырезается окно для вольтметра.
- С помощью термопистолета приклеиваем датчик к корпусу. Этим же клеем заизолировать места вывода проводов.
- На аккумулятор закрепляется контроллер заряда. В этом варианте применен двусторонний скотч.
- Провода к контроллеру припаиваются к плате контроллера. Бесперебойник, схема которого видна ниже, почти готов.
- Затем соединяется вся схема нашего ИБП.
- К выходу обязательно припаять конденсатор. Этим мы защитим схему от микробросков и сделаем выравнивание рабочей частоты прибора. Для подбора не забываем, что на 1 Ватт выходной мощности требуется 100 микроФарад.
- Выставляем выходное напряжение на 12 вольт с помощью переменного резистора. Именно такое напряжение необходимо для питания роутера.
- Все элементы закрываем в коробку и ставим новый самодельный ИБП на зарядку.
Как это будет работать
У роутеров есть свои штатные блоки питания. В этой схеме мы его убрали и заменили на 9 вольтовый. От такого напряжения работает новое устройство.Или более подробно. Новым 9-ти вольтовым блоком питания подается напряжение на повышающий преобразователь, который работает в паре с балансным контроллером заряда. Напряжение 12 Вольт в штатном режиме идет для питания роутера.
Но если произойдет отключение тока, наш контроллер заряда переключит работу ИБП от встроенных батарей. По мере использования аккумуляторов, их выходное напряжение будет падать. Чтобы избежать их полного разряда, контроллер отключит работу в тот момент, когда выходное напряжение достигнет 2.7 В.
Итог работы
Расчетная мощность бесперебойника — четверть ампера. В идеале должно хватить на работу роутера в течение 2.5 часов.
Но из замеров получается, что если самодельный ИБП для дома будет потреблять ток в 1 Ампер, работы нового девайса хватит минут на 30.
Если роутер будет «кушать» 0.5 Ампер, то питания от батареек хватит уже на приблизительно полтора часа.
Таким устройством можно обеспечить бесперебойную работу и других устройств. Например, таких как:
- маршрутизаторы;
- докстанции беспроводного телефона;
- жёсткие диски.
Однотактный автогенератор — ИБП
Схема простейшего обратноходового преобразователя:
Такой однотактный конвертер находит применение в небольших по мощности источниках питания, таких как зарядник для телефона.
Схема простейшего понижающего трансформатора. Применяется в грузовиках для прикуривателей с напряжением в 12 Вольт. То есть там, где необходимо понизить напряжение с 24 В до 12 В. Второе название однотактная схема преобразователя получила следующее — стабилизатор с ШИМ-модуляцией.
Также такую схему можно обнаружить в ресурсоёмких платах расширения, например, таких как видеокарты. При максимуме тока — минимум потерь.
Основной недостаток данной схемы — нет защиты от перегрузок, как по току, так и по напряжению.
Двухтактный ИБП
Если есть желание понизить потери по мощности, то вам требуется двухтактный источник бесперебойного питания 12 В.
Один из вариантов исполнения показан на картинке.
Это схема двухтактного импульсного конвертера. Применяется как в сварочных инверторах, так и в компьютерных блоках питания. Схема рабочая, очень надежная и с хорошим КПД.
В принципе можно создать модель, исходя из расчета самого мощного потребителя в вашем доме. Таких, как бойлер или телевизор. То есть те устройства общая мощность потребления, которых не более 2.5 кВт. Тогда и инвертор делается с запасом до 3 кВт.
Благодаря работе на меньших токах, увеличивается ресурс конденсаторов. Источник бесперебойного питания на 12 вольт может применяться в усилителях мощности.
Заключение
Самодельный бесперебойник имеет неоспоримое преимущество перед заводскими моделями. Они проще в ремонте и их легко модернизировать под свои нужды.
Есть схемы самодельных ИБП с применением солнечных панелей и даже с ветрогенератором, что даёт возможность повысить автономность домашней электросети.
Где купить
Приобрести ИБП можно как в специализированном магазине, так и онлайн в Интернет-магазине. Во втором случае, особого внимания заслуживает бюджетный вариант приобретения изделий на сайте Алиэкспресс. Для некоторых товаров есть вариант отгрузки со склада в РФ, их можно получить максимально быстро, для этого при заказе выберите «Доставка из Российской Федерации»:
Видео по теме
Мой мир
Вконтакте
Одноклассники
Собираем источник бесперебойного питания 12 вольт
Нас спрашивают: «Как сделать бесперебойник из контроллеров заряда и разряда аккумулятора?». Схема ИБП на 12 вольт в этой статье.
Примечание от 07.09.2020. Данная статья была написана до появления контроллеров источника бесперебойного питания SUPSC0055. Теперь собрать ИБП своими руками стало еще проще, мы рекомендуем использовать контроллеры SUPSC0055. Ознакомиться подробнее с контроллерами ИБП можно на нашем сайте по этой ссылке.
Нам часто задают вопрос: «Как собрать источник бесперебойного питания, используя ‘SDC0009 — Программируемый контроллер разряда аккумулятора’ и ‘SCD0011 — Программируемый контроллер заряда аккумулятора’?»
Предлагаем для сборки бесперебойника на 12 вольт нижеприведенную схему.
Схема имеет следующие характеристики:
- Максимальный ток нагрузки: 3 А.
- Максимальный ток заряда АКБ: 0,35 А
- Диапазон рабочих напряжений нагрузки: до 14 В
Для сборки схемы потребуются:
- Стабилизатор напряжения SCV0023-ADJ-3A
- SDC0009 — Программируемый контроллер разряда аккумулятора
- SCD0011 — Программируемый контроллер заряда аккумулятора
- Резистор 12 КОм
- Диод Шоттки 1N5822 (3A, 40V, DO-27) -2 шт (или другой на номинальный рабочий ток не менее максимального тока, потребляемого нагрузкой).
В режиме работы от сети, нагрузка питается от источника питания через понижающий импульсный стабилизатор напряжения SCV0023-ADJ-3A.
Номинал резистора R1 в SCV0023-ADJ-3A нужно установить равным 12 КОм, для выходного напряжения 13..14 В. (SCV0023-12V-3A использовать не желательно, т.к. в этом случае АКБ всегда будет находится в недозаряженном состоянии)
Если максимальное рабочее напряжение нагрузки не ниже питающего напряжения схемы (20..30 В), понижающий стабилизатор напряжения SCV0023-ADJ-3A не требуется, вместо SCV0023-ADJ-3A нужно установить перемычку.
Схема бесперебойника (ИБП) на 12 вольт из контроллера заряда SCD0011 и контроллера разряда SDC0009
Кликните по рисунку чтобы открыть схему в полном размере или по этой ссылке.
Надо учитывать, что в этой схеме SDC0009 всегда питается от аккумулятора и потребляет ток 8 мА, соответственно, медленно разряжает аккумулятор. Об этом надо помнить, если возможно отсутствие питающей сети на длительное время.
Источник бесперебойного питания / Силовая электроника / Сообщество EasyElectronics.ru
Осенью установил я на даче новый газовый котел фирмы «Baxi». Всем хорош — мощный, надежный, совершенно беспроблемный. Один недостаток — нужно ему для работы электричество — и для автоматики и для циркуляционных насосов — а их у меня аж 5 штук. А, как на зло, у нас электричество выключается не реже раза в неделю — иногда на 10 минут, чаще на 2-3 часа, а бывает, что и целый день (я не говорю уже о новогодней аварии — света не было больше недели). И это в 20 километрах от Москвы. Бесперебойник поддерживает нормальную работу системы только в течение 40 минут, а дальше холод и тоска. Чтобы нормально жить приходится запускать бензогенератор. Но это когда я на даче. А если на работе? Или в Москве…Чтобы быть в курсе протекающих процессов установил я Мастер-Китовскую сигнализацию ВМ8039. Чтобы если что случится, слала мне на мобильный телефон SMSки. В первую очередь подключил датчик наличия сетевого напряжения (на герконовом реле — есть сеть — контакты замкнуты, нет сети — разомкнуты). Всем хороша сигнализация — простая, надежная, исправно SMSки шлет, то есть зовет, чтобы приехал и запустил генератор — а то дача замерзнет. Один недостаток — нужно ей для работы электричество. Подключить к уже имеющемуся бесперебойнику — так через 40 минут все выключится. Поставить еще один – некошерно, тем более, что потребление 50 ма при напряжении 12 вольт, и только при передаче SMSки повышается до 500 ма. Поэтому решил я питать сигнализацию от аккумулятора ЕР-7,2-12, что на 12 вольт, 7 ампер-часов. А для его подзарядки собрал схему управления, которая и превратила его в ИСТОЧНИК БЕСПЕРЕБОЙНОГО ПИТАНИЯ.
Принцип работы схемы простой:- при заряженном аккумуляторе (когда напряжение на нем составляет примерно 14,5 вольт или больше) схема находится в режиме поддержания заряда аккумулятора. Его подзарядка ведется импульсами 400 ма со скважностью 64, при этом средний ток составляет примерно 6,5 ма и он, в основном, обеспечивает питание схемы управления. При напряжении на аккумуляторе меньше 14,5 вольт зарядка током 400 ма ведется постоянно. при превышении напряжения 14,5 вольт схема опять переходит в режим поддержания заряда. Измерение напряжения производит АЦП микроконтроллера в конце импулься заряда.
Принципиальная схема устройства:
Микроконтроллер измеряет напряжение на аккумуляторе и формирует все временные соотношения.
Ток заряда аккумулятора стабилизируется генератором тока на транзисторе VT2.
При работе на нем рассеивается мощность примерно 2 вт, поэтому к нему должен быть привинчен небольшой радиатор.
Схема питается от блока питания какого-то ноутбука с выходным напряжением 19 вольт (по-моему, они все выдают такое напряжение). На выходе ИБП напряжение от 14 вольт и меньше, в зависимости от степени заряда акумулятора. Так как на входе ВМ8039 стоит стабилизатор на LM2576, то точное поддержание выходного напряжения не нужно.
Печатная плата:
При повторении схемы трудность может представлять точная установка напряжения перехода зарядного устройства в режим поддержания заряда. Я это делал подбором значения константы POROG в программе. Для упрощения настройки можно в качестве резистора R4 поставить переменный резистор сопротивлением 10 кОм с параллельно присоединенным стабилитроном на напряжение 4,7…5,1 вольт.
Программа для AVR-Studio:
Zarjadka.rar
Печатная плата:
Зарядка1.rar
P.S.
Тем, кто не любит микроконтроллеров предлагаю попробовать аналогичное устройство со схемой управления на компараторе и логических схемах. Я ее не проверял, но, думаю, она должна работать. Единственное — может потребоваться подбор резисторов R7 и R8 для получения периода импульсов 4 секунды со скважностью 64.
РЕМОНТ БЕСПЕРЕБОЙНИКА
Источник бесперебойного питания довольно сложное устройство, которое условно можно разделить на два блока — это преобразователь 12В в сетевое 220В, и зарядное устройство выполняющее обратную функцию: 220В на 12В для подзарядки аккумулятора. В большинстве случаев ремонт бесперебойника очень проблемный и дорогостоящий. Но пробовать всё-же стоит — конечно всегда есть шанс на халяву в виде сгоревшего предохранителя:)Бесперебойник начал трещать и жужжать, но на выходе 220В по прежнему не наблюдается. Продолжаем внимательный осмотр печатной платы.
Форум по ремонту бесперебойников
Форум по обсуждению материала РЕМОНТ БЕСПЕРЕБОЙНИКА
СХЕМА БЛОКА АВАРИЙНОГО ПИТАНИЯ
ИБП — источник бесперебойного питания, это устройство или целая система, обеспечивающая постоянный доступ какой-либо схемы к источнику питания, независимо от подачи электроэнергии извне по сети. Такие блоки используются для устройств, питающихся от электросети на случай сбоя питания или отключения его по другим причинам.
Простая схема резервного питания
Принципиальная схема показывает очень простой ИБП. На его примере легко понять принцип работы этого устройства. Схема питается от переменного напряжения через трансформатор TR1. На выходе блока питания есть два напряжения: нестабилизированное 12 В (с аккумулятора) и стабилизированное 5 В (через LM7805).
Первичная сторона трансформатора подключена к электросети 220 В. Напряжение на вторичной обмотке может достигать 15 В за выпрямителем, состоящим из четырех диодов 1N4001. Предохранитель на 2 А (F1) служит для защиты в случае отказа батареи или короткого замыкания на выходе устройства. Когда к схеме подключено питание, загорится светодиод 1. Когда напряжение в сети отключается и питание переходит на аккумуляторную батарею, светодиод выключится.
Вышеуказанное устройство разработано таким образом, чтобы его легко было преобразовать в другое напряжение, заменив стабилизатор напряжения или аккумулятор на другой. Например, можно последовательно подключить две батареи 12 В и заменить стабилизатор на LM7815, чтобы источник аварийного питания обеспечивал стабилизированное питание 15 В.
Второй вариант — поставить пару литиевых аккумуляторов, подобрав резисторы под оптимальный зарядный ток. Естественно простые решения имеют некоторые недостатки. Вот некоторые из них:
- Получение 5 В с линейным стабилизатором от 12 В — заметные потери.
- Зарядный ток ограничен обычным резистором R1. Зарядка займет много времени, иначе аккумулятор будет перезаряжен.
- Питание в аварийном режиме с кремниевым диодом D2 — потери, лучше ставить диод Шоттки с малым падением U.
Выбор резистора для батареи
Возьмем допустим свинцово-кислотную батарею 12 В, емкость 10 А/ч
- Напряжение заряженного аккумулятора = 6 х 2,4 В = 14,4 В
- Напряжение разряженной батареи = 10,8 В
То есть чтобы зарядить аккумулятор необходимо, чтобы напряжение за этим ограничивающим резистором было больше 14,4 В. Резистор равен 220 Ом — во время зарядки на этом резисторе произойдет большое падение напряжения — очень низкий зарядный ток или придется подавать намного более высокое напряжение перед резистором, то есть повышается вторичное напряжение. Обращайте внимание и на мощность токоограничивающего резистора, потому что здесь это имеет значение.
Аналогичный аварийный источник питания показан на другой схеме, здесь между диодным мостом и аккумулятором стоит лампочка (как резистор с переменным сопротивлением). С разряженной батареей — ограничение тока до разумного значения (горячая нить колбы), и в то же время не создает большого сопротивления (холодная нить) в конце зарядки. Очень простое и удобное решение как для бесперебойного светодиодного освещения, так и любого другого низковольтного устройства.
ИБП для микросервера своими руками с использованием автомобильного аккумулятора
Плата стабилизатора установленная на самодельной шине
Вдохновившись своим успехом в отношении создания небольшого источника бесперебойного питания с выходом на 12 Вольт, я решил слегка расширить границы и обеспечить нормальным бесперебойным питанием не только свой интернет центр, но и микросервер вкупе с активным свичом.
Микросервер выполняет у меня функции хранилища для записей видеонаблюдения под управлением Xeoma, на нем дополнительно запущены Transmission, Resilio и некоторые другие сервисы. Свитч же не только является центральной точкой по раздаче почти всех Ethernet каналов по дому, но еще и питает несколько IP-камер при помощи технологии PoE. Кушают оба собрата достаточно, дабы отказаться от использования маленького аккумулятора от ИБП или даже двух таких. Задача — обеспечить как можно более длительный срок работы устройств в случае отсутствия внешнего питания. Отключают «свет» в деревне частенько, даже зимой. Иногда без электричества приходится сидеть по несколько часов, а старожилы рассказывают, что временами «блэкаут» доходил аж до трех дней.
У моей нагрузки потребляемое напряжение питания различается. Микросервер питается 12 вольтами от внешнего адаптера питания, а внутри стоит плата преобразователь — прародитель PicoPSU. Для свича, из-за его функции PoE, необходимо питание в 54 вольта.
В процессе обработки корпуса. К месту пришлась микродрель и маленькие отрезные круги
В качестве резервного источника напряжения я приобрел самый дешевый из доступных в магазине аккумулятор на 55 А*ч. Им оказался «Курский аккумулятор» модели 6СТ-55N. У аккумулятора обратная полярность выводов, что вылилось в торчащие за габарит аккумулятора стандартные клеммы. Споры в сети в отношении возможности использования стартерных автомобильных аккумуляторов в качестве источников тока для ИБП не замирают ни на микросекунду. Одни заявляют, что использовать автомобильные аккумуляторы для ИБП нельзя, так как режимы работы автомобильных и аккумуляторов для ИБП отличаются и автомобильные аккумуляторы очень быстро выходят из строя. Их оппоненты возражают и приводят примеры, когда специализированные аккумуляторы выходят из строя очень быстро, а при грамотном использовании и автомобильные работают годами. Углубляться в технические подробности и залезать в электрохимию с ее безопасными потенциалами, реакциями двойного слоя, электрической проницаемостью, ионной и электронной проводимостью, диссоциацией и прочим темным лесом, я не буду, но скажу лишь то, что по наблюдениям, многие, в том числе и мои соседи, вполне успешно используют автомобильные аккумуляторы в связке с ИБП и их опыт достоен внимания. А поскольку стоимость сопоставимого по заряду автомобильного аккумулятора иногда в разы ниже, чем специализированного от ИБП, то даже более частая их замена будет в целом дешевле, чем использование того источника тока, который подразумевается штатно. Кстати, более низкая цена именно на стартерные батареи обуславливается не какой-то более простой конструкцией, а более широким рынком сбыта и конкуренцией между производителями.
Первая версия внутренностей самодельного ИБП
Для обеспечения конвертации сетевого напряжения в постоянный ток, а также для зарядки аккумулятора я нашел интересное устройство производства Chux. Модель SC-180-12 работает от переменного тока в широком диапазоне, начиная от 100 и до 264 вольт (есть переключатель между европейским стандартом напряжения и американским). Имеет два выхода. На первом выдает 12 вольт и держит нагрузку до 13.5 ампер, на втором выдает 13.8 вольт и может отдавать 1.5 ампера. Напряжение на первом канале дополнительно регулируется подстроечным резистором на плате устройства. Максимальная мощность, о которой заявляет производитель составляет 180 ватт. Именно то, что мне требуется для питания моих устройств (пиковое потребление у которых может доходить до 120 ватт).
Поскольку китайский блок сразу же дает 12 вольт, я решил их использовать для питания микросервера. А вот для получения 54 вольт пришлось использовать повышающий стабилизатор с чудным названием IGMOPNRQ. Продавец обещал 400 Вт выходной мощности, 15 А максимального тока. Потребление с 8,5 вольт и до 50 вольт, при входе с 10 вольт и до 60 вольт. У устройства есть два массивных радиатора, а также два подстрочных резистора обеспечивающих подстройку выходного напряжения и максимального тока.
Все три устройства, а именно, блок от Chux, плата от IGMOPNRQ и аккумулятор из Курска, были собраны в единую схему и работали в таком состоянии месяца два. Не было особо ни времени ими заниматься, ни желания. Однако, уже ближе к осени, все устройства все же были собраны в рамках единого металлического корпуса. В качестве корпуса взял обыкновенный ящик для автоматов. Установил в него свои шины, нарезал отверстий под датчики и провода. Установил все на стену и подключил нагрузку.
Поначалу все вроде бы работало, но потом меня не настигло сразу несколько разочарований.
Во-первых, я сжег один из вольтметров, просто подав на него высокое напряжение. Пришлось заказывать новый. А жизнь ИБП без дополнительного вольтметра лишена какой-либо осмысленности.
Во-вторых, датчик тока на 100 А не видел мою нагрузку от слова совсем. Итого, остался только вольтметр электросети.
В-третьих, в закрытом корпусе температура быстра поднималась до 38 градусов, что явно не очень здорово, особенно когда температура воздуха в помещении около 20 градусов.
В-четвертых, через некоторое время Chux начинал подавать на аккумулятор 14.3 или 14.4 вольта. Я связался с производителем, но он меня заверил, что так и должно быть. Напряжение, на мой взгляд, высоковато для кислотного аккумулятора, тем более родом из Курска. Но никаких настроек на Chux для изменения напряжения нет. Без нагрузки подобного поведения за Chux замечено не было. А вот с нагрузкой… Не знаю, сколько протянет аккумулятор в таком режиме.
В-пятых, при переключении на аккумулятор, ну, когда пропадает сетевое напряжение, Chux никак его не стабилизирует. Просто подает, что есть на аккумуляторе на выход. В результате микросервер аварийно отключался, так как вовсе не желал работать от 13.8 вольт, что шли напрямую с аккумулятора прямо в момент отключения.
Добавленные кнопки и капсула для предохранителя
Поэтому настала пора реализовывать вторую ревизию устройства. Первым делом пришлось отказаться от бесполезной катушки датчика тока, так как, что с ней, что без нее, нулевой результат гарантирован. Следующим шагом был доустановлен новый вольтметр, взамен погибшего по моей вине. Далее пришлось насверлить в корпусе дополнительных отверстий для вентиляции. Отверстия уютно примостились на верхней и на нижней кромках металлического корпуса. Пока выполнялись все эти работы, с далекой родины коронавируса прибыл еще один блок для стабилизации выходного напряжения в 12 вольт.
Внутренности ящика ИБП в финальной ревизии
Прибором для стабилизации оказалось устройство с не мене интересным наименованием – RCNUN. На единственном шильдике красуется номенклатура стабилизатора RC8-40S1206, работает он от напряжения в диапазоне 8-40 вольт, что полностью укладывается в допуски автомобильного аккумулятора и китайского Chux (хочется надеяться, что Chux будет отключать питание с аккумулятора при его разрядке до критического уровня). Металлический литой корпус с оребрением и неразборная конструкция наводят на мысли о залитых компаундом внутренностях, а его номинальная мощность в 72 ватта с лихвой покрывает потребности микросервера. RCNUN пришлось установить с обратной стороны шины, так как спереди места совсем не осталось.
Дополнительно установил кнопки-выключатели на подключение аккумулятора и на сетевое питание. Кнопки с индикацией: 12-ти вольтовая со светодиодом, а 220-вольтовая с миниатюрной неоновой лампой внутри. И вишенкой на торте конструирования оказался разъем для установки плавкого стеклянного предохранителя на цепь в 220 вольт. На цепь 12 вольт, на плюсовом проводе от аккумулятора, так же установлен плавкий флажковый-предохранитель.
Внешний вид ИБП и его аккумулятора. Корпус успел заляпаться.
В итоге, пока проводились все переделки, окрашенный корпус ящика весь исцарапался и пришлось его еще раз покрасить. После установки, буквально на следующий день, электрики, по своей давней привычке взяли и вырубили электричество. К сожалению, в тот момент я отсутствовал у самодельного ИБП и не мог проконтролировать как быстро произойдет разряд аккумулятора. Отрадно, что переключение на резервную мощность произошло совершенно штатно, ни микросервер, ни свитч не почувствовали никаких изменений и продолжили работать в своем штатном режиме.
Немного позже, собравшись силами, я все же запустил испытания на долговечность питания микросервера, свитча и камер от самодельного ИБП на автомобильном аккумуляторе. Предыдущим днем, электроэнергию уже отключали, правда ненадолго, поэтому хотелось надеяться, что аккумулятор в устройстве будет заряжен на все 100%, однако, как показали измерения он оказался недозаряжен и стартовал, фактически, с 80% заряда.
Разряд аккумулятора от времени под нагрузкой
Зато эти 80% он держал до обидного долго — практически пять часов и только на шестом часу испытания, напряжение на аккумуляторе понизилось до 75%.
График разряда аккумулятора под нагрузкой
Попутно я записывал не только изменение напряжения на аккумуляторе, но и температуру в ящике ИБП, благо там установлен термометр. При температуре окружающего воздуха в 21 градус Цельсия, температура в ящике, на пятый час испытаний понизилась на 7 с лишним градусов. Из чего можно сделать вывод, что основным генератором тепла в системе является как раз китайский Chux, а не китайские же платы преобразователи.
И подводя итог. Устройство получилось работоспособным. Свои функции выполняет. Однако, недопонимание уровня напряжения заряда у Chux все еще не покидает меня. С одной стороны, напряжение в 14.4 вольт является рабочим напряжением активной стадии зарядки аккумулятора, с другой стороны, такая стадия не может длиться неделями. Соответственно остается открытым вопрос — как же долго автомобильный аккумулятор сможет протянуть в таком режиме и не сильно ли потеряет в емкости, если вообще не скончается смертью храбрых.
Upd.24.06.20: К сожалению счастье длилось не так долго. Однажды в теплую летнюю ночь в доме вырубило электричество. На следующее утро выяснилось, что электричество отключило УЗО. И оно старательно продолжало его отключать, даже когда были отключены все потребители и снята вообще нагрузка с распределительного щита. Дело становилось ясным, что где-то либо нейтраль легла на «землю», либо кто-то на землю дает небольшой потенциал. Спустя два часа перекоммутации и отключения линий в распределительном щите удалось выяснить, что помеху выдает ни что иное, как собранный ИБП на основе автомобильного аккумулятора. Хотя сам ИБП и был отключен от фазы сети кнопкой, он продолжал работать от аккумулятора и исправно питал подключенную нагрузку. При отключении «земли» от ИБП ситуация должна была исправиться и все заработало, УЗО перестало отключать питание. Но, как только я включил кнопкой подачу высокого напряжения на ИБП, так произошло микроскопическое шоу фейерверков. Сгорел предохранитель в ИБП на 5А и пошел легкий запах поджаренных электронных компонентов. Но ИБП усердно продолжал питать нагрузку постоянным током и судя по индикаторам она ни на йоту не изменилась, несмотря на все попытки ИБП выйти из строя окончательно.
Мой сгоревший предохранитель на 5А
Пришлось переключить подключенную нагрузку на другой источник постоянного тока, а самодельный ИБП раскрутить и постараться найти, что там вышло из строя. Исходя из приведенных симптомов, из строя вышла плата от Chux.
Плата ИБП Chux
Как видно на фотографии, проблема кроется где-то наверху. После детального рассмотрения был выявлен выход из строя MOSFET-транзистора, двух резисторов возле него, а так же микросхемы ШИМ-контроллера.
Сгоревший транзистор и резисторы обвязки.
Вероятно, что события происходили следующим образом. Ночью сгорел транзистор, его корпус разрушился и произошло замыкание на корпус ИБП, а тот в свою очередь соединялся с корпусом металлического ящика. С учетом того, что все они заземлены, то и происходило короткое замыкание либо фазы на землю (скорее всего), либо нуля на землю (тоже вероятная причина отключения УЗО).
Затем, когда я отключил «землю» от ИБП и подал на него же высокое напряжение, тогда и произошел второй фейерверк. УЗО не отключилось, т.к. на земляной провод уже ничто не попадало и высокое напряжение шло спокойно на сгоревшие микросхемы. Вероятно, что тут и сгорел уже ШИМ-контроллер, хотя все могло быть и наоборот. Примечательно, что на ИБП Chux есть целых два стеклянных предохранителя. Но ни один из них так и не сгорел (один на 10А, второй на 5А). Ну, что же. Причина выяснена, необходимо восстанавливать работоспособность устройства. Чинить Chux я не буду, но постараюсь заменить его целиком.
И сразу у меня встала дилемма выбора. Либо заказать на том же «быстром Алике» очередной Chux, подождать три месяца пока его доставят, либо попробовать применить какой-то его аналог. Порывшись в сети, удалось найти вполне достойную альтернативу в виде устройства от Mean Well. Последние зарекомендовали себя как известный производитель более качественных электронных изделий, нежели мало кому известный Chux. У Mean Well есть целая линейка модулей для ИБП и среди них мне больше всего приглянулась модель AD-155A.
Внутренности Mean Well AD-155A
Модуль AD-155A является самым мощным изделием, выдающим 23 вольта. По характеристикам он способен давать порядка 150 Вт на 12 вольтах. Этой мощности, после корректировки показаний, мне должно быть вполне достаточно, даже с учетом небольшого апгрейда микросервера.
AD-155A выполнен в точно таком же форм-факторе, что и отправившийся к праотцам Chux, поэтому особой возни по его замене не было. Открутил и выкинул одно, вкрутил и подключил другое. Если взглянуть на плату Mean Well, то схематически она напоминает плату от Chux. Конденсатор там же, реле, предохранители. Однако, в глаза бросаются и различия. Так большой электролитический конденсатор у MeanWell только один, но зато он на 400 вольт. Транзисторов же на узкой полосе радиатора у него две, против одного у Chux. В целом плата у AD-155A выглядит более голой, на ней явно меньше элементов. Но это впечатление обманчивое, вся мелочевка собрана на обратной стороне платы.
Функционально AD-155A проигрывает изделию от Chux. Тут нет никакого выносного индикатора состояния. Только один светодиод отображает состояние того, что устройство работает. Аналогично обошлись с зарядкой аккумулятора. Никакой умной схемы тут нет. Плата постоянно выдает 13.8 вольт с током в 0.5 ампера на зарядку аккумулятора и все. Никакой автоматической или ручной регулировки не предусмотрено. Да, аккумулятор будет заряжаться медленнее, чем с применение схем с регулировкой напряжения, но при использовании модуля для резервного питания, когда переход на питание от батареи может случиться и раз в год, данный факт не является критичным.
При первом осмотре модуля меня немного насторожило, что при легком потряхивании или покачивании из устройства доносится легкое металлическое лязганье. Все попытки выяснить, что же это там громыхает, не увенчались успехом. Локализовать источник звука так и не удалось. Впрочем, на работоспособности звук никакого влияния не оказал. Все работает штатно. Аккумулятор заряжается, резервное питание подается, все работает так, как и должно быть.
Кстати, Mean Well пришлось закупать в российских магазинах. Разница с AliExpress оказалась совсем смешной и составила всего 800₽. Тем более, что Mean Well дает 2-х летнюю гарантию, а заодно обещает 20-ти летнюю работоспособность устройства (сомнительно, но поверить можно).
Опубликовано автором kvv в следующих категориях:
DIY железо статья
Поделиться ссылкой:
Ремонт ups своими руками
Самое подробное описание: ремонт ups своими руками от профессионального мастера для своих читателей с фотографиями и видео из всех уголков сети на одном ресурсе.
У знакомого на фирме выкинули нерабочий бесперебойник модели APC 500. Но прежде чем пустить его на запчасти, решил попробовать его оживить. И как оказалось не зря. Прежде всего меряем напряжение на аккумуляторной гелевой батарее. Для функционирования бесперебойника но должно быть в пределах 10-14В. Вольтаж в норме, так что проблема с аккумулятором отпадает.
Теперь осмотрим саму плату и померяем питание в ключевых точках схемы. Родной принципиальной схемы бесперебойника APC500 не нашёл, но вот кое что похожее. Для лучшей чёткости скачайте полноценную схему здесь. Проверяем мощные олевые транзисторы – норма. Питание на электронную управляющую часть источника бесперебойного питания поступает с небольшого сетевого трансформатора на 15В. Меряем это напряжение до диодного моста, после, и после стабилизатора 9В.
А вот и первая ласточка. Напряжение 16В после фильтра входит в микросхему – стабилизатор, а на выходе всего пару вольт. Заменяем её на аналогичную по вольтажу модель и воссстанавливаем питание схемы блока управления.
Нет видео.
| Видео (кликните для воспроизведения). |
Бесперебойник начал трещать и жужжать, но на выходе 220В по прежнему не наблюдается. Продолжаем внимательный осмотр печатной платы.
Ещё одна проблема – одна из тонких дорожек перегорела и пришлось заменить её тонкой проволочкой. Вот теперь устройство бесперебойного питания APC500 заработало без проблем.
Испытывая в реальных условиях, пришёл к выводу, что встроенная пищалка сигнализатор отсутствия сети орёт как дурная, и не мешало бы её немного утихомирить. Полностью выключать нельзя – так как будет не слышно состояния аккумулятора в аварийном режиме (определяется по частоте сигналов), а вот сделать тише можно и нужно.
Это достигается включением резистора на 500-800 Ом последовательно со звукоизлучателем. И напоследок несколько советов владельцам бесперебойников. Если он иногда отключает нагрузку, возможно проблема в блоке питания компьютера с “подсохшими” конденсаторами. Подключите UPS ко входу заведомо исправного компа и посмотрите – прекратятся ли срабатывания.
Бесперебойник иногда неверно определяет ёмкость свинцовых батарей показывая статус ОК, но стоит только ему переключится на них, как они внезапно садятся и нагрузка “выбивается”. Убедитесь, что клеммы заходят плотно, а не болтаются. Не отключайте его надолго от сети, лишая возможности держать аккумуляторы на постоянной подзарядке. Не допускайте глубоких разрядов батарей, оставляя по меньшей мере 10% емкости, после чего следует отключать бесперебойник до восстановления питающего напряжения. Хотя бы раз в три месяца устраивайте “тренировку”, разряжая батарею до 10% и опять заряжая аккумулятор до полной ёмкости.
Удивляет полное отсутствие информации о таких распространенных приборах, как источники бесперебойного питания. Мы прорываем информационную блокаду и приступаем к публикации материалов по их устройству и ремонту. Из статьи Вы получите общее представление о существующих типах бесперебойников и более подробное, на уровне принципиальной схемы, – о наиболее распространенных моделях Smart-UPS.
Надежность работы компьютеров во многом определяется качеством электрической сети. Последствиями таких перебоев электропитания, как скачки, подъемы, спады и потеря напряжения, могут оказаться блокировка клавиатуры, потеря данных, повреждение системной платы и пр. Для защиты дорогостоящих компьютеров от неприятностей, связанных с силовой сетью, используют источники бесперебойного питания (ИБП). ИБП позволяет избавиться от проблем, связанных с плохим качеством электропитания или его временным отсутствием, но не является долговременным альтернативным источником электропитания, как генератор.
Рис. 2. Блок-схема ИБП класса Line-interactive
Рис. 3. Блок-схема ИБП класса On-line
Рис. 5. Входные цепи
Рис. 6. Включение процессора
Рис. 7. Выходной инвертор
Все знают, что скачки напряжения в электросети опасны для бытовой и компьютерной техники, а также электронных компонентов электроинструмента и промышленного оборудования. К большому сожалению, скачки напряжения не редкость в электросетях наших городов, а в селах – и подавно. Чтобы защитить технику от этих явлений, и было придумано устройство ИБП, что является аббревиатурой его названия: источник бесперебойного питания. UPS – это его англ. аббревиатура. Благодаря современным технологиям, ИБП эффективно сглаживает перепады напряжения, и радиочастотные помехи, а в случае полного отключения электричества переходит на питание потребителей с резервной батареи.
На сегодняшний день существует три основных типа ИБП:
Off-line – это наиболее дешевый вариант устройства, который прекрасно справляется с защитой домашней бытовой и компьютерной техники. При падении напряжения ниже критической отметки, устройство в течение нескольких миллисекунд переключается на АКБ и через инвертор питает подключенные к нему устройства расчетной мощности. Как напряжение приходит в норму, устройство переключается на питание от сети, одновременно подзаряжая батарею.
Недостатком «бесперебойника» этого типа является отсутствие встроенного стабилизатора, поэтому при нестабильном напряжении в сети происходит частое переключение на АКБ и обратно, что быстро выводит батарею из строя.
Line-interactive – это ИПБ с встроенным стабилизатором, который сглаживает перепады напряжения, не прибегая «к услугам» АКБ. Наличие стабилизатора и сглаживающих фильтров приводит к значительному увеличению диапазона, при котором ТБП может работать без аккумулятора. Этот тип UPS идеально подходит для сетей, с частыми перепадами напряжения. Выбирая ИПБ класса Line-interactive, следует отдавать предпочтение знаменитым брендам, хорошо зарекомендовавшим себя на отечественном рынке, так как ремонт ИПБ такого типа может достигать 70-100% от его стоимости.
В качестве недостатка можно отметить стоимость, которая несколько выше, чем у устройств Off-line.
On-line – это наиболее дорогие ИБП, со сложным инвертированием напряжения. Такой тип устройств защиты в основном применяется для наиболее чувствительного промышленного оборудования.
Применение ИБП такого типа для домашнего использования – не целесообразно и экономически невыгодно.
Несмотря на то, что «бесперебойник» предназначен защищать аппаратуру, он сам является электронным оборудованием, который также может выйти из строя и требовать ремонта, независимо от его типа, и исполнения. Как правило, ремонт источника бесперебойного питания производят в сервисном центре или в специализированной мастерской, но некоторые виды поломок, можно устранить и в домашних условиях, не прибегая к услугам дорогостоящих специалистов. Именно о таких неисправностях, которые можно устранить, как говориться «на коленках» и пойдет речь в этой части публикации.
Нет видео.| Видео (кликните для воспроизведения). |
- Источник бесперебойного питания пищит. Причин этому явлению может быть три: «все хорошо», при переходе устройства на АКБ; «все плохо», если бесперебойник не прошел самотестирование; и «перегрузка». На любом ИБП для диагностики предусмотрен светодиодный или ЖК индикатор.
- ИБП не включается. На самом деле причин данному явлению масса: испорчен сетевой кабель, плохой контакт в розетке, перегорел предохранитель, полностью разряжена батарея. Чаще всего, после долгого хранения ИБП дело именно в батарее, которая полностью потеряла свой заряд.
- Устройство не держит нагрузку. Тут всего два типа возможной неисправности: вышла из строя аккумуляторная батарея или поломка в электронике. В первом случае можно попытаться зарядить АКБ. Во втором – однозначно сервисный центр.
- Источник бесперебойного питания отключается после непродолжительной работы. Причиной отключения может быть высокая нагрузка, превышающая максимальную мощность самого «бесперебойника». Причиной отключения могут быть и другие неисправности ибп, но их диагностикой и устранением должны заниматься исключительно специалисты сервисного центра.
Кто виноват, в основных проблемах ИБП – уже предположили, теперь осталось решить, что делать. Получилось практически по Шекспиру!
Наши советы по самостоятельному ремонту источника бесперебойного питания, затрагивают самые основные неполадки. Если вы не уверены в своих познаниях и у вас нет опыта «общения» с оборудованием, работающим от опасного напряжения, лучше всего обратитесь к специалистам. С полным перечнем услуг по ремонту и модернизации вы можете ознакомиться тут. Если у вас возникли неразрешенные проблемы с работой ПК, то смело обращайтесь к специалистам нашей компании, мы всегда готовы взяться за любую сложную работу. Работаем как по городу Челябинску, так и по области.
К ИБП класса Off-line фирмы АРС относятся модели Back-UPS. ИБП этого класса отличаются низкой стоимостью и предназначены для защиты персональных компьютеров, рабочих станций, сетевого оборудования, торговых и кассовых терминалов. Мощность выпускаемых моделей Back-UPS от 250 до 1250 ВА. Основные технические данные наиболее распространенных моделей ИБП представлены в табл.1.Таблица 1. Основные технические данные ИБп класса Back-UPS
Индекс «I» (International) в названиях моделей ИБп означает, что модели рассчитаны на входное напряжение 230 В, В устройствах установлены герметичные свинцовые не обслуживаемые аккумуляторы со сроком службы 3…5 лет по стандарту Euro Bat. Все модели оснащены фильтрами-ограничителями, подавляющими скачки и высокочастотные помехи сетевого напряжения. Устройства подают соответствующие звуковые сигналы при пропадании входного напряжения, разрядке аккумуляторов и перегрузке. Пороговое значение напряжения сети, ниже которого ИБп переходит на работу от аккумуляторов, устанавливается переключателями на задней панели устройства. Модели BK400I и BK600I имеют интерфейсный порт, подключаемый к компьютеру или серверу для автоматического самостоятельного закрытия системы, тестовый переключатель и выключатель звукового сигнала.
Принципиальная схема ИБП Back-UPS 250I, 400I и 600I практически полностью приведена на рис. 2-4. Многозвенный фильтр подавления помех электросети состоит из варисторов MOV2, MOV5, дросселей L1 и L2, конденсаторов С38 и С40 (рис. 2). Трансформатор Т1 (рис. 3) является датчиком входного напряжения.
Его выходное напряжение используется для зарядки аккумуляторов (в этой цепи используются D4…D8, IC1, R9…R11, С3 и VR1) и анализа сетевого напряжения.
Если оно пропадает, то схема на элементах IC2…IC4 и IC7 подключает мощный инвертор, работающий от аккумулятора. Команда ACFAIL включения инвертора формируется микросхемами IC3 и IC4. Схема, состоящая из компаратора IC4 (выводы 6, 7, 1 ) и электронного ключа IC6 (выводы 10, 11, 12), разрешает работу инвертора сигналом лог. «1», поступающим на выводы 1 и 13 IC2.
Делитель, состоящий из резисторов R55, R122, R1 23 и переключателя SW1 (выводы 2, 7 и 3, 6), расположенного на тыловой стороне ИБП, определяет напряжение сети, ниже которого ИБП переключается на батарейное питание. Заводская установка этого напряжения 196 В. В районах, характеризующихся частыми колебаниями напряжения сети, приводящими к частым переключениям ИБП на батарейное питание, пороговое напряжение должно быть установлено на более низкий уровень. Точная настройка порогового напряжения выполняется резистором VR2.
Все модели Back-UPS, за исключением BK250I, имеют двунаправленный коммуникационный порт для связи с ПК. Программное обеспечение Power Chute Plus позволяет компьютеру осуществлять как текущий контроль ИБП, так и безопасное автоматическое закрытие операционной системы (Novell, Netware, Windows NT, IBM OS/2, Lan Server, Scounix и UnixWare, Windows 95/98), сохраняя файлы пользователя. На рис. 4 этот порт обозначен как J14. Назначение его выводов:
1 — UPS SHUTDOWN. ИБП выключается, если на этом выводе появляется лог. «1» в течение 0,5 с.
2 — AC FAIL. При переходе на питание от батарей ИБП генерирует на этом выводе лог. «1».
3 — СС AC FAIL. При переходе на питание от батарей ИБП формирует на этом выводе лог. «0». Выход с открытым коллектором.
4, 9 — DB-9 GROUND. Общий провод для ввода/вывода сигналов. Вывод имеет сопротивление 20 Ом относительно общего провода ИБП.
5 — СС LOW BATTERY. В случае разряда батареи ИБП формирует на этом выводе лог. «0». Выход с открытым коллектором.
6 — ОС AC FAIL При переходе на питание от батарей ИБП формирует на этом выводе лог. «1». Выход с открытым коллектором.
Выходы с открытым коллектором могут подключаться к ТТЛ-схемам. Их нагрузочная способность до 50 мА, 40 В. Если к ним нужно подключить реле, то обмотку следует зашунтировать диодом.
Обычный «нуль-модемный» кабель для связи с этим портом не подходит, соответствующий интерфейсный кабель RS-232 с 9-штырьковым разъемом поставляется в комплекте с программным обеспечением.
Для установки частоты выходного напряжения подключить на выход ИБП осциллограф или частотомер. Включить ИБП в режим работы от батареи. Измеряя частоту на выходе ИБП, регулировкой резистора VR4 установить 50 ± 0,6 Гц.
Включить ИБП в режим работы от батареи без нагрузки. Подключить на выход ИБП вольтметр для измерения эффективного значения напряжения. Регулировкой резистора VR3 установить напряжение на выходе ИБП 208 ± 2 В.
Переключатели 2 и 3, расположенные на тыловой стороне ИБП, установить в положение OFF. Подключить ИБП к трансформатору типа ЛАТР с плавной регулировкой выходного напряжения. На выходе ЛАТРа установить напряжение 196 В. Повернуть резистор VR2 против часовой стрелки до упора, затем медленно поворачивать резистор VR2 по часовой стрелке до тех пор, пока ИБП не перейдет на батарейное питание.
Установить на входе ИБП напряжение 230 В. Отсоединить красный провод, идущий к положительному выводу аккумулятора. Используя цифровой вольтметр, регулировкой резистора VR1 установить на этом проводе напряжение 13,76 ± 0,2 В относительно общей точки схемы, затем восстановить соединение с аккумулятором.
Типовые неисправности и методы их устранения приведены в табл. 2, а в табл. 3 — аналоги наиболее часто выходящих из строя компонентов.
Таблица 2. Типовые неисправности ИБП Back-UPS 250I, 400I и 600I
Функция, которую выполняет источник бесперебойного питания (сокращенно — ИБП, или UPS — от английского Uninterruptible Power Supply), максимально полно отражена в самом его названии. Являясь промежуточным звеном между электросетью и потребителем, ИБП должен в течение определенного времени поддерживать электропитание потребителя.
Источники бесперебойного питания незаменимы в тех случаях, когда последствия перебоев в электроснабжении могут иметь крайне неприятные последствия: для резервного питания компьютеров, систем видеонаблюдения, циркуляционных насосов систем отопления.
Подробнее про ИБП
Принцип действия любого источника бесперебойного питания прост: пока напряжение питающей сети находится в заданных пределах, оно подается на выход ИБП, одновременно с этим заряд встроенного аккумулятора поддерживается от внешнего питания схемой заряда. При пропадании электропитания или его сильном отклонении от номинала выход UPS подключается к встроенному в него инвертору, преобразующему постоянный ток от аккумулятора в переменный ток питания нагрузки. Естественно, время работы ИБП ограничено емкостью аккумулятора, КПД инвертора и мощностью нагрузки.
Существует три конструктивных типа источников бесперебойного питания:
Предлагаем ознакомиться с устройством ИБП на примере модели APC Back-UPS RS800
Так как в основном бесперебойные источники питания используются для резервного питания компьютеров, они часто имеют USB-выходы для подключения к ПК, что позволяет при переходе на резервное питание автоматически перевести компьютер в режим пониженного энергопотребления. Для этого достаточно соединить ИБП со свободным портом компьютера и установить драйвера с идущего в комплекте диска. Старые модели бесперебойников могут использовать для этого COM-порт, практически исчезнувший на ПК.
Нужно помнить, что мощность нагрузки в ваттах, подключаемой к источнику бесперебойного питания, должна быть минимум в полтора раза меньше, чем его номинальная мощность в вольт-амперах, умноженная на 0,7 (коэффициент мощности, определяющий потери в самом источнике), чтобы не допустить перегрузки инвертора. Например, инвертор мощностью 1 кВА сможет запитать без перегрузки нагрузку не более 470 ватт, в пике — до 700 Вт.
Пример возможной схемы подключения:
Поскольку встроенные в UPS аккумуляторы автоматически поддерживаются в заряженном состоянии, нет необходимости в их дополнительной зарядке. Если аккумулятор был полностью разряжен, ряд моделей бесперебойников в момент включения могут индицировать неисправность аккумулятора, однако по мере набора им заряда индикация прекратится.Как правило, при первом включении ИБП ему нужно 5-6 часов для полной зарядки аккумулятора. Ряд нюансов эксплуатации зависят от типа применяемого аккумулятора:
- Наиболее дешевые аккумуляторы, выполненные по технологии AGM (ошибочно либо намеренно могут называться продавцами гелевыми) не рекомендуется длительно оставлять разряженными, так как это ведет к их деградации и потере емкости. Если ИБП не используется длительное время, стоит регулярно включать его вхолостую, чтобы поддержать заряд аккумулятора.
- Настоящие гелевые аккумуляторы дороже, но без последствий переносят длительный глубокий разряд. Одновременно они более чувствительны к перезаряду, что может произойти при установке в ИБП батареи емкостью меньше, чем рассчитано.
Если же существует необходимость зарядить аккумулятор от внешнего зарядного источника, крайне важно ограничить зарядный ток значением не более 10% от номинала емкости (так, аккумулятор емкостью 4 А*ч можно заряжать током не более чем 0,4 А).
Основная неисправность источника бесперебойного питания, с которой приходится сталкиваться, связана с тем, что бесперебойник не переходит в автономный режим. Она может быть вызвана следующими причинами:При соблюдении же правил эксплуатации бесперебойника все его обслуживание сведется к своевременной замене аккумуляторов.
Стоит у меня для компьютера источник бесперебойного питания Value 600E, покупал его давно служил верно правда несколько раз менял аккумулятор но это нормально. И вот настал такой момент, утром как обычно хотел включить его чтоб поработать за компьютером но бесперебойник не включился, в ответ тишина даже писка нет, реле не щёлкают.
Пришлось раскручивать и разбираться что случилось.
value-600e указаны места для саморезовПроверил сетевое напряжение затем аккумулятор всё в норме. Полностью открутил плату чтоб произвести внешний осмотр, но всё было нормально. Стал прозванивать цепь и в результате обнаружил пробитый конденсатор 0,01 мкФ 250В на схеме C4 (103к) и в обрыве резистор 1,5 кОм 2Вт на схеме R5
сделал скрин из схемы (внизу ссылка на полную принципиальную электрическую схему Value 600E) красными стрелками указал виновников:
Заменил сгоревшие элементы, собрал включаю и он заработал (отремонтировал) надеюсь мой опыт будет полезен.
примичание: на конденсаторе такая маркировка F .01J / PD 250V
В источниках бесперебойного напряжения используется закрытый гелиевый или кислотный аккумулятор. Встроенный аккумулятор рассчитан обычно на емкость от 7 до 8 Ампер/час, напряжение – 12 вольт. Аккумулятор полностью герметичен, это позволяет использовать устройство в любом состоянии. Помимо аккумулятора, внутри можно разглядеть громадный трансформатор, в данном случае на 400-500 ватт. Трансформатор работает в двух режимах –
1) как повышающий трансформатор для преобразователя напряжения.
2) как понижающий сетевой трансформатор для зарядки встроенного аккумулятора.
При работе в обычном режиме нагрузка питается отфильтрованным напряжением сети. Для подавления электромагнитных и помех во входных цепях используются фильтры. Если входное напряжение становится ниже или выше установленной величины или вообще исчезает, то включается инвертор, который в нормальном режиме находится в отключенном состоянии. Преобразуя постоянное напряжение батарей в переменное, инвертор осуществляет питание нагрузки от батарей. BACK UPS класса Off-line неэкономично работают в электросетях с частыми и значительными отклонениями напряжения от номинальной величины, поскольку частый переход на работу от батарей уменьшает срок службы последних. Мощность выпускаемых производителями Back-UPS находится в диапазоне 250-1200 ВА. Схема источника бесперебойного напряжения BACK UPS достаточно сложна. В архиве вы можете скачать большой сборник принципиальных схем, а ниже приведены несколько уменьшенных копий – клик для увеличения.
Тут можно встретить специальный контроллер, который отвечает за правильную работу устройства. Контроллер активирует реле, когда сетевое напряжение отсутствует и если бесперебойник включен, то он будет работать как преобразователь напряжения. Если напряжение в сети снова появляется, то контролер отключает преобразователь и устройство превращается в зарядное устройство. Емкость встроенного аккумулятора может хватать до 10 – 30 минут, если, разумеется, устройство питает компьютер. Подробнее почитать про работу и назначение узлов бесперебойника можно почитать в этой книге.
BACK UPS может быть использован в качестве резервного источника питания, вообще рекомендуется иметь каждому дому по бесперебойнику. Если бесперебойный ИП предназначен для бытовых потребностей, то желательно выпаять с платы сигнализатор, он напоминает, что устройство работает как преобразователь, напоминание писком он делает в каждые 5 секунд, а это надоедает. На выходе преобразователя чистые 210-240 вольт 50 герц, но что касается формы импульсов, там явно не чистый синус. BACK UPS может питать любую бытовую технику, в том числе и активную, разумеется, если мощность устройства позволит этого.
Ремонт ИБП(UPS) APC 350 (11.10.2018)
При включении, данного Источника бесперебойного питания, ИБП издает постоянный непрерывистый сигнал, и данный UPS переходит в режим Overload после детального осмотра и диагностики было определено, что вышел из строя трансформатор Черный-Белый 12Ом , Коричневый-Синий 0,8 Ом, Красный-Белый-Черный накоротко )
Ремонт ИБП(UPS) BNT 600AP (24.07.2018)
При включении, данного Источника бесперебойного питания, ИБП издает постоянный непрерывистый сигнал, после детального осмотра и диагностики было определено, что вышел из строя переменный резистор VR1, с помощью данного потенциометра регулируется Напряжение зарядки аккумулятора VR1 имеет номинал 1 Мом (для ИБП BNT-600AP нужно выставить 13.8 вольт). Включаем ИБП отключаем один конец от аккумулятора, устанавливаем тестер и регулируем с помощью данного потенциометра нужное напряжение (писк начинается при превышении напряжения больше 15 вольт.)
При включении, данного Источника бесперебойного питания, ИБП не включается вообще , после детального осмотра было определено , что вышли из строя транзисторы инвертора IRF 2805,после замены данных транзисторов на IRF3205 ИБП включается и работает , но периодически при переходе работы от батареи , начинает идти постоянный писк и подключенная нагрузка выключается, для устранения данной неисправности меняем два конденсатора C14 22mFx16V и C30 22mFx16V . Работоспособность данного ИБП была восстановлена.
Ремонт ИБП(UPS) MGE NOVA AVR 500 (02.07.2017)
Ремонт ИБП(UPS) APC Smart-UPS 620 (03.05.2017)
Провел ремонт и решил по этой теме отписаться. Значит попал ко мне источник бесперебойного питания Powercom Black Knight BNT-600 со сложной судьбой полной падений (буквально) и разочарований. Естественно попал он в мои руки на предмет ремонта. Так как бесперебойники ремонтировать мне еще не приходилось, то взялся за ремонт с оговоркой “на попробовать”, хуже уже не будет.
Бесперебойник этот, скажем так, не самый лучший, в общем один из самых простых.
Начну с его характеристик:
Тип – интерактивный
Выходная мощность – 600 ВА / 360 Вт (обращайте внимание на мощность в ваттах (Вт), а не в вольт-амперах (ВА))
Время работы при полной нагрузке – 5 мин (хотя на коробке написано 10-25 минут для “некого компьютера с 17-дюймовым CRT-монитором)
Форма выходного сигнала – сигнал в форме многоступенчатой аппроксимации синусоиды 220 В ±5% от номинала
Время переключения на батарею – 4 мс
Макс. поглощаемая энергия импульса – 320 Дж
Таблица электрических параметров ИБП взятая из мануала:
Как видите – никаких наворотов нет: 360 ватт, питание только двух устройств, никаких возможностей наблюдения нет, кроме одного светодиода на передней панели и “пищалки”. Модели чуть по-старше имеют дополнительные функции, но это все лирика. Теперь перейдем собственно к истории этого ИБП.
Приобретен этот ИБП в далеком 2005 году, но поработать так и не успел – его грохнули оземь, отчего у бесперебоника случилась огромная трещина на задней стенке, через которую выпали все разъемы питания. Очевидцы утверждали, что до падения он все-таки успел немного поработать – аж целый день через него работал компьютер. После падения работать он напрочь отказался. И в таком состоянии простоял в шкафу аж 4 (!) с хвостиком года. Многие скажут – не имеет смысла его чинить, батарея уже давно потекла и лопнула. Ан нет целая она, как показало вскрытие и тестирование, только разряжена под ноль.
Разборка бесперебойника оказалась простой: четыре винта, крепящих верхнюю крышку были выкручены обычной длинной крестовой отверткой. Снимаем крышку и видим: собственно батарею, трансформатор и плату управления и сигнализации. Вот схема внутреннего (кабельного) подключения батареи к плате и к трансформатору.
Схема электрическая принципиальная Powercom BNT-600
Все предельно просто и вопросов по подключению возникнуть не должно. При включении бесперебойника в сеть что под нагрузкой, что без нагрузки последний никаких признаков жизни не подает. Первым делом проверяем те части ИБП, которые могли выйти из строя от удара – это батарея и трансформатор.
Трансформатор на разрыв обмоток проверяется следующим образом – прозваниваются провода идущие к разъему: должны звониться между собой черный и зеленый, а также черный, красный и синий (расположены рядом). Потом прозваниваются толстые провода черный, красный, синий, которые также между собой объединены. С транформатором все вроде бы в порядке.
ВНИМАНИЕ! Будьте осторожны! Дальнейшие работы могут привести к поражению электрическим током. Автор не несет никакой ответственности за последствия Ваших действий.
Батарея. Внешний осмотр показал, что она целая – не лопнула и не потекла. Но для того, чтобы проверить ее исправность ее сначала нужно зарядить. Я заряжал ее от компьютерного блока питания – это единственное, что было под рукой. На батарее указано, что она выдает 12 вольт и 7 ампер, а в компьютерном БП как раз есть 12 В, просто берем и запитываем от блока питания батарею: желтый провод к красной клемме на батарее, черный провод к черной клемме. Не стоит блок питания подключать еще к чему либо., если у Вас нет под рукой лишнего БП, то нужно отключить его и вытащить из системного блока. Сам блок питания включается замыканием PS-ON (зеленый) и COM (любой черный) на разъеме АТХ. Будьте аккуратны. Ибо Ваш покорный слуга ощутил на себе всю прелесть протекания по руке тока. В таком состоянии батарею и блок питания нужно оставить на несколько часов, я заряжал ее три дня по 5 часов, этого вполне хватило, чтобы батарея выдавала 11,86 вольт – чего вполне достаточно для запуска платы управления.
Пока батарея заряжается перейдем к следующей части ИБП – это РСВ, плата управления. Я незря выше указал на 11,86 вольт, которые необходимы, чтобы запустить плату управления. “Мозги” бесперебойника в виде микросхемы 68НС805JL3 питаются именно от батареи и, исходя из таблицы неисправностей в мануале, для работы нужно не менее 10 вольт. Вот эта таблица:
Меня посетила мысль: быть может поэтому бесперебойник и не включается! Но забегая вперед скажу, что по достижении нормального заряда, установленная батарея, только смогла ударить меня током, но бесперебоник не запустился. Значит проблема не в малом напряжении питания. Тем более, что полностью заряженный ИБП не захотел запускаться сразу же после падения.
Следующим шагом была прозвонка всего, что можно прозвонить обычным цифровым мультиметром. На поверку оказались три пробитых диода, которые я заменил на аналогичные. Что опять таки ничего не дало – бесперебойник молчал как и прежде.
Тут меня черт дернул пропаять все нелакированные дорожки (со стороны монтажа) – а вдруг трещина, дающая обрыв цепи. Мерять напряжения на предмет обрыва на включенном аппарате как-то не хотелось.
В итоге оказалось, что при падении именно трещина плате давала сбой, ибо пропайка дорожек помогла!
Интересным остается тот факт, что за 4 с лишним года разярженная батарея осталась в целости и сохранности и прекрасно выдает почти 12 вольт ей положенных.
Вот список файлов, которые могут оказаться полезными:
Схема электрическая принципиальная (pdf): [hide][attachment=110][/hide]
Для ремонта использовались следующие инструменты и материалы:
Цифровой мультиметр DT838
Отвертка крестовая
Отвертка шлицевая
Паяльник 60 Вт
Пинцет медицинский
Бокорезы
Канифоль, флюс, припой, спирт, салфетки
2 “крокодильчика”, 2 проводка от старого блока питания, разъем Molex от старого “сидюка” для подключения батареи к блоку питания.
Желаю Вам успехов в ремонте и да не бей Вас ток!
Достался мне от предыдущего админа бесперебойник APC-420, весь занюханый, валялся он в шкафу, среди прочего хлама. Когда спросил — что с ним, он сказал:”Аккумулятор сдох, если нужен, то закажи новую батарею.” Ладно, валяется, и валяется, есть не просит. Забыли.
Примерно через полгода я на него случайно наткнулся, во время очередной бесплодной попытки навести хоть какое-то подобие порядка в своей шараге. Подключил к розетке, с целью посмотреть, а что же говорят и показывают бесперебойники с дохлым аккумулятором. Он заморгал лампочками, чё-то попищал, тут мне позвонили, и куда-то оторвали. В общем снова я его нашёл только через пару месяцев. Стоит мирненько, лампочкой зелёной светит, мол, всё в порядке с напряжением в сети. Я его от сети отключил, он занервничал, запищал и натужно загудел продолжая подавать напряжение на несуществующую нагрузку :). Выждав минут 5 для контроля, я его выключил, и подключил через него свой комп. Попробовал, как он себя ведёт при пропадении питания — всё чётко, комп пашет, выдаёт предупреждения (я его кабелем по COM-порту прислюнявил), и минут через 7 вырубается комп, а за ним и UPS.
Однажды, выключили напряжение, а заранее не предупредили. Страшного ничего не произошло, Почти у всех были UPS`ы, завершили работу и стали ждать, когда включат. Я ничего вырубать не стал, решил проверить в “боевых условиях”, сколько протянет оборудование на автономном питании. Попутно выяснилось, что Cisco и кабельный момед TAYNET DT-128 подключены прямо к сети, без всяких фильтров и бесперебойников.
— Через 8 минут сдох мой бесперебойник, без предупреждений, и корректного завешения работы виндов. (Это при том-то, что я к нему кабель подбирать заколебался – у APC по крайней мере две возможные распайки COM-кабелей бывает)
— На 15-ой минуте отдуплились два серванта, запитанных от одного UPS`a на 700W.
— На 15-ой же минуте помер прокси под FreeBSD, у которого стоял маленький Back-UPS 475, а на этой модели кабель для общения с компом в принципе не предусмотрен, поэтому работа не была корректно завершена.
— На 22-ой минуте включили напругу и эксперимент кончился. В работе оставались три 24-х портовых свича, и сервер, что питались от Smart-UPS 1500.
В итоге после некоторых комбинаций и махинаций с перестановкой UPS`ов у меня получился 700-й smart, а у FreeBSD — мой, который был вроде как дохлый, зато с RS-232 интерфесом (COM-порт) для сопряжения с компом. Долго воевал, пока под фрюхой удалось добиться того, чтоб она видела его. Итогом последнего из экспериментов стало то, что всё корректно завершилось, но после включения питания на APC-420 стала постоянно гореть красная лямпочка — типа сдох аккумулятор:
Начала постоянно гореть красная лампочка на бесперебойнике, показывая, что пора заменить аккумулятор – типа сдох.
Первое, что удивило после разборки UPS — так это то, что радиторы на транзисторах такого маленького размера, я-то привык к старинным басперебойникам с обычными транзисторами, а тут оказались полевые – как итог уменьшение размеров радиаторов более чем на порядок:
Нынче стали использовать полевые транзисторы – они куда меньше греются чем обычные, поэтому радиаторы стали совсем маленькими.
Переход на полевые транзисторы позволил уменьшить размеры радиаторов у транзисторов – теперь они меньше греются.
Второе, что уже относиться к хорошему, так это мощность трансформатора, которая, судя по маркировке на нём, равнялась 430W, что даже больше, чем паспортная мощность блока бесперебойного питания (есть мнение, что выпускаются и более могучие бесперебойники в таком корпусе с мелкими отличиями в схеме и более мощными ключевыми транзисторами):
Как ни странно – транс сделан с запасом :)Чего-чего, а вот этого от косоглазых я не ожидал. (пусть и с маленьким – 30W, но всё же)
Ещё одна интересная хреновина в конструкции, которую я раньше даже и не замечал — это возможность подключения через Smart-UPS сетевого кабеля, с целью дополнительной защиты. При ближайшем рассмотрении схема оказалась совсем простой, и защищены только две пары по которым передаются данные (для телефонной пары защита разведена, но не распаяна):
Довольно примитивная, но действенная схема по защите от всплесков высокого напряжения:
Для восстановления работоспособности аккумуляторной батареи (12V 7.0Ah, банки вроде целые, ни одна не вздулась.), была собрана простенькая схема для заряда ассиметричным током(Предварительно я его разрядил до 10,8 вольта лампочкой на 21W):
Заряжался до 14,8 вольта, после чего снова разряжал. И так три раза. Зарядный ток был около 0,5 A. Первый раз разрядился совсем быстро — буквально за час. Со второго захода — за два с копейками, третий раз не разряжал, поставил на место. Когда его мучения окончились, он работал как новенький. Конечно, новым он от этого не стал, но работать ещё долго проработал. По-хорошему – трёх раз мало, надо было раз 5 его так прогнать, проработал бы гораздо дольше (через год с ним приключилась аналогичная история, но я там уже не работал, и как всё решилось не знаю. ).
Принцип работы источников бесперебойного питания Powercom серии KIN
Источники бесперебойного питания (ИБП) серии KIN производства фирмы PowerCom сразу привлекли внимание потребителей своими малыми габаритами, практически бесшумной работой, и главное – низкой стоимостью, сделавшей эти аппараты доступными буквально каждому владельцу персонального компьютера. Однако низкая стоимость данных ИБП является следствием некоторых упрощений конструкции, главное из которых – гальваническая связь схемы управления с питающей сетью. Поэтому нередки случаи повреждения ИБП при резких бросках сетевого напряжения.
Рассмотрим работу ИБП по его принципиальной схеме (см. рисунок). При включении блока в электрическую сеть 220 В происходит заряд конденсатора C17 через цепь D2, R66, R67 и конденсатора C5 через D19, R8. По достижении на C5 потенциала, достаточного для пробоя стабилитрона ZD10, открываются транзисторы Q23 и Q24. К этому времени напряжение на C17 вполне достаточно для срабатывания реле RY1. Поскольку процессор обесточен, потенциал на его выводе 11 равен потенциалу общего провода и Q22 закрыт. Транзистор Q25 открывается током, протекающим через R41, Q24 и включает реле RY1. Своими контактами реле RY1 подключает сетевое напряжение к обмотке I трансформатора T1. Появившееся на обмотке II напряжение выпрямляется диодным мостом D8…D11 и через D14 подводится к ста- билизатору Q6 (LM317). Выходное напряжение стабилизатора Q6 задается резистивным делителем R28, R30 и используется для зарядки аккумуляторной батареи через D13 и питания реле RY1 через D18. В данном режиме ИБП выключен; происходит заряд аккумуляторной батареи.
Принципиальная схема UPS POWERCOM часть 1
Принципиальная схема UPS Powercom часть 2
При замыкании контактов кнопки запуска SW1 на панели ИБП транзисторы Q2 и Q1 открываются током, протекающим через R1 и R4. На коллекторе Q1 появляется напряжение +12 В, используемое для питания всех внутренних цепей блока. Стабилизатор U1 (L7805) обеспечивает напряжение +5 В для питания цифровой части схемы. Цепь R56, C14 формирует сигнал сброса микроконтроллера U4. После отработки микроконтроллером программы начальной инициализации на его выводе 5 появляется сигнал «лог. 1», зажигающий зеленый светодиод LED1.
На выводе 3 U4 возникают импульсы, которые через конденсатор C26 периодически открывают транзистор Q3. Таким образом, конденсатор C29 периодически разряжается через Q3 и заряжается через R5, R4, R3. Ток его заряда достаточен для поддержания транзисторов Q1 и Q2 в открытом состоянии.Если по какой-либо причине (например, из-за сбояв работе микроконтроллера) импульсы на выводе 3 U4 исчезают, конденсатор C29 заряжается, транзисторы Q1 и Q2 закрываются и схема ИБП обесточивается.
В режиме работы от сети контакты реле RY1 и RY4 замкнуты. При этом ИБП отслеживает амплитуду напряжения в сети через цепь, подключенную к выводу 16 микроконтроллера. При понижении напряжения сети ниже 196 В включается реле RY2. При этом сетевое напряжение поступает на часть обмотки I трансформатора T1, а нагрузка питается от всей обмотки. Таким образом, T1 выступает в роли автотрансформатора, повышая выходное напряжение на 12%. При превышении напряжением сети уровня в 245 В включается реле RY3. Сетевое напряжение поступает на всю обмотку I, а выходное напряжение снимается с ее части, понижаясь относительно сетевого на 12%. Таким образом, ИБП стабилизирует выходное напряжение в некотором диапазоне изменения напряжения сети без перехода на работу от батарей. При работе от сети ИБП синхронизирует свой внутренний генератор с фазой сетевого напряжения через цепь, подключенную к выводу 25 микроконтроллера U4.
Большинство неисправностей данного ИБП обусловлено, главным образом, двумя причинами.
Во-первых, перегрузкой или коротким замыканием на выходе устройства. При этом обрывается резистор R61, и ток нагрузки начинает течь по цепи D15, R51, R42. Обычно это приводит к выгоранию резисторов R51 и R42, а также к пробою стабилитрона ZD6. Если после замены этих элементов ИБП не запускается – значит, повреждены цепи аналого-цифрового преобразователя (АЦП) микроконтроллера U4.
Во-вторых, скачком напряжения в электрической сети. Данный ИБП не имеет, как уже говорилось, гальванической развязки с сетью, и броски напряжения (например, из-за коммутации мощной индуктивной нагрузки) способны его повредить. При этом обычно выходят из строя микросхемы U2, U1 и транзистор Q1. Кроме того, могут быть повреждены транзисторы Q23…Q25, обмотки реле RY1…RY4 и шунтирующие их диоды D5…D7. Необходимо также проверить микросхему Q6 и транзистор Q5.
Перед первым запуском ИБП после ремонта в разрыв цепи плюсового вывода батареи желательно включить плавкий предохранитель номиналом 5 А. Срабатывание предохранителя сразу после перехода ИБП в режим тестирования батарей свидетельствует о неисправности АЦП микроконтроллера.
Случаи повреждения выходных транзисторов инвертора Q7…Q10 довольно редки и в основном связаны с попаданием внутрь ИБП жидкости или насекомых.
В случае выхода из строя микроконтроллера U4 (а это, в конечном счете, происходит более чем в половине проанализированных неисправностей ИБП данного типа) сделать уже ничего, к сожалению, нельзя, поскольку микросхема MC68HC705P6A практически недоступна. Однако если Вам повезло и в ремонтируемом экземпляре ИБП контроллер уцелел, можно защитить его входы (выводы 15…19) при помощи нормально запертых диодов КД522 или 1N4148, подключенных на общий провод и цепь питания +5 В.
Владимир Ильин
Журнал: Ремонт электронной техники
Автор статьи: Антон Кислицын
Я Антон, имею большой стаж домашнего мастера и фрезеровщика. По специальности электрик. Являюсь профессионалом с многолетним стажем в области ремонта. Немного увлекаюсь сваркой. Данный блог был создан с целью структурирования информации по различным вопросам возникающим в процессе ремонта. Перед применением описанного, обязательно проконсультируйтесь с мастером. Сайт не несет ответственности за прямой или косвенный ущерб.
✔ Обо мне ✉ Обратная связь Оцените статью: Оценка 3.9 проголосовавших: 10Изучены 4 простых схемы источника бесперебойного питания (ИБП)
В этом посте мы исследуем 4 простых источника бесперебойного питания (ИБП) с питанием от сети 220 В, использующие аккумулятор 12 В, которые могут быть поняты и сконструированы любым новым энтузиастом. Эти схемы можно использовать для управления соответствующим образом выбранным прибором или нагрузкой, давайте рассмотрим схемы.
Конструкция № 1: Простой ИБП с использованием одной ИС
Представленная здесь простая идея может быть построена дома с использованием самых обычных компонентов для получения разумных выходных сигналов.Его можно использовать для питания не только обычных электроприборов, но и сложных устройств, например компьютеров. В его схеме инвертора используется модифицированная конструкция синусоидальной волны.
Источник бесперебойного питания с продуманными функциями может не быть критически необходимым для работы даже сложных устройств. Представленный здесь компромиссный проект системы ИБП вполне может удовлетворить потребности. Он также включает в себя встроенное универсальное интеллектуальное зарядное устройство.
Разница между ИБП и инвертором
В чем разница между источником бесперебойного питания (ИБП) и инвертором? Что ж, в широком смысле оба предназначены для выполнения основной функции преобразования напряжения батареи в переменный ток, который может использоваться для управления различными электрическими устройствами в отсутствие нашей домашней сети переменного тока.
Однако в большинстве случаев инвертор может не иметь многих функций автоматического переключения и мер безопасности, обычно связанных с ИБП.
Кроме того, инверторы в большинстве случаев не имеют встроенного зарядного устройства, тогда как все ИБП имеют встроенное автоматическое зарядное устройство для батарей, чтобы облегчить мгновенную зарядку соответствующей батареи при наличии сетевого переменного тока и переключить питание батареи в инверторный режим в момент входное питание отсутствует.
Также все ИБП предназначены для производства переменного тока, имеющего синусоидальную форму волны или, по крайней мере, модифицированную прямоугольную волну, очень напоминающую ее синусоидальный аналог.Это, пожалуй, самая важная особенность ИБП.
При таком большом количестве функций, несомненно, эти удивительные устройства должны стать дорогими, и поэтому многие из нас, принадлежащих к категории среднего класса, не могут их заполучить.
Я пытался создать ИБП, хотя и не сравнимый с профессиональными, но однажды построенный, определенно смогу достаточно надежно заменить сбои в электросети, а также, поскольку выход представляет собой измененную прямоугольную волну, подходит для работы со всеми сложными электронными устройствами. , даже компьютеры.
Все конструкции здесь относятся к автономному типу, вы также можете попробовать эту простую онлайн-схему ИБП
Понимание конструкции схемы
На рисунке рядом показана простая модифицированная квадратная конструкция инвертора, которая легко понятна, но все же включает в себя важные функции.
Микросхема SN74LVC1G132 имеет один логический элемент И-НЕ (триггер Шмитта), заключенный в небольшой корпус. Он в основном является сердцем каскада генератора и требует всего одного конденсатора и резистора для необходимых колебаний.Значение этих двух пассивных компонентов определяет частоту генератора. Здесь он рассчитан примерно на 250 Гц.
Вышеупомянутая частота применяется к следующему этапу, состоящему из одного декадного счетчика / делителя IC 4017 Джонсона. ИС сконфигурирована так, что ее выходы создают и повторяют набор из пяти последовательных выходов с высоким логическим уровнем. Поскольку входной сигнал представляет собой прямоугольную волну, выходные сигналы также генерируются в виде прямоугольных импульсов.
Список деталей для инвертора ИБП
R1 = 20K
R2, R3 = 1K
R4, R5 = 220 Ом
C1 = 0.095Uf
C2, C3, C4 = 10 мкФ / 25 В
T0 = BC557B
T1, T2 = 8050
T3, T4 = BDY29
IC1 = SN74LVC1G132 или один вентиль от IC4093
IC2 = 4017
IC3 = 7805 900- 1243 ТРАНСФОРМАТОР = 0–12 В / 10 А / 230 В
Зарядное устройство для батарей Секция
Базовые выводы двух пар Дарлингтоновских парных транзисторов с высоким коэффициентом усиления и высокой мощности подключены к ИС таким образом, что она принимает и проводит на альтернативные выходы.
Транзисторы проводят (тандемно) в ответ на это переключение, и соответствующий высокий переменный потенциал протекает через две половины соединенных обмоток трансформатора.
Поскольку базовые напряжения на транзисторах от ИС поочередно пропускаются, результирующий прямоугольный импульс от трансформатора несет только половину среднего значения по сравнению с другими обычными инверторами. Это измеренное среднеквадратичное значение генерируемых прямоугольных волн очень похоже на среднее значение сетевого переменного тока, которое обычно присутствует в наших домашних розетках, и, таким образом, становится подходящим и подходящим для большинства сложных электронных устройств.
Настоящая конструкция источника бесперебойного питания полностью автоматическая и возвращается в режим инвертора в момент пропадания входной мощности.Это делается через пару реле RL1 и RL2; RL2 имеет двойной набор контактов для переключения обеих выходных линий.
Как объяснялось выше, ИБП также должен включать встроенное универсальное интеллектуальное зарядное устройство, которое также должно регулироваться по напряжению и току.
На следующем рисунке, который является неотъемлемой частью системы, показана небольшая интеллектуальная автоматическая схема зарядного устройства. Схема не только управляется напряжением, но также включает в себя конфигурацию защиты от перегрузки по току.
Транзисторы T1 и T2 в основном образуют точный датчик напряжения и никогда не позволяют верхнему пределу зарядного напряжения превышать установленный предел. Этот предел фиксируется путем соответствующей настройки предустановки P1.
Транзисторы T3 и T4 вместе следят за увеличением тока, потребляемого батареей, и никогда не позволяют ему достичь уровней, которые могут считаться опасными для срока службы батареи. В случае, если ток начинает выходить за пределы установленного уровня, напряжение на R6 пересекает значение — 0,6 В, достаточное для срабатывания T3, который, в свою очередь, подавляет базовое напряжение T4, тем самым ограничивая дальнейшее повышение потребляемого тока.Значение R6 можно найти по формуле:
R = 0,6 / I, где I — величина зарядного тока.
Транзистор T5 выполняет функцию монитора напряжения и включает (деактивирует) реле в момент выхода из строя сети переменного тока.
Список деталей для зарядного устройства
R1, R2, R3, R4, R7 = 1K
P1 = 4K7 PRESET, LINEAR
R6 = СМОТРЕТЬ ТЕКСТ
T1, T2, = BC547
T3 = 8550
T4 = TIP32C
T5 = 8050
RL1 = 12 В / 400 Ом, SPDT
RL2 = 12 В / 400 Ом, SPDT, D1 — D4 = 1N5408
D5, D6 = 1N4007
TR1 = 0-12 В, ТОК 1/10 АККУМУЛЯТОРА AH
C1 = 2200 мкФ / 25 В
C2 = 1 мкФ / 25 В
Конструкция № 2: ИБП с одним трансформатором для инвертора и зарядки аккумуляторов
В следующей статье подробно описывается простая схема ИБП на основе транзисторов со встроенной схемой зарядного устройства, которая может использоваться для дешевое получение бесперебойного сетевого питания в вашем доме, офисе, магазине и т. д.Схема может быть повышена до любого желаемого более высокого уровня мощности. Идея была разработана г-ном Сайедом Ксаиди.
Основным преимуществом этой схемы является то, что в ней используется один трансформатор для зарядки аккумулятора, а также для управления инвертором. Это означает, что вам не нужно включать отдельный трансформатор для зарядки аккумулятора в этой схеме.
Следующие данные были предоставлены г-ном Сайедом по электронной почте:
Я видел, что люди получают образование благодаря вашей почте.Итак, я думаю, вам следует объяснить людям эту схему.
В этой схеме есть нестабильный мультивибратор на транзисторах, как и у вас. Конденсаторы c1 и c2 имеют значение 0,47 для получения выходной частоты около 51.xx Гц, как я измерял, но она не является постоянной во всех случаях.
МОП-транзистор имеет обратный диод большой мощности, который используется для зарядки аккумулятора, поэтому нет необходимости добавлять в схему специальный диод. Я показал принцип переключения с реле на схеме. RL3 должен использоваться с цепью отключения.
Эта схема очень проста, и я ее уже тестировал. Я собираюсь протестировать еще одну свою разработку, и поделюсь с вами, как только тест будет завершен. Он контролирует выходное напряжение и стабилизирует его с помощью ШИМ. Также в этой конструкции я использую обмотку трансформатора 140 В для зарядки и BTA16 для управления током зарядки. Будем надеяться на добро.
У вас все хорошо. Никогда не останавливайтесь, желаю вам прекрасного дня.
Дизайн № 3: Схема ИБП на базе IC 555
Третий вариант, описанный ниже, представляет собой простую схему ИБП с использованием ШИМ, которая становится совершенно безопасной для работы со сложным электронным оборудованием, таким как компьютеры, музыка. система и т. д.Весь блок обойдется вам примерно в 3 доллара. Встроенное зарядное устройство также включено в конструкцию, чтобы поддерживать аккумулятор всегда в заряженном состоянии и в режиме ожидания. Давайте изучим всю концепцию и схему.
Принципиальная схема схемы довольно проста, все дело в переключении выходных устройств в соответствии с приложенными хорошо оптимизированными импульсами ШИМ, которые, в свою очередь, переключают трансформатор для генерации эквивалентного индуцированного сетевого напряжения переменного тока, имеющего параметры, идентичные стандартному синусоидальному напряжению переменного тока. форма.
Работа схемы:
Принципиальная схема может быть понята с помощью следующих пунктов:
В схеме ШИМ используется очень популярная микросхема IC 555 для необходимой генерации импульсов ШИМ.
Предустановки P1 и P2 могут быть установлены точно так, как требуется для питания устройств вывода.
Выходные устройства будут точно реагировать на подаваемые импульсы ШИМ от схемы 555, поэтому тщательная оптимизация предустановок должна привести к почти идеальному коэффициенту ШИМ, который можно считать вполне эквивалентным стандартной форме сигнала переменного тока.
Однако, поскольку вышеупомянутые импульсы ШИМ применяются к основаниям обоих транзисторов, предназначенных для переключения двух отдельных каналов, это будет означать полный беспорядок, поскольку мы никогда не захотим переключать обе обмотки трансформатора вместе.
Использование вентилей НЕ для индуцирования переключения 50 Гц
Поэтому был введен еще один этап, состоящий из нескольких вентилей НЕ из IC 4049, который гарантирует, что устройства проводят или переключаются поочередно и никогда не все одновременно.
Генератор из N1 и N2; выполнять правильные прямоугольные импульсы, которые дополнительно буферизуются N3 — N6. Диоды D3 и D4 также играют важную роль, заставляя устройства реагировать только на отрицательные импульсы от ворот НЕ.
Эти импульсы поочередно выключают устройства, позволяя проводить только одному каналу в любой конкретный момент.
Предустановка, связанная с N1 и N2, используется для установки выходной частоты переменного тока ИБП. Для 220 вольт он должен быть установлен на 50 Гц, а для 120 вольт он должен быть установлен на 60 Гц.
Список деталей для ИБП
R1, R2, R3 R4, R5 = 1K,
P1, P2 = по формуле,
P3 = 100K предустановка
D1, D2 = 1N4148,
D3, D4 = 1N4007,
D5 , D6 = 1N5402,
D7, D8 = стабилитрон 3 В
C1 = 1 мкФ / 25 В
C2 = 10n,
C3 = 2200 мкФ / 25 В
T1, T2 = TIP31C,
T3, T4 = BDY29
IC1 = 555,
N1 … N6 = IC 4049, номера контактов см. В таблице данных.
Трансформатор = 12–0–12 В, 15 А
Схема зарядного устройства аккумулятора:
Если это ИБП, включение цепи зарядного устройства аккумулятора становится обязательным.
Учитывая низкую стоимость и простоту конструкции, в эту схему источника бесперебойного питания была включена очень простая, но достаточно точная конструкция зарядного устройства.
Глядя на рисунок, мы можем просто увидеть, насколько проста конфигурация.
Вы можете получить полное объяснение в этой статье о схеме зарядного устройства. Два реле RL1 и RL2 расположены так, чтобы сделать схему полностью автоматической. При наличии сетевого питания реле включаются и переключают сеть переменного тока непосредственно на нагрузку через N / O контакты.Между тем, аккумулятор также заряжается через цепь зарядного устройства. В момент сбоя питания переменного тока реле переключаются и отключают линию питания и заменяют ее на инверторный трансформатор, так что теперь инвертор берет на себя ответственность за подачу сетевого напряжения на нагрузку , за миллисекунды.
Еще одно реле RL4 вводится для переключения контактов во время сбоя питания, так что аккумулятор, который находился в режиме зарядки, переводится в режим инвертора для требуемой генерации резервного питания переменного тока.
Список деталей для зарядного устройства
R1 = 1K,
P1 = 10K
T1 = BC547B,
C1 = 100 мкФ / 25 В
D1 — D4 = 1N5402
D5, 6, 7 = 1N4007,
Все реле = 12 вольт, 400 Ом, SPDT
Трансформатор = 0-12 В, 3 А
Конструкция № 4: Конструкция ИБП 1 кВА
В последней конструкции, но, безусловно, самой мощной, обсуждается схема ИБП на 1000 Вт с питанием от входа +/- 220 В. , используя последовательно 40 шт. аккумуляторных батарей 12 В / 4 Ач. Работа под высоким напряжением делает систему относительно менее сложной и бестрансформаторной.Идею запросил Водолей.
Технические характеристикиЯ ваш поклонник, успешно построил много проектов для личного использования и получил огромное удовольствие. Будьте здоровы. Теперь я собираюсь построить ИБП на 1000 Вт с другой концепцией (инвертор с высоким входным напряжением постоянного тока).
Я буду использовать батарею из 18-20 герметичных батарей, последовательно соединенных по 12 вольт / 7 Ач, чтобы получить 220+ вольт в качестве входа для бестрансформаторного инвертора.
Можете ли вы предложить простейшую схему для этой концепции, которая должна включать зарядное устройство + защиту и автоматическое переключение при отказе сети. Позже я также добавлю солнечную энергию.
Конструкция
Предлагаемая схема ИБП мощностью 1000 Вт может быть построена с использованием следующих двух схем, первая из которых представляет собой секцию инвертора с необходимыми реле автоматического переключения. Вторая конструкция предусматривает автоматическое зарядное устройство.
Первая схема, изображающая инвертор мощностью 1000 Вт, состоит из трех основных ступеней.
T1, T2 вместе с соответствующими компонентами образуют входной дифференциальный усилительный каскад, который усиливает входные сигналы ШИМ от генератора ШИМ, который может быть синусоидальным генератором.
R5 становится источником тока для обеспечения оптимального тока дифференциального каскада и последующего каскада драйвера.
Секция после дифференциального каскада — это каскад драйвера, который эффективно поднимает усиленный ШИМ с дифференциального каскада до уровней, достаточных для запуска следующего каскада мощного МОП.
МОП-транзисторы выровнены двухтактным образом на двух батареях 220 В и, следовательно, переключают напряжения на их выводах стока / истока для получения требуемого выходного напряжения 220 В переменного тока без включения трансформатора.
Вышеупомянутый выход подключается к нагрузке через ступень переключения реле, состоящую из реле DPDT 12 В 10 А, пусковой вход которого поступает от электросети через адаптер переменного / постоянного тока 12 В. Это пусковое напряжение подается на катушки всех реле 12 В, которые используются в цепи для предполагаемых действий по переключению от сети к инвертору.
Список деталей для указанной выше цепи ИБП на 1000 Вт
Все резисторы CFR номиналом 2 Вт, если не указано иное.
R1, R3, R10, R11, R8 = 4k7
R2, R4, R5 = 68k
R6, R7 = 4k7
R9 = 10k
R13, R14 = 0,22 Ом 2 Вт
R12, R15 = 1K, 5 Вт
C1 = 470 пФ
C2 = 47 мкФ / 100 В
C3 = 0,1 мкФ / 100 В
C4, C5 = 100 пФ
D1, D2 = 1N4148
T1, T2 = BC556
T5, T6 = MJE350
T3, T4 = MJE340
0 Q1 = IRF
Q2 = FQP3P50
реле = DPDT, контакты 12 В / 10 А, катушка 400 Ом
Схема зарядного устройства для зарядки батарей постоянного тока 220 В.
Хотя в идеале задействованные батареи на 12 В должны заряжаться индивидуально через источник питания 14 В, с учетом простоты универсальное одно зарядное устройство на 220 В, наконец, было признано более желательным и легким в изготовлении.
Как показано на диаграмме ниже, поскольку требуемое напряжение зарядки находится в пределах 260 В, можно увидеть, что выход сети 220 В напрямую используется для этой цели.
Однако прямое подключение к сети может быть опасным для аккумуляторов из-за большого количества тока, которое оно включает, поэтому в конструкцию включено простое решение с использованием лампы серии 200 Вт.
Питание от сети подается через один диод 1N4007 и через лампу накаливания мощностью 200 Вт, которая проходит через переключающие контакты реле.
Первоначально полуволновое выпрямленное напряжение не может достигнуть аккумуляторов из-за того, что реле находится в выключенном состоянии.
При нажатии PB1 питание на мгновение достигает аккумуляторов.
Это вызывает соответствующий уровень напряжения, который должен генерироваться на 200-ваттной лампе и считываться оптическим светодиодом.
Оптоискатель мгновенно реагирует и запускает сопутствующее реле, которое мгновенно активирует, фиксирует ВКЛ и поддерживает его даже после отпускания PB1.
Было видно, что лампочка на 200 ватт слегка светится, интенсивность которого зависит от состояния заряда аккумуляторной батареи.
Когда батареи начинают заряжаться, напряжение на 200-ваттной лампочке начинает падать до тех пор, пока реле не выключится, как только будет достигнут уровень полного заряда батареи. Это можно отрегулировать, настроив предустановку 4k7.
Выходной сигнал вышеуказанного зарядного устройства подается в аккумуляторную батарею через пару реле SPDT, как показано на следующей диаграмме.
Реле обеспечивают перевод аккумуляторов в режим зарядки до тех пор, пока есть вход от сети, и переводят их в инверторный режим при выходе из строя сетевого входа.
О компании Swagatam
Я инженер-электронщик (dipIETE), любитель, изобретатель, разработчик схем / печатных плат, производитель. Я также являюсь основателем сайта: https: // www.homemade-circuits.com/, где я люблю делиться своими новаторскими идеями и руководствами по схемам.
Если у вас есть какой-либо вопрос, связанный со схемой, вы можете взаимодействовать с ним через комментарии, я буду очень рад помочь!
3 простых схемы ИБП постоянного тока для модема / маршрутизатора
В следующей статье мы обсудим 3 полезные схемы источника бесперебойного питания постоянного тока или схемы ИБП постоянного тока для источников бесперебойного питания с низким постоянным током
Первая идея ниже представляет ИБП постоянного тока Схема может использоваться для обеспечения резервного питания модемов или маршрутизаторов во время сбоев в электросети, так что широкополосное / WiFi-соединение никогда не прерывается.Идея была предложена г-ном Галивом.
Технические характеристики
Мне нужна схема, например,
У меня есть два адаптера постоянного тока на 12 В (600 мА и 2 А).
Когда присутствует входная сеть, с адаптером 600 мА я хочу заряжать аккумулятор (7,5 Ач), а с адаптером 2 А я хочу использовать свой Wi-Fi роутер.
при отключении сети переменного тока аккумулятор будет бесперебойно обеспечивать резервное копирование моего Wi-Fi роутера. Как ИБП.
Модем MY рассчитан на 12 В 2.0А. Вот почему я хочу использовать два адаптера постоянного тока на 12 В.
The Design
Два адаптера фактически не требуются для предлагаемого применения. Один адаптер, вероятно, тот, который используется для зарядки аккумулятора ноутбука, также может использоваться для зарядки внешнего аккумулятора.
Глядя на данную принципиальную схему ИБП с модемом постоянного тока, мы можем увидеть простую, но интересную конфигурацию, включающую пару диодов D1, D2 и резистор R1.
Обычно зарядное устройство для ноутбука рассчитано на 18 В, поэтому для зарядки аккумулятора на 12 В его необходимо снизить до 14 В.Это легко сделать с помощью транзисторного стабилитрона.
При наличии сети напряжение на катоде D1 больше положительного, чем на D2, что поддерживает обратное смещение D2. Это позволяет проводить только D1, подавая напряжение с адаптера на модем.
D2 выключается, подключенная батарея начинает получать необходимое зарядное напряжение через R1 и начинает заряжаться в процессе.
В случае сбоя в сети переменного тока D1 отключается и, следовательно, позволяет D2 проводить, позволяя напряжению батареи мгновенно достигать модема, не вызывая перебоев в сети.
R1 следует выбирать в зависимости от силы тока зарядки подключенного аккумулятора.
Намного лучшая и улучшенная версия вышеупомянутого показана на следующей диаграмме:
2) Схема повышающего ИБП от 6 В до 220 В
Вторая схема объясняет простую схему ИБП с повышающим преобразователем для подачи бесперебойного питания на приставку спутникового телевидения. ящики, чтобы запись в автономном режиме никогда не прерывалась во время перебоев в подаче электроэнергии. Идея была предложена г-ном Анируддха Мукхерджи.
Я энтузиаст, увлекающийся электроникой. Хотя я знаю только основы, я уверен, что вы должны получать сотни писем ежедневно, и я полностью уверен в своей удаче, если это попадет вам в «глаза»
Мое требование:
16 вольт Резервный источник постоянного тока 1 А для моей квартиры Централизованный распределительный щит Tata sky.
Проблема: люди, обслуживающие мою квартиру, не используют резервное копирование (генератор) в дневное время, у меня есть цифровой видеорегистратор Tata sky, который не может записывать, поскольку происходит потеря сигнала из-за сбоя питания.
Разрешение:
Я подумал о небольшой резервной системе, я купил небольшую схему балласта CFL на 6 вольт и 11 Вт, думая как дешевое альтернативное решение, но то же самое не сработало.
Почему мне нужен источник переменного тока вместо постоянного тока? Я не хочу вмешиваться в их систему и получать штрафы за любые сбои, которые могут возникнуть из-за естественного хода работы.
Не могли бы вы помочь мне с очень простой рентабельной схемой, которая даст мне 220 вольт 20 ватт мощности от 6 вольт 5ач батареи.Если быть точным, 220 вольт от 6-вольтовой батареи, так как я недавно купил 6-вольтовую 5-ач батарею . Требуемая выходная мощность составляет менее 20 Вт, параметры адаптера
:
Выход — 16 вольт 1 ампер
Вход — 240 вольт 0,06 ампер
Я знаю, у вас много работы, но если бы вы могли уделить немного времени и помочь мне с этим, это было бы большим подспорьем. спасибо
Спасибо,
Aniruddha
Поскольку сегодня все электронные системы используют источник питания SMPS, на входе не обязательно должен быть переменный ток для питания этого оборудования, скорее, его эквивалент Постоянный или импульсный постоянный ток также становятся полезными и работают так же хорошо.
Обращаясь к диаграмме выше, можно увидеть пару разделов, конфигурация IC1 позволяет повысить постоянный ток с напряжением 6 В до гораздо более высокого импульсного постоянного тока 220 В через топологию повышающего преобразователя с использованием IC 555 в нестабильной форме. Крайняя левая аккумуляторная секция обеспечивает переключение с сети на резервную батарею каждый раз, когда цепь обнаруживает сбой питания.
Идея довольно проста и не требует особой проработки.
Как работает схема
IC1 сконфигурирован как нестабильный генератор, который управляет T1 и, следовательно, L1 с одинаковой частотой.
T1 индуцирует полный ток батареи через L1, в результате чего на нем появляется пропорционально повышенное напряжение во время периодов выключения T1 (индуцированная обратная ЭДС от L1).
L1 должен быть соответствующим образом рассчитан так, чтобы он генерировал требуемую величину напряжения на показанных клеммах.
Указанные 200 витков предварительно рассчитаны и могут потребовать значительных изменений для достижения предполагаемого напряжения 220 В от входного источника питания 6 В.
T2 вводится для регулирования выходного напряжения до желаемого безопасного уровня, который здесь составляет 220 В.
Z1, следовательно, должен быть стабилитроном 220 В, который проводит только тогда, когда этот предел превышен, что заставляет T2 проводить и заземлять вывод 5 ИС, останавливая частоту на выводе 3 до нулевого напряжения.
Вышеупомянутый процесс постоянно быстро корректируется, обеспечивая постоянное напряжение 220 В на выходе.
Адаптер, который можно увидеть в крайнем левом углу, используется по двум причинам: во-первых, чтобы гарантировать, что IC1 работает непрерывно и выдает необходимое 220 В для подключенной нагрузки независимо от наличия сети (как и в онлайн-системах ИБП), а также для обеспечения зарядного тока аккумулятора при наличии сетевого напряжения.
Соответствующий транзистор TIP122 предназначен для генерации регулируемого постоянного тока 7 В для аккумулятора, а также для ограничения перезарядки аккумулятора.
Использование выключения операционного усилителя
Если вам нужна точная схема, которая будет точно контролировать батарею ИБП постоянного тока и обеспечивать требуемые выключения при перезарядке и низком разряде, следующая конструкция может оказаться полезной.
3) Цепь резервного ИБП постоянного тока
В этой третьей концепции ниже мы изучим пару простых резервных цепей ИБП для обеспечения безопасного бесперебойного питания важнейших устройств, таких как компьютер ATX или модемы и т. Д.Идея была предложена господином Шаяном Фирузи.
Цели и требования схемы
- Есть много продуктов, которые имеют 2 входа для разных источников питания, например, один для нормальной сети, один для генератора или другой сети, например, серверы, маршрутизаторы и какое-то критическое оборудование, которое мы называем это резервные источники питания
- У меня есть оборудование, которое потребляет 3 ампера при 12 вольт постоянного тока, если я использую 2 передачи с 12 вольт, 3 ампер на выходе, какой берет на себя ответственность, а какой ждет первой потери ?? Оба одинаковы по напряжению и силе тока, я не хочу, чтобы они работали вместе,
- Я хочу, чтобы второй блок питания был в режиме ожидания
- Просто простой вопрос: что произойдет, если я заменю батарею другим блоком питания на 12 вольт? Будет ли он работать как резервный или резервный источник питания?
- Спасибо за ваш ответ заранее. И, если возможно, расскажите нам о модели диода и других компонентов на 12 вольт 3 ампера
По запросу схема, описанная в приведенной выше ссылке, может быть изменена для работы с другим источником питания постоянного тока путем исключения батареи и связанных этапов, как показано в следующей форме резервной схемы ИБП:
Использование двух входов источника питания
Как мы видим, схема предназначена для работы с двумя источниками питания блоки питания имеют идентичные характеристики, так что при выходе из строя первичного источника питания реле мгновенно переключается на вторичный источник питания, обеспечивая бесперебойное питание подключенной нагрузки.
Диод D1 гарантирует, что пока первичный источник питания активен, а реле находится в деактивированном положении, оно подключается последовательно с D3, создавая большее прямое падение, чем диод первичного питания D4 … в команде и питании нагрузки.
Однако, как только основной источник выходит из строя, D4 отключается, и в течение этой доли секунды D1 и D4 принимают на себя питание нагрузки, пока реле не переключится на обход D1 и включение полной номинальной мощности нагрузки.
На следующей схеме показан метод, который позволяет включить батарею в предложенную резервную схему ИБП, а основной источник питания заменить солнечной панелью, что делает систему трехсторонней защищенной цепью ИБП.
Использование источника питания с батареей
Ссылаясь на схему, пока доступна солнечная энергия, реле остается включенным, обеспечивая отключение питающей сети 14 В от системы.
Солнечная энергия тем временем заряжает аккумулятор, а также подключенную нагрузку через D1.
Энергия батареи немного ниже, чем мощность солнечной панели, поэтому D2 остается отключенным, так что только D1 может передавать солнечную энергию на подключенную нагрузку на выходе.
Использование TIP122 для зарядки батареи постоянного тока
TIP122 обеспечивает регулируемое и безопасное защищенное от перезарядки питание для батареи, которая заряжается исключительно через напряжение панели в дневное время.
С наступлением ночи реле деактивируется в какой-то момент, когда солнечная энергия становится слишком слабой, чтобы удерживать реле в активном состоянии.
Вышеупомянутое переключение мгновенно включает сетевое напряжение 14 В в систему, позволяя нагрузке переключаться на сетевое напряжение без прерывания.
Питание от батареи гарантирует, что, когда реле переключается с солнечной батареи на питание от сетевого адаптера, оно компенсирует кратковременную потерю мощности при переключении путем подачи собственного питания на нагрузку и предотвращения даже микросекундного перерыва в питании. Загрузка.
Батарея также образует третью «линию защиты» на случай одновременного отказа как первичного, так и вторичного питания, и всегда находится в режиме ожидания для рекомендуемой работы схемы резервного источника бесперебойного питания.
Первую резервную схему ИБП, включающую два источника питания, можно лучше модифицировать, как показано ниже, здесь видно, что реле Н / З напрямую подключено к нагрузке, что обеспечивает нулевое падение напряжения в линии питания:
Модем ИБП с использованием зарядного устройства TP4056 Li-IOn
Если вы заинтересованы в изготовлении ИБП 5 В постоянного тока для вашего маршрутизатора с использованием высокопроизводительных зарядных устройств, таких как TP4056 и модули повышающего преобразователя, следующая конструкция может помочь: без реле, как указано ниже:
О Swagatam
Я инженер-электронщик (dipIETE), любитель, изобретатель, разработчик схем / печатных плат, производитель.Я также являюсь основателем веб-сайта: https://www.homemade-circuits.com/, где я люблю делиться своими инновационными идеями и руководствами по схемам.
Если у вас есть какой-либо вопрос, связанный со схемой, вы можете взаимодействовать с ним через комментарии, я буду очень рад помочь!
3 Простые цепи ИБП (источник бесперебойного питания) Схема
Представьте себе важную электронную схему, которая должна работать постоянно. Но иногда теряет мощность, у него заканчивается энергия для работы в качестве отключения электроэнергии. Нам нужно использовать схему ИБП (источник бесперебойного питания) принципиальная схема.
Некоторые называют аварийные резервные аккумуляторные системы. Его можно применять во многих приложениях. При отключении питания аккумулятор может автоматически обеспечивать резервное питание.
У нас есть много способов сделать это. Но я люблю простые способы, которые дешевы и легки. Вы можете легко построить его с помощью обычных компонентов в вашем магазине.
Маленькая цепь ИБП 6 В (резерв 7 В)
Если вам нужен источник питания от 5 до 7 В при токе 0,5 А. Эта схема — хороший выбор для вас. Без IC и тоже легко.
Эта система состоит из трансформатора, мостового выпрямителя и электролитического конденсатора.А для контроллера выходного силового транзистора (BD135 NPN) этой схемы есть стабилитрон.
И будет выдавать постоянное напряжение 7 вольт. Если вы используете обычную батарею AA 1,5 В. Читать далее…
Как это работает
Посмотрите на схему ниже.
Мы подключаем резервную батарею 7,5 В (AA 1,5 В x 5) к D2 последовательно и обе через выходную клемму. Падение напряжения на D2 снижает уровень напряжения источника питания примерно до 7 В (6,8 В).
Также: 8 способов преобразования 12 В в 6 В
Цепь ИБП с малым источником бесперебойного питания
При использовании с сетью переменного тока. R2 будет через некоторый ток заряжать сухие батареи или аккумулятор. В то же время это также предотвратит перезарядку.
Мало того, что R2 также просто не дает разряжаться току, протекающему от батареи, при этом используются все функции сети переменного тока.
Это сопротивление можно рассчитать, разделив напряжение между стабилитроном и батареей, на значение тока батареи в целях безопасности.
Список покупок
Q1: BD139, 1,5 А 100 В NPN транзистор
R1, R2: 1 кОм, 0,5 Вт Резисторы
C1: 1000 мкФ 25 В, электролитического типа.
C2: 100 мкФ 25 В, электролитического типа.
ZD1: стабилитрон 8,2 В 0,5 Вт
D1-D5: 1N4007, 1000 В 1 А Диод
T1: Трансформатор 0,5 А 10 В
B1: Батарея AA 1,5 В x 5 шт.
Мы используем компонент очень небольшой. Таким образом, изготовление печатных плат (печатных плат) не требуется.И все компоненты электроники (кроме трансформатора) можно паять на небольшой перфорированной печатной плате.
Список батарей:
- Обычная батарея AA (1,5 В x 5 = 7,5 В)
- NiMH батарея (1,2 В x 5 = 6 В)
- Свинцово-кислотная батарея 6 В.
Тоже отлично работает. Эта схема может обеспечивать ток, достаточный для цепей на 500 мА. Например, небольшие цифровые часы, небольшая система аварийного освещения и многое другое.
Связанные с чтением
Вышеупомянутая схема может нам не понравиться, и она работает не очень хорошо.слабый ток и довольно сложный в сборке.
Давайте попробуем использовать IC лучше, ниже!
Регулятор резервной батареи 6 В с использованием 7805
Эти простые и дешевые схемы 6-вольтного источника питания с системой резервных батарей 6 В или принципиальная схема ИБП на 6 В.
Как это работает
Во-первых, через вход трансформатора T1 подается напряжение 220 В переменного тока, чтобы снизить напряжение до 9 В переменного тока. Затем провод, подключенный к четырем диодам D1-D4 в качестве мостового выпрямителя, стал на 11 В постоянного тока.
Затем ток фильтруется в постоянное напряжение, что дает низкий уровень пульсаций на выходе. После этого напряжение стабилизируется до постоянного напряжения 6 В с помощью IC-KA7805 (тип IC-7805).
Обычно мы используем его только для 5 вольт. Но теперь мы добавляем два резистора, чтобы на выходе было напряжение 6,7 вольт и пропущенное через диод 1N4002-D6 на выход 6 вольт.
Ток подается через диоды D1 и R3 для зарядки 6-вольтовой батареи никель-кадмиевого типа.
Когда нет линии электропитания , ток батареи проходит через D7 и S1 для автоматического вывода.
LED1 и R4-470ohm для отображения питания этой цепи.
Список покупокIC1: LM7805, KA7805, регулятор постоянного тока 5 В
Электролитические конденсаторы
C1: 2200 мкФ 25 В
C2: 33 мкФ 25 В
CN: 100 мкФ 25 В
: D 1000V 1A
LED1: светодиод любого цвета на ваш выбор
Резисторы 0,25 Вт, допуск: 5%
R1: 270 Ом
R2: 47 Ом
R3: 680 Ом
R4: 330 Ом
SW1, SW2: переключатель включения / выключения
T1: Трансформатор, выход 1A 9 В
F1: Предохранитель 0.5A
Другие задействованные цепи.
Как собрать
Также указанные выше схемы мы можем построить на универсальной печатной плате. Потому что это легкая и небольшая схема. Я верю, что ты справишься.
Резервный источник питания для CMOS IC
Перебои в подаче электроэнергии часто неизбежны. И повлияет на микросхемы памяти CMOS. Обычно используется резервный источник питания никель-кадмиевого типа. аккумулятор. Но в случае новых КМОП-микросхем он потребляет только микроампер. Таким образом, мы можем использовать конденсатор для подачи этой энергии вместо этой батареи.
В этой схеме используется конденсатор C1. 4700uF сможет обеспечить максимальный ток 10uA при 5V примерно за 53 секунды. Входное напряжение в этой цепи составляет 15 В.
Пока есть это напряжение. Конденсатор C1 будет заряжаться до тех пор, пока рабочее значение не достигнет значения D1. Напряжение на затворе Q1 составляет около 2,3 В, потому что оно проходит через делитель напряжения R1 и R2.
Это гарантирует, что Q1 будет проводить ток, а C2 будет заряжаться.Выходное напряжение на выводе истока 2-го полевого МОП-транзистора является постоянным напряжением 5 вольт. Два полевых МОП-транзистора соединены в делитель напряжения.
Как это работает
При отключении питания конденсатор C1 временно подает питание. На вывод затвора T1 теперь не подается питание, поэтому C2 не заряжается снова. Но он будет медленно разряжаться, потому что Q2 имеет очень высокое входное сопротивление.
Напряжение на C2 останется почти постоянным. C2 будет подавать рабочее напряжение на Q2, поэтому он по-прежнему проводит напряжение на выходе 5V.
C1 разряжается очень медленно. Потому что внутреннее сопротивление входа MOSFET очень велико. И ток нагрузки очень низкий.
Выходное напряжение на выводе истока Q2 будет оставаться постоянным на уровне 5 В до тех пор, пока падение напряжения на C1 не упадет ниже 5 В.
Но Q2 продолжит проводить ток. Выходное напряжение ниже 5 В.
Для обеспечения правильной работы схемы. Выберите C2 как MKT или полиэфирную фольгу.
Список покупок
Q1, Q2: BF245, транзисторы на полевых транзисторах
D1: 1N4007, 1000V 1A Диоды
0.Резисторы 25 Вт, допуск: 5%
- C1: 4700 мкФ Электролитический конденсатор 25 В
- C2: 1 мкФ 50 В конденсатор MKT
Вы можете увидеть: Регулятор 5V-6V-9V-12V при 1A с использованием IC 78xx
И подробнее:
Что еще?
Вы можете посмотреть другие схемы питания: Нажмите здесь
ПОЛУЧИТЬ ОБНОВЛЕНИЕ ПО ЭЛЕКТРОННОЙ ПОЧТЕ
Я всегда стараюсь сделать Electronics Learning Easy .
Создайте свой собственный источник питания с резервным аккумулятором
Научитесь создавать резервный аккумуляторный блок питания для небольшой электроники, чтобы у вас никогда не кончился заряд.
Есть много электроники, которая должна быть постоянно включена. Будильники — хороший тому пример. Если ночью отключится электричество, а будильник не сработает, вы можете пропустить очень важную встречу. Самым простым решением этой проблемы является система резервного питания от батареи. Таким образом, если мощность сети упадет ниже определенного порога, батареи автоматически возьмут на себя управление и будут поддерживать все в рабочем состоянии до тех пор, пока сетевое питание не будет восстановлено.
Материалы:Источник питания постоянного тока
Аккумуляторы
Аккумулятор
Регулятор напряжения (опция)
Резистор 1 кОм
2 диода (рассчитанные на более высокий ток, чем у источника питания)
Штекерный разъем постоянного тока
Гнездовой разъем постоянного тока
СхемаСуществует много различных типов систем резервного питания от батарей, и тип, который вы используете, во многом зависит от того, что вы запитываете.Для этого проекта я разработал простую схему, которую вы можете использовать для питания маломощной электроники, работающей от 12 вольт или меньше.
Во-первых, вам нужен блок питания постоянного тока. Они очень распространены и бывают разных номиналов напряжения и тока. Блок питания подключается к цепи с помощью разъема питания постоянного тока. Затем он подключается к блокирующему диоду. Блокирующий диод предотвращает обратную подачу электричества из системы резервного аккумулятора в источник питания. Далее подключается аккумуляторная батарея с помощью резистора и еще одного диода.Резистор позволяет батарее медленно заряжаться от источника питания, а диод обеспечивает путь с низким сопротивлением между батареей и цепью, чтобы он мог питать цепь, если напряжение источника питания когда-либо упадет слишком низко. Если схема, которую вы управляете, требует стабилизированного источника питания, вы можете просто добавить на конец стабилизатор напряжения.
Если вы запитываете Arduino или аналогичный микроконтроллер, вы должны иметь в виду, что вывод Vin и разъем питания постоянного тока уже подключены к внутреннему регулятору напряжения.Таким образом, вы можете подключить любое напряжение от 7 до 12 В напрямую к выводу Vin.
Выберите номинал резистораНоминал резистора необходимо выбирать осторожно, чтобы аккумулятор не перезарядился. Чтобы выяснить, какой номинал резистора вам следует использовать, вам сначала нужно подумать о вашем источнике питания. Когда вы работаете с нерегулируемым источником питания, выходное напряжение не фиксируется. Когда цепь, которую он питает, выключается или отключается, напряжение на выходных клеммах повышается.Это напряжение холостого хода может быть на 50% выше, чем напряжение, указанное на этикетке на корпусе источника питания. Чтобы это проверить, возьмите мультиметр и измерьте напряжение на выходных клеммах блока питания, когда никакая другая цепь не подключена. Это будет максимальное напряжение блока питания.
NiMH аккумулятор можно безопасно заряжать со скоростью C / 10 или одной десятой его емкости в час. Однако, когда аккумулятор полностью заряжен, продолжение подачи такого количества тока может быстро повредить его.Если аккумулятор должен непрерывно заряжаться в течение неопределенного периода времени (например, в системе резервного питания от аккумулятора), то скорость заряда должна быть очень низкой. В идеале вы хотите, чтобы ток заряда был C / 300 или меньше.
В моем случае я использую аккумуляторную батарею из никель-металлгидридных аккумуляторов AA емкостью 2500 мАч. На всякий случай я хочу, чтобы ток заряда был 8 мА или меньше. Учитывая это, вы можете рассчитать, какой номинал резистора должен быть.
Чтобы рассчитать необходимое значение вашего резистора, начните с напряжения холостого хода источника питания, затем вычтите напряжение полностью заряженной аккумуляторной батареи.Это дает вам напряжение на резисторе. Чтобы найти сопротивление, разделите разницу напряжений на максимальный ток. В моем случае источник питания имел напряжение холостого хода 9 В, а напряжение аккумуляторной батареи было около 6 В. Это дало разность напряжений 3 В. Разделив эти 3 вольта на ток в 0,008 ампер, мы получим сопротивление 375 Ом. Таким образом, ваш резистор должен быть не менее 375 Ом. Для большей безопасности я использовал резистор на 1 кОм. Однако имейте в виду, что использование большего резистора значительно замедлит зарядку.Это не проблема, если система резервного питания используется очень редко.
Использование резервного источника питания от батареиИспользуя схему резервного аккумулятора, которую я разработал, вы можете подключить источник питания к гнезду питания постоянного тока. Он подключен к цепи резервного аккумулятора. Затем на выходе схемы резервного аккумулятора имеется штекерный разъем питания постоянного тока, который можно подключить к электронному устройству, которое вы хотите запитать. Эта простая конструкция плагина означает, что вам не нужно модифицировать ни блок питания, ни устройство.
Попробуйте сами! Получите спецификацию.
Система ИБПMini | Доступна подробная принципиальная схема
Эта схема мини-ИБП обеспечивает источник бесперебойного питания (ИБП) для работы приборов с питанием от 12 В, 9 В и 5 В постоянного тока при токе до 1 А. Резервная батарея принимает нагрузку без скачков и задержки при отключении сетевого питания. Его также можно использовать в качестве источника питания рабочего стола, который обеспечивает рабочее напряжение 12 В, 9 В и 5 В.Схема немедленно отключает нагрузку, когда напряжение батареи падает до 10,5 В, чтобы предотвратить глубокую разрядку батареи. Индикация LED1 предназначена для отображения уровня полного заряда аккумулятора. Миниатюрные белые светодиоды (LED2 и LED3) используются как аварийные лампы при отключении электроэнергии в ночное время.
Схема мини-ИБП
Схема мини-ИБПСтандартный понижающий трансформатор обеспечивает напряжение 12 В переменного тока, которое выпрямляется диодами D1 и D2. Конденсатор C1 обеспечивает постоянный ток без пульсаций для зарядки аккумулятора и оставшейся цепи.Когда сетевое питание включено, диод D3 смещается вперед для зарядки аккумулятора. Резистор R1 ограничивает зарядный ток. Потенциометр VR1 (10 кОм) с транзистором T1 действует как компаратор напряжения для индикации уровня напряжения. VR1 настроен таким образом, что LED1 находится в режиме «выключено». когда аккумулятор полностью заряжен, светодиод LED1 светится, указывая на полный уровень напряжения 12 В.
Сбой питания
При пропадании сетевого питания диод D3 смещается в обратном направлении, а D4 — в прямом, так что батарея может автоматически принимать нагрузку без каких-либо задержек.Когда напряжение аккумулятора или входное напряжение падает ниже 10,5 В, используется цепь отключения, чтобы предотвратить глубокую разрядку аккумулятора. Резистор R3, стабилитрон ZD1 (10,5 В) и транзистор T2 образуют цепь отсечки. Когда уровень напряжения выше 10,5 В, транзистор T2 становится проводящим, и его база становится отрицательной (как установлено R3, VR2 и ZD1). Но когда напряжение падает ниже 10,5 В, стабилитрон перестает проводить проводимость, и базовое напряжение транзистора Т2 становится положительным. Он переходит в режим «отсечки» и предотвращает ток в выходном каскаде.Предварительная установка VR2 (22k) регулирует напряжение ниже 0,6 В, чтобы Т2 работал, если напряжение выше 10,5 В.
Питание от сети снова включено
При наличии питания от сети все выходные напряжения — 12 В, 9 В и 5 В — готовы к работе с нагрузкой. С другой стороны, при отключении сетевого питания выходное напряжение может поддерживать нагрузку только тогда, когда аккумулятор полностью заряжен (на что указывает светодиод LED1). Для частично заряженной батареи доступны только 9В и 5В. Кроме того, выход недоступен, когда напряжение опускается ниже 10.5В. Если напряжение батареи колеблется в пределах от 10,5 В до 13 В, выход на клемме A также может варьироваться от 10,5 до 12 В, когда система ИБП находится в режиме работы от батареи.
Выходы в точках B и C обеспечивают 9 В и 5 В соответственно через микросхемы стабилизатора (IC1 и IC2), а выход A обеспечивает 12 В через стабилитрон. В аварийной лампе используются два сверхъярких светодиода белого цвета (LED2 и LED3) с токоограничивающими резисторами R5 и R6. Лампу можно вручную «включить» и «выключить» с помощью S1. Схема собрана на печатной плате общего назначения.Между компонентами достаточно места, чтобы избежать перекрытия. Для отвода тепла используются радиаторы транзистора Т2 и микросхемы стабилизатора (7809 и 7805).
На что обратить внимание
Положительная и отрицательная шины должны быть достаточно сильными, чтобы выдерживать большой ток. Перед подключением схемы к батарее и трансформатору подключите ее к регулируемому источнику питания. Подайте напряжение 12 В постоянного тока и отрегулируйте VR1 так, чтобы светодиод LED1 светился. После установки высокого уровня напряжения уменьшите напряжение до 10,5 В и регулируйте VR2, пока выход не отключится.После завершения настройки отключите регулируемый источник питания и подключите полностью заряженный аккумулятор к клеммам и убедитесь, что LED1 горит. После того, как все настройки сделаны, подключите цепь к батарее и трансформатору, и ваша система мини-ИБП готова к работе. В цепи используется батарея ИБП на 12 В, 4,5 Ач.
Статья была впервые опубликована в ноябре 2009 г. и недавно была обновлена.
Источник бесперебойного питания 12 В постоянного тока | Проекты
Марк Харрис| & nbsp Создано: 22 июля 2020 г. & nbsp | & nbsp Обновлено: 15 декабря 2020 г.
Я живу в сельской деревне, которая имеет тенденцию иметь прерывистую электроэнергию при сильном ветре или шторме.По этой причине мои компьютеры, серверы и сетевое оборудование используют относительно недорогие источники бесперебойного питания. Все они работают на герметичных свинцово-кислотных аккумуляторах и не являются слишком эффективным способом питания устройства постоянного тока, такого как Raspberry Pi или интернет-маршрутизатор, в качестве входящей сети. Переменный ток заряжает батарею постоянного тока, которая затем создает мощность переменного тока через инвертор, который питает преобразователь переменного тока в постоянный, чтобы обеспечить питание устройства постоянного тока. Я подумал, что было бы интересно сделать небольшой ИБП, подходящий для питания моего ADSL-маршрутизатора, вместо того, чтобы иметь для него целый ИБП переменного тока.
Мой ADSL-маршрутизатор питается от источника питания 12 В / 1 А, хотя внутренне он, вероятно, работает при напряжении 1,8–3,3 В. В этом проекте я буду создавать ИБП 12В 1А. Как обычно, вы можете найти файлы проекта Altium Designer с открытым исходным кодом на GitHub под лицензией MIT. Эта лицензия позволяет вам делать с дизайном все, что вам нравится. Если вы ищете файлы библиотеки, этот проект был разработан с использованием моей библиотеки Altium Designer с открытым исходным кодом.
Выше показан дизайн печатной платы, о котором вы будете читать в программе просмотра Altium 365 Viewer; бесплатный способ общаться с коллегами, клиентами и друзьями с возможностью просмотра дизайна или загрузки одним нажатием кнопки! Загрузите свой дизайн за считанные секунды и получите интерактивный способ всестороннего просмотра без использования громоздкого программного обеспечения или мощности компьютера.
Свинцово-кислотные батареиневероятно рентабельны на ватт-час энергии, но я хочу создать что-то более современное, компактное и легкое. Я буду питать свой ИБП двумя литий-полимерными элементами 18650, так как они обеспечивают отличную плотность мощности, скорость разряда и относительно высокоскоростную зарядку. Если вы хотите снабдить свой следующий проект батареей, почему бы не взглянуть на мою статью на OctoPart о выборе химического состава батареи для вашего проекта. Ячейка 18650 стоит относительно дорого за ватт-час по сравнению со свинцово-кислотной батареей, но у моего ИБП не будет большой нагрузки на нее.
Емкость элемента LG MJ1 составляет 3500 мАч, поэтому два последовательных элемента дают мне номинальную мощность 25,9 Втч. Это немного, но с преобразователем постоянного тока с КПД 95% у меня будет около 24,6 Вт · ч полезной мощности, обеспечивающей около двух часов работы при номинальной нагрузке 1 А. На самом деле, это, вероятно, проработает мой маршрутизатор от пяти до шести часов.
Я мог бы использовать одну ячейку или две ячейки параллельно, однако два последовательно включенных позволяет мне построить более эффективный повышающий преобразователь и предлагает гораздо больше возможностей для монолитных повышающих преобразователей.
Чтобы установить батареи на плату, я выбрал простой путь и использовал два литых держателя для батарей Keystone 1043. Они мне достаточно дешевы и крепко держат клетки. Более дешевые способы использования язычков батареи со сквозными отверстиями на каждом конце элемента потребуют дополнительных усилий для надежного удержания элементов на месте — например, корпус с 3D-печатью, который будет выполнять ту работу, на которую полностью способен держатель батареи Keystone 1043.
Для зарядки аккумуляторов я буду использовать Skyworks AAT3663IWO-8.4-2-T1, двухэлементное зарядное устройство LiPo с входом термистора 10k NTC для тепловой защиты. Термистор может не оказаться особенно полезным в этой конструкции. Он не коснется одной батареи, не говоря уже о обеих, но это очень полезный вариант при использовании пакетной ячейки со встроенным термистором. Я все еще буду добавлять термистор к плате, но он будет установлен только под одной ячейкой.
AAT3663 позволяет заряжать два элемента последовательно до 1 А, что дает мне время зарядки около 3 часов.Это намного лучше, чем я бы получил от свинцово-кислотной батареи, которая может работать до 24 часов. Быстрое время перезарядки несколько компенсирует относительно низкую емкость ячеек в моем ИБП, позволяя ему справляться с множеством коротких периодических падений мощности в ненастный день из-за короткого времени восстановления.
Схема очень проста в реализации, и все в значительной степени соответствует значениям, рекомендованным в таблице данных — здесь особо не о чем думать. Резистор ISET R5 устанавливает максимальный ток 1А.Светодиоды служат для отображения состояния заряда.
В идеале двухэлементное зарядное устройство должно уравновешивать элементы и гарантировать, что одна из них не будет перезаряжена. Ячейка с избыточным зарядом / напряжением может стать причиной возгорания, так что об этом следует помнить. Ячейки, которые я планирую использовать, достаточно хорошо согласованы, поэтому мне просто нужно будет проверять напряжение элементов примерно раз в два месяца вручную или снимать их для балансировки на одном из моих «более модных» зарядных устройств. Я не смог найти хороший недорогой вариант балансирующего двухэлементного зарядного устройства для литий-ионных аккумуляторов среди вариантов, которые я искал, поэтому, если у вас есть отличный номер детали, оставьте комментарий к статье с вашим предложением!
Существует несколько способов переключения при отказе от батареи; однако я считаю, что наиболее элегантным решением является Analog Devices LTC4414.При работе от батареи это обеспечивает конфигурацию с минимальными потерями за счет горячей замены батареи через P-Channel MOSFET. LTC4414 — это невероятно универсальная ИС, допускающая всевозможные конфигурации для распределения нагрузки и резервирования источников питания. Я с нетерпением жду возможности использовать эту ИС в других проектах в будущем.
Это не идеальное решение. Однако у него есть несколько недостатков — при отключении преобразователя AD-DC, входящего в комплект поставки маршрутизатора, на схеме этот вход проходит через диод, который обеспечивает падение напряжения и потери в виде тепла.Выбранный мной диод имеет самое низкое прямое падение напряжения среди всех SMA-диодов для его номинального тока и напряжения, которое мне удалось найти у поставщиков, которых я использую. Мой маршрутизатор продолжает работать при напряжении ниже 12 В, поэтому это небольшое падение напряжения не будет проблемой для моего приложения. В других доступных вариантах топологии для внешнего источника питания будет использоваться полевой МОП-транзистор с P-каналом, который устранит это падение напряжения. Однако я не тестировал эту топологию с помощью зарядного устройства, поэтому я рискую, используя то, что могу проверить.
Другой недостаток заключается в том, что внешний вход (источник питания от сети) должен иметь потенциал как минимум на 20 мВ выше, чем источник аварийного переключения, чтобы он мог использовать внешний источник питания. Если напряжение от настенного источника питания падает, оно фактически начинает разделение нагрузки с резервным аккумулятором для стабилизации напряжения. Это может быть очень полезной функцией в других проектах, но, вероятно, не принесет особой пользы в этом проекте. Я поиграл с этим, используя лабораторный источник питания, и ИС, которую я тестировал, начинала включать вентиль, как только резервный источник находился в пределах 20 мВ от внешнего источника.
VEXT — это внешний источник напряжения, а VREG — повышенное напряжение батареи.
Я использую разъем JST PH для выхода, так как я могу легко получить JST PH (или KR, который совместим) с разъемом типа «цилиндрический» для подключения к моему маршрутизатору.
Как я упоминал выше, внешнее входное напряжение должно быть как минимум на 20 мВ выше, чем напряжение резервного питания. Поэтому я не собираюсь строить стабилизатор на 12 В. Вместо этого я собираюсь построить стабилизатор на 11,75 В.Вы, вероятно, думаете: «Ну, это на 250 мВ ниже, чем выходное напряжение, конечно, вы можете сделать лучше, чем это?» Ну, я тоже так думал, но примерно через 10 минут игры с номиналами резисторов я решил, что 11,75 В было бы хорошо. достаточно. Я использую Analog Devices LT8362 в качестве контроллера наддува, и у него есть обратная связь 1,6 В и вход блокировки пониженного напряжения, что немного нестандартно. Лучшее, что я мог получить без допусков на резисторы, приближающие меня к 11,98 В, было 11,75 В или 0,1% или 0.5% резисторов с приличными номиналами резисторов. Итак, я делаю стабилизатор на 11,75 В для резервного питания! Это также должно учитывать провал напряжения на входящем в комплект стабилизаторе постоянного и переменного тока и некоторый допуск на настенное питание.
Эта конструкция имитирует эффективность 95% при частоте переключения 500 кГц. Я мог бы немного повысить эффективность, снизив частоту до минимальных 300 кГц, которые поддерживает устройство; однако катушка индуктивности становится слишком большой для моей целевой платы. Работа на более низкой частоте дает лишь небольшой выигрыш в эффективности, так что компромисс в пользу чуть меньшего размера стоит для меня.
У меня начальное значение блокировки при пониженном напряжении составляет 6,4 В, поэтому, когда элементы находятся в относительно низком, но все еще безопасном состоянии разряда, регулятор перестанет подавать питание. Я бы не хотел, чтобы ни одна из батарей опускалась ниже 2,9 В (серия 5,8 В), а 3,2 В считается безопасной точкой для разряда литий-ионной батареи. Батареи, которые я использую, не имеют встроенной защиты ячеек, поэтому очень важно автоматическое отключение регулятора, когда напряжение батареи достигает минимальной безопасной точки.
Я не стал отключать регулятор при наличии внешнего источника питания, а регулятор всегда включен и всегда готов к аварийному переключению.При тестировании конструкции стенда переключение с одного источника питания на другое происходило мгновенно и без падения напряжения даже при нагрузке 200 мА и отсутствии выходной емкости. Наличие постоянно включенного регулятора гарантирует, что ИБП будет готов за наносекунду принять на себя или дополнить внешний источник питания, если его напряжение начнет проседать под нагрузкой. Поскольку аккумулятор постоянно заряжается при каждом подключении внешнего источника питания, меня не беспокоит неэффективность включения регулятора без нагрузки.
У меня есть особое место, на котором я хочу поставить этот ИБП, поэтому я стараюсь сохранить дизайн размером 100 мм x 50 мм. Я мог легко обмануть и поместить батареи в нижнюю часть платы, что дало мне много места наверху для всех компонентов. Однако должен признать, что мне нравится внешний вид батарей и компонентов с одной стороны! Мне нравится делать макеты на компактных участках, это всегда интересная задача — разметить и развести, не жертвуя дизайном!
После некоторой игры я получил примерно разложенную доску, которая в основном имеет для меня смысл.Самая большая проблема — это относительно гигантская катушка индуктивности для стабилизатора 11,75 В. Компоновка регулятора определяется схемой расположения выводов ИС и необходимостью максимально уменьшить размер токовой петли, поэтому на самом деле существует только два способа размещения регулятора — как есть или повернутый на 180 градусов.
Мне не понравилось расположение микросхемы зарядного устройства напротив верхнего края платы; Там не так много места для медного радиатора. Я также понял, что батареи нужно поменять местами, чтобы положительный вывод был ближе всего к входу импульсного источника питания.Наличие регулятора напряжения между двумя ячейками улучшило расположение зарядного устройства и регулятора. Изначально у меня был положительный вывод к верхнему краю печатной платы, чтобы оптимизировать расстояние до зарядного устройства, которое я сначала разместил на плате. Однако это увеличило расстояние до регулятора напряжения и не обеспечило большой путь тока от положительного вывода до входа регулятора. Переставленная доска намного лучше, и я доволен ею.
Компонент под держателем батареи — это термистор NTC для прекращения зарядки, если батарея становится слишком горячим, или для очень медленной зарядки батареи, если элемент слишком холодный.Как я упоминал ранее в статье, это, вероятно, не будет слишком эффективной защитой. Он может распознавать только один элемент батареи и не имеет хорошего контакта даже для этой работы. При разработке схемы я размышлял, включать ли термистор или нет, но решил, что, вероятно, лучше иметь неэффективную защиту, а не ее вообще.
Я только добавляю грунт вокруг компонентов, нет никаких причин заливать медью остальную часть платы, кроме как для удовлетворения производителя вашей платы (меньшее использование химикатов).В любом случае, это не будет иметь большого электрического значения для этой конструкции.
При полностью разводной конструкции пришлось не так много жертв, чтобы все уместить. Плата достаточно длинна, чтобы в нее поместился регулятор напряжения, с приличной компоновкой и достаточным путем для отвода тепла.
Маршрутизация закончена, я только немного перетасовал компоненты и трассировки. Последнее, но важное изменение — это добавление переходных отверстий, которые помогают отводить тепло от нижней части платы к верхней и обеспечивать хороший путь тока.Зарядное устройство батареи нагревается при полном токе заряда, как и регулятор напряжения. Оба они относительно близки друг к другу, но меня это не беспокоит. Не должно быть момента, когда оба устройства генерируют тепло одновременно, так как либо батарея заряжается от внешнего источника, либо регулятор напряжения подает ток для работы подключенного устройства. Стабилизатор напряжения рассчитывает примерно 52 ° C (повышение температуры на 27 ° C) при полной нагрузке, что недостаточно для того, чтобы беспокоиться об изменении компоновки или обеспечении лучшего пути отвода тепла.
Думаю, плата выглядит неплохо — ячейки с зазором между ними для зарядного устройства выглядят лучше, чем я ожидал. Я счастлив назвать этот дизайн завершенным. Светодиоды зарядного устройства будут красивыми и хорошо видны по краю платы, а разъемы питания просты в использовании.
Несмотря на то, что он построен как автономный источник бесперебойного питания, вы можете использовать концепции этой конструкции для обеспечения возможности резервного питания от батареи для ваших собственных устройств. Файлы дизайна имеют открытый исходный код и доступны на GitHub, как упоминалось в начале статьи.С некоторыми небольшими изменениями компонентов эта конструкция может быть адаптирована для обеспечения более высокого выходного тока или другого выходного напряжения в соответствии с требованиями вашего собственного проекта.
LTC4414 — очень интересная ИС, безусловно, самая универсальная ИС контроллера ИЛИ / Контроллера идеального диода, на которую я смотрел в последние годы. Я с нетерпением жду возможности попробовать это с некоторыми другими конфигурациями в будущих проектах. Техническое описание представляет собой интересное чтение с широким спектром представленных приложений.
Есть еще вопросы? Вызовите специалиста Altium.
Как собрать ИБП с герметичными зарядными устройствами для свинцово-кислотных аккумуляторов (SLA)
Очевидно, что ток, потребляемый схемой приложения, должен быть меньше максимального выходного тока зарядного устройства. В противном случае для подзарядки аккумулятора не останется тока. Кроме того, схема приложения должна быть способна принимать весь диапазон напряжений зарядного устройства. Например, при комнатной температуре напряжение аккумулятора может достигать 15 В (для системы 12 В) во время зарядки.При очень низких температурах напряжение может быть выше. Для получения более подробной информации обратитесь к паспорту электрических характеристик зарядного устройства.Очень важный аспект , который следует учитывать, — это то, насколько глубокой может быть разряд аккумулятора во время отключения электроэнергии. Аккумулятор 12 В не должен разряжаться ниже 10,8 В (напряжение холостого хода). Значительно ниже этого напряжения батарея начинает портиться. Если позволить аккумулятору полностью разрядиться, его рейтинг в Ач значительно снизится или аккумулятор может полностью выйти из строя.
Использование зарядного устройства, которое автоматически отключает аккумулятор при уровне 10,8 В, стоит немного дороже. Однако он может оплатить дополнительные расходы при первом отключении батареи, которая разряжена до слишком низкого напряжения. Зарядное устройство Ibex L12BD-1.5 / 115AC является примером.
Время перезарядки аккумулятора будет зависеть от емкости аккумулятора в ампер-часах и количества зарядного тока, оставшегося в цепи приложения. В другом примечании к применению обсуждается время зарядки аккумулятора.
На следующем рисунке показан возможный способ подключения зарядного устройства и источника питания к нагрузке. Это позволяет использовать небольшое зарядное устройство, единственная обязанность которого — поддерживать заряд аккумулятора. Источник питания используется для питания нагрузки при включенном основном источнике переменного тока. Этот метод может быть менее затратным, чем использование большого зарядного устройства при питании большой нагрузки.
Однако у этого метода есть одно предостережение. Напряжение источника питания должно быть не ниже максимального выходного напряжения зарядного устройства.При комнатной температуре и выше напряжение зарядного устройства будет 15 В или меньше (система 12 В). При -40 ° C напряжение может достигать 16 В. Если напряжение источника питания слишком низкое, нагрузка может ограничить выход зарядного устройства при слишком низком напряжении для достаточной зарядки аккумулятора.