Circuitul de alimentare neîntreruptibilă de bricolaj. Sursă de alimentare neîntreruptibilă de casă Eșarfă, diagramă și scurtă descriere a procesului

UPS-urile sunt folosite pentru a proteja diferite tipuri de echipamente electrice, în primul rând echipamente informatice, de supratensiuni și, de asemenea, pot susține funcționarea acestora timp de câteva minute, ore sau chiar zile în timpul unei întreruperi complete de curent.

O sursă de alimentare neîntreruptibilă poate face față următoarelor probleme electrice: oprirea completă a rețelei de alimentare cu energie, zgomot de impuls de înaltă tensiune, supratensiuni pe termen lung și scurt; zgomot de înaltă frecvență sau interferențe care apar în rețeaua electrică, abatere de frecvență mai mare de 3 Hz.

Parametrii importanți ai UPS-ului sunt timpul necesar pentru a comuta sarcina la alimentare de la baterii și durata de viață a bateriei.

Alimentarea neîntreruptibilă este baza circuitului de construcție

Design UPS de rezervăîn modul de funcționare, sarcina este alimentată de la rețeaua electrică, pe care sursa de alimentare neîntreruptibilă o filtrează pentru impulsuri de înaltă tensiune și interferențe electromagnetice cu filtre pasive.

Dacă tensiunea de la rețea deviază dincolo de valorile normalizate, sarcina este conectată automat la alimentarea bateriei folosind un circuit invertor, care este inclus în fiecare UPS. De îndată ce tensiunea rețelei revine la normal, sursa de alimentare neîntreruptibilă va comuta sarcina la alimentarea de la rețea.

Diagrama interactivă UPS similar cu circuitul de rezervă, dar în plus este instalat la intrare un stabilizator de tensiune în trepte bazat pe un autotransformator, care vă permite să reglați tensiunea de ieșire. În timpul funcționării normale, UPS-urile care funcționează conform unui circuit interactiv nu reglează frecvența, dar în absența tensiunii, acesta începe să fie alimentat de un invertor cu o baterie. Avantajul acestei scheme este un timp de comutare mai scurt. În plus, invertorul este sincronizat cu tensiunea de intrare.

Circuit UPS cu dublă conversie funcționează după cum urmează: Tensiunea de intrare AC este convertită în DC, apoi înapoi în AC folosind un invertor. În absența tensiunii de intrare, trecerea sarcinii la puterea bateriei are loc instantaneu, deoarece bateriile sunt conectate în mod constant la circuit.

Blocuri și componente principale care pot fi incluse în UPS:

Dispozitiv de comutare
Filtru de supratensiune
Încărcător
Baterie
Invertor: Convertor AC-DC, Stabilizator de tensiune DC, Convertor DC-AC
Dispozitiv de comutare de ocolire
Senzor de curent
Filtru sursă
Senzor de temperatura
Interfață
Dispozitiv de afișare

Tensiunea de intrare a rețelei 220V, 50Hz este furnizată prin intermediul unui dispozitiv de comutare și a unui filtru de supratensiune la încărcător. Este necesar un dispozitiv de protecție la supratensiune pentru a preveni intrarea interferențelor în rețeaua de alimentare; încărcătorul încarcă bateria, cu condiția ca tensiunea de rețea să fie disponibilă.

Invertorul este inclus în orice UPS. Este construit pe baza unui convertor semiconductor de tensiune continuă de la baterie în tensiune alternativă furnizată sarcinii. Adesea, un invertor combină funcțiile atât ale invertorului în sine, cât și ale încărcătorului. În funcție de tipul de UPS, invertorul produce tensiuni de diferite forme

Bypass-ul este un dispozitiv de comutare. Acest dispozitiv este folosit pentru a conecta direct intrarea și ieșirea UPS-ului, eliminând circuitul de redundanță a puterii.

Bypass-ul îndeplinește următoarele funcții:

pornirea sau oprirea UPS-ului

transferarea sarcinii de la invertor la bypass în caz de suprasarcină și scurtcircuite la ieșire

transferarea sarcinii de la invertor la bypass pentru a reduce pierderile de energie electrică

Bypass-ul static este asamblat pe baza unui comutator tiristor de la tiristoare back-to-back conectate în paralel. Cheia este controlată de sistemul de control UPS

Sursa de comutare a fost luată gata pentru 28 V, 50A, dar o puteți asambla singur și există o mare varietate de circuite. Două baterii auto de 12 volți conectate în serie sunt conectate la sursa de alimentare comutată. Invertorul a fost folosit și gata făcut, deoarece prețul componentelor sale este aproape de două ori mai mare decât dispozitivul finit. Acest UPS este suficient pentru aproape o zi de consum de energie într-o casă privată mică. În cazul unei întreruperi lungi, iar în întinderile noastre siberiene acest lucru se întâmplă adesea, pornesc generatorul diesel timp de 6 ore.

Diagrama UPS

UPS-ul nostru este proiectat pentru următoarele capacități: conversie directă de la tensiune directă de 12 volți la tensiune alternativă de 220 V cu o frecvență de 50 Hz. Puterea maximă a acestui circuit UPS este de 220 W. Conversia inversă este utilizată pentru a încărca bateria. Curentul de încărcare este de 6 A. Circuitul asigură trecerea rapidă de la conversia directă la modul invers.

Pe componentele radio VT3, VT4, R3...R6, C5, C6 se realizează un generator de ceas, generând impulsuri cu o rată de repetare de 50 Hz. Generatorul setează modul de funcționare al tranzistoarelor bipolare VT1, VT6. Înfășurările IIa, IIb ale transformatorului sunt conectate la circuitul lor colector. Filtrul de rețea este asamblat pe componente pasive C1, C2, L1, iar filtrul generator de ceas se bazează pe elemente radio VD1, SZ, C4.

Un UPS este un dispozitiv foarte profitabil. Atâta timp cât funcționează, utilizatorul nu are probleme cu alimentarea cu energie. Dar funcționalitatea acestui dispozitiv nu se termină aici. Cea mai simplă modificare a unei surse de alimentare neîntreruptibilă face posibilă crearea pe baza acesteia a unor dispozitive precum un convertor, sursă de alimentare și încărcare.

Cum se transformă o sursă de alimentare neîntreruptibilă într-un convertor de tensiune de 12/220 V

Un convertor de tensiune (invertor) convertește curentul continuu de 12 volți în curent alternativ, crescând simultan tensiunea la 220 volți. Costul mediu al unui astfel de dispozitiv este de 60-70 de dolari SUA. Cu toate acestea, chiar și proprietarii de surse de alimentare neîntreruptibile uzate cu funcție de pornire a bateriei au șanse foarte reale de a obține un convertor funcțional pentru practic nimic. Pentru a face acest lucru, trebuie să faceți următoarele:

Deschideți carcasa UPS.

Demontați bateria prin îndepărtarea a două fire de la bornele de stocare - roșu (la pozitiv) și negru (la negativ).

Scoateți difuzorul - un dispozitiv de semnalizare sonoră similar cu o șaibă centimetrică.

Lipiți o siguranță la firul roșu. Majoritatea designerilor recomandă utilizarea siguranțelor de 5 amperi.

Conectați siguranța la contactul „de intrare” al UPS-ului - priza în care a fost introdus cablul care conectează sursa de alimentare neîntreruptibilă la priză.

Conectați firul negru la contactul liber al prizei „de intrare”.

Luați un cablu standard pentru a conecta UPS-ul la priză și tăiați ștecherul. Conectați conectorul la mufa de intrare și determinați culorile firelor corespunzătoare contactelor roșu și negru.

Conectați firul de la contactul roșu la pozitivul bateriei și de la negru la negativ.

Porniți UPS-ul.

UPS-uri Eaton 5P 1150i interne

Această transformare este permisă numai de sursele de alimentare neîntreruptibile cu funcție de pornire a bateriei. Adică, UPS-ul trebuie să se poată porni inițial de la, fără a se conecta la o priză.

Dacă UPS-ul are o priză standard, 220 de volți pot fi îndepărtați din contactele sale. Dacă nu există o astfel de priză, aceasta va fi înlocuită cu un prelungitor conectat la priza de „ieșire” a sursei de alimentare neîntreruptibilă. Fișa de prelungire este îndepărtată, după care firele sunt lipite la contactele prizei de „ieșire”.

Principalele dezavantaje ale unor astfel de convertoare:

• Timpul de funcționare recomandat pentru un astfel de invertor este de până la 20 de minute, deoarece UPS-urile nu sunt proiectate pentru funcționarea pe termen lung a bateriei. Cu toate acestea, acest dezavantaj poate fi eliminat prin încorporarea unui ventilator al computerului care funcționează de la 12 V în carcasa UPS-ului.
• Lipsa controlerului de încărcare a bateriei. Utilizatorul va trebui să verifice periodic tensiunea la bornele convertizorului. Pentru a elimina acest dezavantaj, puteți încorpora un releu auto obișnuit în designul convertorului prin lipirea firului roșu din spatele siguranței la pinul 87. Dacă este conectat corect, un astfel de releu va opri sursa de alimentare atunci când tensiunea bateriei scade sub 12 volți.

Cum se face o sursă de alimentare dintr-o sursă de alimentare neîntreruptibilă

În acest caz, din întregul proiect al sursei de alimentare neîntreruptibilă, doar . Prin urmare, utilizatorul care decide să refacă UPS-ul în acest fel va trebui fie să demonteze întregul UPS, lăsând doar carcasa și transformatorul, fie să îndepărteze această parte, pregătind o carcasă separată pentru acesta. Apoi procedați conform următorului plan:

Cu ajutorul unui ohmmetru, se determină înfășurarea cu cea mai mare rezistență. Culorile tipice sunt alb-negru. Aceste fire vor fi intrarea la sursa de alimentare. Dacă transformatorul rămâne în UPS, atunci acest pas poate fi omis - intrarea în sursa de alimentare de casă în acest caz va fi priza „de intrare” de la capătul UPS-ului, conectând dispozitivul la priză.

În continuare, transformatorului este furnizat un curent alternativ de 220 de volți. După aceasta, tensiunea este îndepărtată de la contactele rămase, căutând o pereche cu o diferență de potențial de până la 15 volți. Culorile tipice sunt alb și galben. Aceste fire vor fi ieșirea de la sursa de alimentare.

Intrarea la sursa de alimentare este formată din fire de pe o parte a miezului. Ieșirea din bloc este formată din fire situate pe partea opusă.

La ieșirea sursei de alimentare este instalată o punte de diode.

Consumatorii sunt conectați la contactele punții de diode.

Transformator

Tensiunea tipică la ieșirea transformatorului este de până la 15 V, dar va scădea după conectarea la o sursă de alimentare de casă. Proiectantul unui astfel de dispozitiv va trebui să selecteze tensiunea de ieșire prin experimentare. Prin urmare, practica utilizării unui transformator UPS ca bază a sursei de alimentare pentru un computer este departe de a fi cea mai bună idee.

Conversia unei surse de alimentare neîntreruptibile pentru încărcare

În acest caz, nu este necesară o transformare minimă similară cu cea descrisă în paragraful de mai sus. La urma urmei, sursa de alimentare neîntreruptibilă are propria sa baterie, care se încarcă după cum este necesar. Ca urmare, pentru a transforma UPS-ul într-un încărcător, trebuie să faceți următoarele:

Localizați circuitul primar și secundar al transformatorului. Acest proces este descris în paragraful de mai sus.

Alimentați circuitul primar cu 220 de volți prin introducerea unui regulator de tensiune în circuit - ca atare, puteți utiliza un reostat pentru becuri, înlocuind un comutator tradițional.

Regulatorul va ajuta la calibrarea tensiunii la înfășurarea de ieșire în intervalul de la 0 la 14-15 volți. Locul în care este introdus regulatorul este în fața înfășurării primare.

Conectați o punte de diode de 40-50 amperi la înfășurarea secundară a transformatorului.

Conectați bornele punții de diode la polii corespunzători ai bateriei.

Nivelul de încărcare a bateriei este monitorizat de indicatorul sau voltmetrul acestuia.

Scrie o scrisoare

Pentru orice intrebare puteti folosi acest formular.

În general, acest articol a fost scris inițial cu mult timp în urmă, cu mai bine de doi ani în urmă. Dar în acest caz, am decis că informațiile din acesta ar putea fi utile și folosite în beneficiul maeștrilor de imprimare 3D.

Scopul acestui articol este de a transforma o sursă de alimentare obișnuită într-o sursă de alimentare mică neîntreruptibilă, cu o ieșire de aproximativ 11-13,5 volți.

De exemplu, va exista o sursă de alimentare cu o putere de 36 de wați, dar practic fără modificări circuitul este aplicabil la surse de alimentare mai puternice și cu modificări la.

Dar mai întâi, doar o mini-review a sursei de alimentare în sine, scuze pentru calitatea fotografiei, a fost făcută cu un fier de lipit.

Specificatiile tehnice sunt indicate la final.

Caracteristicile m-au derutat puțin, de obicei fie indică întreaga gamă, fie dacă există o alegere de 110/220, atunci în consecință există un comutator și în interiorul unui circuit redresor de rețea cu trecere la dublare. Nu a fost nici un comutator aici. Mai târziu vom arunca o privire mai atentă la ceea ce este înăuntru.

Dimensiunile sunt relativ mici.

La sfârșit există borne de conectare pentru 220 Volți, un terminal de împământare și terminale de ieșire pentru 12 Volți. Există, de asemenea, aici un LED care indică prezența tensiunii de ieșire și un rezistor de reglare a tensiunii de ieșire.

După deschidere, am văzut placa de circuit imprimat a acestei surse de alimentare.

Placa conține un filtru de intrare complet, un condensator de 33uF 400V (destul de normal pentru puterea declarată), o piesă de înaltă tensiune realizată după designul circuitului unui auto-oscilator (când l-am comandat, am sperat că va fi un UC3842 standard), un filtru de ieșire constând din doi condensatori de 470uF 25V și o bobine. Capacitatea filtrului de iesire este prea mica, l-as pune de 2 ori mai mult.

Tranzistor de putere 5N60D - numai în pachet TO-220.

Dioda de ieșire - stps20h100ct - este similară în pachetul TO-220.

Circuitul de stabilizare și feedback este realizat pe TL431.

Partea din spate a plăcii.

Nimic neobișnuit, lipirea este de calitate medie, fluxul este spălat, destul de îngrijit.

Dar am fost surprins de marcajele de pe tablă (sunt și pe partea de sus).

SM-24W, poate inițial sursa de alimentare era de 24 W, apoi au decis că nu va fi suficient și au scris 36?

Experimentele vor arăta.

Prima pornire, nimic nu a mers prost, nu e rău.

Am incarcat sursa cu rezistente sovietice clasice indestructibile, 10 Ohm, 2 bucati in paralel.

Curentul este de aproximativ 2,5 Amperi.

Am măsurat tensiunea după firele la rezistențe, așa că a scăzut puțin.

L-am lăsat așa, m-am dus să beau ceai și fum și am așteptat să explodeze.

Nu a explodat, nici măcar nu s-a fierbinte, erau 40 de grade, poate 45 de grade, nu l-am măsurat în mod specific, se simțea puțin cald.

L-am încărcat încă 0,22 A (nu am găsit nimic potrivit în apropiere), nimic nu s-a schimbat.

Am decis să nu mă opresc aici și am instalat un alt rezistor de 10 ohmi la ieșire.

Tensiunea a scăzut la 10,05 volți, dar sursa de alimentare a continuat să funcționeze din greu.

Apropo, am fost sceptic cu privire la această sursă de alimentare, în principal din cauza designului său de circuit, deoarece sunt obișnuit să lucrez cu surse de alimentare mai scumpe care au un controler PWM, control de curent etc. Practica a arătat că această opțiune este, de asemenea, destul de viabilă.

Apoi, am decis să trec la partea non-standard a testului și să încerc să-l fac să facă ceea ce voiam să-l iau. De fapt, cititorii obișnuiți ai recenziilor mele sunt obișnuiți cu faptul că îmi place nu numai să arăt un produs într-o recenzie, ci și să îl folosesc, așa că nici de data aceasta nu vă voi supăra.

Dopaj

Totul a început când un prieten a sunat și a întrebat dacă este posibil să se realizeze o mică sursă de alimentare neîntreruptibilă pentru a alimenta un lacăt electromagnetic și un controler. Trăiește în sectorul privat, uneori lumina nu ține mult și apoi se stinge. Avea deja o baterie, rămasă de la o sursă neîntreruptibilă a computerului, nu mai consumă un curent mare, dar face față încuietorului destul de normal.

În general, am aruncat o mică eșarfă suplimentară pe această sursă de alimentare.

Eșarfă, diagramă și scurtă descriere a procesului.

Sistem.

Și tabla a trasat pe ea.

Circuitul oferă o limitare a curentului de încărcare (în cazul meu, setat la 400mA), protecție împotriva supradescărcării bateriei (setat la 10 volți), protecție simplă împotriva inversării bateriei (cu excepția cazului în care inversați polaritatea în deplasare) și funcția reală de alimentare cu tensiune de la baterie la sursa de ieșire.

Am transferat eșarfa pe PCB și am acoperit-o cu lipit.

Am ales detaliile.

Am lipit placa, releul este diferit, deoarece la început nu am observat că era de 5 volți, a trebuit să caut 12.

Explicații pentru diagramă.

În principiu, C2 poate fi omis, apoi R5 și R6 sunt înlocuite cu unul la 9,1-10 kOhm.

Este necesar să se reducă alarmele false în timpul schimbărilor bruște de sarcină.

În mod ideal, desigur, ar fi mai bine să adăugați câteva spire în plus față de înfășurarea secundară, deoarece sursa de alimentare funcționează cu o supratensiune de 20%. Testele au arătat că totul funcționează bine, dar este mai bine fie să înfășurați puțin înfășurarea secundară, fie chiar mai bine - modificați sursa de alimentare 15 Volt, nu pornit 12 . In cazul meu a trebuit sa schimb si valoarea rezistorului din divizorul de feedback al sursei de alimentare, in diagrama este R7, este 4,7 kOhm, l-am setat la 4,3 kOhm, daca folosesc o sursa de 15 Volti. , cel mai probabil acest lucru nu va trebui făcut.

După ce am asamblat placa, am încorporat-o în sursa de alimentare.

Punctele de legătură sunt indicate pe tablă și se vede locul unde este tăiată pista negativă (deasupra numărului 3).

Am înfășurat placa cu bandă adezivă și am așezat-o într-un loc mai mult sau mai puțin liber.

După (de fapt, este mai bine înainte să-l izolăm cu bandă), am setat tensiunea de ieșire a sursei de alimentare la 13,8 volți (această tensiune care va fi menținută de baterie este de obicei setată în intervalul 13,8-13,85.

Iată o vedere a dispozitivului asamblat și configurat.

Conectat o sarcină mică și o baterie. Curent de încărcare 0,39 A (poate scădea ușor pe măsură ce se încălzește).

Am deconectat alimentarea de la rețea, sarcina continuă să funcționeze, la multimetru curentul de sarcină + consumul de curent al releului + consumul de curent al circuitelor de măsurare.

Un prieten avea nevoie de o sursă neîntreruptibilă pentru un curent de 0,8-1 Amperi, am încărcat-o puțin.

După aceea, am conectat sursa de 220 Volți, pe un multimetru tensiunea la sarcină (tot crește, bateria nu este încărcată), pe al doilea curentul de încărcare (scăzut puțin din cauza încălzirii).

În general, după părerea mea, modificarea a fost un succes o astfel de sursă de alimentare poate alimenta sarcini mici, de până la 1-1,5 Amperi. Nu aș face-o din nou, deoarece sursa de alimentare este în modul anormal. Dacă utilizați o sursă de alimentare de 15 volți, atunci curentul poate fi mărit, dar trebuie să țineți întotdeauna cont de curentul de încărcare a bateriei (este determinat de rezistența R1. 1,6 Ohm oferă un curent de încărcare de aproximativ 0,4 A, cu atât rezistența este mai mică. , cu atât este mai mare curentul și invers.

Dacă cineva nu este de acord cu curentul de încărcare configurat, tensiunea de sfârșit de încărcare și oprirea automată, atunci toate acestea pot fi schimbate cu ușurință, dacă este necesar, vă voi explica cum se face.

Desigur, vă puteți întreba ce legătură au imprimantele 3D și această mică sursă de alimentare cu asta.

Totul este simplu, așa cum am scris la început, puteți lua o sursă de alimentare puternică, puteți utiliza componente mai puternice în placa pe care am făcut-o și puteți obține o sursă de alimentare neîntreruptibilă care nu are așa ceva ca „timp de comutare”, adică. de fapt „online”. Și deoarece imprimarea durează foarte mult timp, acest lucru poate fi foarte util în ceea ce privește funcționarea neîntreruptă. În plus, eficiența unui astfel de sistem este vizibil mai mare decât cea a sistemelor UPS tradiționale.

Pentru utilizare cu curenți mari, trebuie să înlocuiesc dioda VD1 de pe placa mea cu orice Schottky cu un curent mai mare de 30 de amperi (de exemplu, lipită de la o sursă de alimentare a computerului) și să o instalez pe un radiator, un releu cu oricare. cu un curent de contact mai mare de 20 de amperi și o înfășurare cu un curent de cel mult 100 mA (sau mai bine până la 80). În plus, poate fi necesară creșterea curentului de încărcare, aceasta se face prin reducerea valorii rezistenței R1 la 0,6-1 Ohm.

Există și surse de alimentare industriale cu această funcție, cel puțin știu câteva dintre ele făcute de Meanwell, dar:

1. Sunt foarte scumpe

2. Disponibil în putere de 55 și 150 W, ceea ce nu este atât de mult.

Asta pare să fie tot, dacă aveți întrebări, voi fi bucuros să discut.

Toate echipamentele electronice necesită alimentare cu energie, iar cel mai adesea folosim o rețea de curent industrial de 220V, 50 Hz.
Dar uneori pot apărea situații de „forță majoră” atunci când electricitatea este brusc „întreruptă”. Dacă o întrerupere bruscă de curent nu este foarte înfricoșătoare pentru echipamentele de uz casnic, atunci pentru, de exemplu, computere, acest lucru poate duce la consecințe ireversibile: programe dezinstalate, pierderea de informații și așa mai departe.

Dacă în orașele mari alimentarea cu energie electrică este mai mult sau mai puțin stabilă, dar în zonele rurale aceasta este o întâmplare destul de comună...
Pentru a evita neînțelegerile enervante asociate cu o întrerupere bruscă de curent, mulți producători recomandă utilizarea surse de alimentare neîntreruptibile(sau cum se numesc pur și simplu UPS). Ele sunt, desigur, produse de industrie, dar o astfel de sursă poate fi colectată pe cont propriu.

Pe lângă asigurarea protecției în cazul unei întreruperi de curent, alimentare neîntreruptibilă poate fi de asemenea utilă în condiții „de teren” atunci când este nevoie obțineți 220 de volți de la o baterie de 12 volți.

Am discutat deja pe site-ul nostru un circuit asemanator care iti permite sa obtii 220 Volti de la 12, iata, iata un alt circuit preluat din revista Radioamatori, Nr.2, 1999.

Circuit de alimentare neîntreruptibil de casă

Alimentare neîntreruptibilă prevede:

În modul direct, conversia tensiunii DC 12 V la tensiune AC 220 V/50 Hz cu un consum maxim de curent de cel mult 6 A. Putere de ieșire - până la 220 W (1 A):

Mod invers (mod de încărcare a bateriei). În același timp, curentul de încărcare este de până la 6 A; .

Comutare rapidă de la modul înainte la modul înapoi.

Diagrama UPS este prezentată în figură. Pe elementele VT3, VT4, R3...R6, C5, C6 se realizează un generator de ceas, generând impulsuri cu o frecvență de aproximativ 50 Hz. El, la rândul său, controlează funcționarea tranzistoarelor VT1, VT6, ale căror circuite colectoare includ înfășurările IIa, IIb ale transformatorului T1. Diodele VD2, VD3 sunt elemente de protecție pentru tranzistoarele VT1, VT6 în regim înainte și redresoare în regim invers. Elementele C1, C2, L1 formează un filtru de rețea, VD1, SZ, C4 - un filtru generator de ceas. Să vedem cum funcționează circuitul în ambele moduri.

Mod direct (=12 V / -220 V). O tensiune de +12 V este aplicată alternativ înfășurărilor IIa sau IIb, iar transformatorul T1 o transformă la o tensiune de 220 V/50 Hz. Această tensiune este prezentă la priza XS1, iar la ea sunt conectați tot felul de consumatori (lămpi cu incandescență, televizor etc.)

Indicatorul de funcționare normală este aprinderea LED-urilor VD4, VD5. Curentul de sarcină poate ajunge la 1 A (220 W).

Mod invers (-220 V / = 12 V). Pentru a lucra în modul invers, trebuie să conectați sursa de alimentare la conectorul XP1 și să-i aplicați -220 V După aceasta, comutatorul SB1 este comutat. În acest caz, tensiunea rețelei intră în înfășurarea primară a transformatorului T1, iar generatorul de ceas este oprit. Datorită acestui fapt, pe înfășurările secundare ale lui T1 se obțin două tensiuni alternative de 10V, care sunt redresate de diodele VD2, VD3. Un indicator al funcționării normale în modul invers este aprinderea LED-ului VD5. Fierberea în borcanele bateriei GB1 indică procesul de încărcare.

Detalii și design, T1 este orice transformator care furnizează două tensiuni de 10V la un curent de până la 10 A. Cel mai bine este să folosiți miezuri de tipurile ShL și PL, care sunt mai ușor de dezasamblat. Bobina L1 este realizata pe un inel de ferita K28x16x9 M2000NM si contine doua infasurari de 10 spire de sarma cu diametrul de 0,5...0,71 mm.

Tranzistoarele VT1, VT6 și diodele VD2, VD3 sunt atașate prin distanțiere de mica, lubrifiate cu pastă termoconductoare, pe un radiator comun cu o suprafață de cel puțin 200 cm2.

În trecutul îndepărtat, era nevoie de funcționarea neîntreruptă a echipamentelor de rețea mici: un modem ADSL și câteva routere.

La router era conectată o antenă, privind spre sat. La acea vreme, internetul normal acolo părea un vis îndepărtat. Prin urmare, a fost organizată o „link” fără fir, care transmite Internetul către birou.

Acest echipament a fost amplasat într-un loc în care curentul electric a fost oprit în mod regulat, în urma căruia s-a pierdut internetul, iar după ce a apărut curentul, modemul ADSL ar putea îngheța. În general, o situație neplăcută.

A fost achiziționat un UPS Powercom model bnt-600ap. Modemul ADSL și o pereche de routere au consumat în total nu mai mult de 1,5A la o tensiune de alimentare de 12V. UPS-ul are o baterie de 12V 7Ah, teoretic sarcina noastră ar fi trebuit să funcționeze cel puțin trei ore. Dar, în practică, timpul de funcționare s-a dovedit a nu mai mult de o oră. Acest lucru ne-a supărat foarte tare, deoarece munca programată a electricienilor ar putea începe la ora 9:00 și se putea termina la ora 17:00. Drept urmare, internetul vital a fost pierdut pentru întreaga zi. Ce s-a întâmplat? UPS-ul nostru avea un transformator greu care bâzâia în timp ce funcționa pe baterie.

Măsurătorile au arătat că la relanti circuitul „mâncă” 10A din baterie, iar cu o sarcină de aproximativ 10-60W, consumul de curent a scăzut la 8A. În general, din câte am înțeles, orice UPS cu un transformator „de fier” nu este proiectat pentru funcționare pe termen lung - opriți computerul și mergeți la ceai. Am efectuat măsurători și experimente pe trei sau patru dispozitive UPS de modele diferite (una sau două baterii) - rezultatul a fost același.

Ca experiment, am închiriat un UPS fără transformator care funcționează la o frecvență de 50 Hz. Cine nu știe, astfel de surse conțin un invertor care crește tensiunea bateriei la valoarea tensiunii efective și 4 tranzistoare cu efect de câmp (mosfet) care desenează o „undă sinusoidă”. Eficiența unui astfel de UPS este mult mai mare. Totul ar fi bine, dar după o jumătate de oră de funcționare s-a oprit de la sine, deși bateria nu era complet descărcată. Din documentație reiese clar că acest lucru era necesar pentru a nu apărea o „situație de pericol de incendiu”. Se pare că producătorul a economisit bani pe calorifere și a decis să oprească pur și simplu încărcătura după o jumătate de oră.

Din păcate, acest UPS nu era potrivit nici pentru această sarcină.

Un bărbat care știe să țină un fier de lipit a sugerat să cumpere o baterie de mașină, să monteze un încărcător și să facă un UPS. În general, un UPS de 24 de volți (două baterii) a fost „distrus” și totul s-a încheiat cu faptul că în timpul lunii „experimentelor” a fost distrusă și bateria mașinii. Din câte am înțeles, bateria trebuia încărcată cu un curent de 10-15 Amperi, sau mai mult, ceea ce nu s-a făcut la începutul funcționării, iar încărcarea cu curenți mici de 2-3A a stricat-o. De la o baterie de 12V 55Ah nu am realizat cel puțin 10 ore de funcționare la o sarcină de 1A. Pe la ora 5 și atât.

Toate aceste experimente costă un ban, fără rezultate.

Aveam nevoie urgent de un UPS care să alimenteze echipamentele de rețea timp de cel puțin 8 ore, de preferință 10.

Am asamblat o versiune de 12 volți a sursei de alimentare neîntreruptibilă. Sarcina era alimentată de două baterii conectate în paralel. Dispozitivul a rezolvat complet problema „lucrării programate de către electricieni”. Din câte îmi amintesc, bateriile țineau o zi întreagă de muncă.

Circuitul este destul de simplu și nu conține piese rare.

Dispozitivul este format din următoarele componente:

1. Alimentare industrială. Este folosită sursa de alimentare de la MeanWell RS-35-12 -12V 3A. Fie nu existau surse de alimentare de 13,5V 3A în magazin, fie erau mult mai scumpe, pe scurt, am cumpărat-o pe aceasta cu speranța că „o pot da până la 15 volți”. Speranța nu a fost în mod deosebit justificată - nu am putut ajunge la o tensiune de 15 volți folosind un rezistor variabil standard. A trebuit să schimb valorile unor rezistențe. Merită să rețineți că unitatea are protecție la supratensiune, așa că va trebui să reparați. Sursa de alimentare este simplă - mosfet și NCP1203P60 Destul de fiabilă, a funcționat timp de 5 ani.
2. Limitator de curent de încărcare pe LD1085, care setează curentul de încărcare a bateriei la un nivel acceptabil. Pentru două baterii a fost setat 1,47 A.
3. Unitate de deconectare a sarcinii. Cel mai responsabil, conceput pentru a preveni descărcarea bateriilor sub o tensiune critică. Unitatea a fost reproiectată pentru a asigura cel mai mic consum de curent posibil de la baterie în modul „încărcare oprită”.

Un declanșator RS este asamblat pe două elemente logice ale microcircuitului CD4011 (analog cu K561LA7). Când dispozitivul este pornit, un jurnal este setat la pinul 10. 1, ceea ce duce la deschiderea tranzistoarelor BC546 și IRF9540. Dacă alimentarea de la rețea se întrerupe, sarcina continuă să funcționeze folosind bateriile. Pentru a crește eficiența dispozitivului, contactele releului normal închise sunt conectate în paralel cu dioda ansamblului MBR2045. Astfel, atunci când tensiunea de alimentare scade, dioda este închisă.

Dacă tranzistorul BC817 se închide, atunci jurnalul 1 va apărea la pinii 1,2 ai cipul CD4011, ceea ce va duce la închiderea IRF9540 și deconectarea sarcinii de la baterie.

Microcontrolerul Attiny13A monitorizează tensiunea bateriei și, dacă este atins un prag critic, oprește sarcina.

În versiunea anterioară, în locul unui microcontroler și BC817, a fost folosit un cip NE555, care a generat un jurnal. 0 când bateria este descărcată. Nu au existat plângeri speciale cu privire la funcționarea sa, cu excepția setării dificile a tensiunii de prag și a consumului ridicat în modul „oprit”. Prin urmare, s-a decis instalarea unui microcontroler.

În acest sens, unele elemente au fost îndepărtate de pe placa de circuit imprimat.

Firmware-ul pentru microcontroler a fost scris în grabă.

Când apare tensiune în rețea, LED-urile verzi și roșii încep să clipească. După aproximativ 5 secunde, circuitul intră în modul de măsurare a tensiunii, iar LED-ul verde se aprinde imediat, semnalând o „baterie complet încărcată” dacă în modul de funcționare autonom, tensiunea bateriei este sub 12 volți, LED-ul verde se va stinge; iar LED-ul roșu se va aprinde dacă tensiunea scade sub 10,8 – sarcina va fi oprită.

După cum se poate vedea din diagramă, atunci când sarcina este oprită, placa de microcontroler se oprește, de asemenea, acest lucru este necesar pentru un consum minim de energie în modul oprit. Ar fi o idee bună să deconectați dioda 1n4007 de la sursa tranzistorului IRF9540 și să o conectați la punctul de alimentare al plăcii microcontrolerului - atunci consumul ar fi minim, acum 20 μA.

În versiunea anterioară, consumul în starea oprit era de aproximativ 5-10mA. Acesta este de fapt consumul lui NE555.

Imaginați-vă - UPS-ul dvs. a fost oprit timp de o lună. Cât de departe se va descărca bateria?

În timpul unei luni de inactivitate, tensiunea bateriilor a scăzut la 7 volți.

După cum sa dovedit, bateriile cu gel sunt foarte delicate și după un astfel de abuz mor complet. După o descărcare profundă, nu am putut să-i reînvie cu nicio acțiune. Se pare că există un consum de 5-10 mA, dar în decurs de o lună bateriile s-au consumat complet. Pentru a preveni astfel de situații să se repete, NE555 a fost eliminat și a fost adăugată o placă de microcontroler.

Protecția la scurtcircuit este asigurată de o siguranță cu resetare automată de 4A conectată în fața conectorului de sarcină.

Au fost asamblate trei UPS-uri similare. Unul dintre ei alimenta echipamente wireless într-o clădire cu mai multe etaje. A murit de două ori din cauza furtunilor.

Pentru prima dată, s-a întâmplat ceva cu condensatorul de 0,1 µF din sursa de alimentare, a spart IRF9540 și MBR2045. Pentru a preveni repetarea acestei situații, la circuitul porții a fost adăugată o diodă zener, un supresor P6KE20.

Data viitoare, optocuplerul PC123 și TL431 au explodat în sursa de alimentare (o bucată din carcasă a zburat). CD4011 de pe placa UPS s-a ars - se pare că dioda zener din circuitul său de alimentare a fost îndepărtată în zadar.

Se pare că sarcina nu a fost împământată și, în timpul unei furtuni, s-a acumulat o sarcină pe ea, care a trecut prin sursa de alimentare în firul neutru al rețelei de alimentare.

În general, UPS-ul s-a dovedit a fi destul de fiabil.

Privind circuitul său, aș arunca CD4011 și aș transfera logica de funcționare la un microcontroler mai puternic (de exemplu atmega8), în loc de LD1085, aș instala un limitator de curent PWM.

UPS-ul este plasat în corpul unui UPS industrial stricat cu două baterii. Sub o sarcină de 1,5 A, tranzistorul și dioda încep să se încălzească din motive de fiabilitate, au fost instalate radiatoare din foi de aluminiu de 3 mm. Deși chiar și fără ele, circuitul a funcționat timp de un an, până când o furtună a ucis mosfetul.

Firmware-ul a fost scris în mediul AVR Studio în C, plăcile au fost dezvoltate în Sprint-Layout.

Fișiere de proiect.