Tee-ise-katkematu toiteallikas 12 volti. Katkematu toiteallikas. Seadme skeem ja kirjeldus. Kodune katkematu toiteahel

Üldiselt on see artikkel algselt kirjutatud kaua aega tagasi, rohkem kui kaks aastat tagasi. Kuid antud juhul otsustasin, et sealt saadav teave võib olla kasulik ja seda saab kasutada 3D-printimise meistrite heaks.

Selle artikli mõte on muuta tavaline toiteallikas väikeseks katkematuks toiteallikaks, mille väljund on umbes 11–13,5 V.

Näitena tuleb toiteallikas võimsusega 36 vatti, kuid praktiliselt ilma modifikatsioonideta on skeem rakendatav võimsamatele toiteallikatele ja modifikatsioonidega.

Aga kõigepealt lihtsalt miniülevaade toiteplokist endast, vabandan foto kvaliteedi pärast, see on tehtud jootekolbiga.

Tehnilised andmed on toodud lõpus.

Karakteristikud ajasid mind veidi segadusse, tavaliselt näitavad need kas kogu vahemikku või kui on valida 110/220, siis vastavalt on lüliti ja sees võrgualaldi ahel koos kahekordistamisele lülitamisega. Siin polnud lülitit. Hiljem vaatame lähemalt, mis seal sees on.

Suurused on suhteliselt väikesed.

Otsas on ühendusklemmid 220 V jaoks, maandusklemm ja väljundklemmid 12 V jaoks. Siin on ka LED, mis näitab väljundpinge olemasolu ja trimmiv takisti väljundpinge reguleerimiseks.

Pärast avamist nägin selle toiteploki trükkplaati.

Plaat sisaldab täisväärtuslikku sisendfiltrit, 33uF 400V kondensaatorit (üsna normaalne deklareeritud võimsuse kohta), iseostsillaatori vooluahela konstruktsiooni järgi tehtud kõrgepingeosa (tellides lootsin, et see on standardne UC3842), väljundfilter, mis koosneb kahest 470uF 25V kondensaatorist ja drosselist. Väljundfiltri maht on liiga väike, paneks 2 korda rohkem.

Toitetransistor 5N60D - ainult pakendis TO-220.

Väljunddiood - stps20h100ct - on TO-220 pakendis sarnane.

Stabiliseerimis- ja tagasisideahel on tehtud TL431-l.

Tahvli tagakülg.

Ei midagi ebatavalist, jootmine on keskmise kvaliteediga, räbusti on maha pestud, üsna korralik.

Aga mind üllatas tahvli märgistused (need on ka ülemisel küljel).

SM-24W, võib-olla algselt oli toide 24 vatti, siis otsustati, et sellest ei piisa ja kirjutati 36?

Eksperimendid näitavad.

Esimesel sisselülitamisel ei läinud midagi valesti, see pole halb.

Toiteploki laadisin klassikaliste hävimatute nõukogude takistitega, 10 Ohm, 2 tk paralleelselt.

Vool on umbes 2,5 amprit.

Mõõtsin pinge pärast takistite juhtmeid, nii et see langes veidi.

Jätsin selle nii, läksin teed ja suitsu jooma ning ootasin, millal see plahvatab.

See ei plahvatanud, isegi ei läinud kuumaks, oli 40 kraadi, võib-olla 45, ma ei mõõtnud seda konkreetselt, tundus veidi soe.

Laadisin sellele veel 0,22 A (ma ei leidnud läheduses midagi sobivat), midagi ei muutunud.

Otsustasin sellega mitte peatuda ja paigaldasin väljundisse veel ühe 10 oomi takisti.

Pinge langes 10,05 Voldini, kuid toiteallikas jätkas kõvasti tööd.

Muide, olin selle toiteallika suhtes skeptiline, peamiselt selle vooluahela konstruktsiooni tõttu, kuna olen harjunud töötama kallimate toiteallikatega, millel on PWM-kontroller, voolujuhtimine jne. Praktika on näidanud, et ka see variant on üsna elujõuline.

Järgmisena otsustasin liikuda testi mittestandardse osa juurde ja proovida panna see tegema seda, milleks ma seda teha tahtsin. Tegelikult on minu arvustuste regulaarsed lugejad harjunud sellega, et mulle meeldib mitte ainult toodet arvustuses näidata, vaid ka seda kasutada, nii et ma ei häiri teid ka seekord.

Doping

Kõik sai alguse sellest, et sõber helistas ja küsis, kas on võimalik teha väike katkematu toiteplokk, mis toidab elektromagnetlukku ja kontrollerit. Ta elab erasektoris, mõnikord ei kesta tuli kaua ja siis kustub. Aku oli tal juba olemas, arvuti katkematust toiteallikast üle jäänud, ei võta enam suurt voolu, aga tuleb lukuga üsna normaalselt toime.

Üldiselt viskasin sellele toiteplokile väikese lisasalli.

Sall, skeem ja protsessi lühikirjeldus.

Skeem.

Ja sellele jäetud tahvel.

Ahel piirab laadimisvoolu (minu puhul 400 mA), kaitseb aku ülelaadimise eest (seatud 10 volti), lihtsat kaitset aku ümberpööramise eest (välja arvatud juhul, kui muudate polaarsust liikvel olles) ja akust väljundtoiteallikale pinge andmise tegelik funktsioon.

Kandsin salli trükkplaadile ja katsin joodisega.

Valisin detailid välja.

Jootsin plaadi, relee on erinev, kuna alguses ma ei märganud, et see oli 5 volti, pidin otsima 12.

Diagrammi selgitused.

Põhimõtteliselt võib C2 ära jätta, siis asendatakse R5 ja R6 ühega 9,1-10 kOhm juures.

See on vajalik valehäirete vähendamiseks äkiliste koormuse muutuste ajal.

Ideaalis oleks muidugi parem lisada sekundaarmähisele lisaks paar pööret, kuna toide töötab 20% liigpingega. Katsed on näidanud, et kõik töötab hästi, kuid parem on kas sekundaarmähis veidi üles kerida või veelgi parem - muuta toiteallikat 15 Volt, mitte sisse lülitatud 12 . Minu puhul pidin muutma ka takisti väärtust toiteallika tagasisidejaguris, skeemil on see R7, see on 4,7 kOhm, panin 4,3 kOhm, kui kasutan 15 V toiteallikat , ei pea seda tõenäoliselt tegema.

Pärast plaadi kokkupanemist ehitasin selle vooluvõrku.

Ühenduspunktid on tahvlile märgitud ja sealt on näha negatiivse raja lõikekoht (numbri 3 kohal).

Mässisin tahvli teibiga kinni ja asetasin enam-vähem vabasse kohta.

Pärast (tegelikult on parem, enne kui me selle teibiga isoleerime) seadsin toiteallika väljundpingeks 13,8 volti (see pinge, mida aku hoiab, on tavaliselt seatud vahemikku 13,8–13,85.

Siin on kokkupandud ja konfigureeritud seadme vaade.

Ühendatud väike koormus ja aku. Laadimisvool 0,39A (soojenemisel võib veidi langeda).

Ühendasin toite võrgust lahti, koormus töötab edasi, multimeetril koormusvool + relee voolutarve + mõõteahelate voolutarve.

Sõber vajas katkematut toiteallikat 0,8-1 Ampere voolu jaoks, laadisin natuke rohkem.

Peale seda ühendasin 220 V toiteallika, ühel multimeetril koormuspinge (tõuseb ikka, akut ei laeta), teisel laadimisvool (soojenemise tõttu veidi langes).

Üldiselt oli modifikatsioon minu arvates edukas, selline toiteallikas suudab toita väikeseid koormusi, kuni 1-1,5 amprit. Ma ei teeks seda uuesti, kuna toiteallikas on ebanormaalses režiimis. Kui kasutada 15 V toiteallikat, siis saab voolu suurendada, kuid alati tuleb arvestada aku laadimisvooluga (selle määrab takisti R1. 1,6 Ohm annab laadimisvooluks ca 0,4 A, seda väiksem on takistus , seda suurem on vool ja vastupidi.

Kui keegi ei nõustu seadistatud laadimisvoolu, laadimislõpu pinge ja automaatse väljalülitusega, siis saab seda kõike lihtsalt muuta, vajadusel selgitan, kuidas seda teha.

Muidugi võite küsida, mis pistmist on 3D-printeritel ja sellel väikesel toiteallikal.

Kõik on lihtne, nagu alguses kirjutasin, võib võtta võimsa toiteallika, kasutada minu tehtud plaadis võimsamaid komponente ja saada katkematu toiteplokk, millel pole sellist asja nagu “lülitusaeg”, s.t. tegelikult "võrgus". Ja kuna printimine võtab väga kaua aega, võib see olla katkematu töö seisukohalt väga kasulik. Lisaks on sellise süsteemi efektiivsus märgatavalt kõrgem kui traditsioonilistel UPS-süsteemidel.

Suure vooluga kasutamiseks pean oma tahvli VD1 dioodi asendama mis tahes Schottkyga, mille vool on üle 30 A (näiteks arvuti toiteallikast joodetud) ja paigaldama selle radiaatorile, releele. kontaktvooluga üle 20 A ja mähisega, mille vool ei ületa 100 mA (või veel parem kuni 80). Lisaks võib osutuda vajalikuks laadimisvoolu suurendamine; selleks vähendatakse takisti R1 väärtust 0,6-1 oomini.

Selle funktsiooniga on ka tööstuslikke toiteallikaid, vähemalt tean paari Meanwelli tehtud, aga:

1. Need on väga kallid

2. Saadaval 55 ja 150 W võimsusega, mis pole nii palju.

Näib, et see on kõik. Kui teil on küsimusi, arutlen neid hea meelega.

Seadmele esitati nõuded: väike, odav, vaikne ja kõrge efektiivsusega, mis tagab modemi autonoomse töö kolmeks või enamaks tunniks.

Katkematuid toiteallikaid on kahte tüüpi: pehme käivitus ja kõvakäivitus. Meie puhul on soovitav raske käivitamisega süsteem.

Sellisel juhul ei lülitu modem välja katkematu toiteallika hetkelise töö tõttu võrgupinge puudumise tõttu.

Esiteks Mida me vajame, on patareid. Ideaalne variant on 18650 akut (4 tk., mahutavus: mida rohkem, seda parem).

Teiseks- see on keha. PowerBanki tahvliga ümbris sobib. Sellel on kuus sektsiooni patareide jaoks 18650. Kogu elektroonika mahutamiseks kasutame kahte sektsiooni.

Kolmandaks– DC-DC muundur, mis annab 2 amprit (edaspidi A) väljundvoolu

Neljakordne– Alandatav stabilisaator, mis võimaldab stabiliseerida voolu ja pinget. See on vajalik UPS-i aku laadimiseks modemi toiteadapterist (selle vool on umbes 3 A).

Viiendaks– Elektromagnetrelee (tingimata pingega 12 volti). Relee vool pole põhimõtteliselt oluline.

Kuues- Kaks mis tahes võimsusega takistit. Üks takistusega 150 oomi, teine ​​- 1 kOhm.

Seitsmes-Otsejuhtivustransistor BD 140. On oluline, et see oleks otsejuhtivus.

Kaheksas– Igasugune väikese suurusega lukuga lüliti. Voolutugevus mitte vähem kui 1 A.

Selle stabilisaatori väljundis peate määrama pinge umbes 4,1–4,2 V, mis võrdub täielikult laetud liitiumioonakude pingega. Samuti peate määrama maksimaalseks laadimisvooluks umbes 1,5-2 A. Seda tehakse astmelise stabilisaatori plaadi trimmitakistite abil.

Samuti tuleb konfigureerida Dc-Dc võimendusmuunduri plaat. Selleks ühendame selle liitiumaku ühe pangaga ja seadistame sisseehitatud häälestustakisti abil väljundpingeks umbes 12 V. Just see muundur annab modemile toite.

Nüüd vaatame, kuidas kogu see süsteem töötab.

Kui võrgupinge on olemas, antakse modemiadapteri toide (umbes 12 V) astmelisele stabilisaatorile, mida laetakse liitiumakudega. Sel juhul on transistor avatud ja selle ristmiku kaudu antakse toide releele ja viimane aktiveeritakse, avades alalisvoolu muunduri toitevõrgu. Kui adapterist pole toidet, näiteks kui võrgupinge on välja lülitatud, siis transistor sulgub ja relee mähise toide peatub. Kontaktid 1 ja 2 suletakse. Akude toide antakse konverterile, mis tõstab liitiumakude pinge 12 V-ni, tagades modemi katkematu töö. Lüliti on ette nähtud katkematu toiteallika hädaolukorra väljalülitamiseks.

Palun pöörake tähelepanu vooluringis olevale dioodile.

See on ühendatud nii, et takistada voolu voolamist võimendusmuunduri väljundist buck-regulaatori sisendisse.

DIY pesumasina remont

Katkematu toiteallikas. Seadme omadused: otsene muundamine alalispingelt 12 V vahelduvpingeks 220 V sagedusega 50 Hz (). Maksimaalne võimsus - 220 W. Vastupidine muundamine - kasutatakse aku laadimiseks. Laadimisvool umbes 6 A. Kiire ümberlülitumine otsekonversioonilt tagurdusrežiimile.

Katkematu toiteallika diagramm on näidatud allpool

Elementidele VT3, VT4, R3...R6, C5, C6 on kokku pandud kella generaator, mis genereerib impulsse keskmise sagedusega 50 Hz. Generaator juhib transistoride VT1, VT6 tööd. Nende transistoride kollektorahelaga on ühendatud trafo T1 mähised IIa, IIb.

Dioode VD2, VD3 kasutatakse alaldina pöördrežiimis ja transistoride VT1, VT6 kaitsmiseks pärirežiimis. Võrgufilter tehakse elementidele C1, C2, L1 ning elementidele VD1, SZ, C4 kellageneraatori filter.

Katkematu toiteallika töö:

Otsene muundamine: mähistele IIa või IIb rakendatakse vaheldumisi +12 V pinge ja trafo T1 muundab selle 220 V/50 Hz. See pinge on pistikupesas XS1 ja sellega on ühendatud kõikvõimalikud tarbijad (hõõglambid, teler jne)

Normaalse töö indikaator on LED-ide VD4, VD5 valgustus. Koormusvool võib ulatuda 1 A-ni, mis vastab 220 W võimsusele.

Detailid ja disain

T1 - võite kasutada mis tahes trafot, mis annab kaks väljundpinget 10 V koormusvooluga kuni 10 A. Mähis L1 on valmistatud K28x16x9 M2000NM ferriitrõngast. Rõngas tuleks eelnevalt lakitud lapiga mähkida ja seejärel kerida kaks mähist 10 keerulist traati läbimõõduga 0,55...0,70 mm. Transistorid VT1, VT6 ja dioodid VD2, VD3 tuleks paigaldada radiaatorile, mille pindala on vähemalt 200 cm2. läbi vilgukiviplaatide.

Tähelepanu! Kuna vooluahela elemendid on võrgupinge all, tuleb seadme seadistamisel järgida elektriohutuse meetmeid.

Madala võimsusega lülitustoiteallikat saab kasutada mitmesugustes amatöörraadioseadmetes. Sellise UPS-i vooluahel on eriti lihtne, nii et seda saavad korrata isegi algajad raadioamatöörid.

Toiteallika peamised parameetrid:
Sisendpinge - 110-260V 50Hz
Võimsus - 15 vatti
Väljundpinge - 12V
Väljundvool - mitte rohkem kui 0,7A
Töösagedus 15-20kHz

Ahela algkomponendid saab saadaolevast prügikastist. Multivibraatoris kasutati MJE13003 seeria transistore, kuid soovi korral saab need asendada 13007/13009 vms vastu. Selliseid transistore on lihtne leida lülitustoiteallikatest (minu puhul eemaldati need arvuti toiteallikast).

Toiteallika kondensaator valitakse pingega 400 volti (äärmuslikel juhtudel 250, mida ma tungivalt ei soovita)
Zeneri dioodiks kasutati kodumaist tüüpi D816G või imporditud dioodi, mille võimsus oli umbes 1 vatt.

Dioodisild - KTs402B, saate kasutada mis tahes dioode vooluga 1 Ampere. Dioodid tuleb valida pöördpingega vähemalt 400 volti. Imporditud interjöörist saate paigaldada 1N4007 (KD258D täielik kodumaine analoog) ja muud.

Impulsstrafo on 2000NM ferriitrõngas, mõõtmed minu puhul K20x10x8, aga kasutatud oli ka suuri rõngaid, aga mähise andmeid ei muutnud, töötas hästi. Primaarmähis (võrk) koosneb 220 pöördest kraaniga keskelt, traat on 0,25-0,45 mm (pole enam mõtet).

Minu puhul sisaldab sekundaarmähis 35 pööret, mis annab umbes 12-voldise väljundi. Sekundaarmähise traat valitakse läbimõõduga 0,5-1 mm. Konverteri maksimaalne võimsus minu puhul ei ületa 10-15 vatti, kuid võimsust saab muuta, valides kondensaatori C3 mahtuvuse (sel juhul on impulsstrafo mähise andmed juba muutumas). Sellise muunduri väljundvool on umbes 0,7A.
Valige tasandusmahtuvus (C1) pingega 63-100 volti.

Trafo väljundis peaksite kasutama ainult impulssdioode, kuna sagedus on üsna kõrge, ei pruugi tavalised alaldid hakkama saada. FR107/207 on ehk kõige soodsamad lülitusdioodid, mida sageli leidub võrgu-UPS-ides.

Toiteallikal puudub lühisekaitse, seega ei tohiks trafo sekundaarmähist lühistada.

Transistoride ülekuumenemist ma ei märganud, 3-vatise väljundkoormusega (LED-koost) on need jäised, kuid igaks juhuks saab paigaldada väikestele jahutusradiaatoritele.

Radioelementide loetelu

Kõik elektroonikaseadmed vajavad toidet ja enamasti kasutame tööstuslikku vooluvõrku 220V, 50 Hz.
Kuid mõnikord võib tekkida "vääramatu jõu" olukord, kui elekter on ootamatult "välja lülitatud". Kui äkiline elektrikatkestus ei ole kodutehnika jaoks kuigi hirmutav, siis näiteks arvutite puhul võib see kaasa tuua pöördumatuid tagajärgi: desinstallitud programmid, info kadu jne.

Kui suurtes linnades on elektrivarustus enam-vähem stabiilne, siis maapiirkondades on see üsna tavaline...
Vältimaks äkilise voolukatkestusega seotud tüütuid arusaamatusi, soovitavad paljud tootjad kasutada katkematud toiteallikad(või kuidas neid lihtsalt nimetatakse UPS). Neid toodab loomulikult tööstus, kuid sellist allikat saab koguda omapäi.

Lisaks kaitsele voolukatkestuse korral, katkematu toiteallikas võib vajaduse korral olla kasulik ka välitingimustes saada 220 volti 12-voldist akust.

Oleme oma veebisaidil juba arutanud sarnast vooluringi, mis võimaldab teil 12-st saada 220 volti, siin see on, siin on veel üks skeem, mis on võetud ajakirjast Raadioamatöörid, nr 2, 1999.

Kodune katkematu toiteahel

Katkematu toiteallikas annab:

Otserežiimis alalispinge 12 V muundamine vahelduvpingeks 220 V/50 Hz maksimaalse voolutarbimisega kuni 6 A. Väljundvõimsus - kuni 220 W (1 A):

Pöördrežiim (aku laadimise režiim). Samal ajal on laadimisvool kuni 6 A; .

Kiire ümberlülitamine edasi-tagasi režiimist.

UPS-i skeem on näidatud joonisel. Elemendid VT3, VT4, R3...R6, C5, C6 sisaldavad kellageneraatorit, mis genereerib umbes 50 Hz sagedusega impulsse. Ta omakorda juhib transistoride VT1, VT6 tööd, mille kollektoriahelates on trafo T1 mähised IIa, IIb. Dioodid VD2, VD3 on transistoride VT1, VT6 kaitseelemendid pärirežiimis ja alaldid tagurpidirežiimis. Elemendid C1, C2, L1 moodustavad võrgufiltri, VD1, SZ, C4 - kella generaatori filtri. Vaatame, kuidas ahel töötab mõlemas režiimis.

Otserežiim (=12 V / -220 V). Mähistele IIa või IIb rakendatakse vaheldumisi pinget +12 V ja trafo T1 muundab selle pingeks 220 V/50 Hz. See pinge on pistikupesas XS1 ja sellega on ühendatud kõikvõimalikud tarbijad (hõõglambid, teler jne)

Normaalse töö indikaator on LED-ide VD4, VD5 valgustus. Koormusvool võib ulatuda 1 A-ni (220 W).

Pöördrežiim (-220 V / = 12 V). Pöördrežiimis töötamiseks peate ühendama toiteallika pistikuga XP1 ja rakendama sellele -220 V. Pärast seda lülitatakse ümber lülituslüliti SB1. Sel juhul siseneb võrgupinge trafo T1 primaarmähisesse ja kella generaator lülitatakse välja. Tänu sellele saadakse T1 sekundaarmähistele kaks 10 V vahelduvpinget, mida alaldatakse dioodidega VD2, VD3. Tagurdusrežiimis normaalse töö indikaator on VD5 LED-i valgustus. GB1 akupurkides keemine näitab laadimisprotsessi.

Üksikasjad ja disain, T1 on mis tahes trafo, mis annab kaks pinget 10 V vooluga kuni 10 A. Parim on kasutada ShL- ja PL-tüüpi südamikke, mida on lihtsam lahti võtta. Mähis L1 on valmistatud K28x16x9 M2000NM ferriitrõngast ja sisaldab kahte 10 keerulist traadi mähist läbimõõduga 0,5...0,71 mm.

Transistorid VT1, VT6 ja dioodid VD2, VD3 kinnitatakse soojust juhtiva pastaga määritud vilgukivist vahetükkide kaudu ühele ühisele radiaatorile, mille pindala on vähemalt 200 cm2.