Napravite sami besprekidni izvor napajanja od 12 volti. Neprekidni izvor napajanja. Shema i opis uređaja. Domaći krug neprekidnog napajanja

Općenito, ovaj je članak izvorno napisan davno, prije više od dvije godine. Ali u ovom slučaju, odlučio sam da informacije iz njega mogu biti korisne i iskorištene za dobrobit majstora 3D printanja.

Poanta ovog članka je pretvoriti obično napajanje u malo neprekinuto napajanje s izlazom od približno 11-13,5 volti.

Kao primjer, tu će biti napajanje sa snagom od 36 Watta, ali praktički bez izmjena sklop je primjenjiv na snažnija napajanja i s izmjenama na.

Ali prvo, samo mini-recenzija samog napajanja, ispričavam se na kvaliteti fotografije, slikana je lemilom.

Tehničke specifikacije navedene su na kraju.

Karakteristike su me malo zbunile, obično ili označavaju cijeli raspon, ili ako postoji izbor od 110/220, onda u skladu s tim postoji prekidač i unutar mrežnog ispravljačkog kruga s prebacivanjem na udvostručenje. Ovdje nije bilo prekidača. Kasnije ćemo pobliže pogledati što je unutra.

Veličine su relativno male.

Na kraju se nalaze priključni terminali za 220 volti, terminal za uzemljenje i izlazni terminali za 12 volti. Tu je i LED dioda koja pokazuje prisutnost izlaznog napona i otpornik za podešavanje za podešavanje izlaznog napona.

Nakon otvaranja vidio sam tiskanu pločicu ovog napajanja.

Ploča sadrži punopravni ulazni filter, kondenzator od 33uF 400V (sasvim normalno za deklariranu snagu), visokonaponski dio napravljen prema dizajnu kruga autooscilatora (kada sam ga naručio, nadao sam se da će biti standardni UC3842), izlazni filter od dva kondenzatora od 470uF 25V i prigušnica. Kapacitet izlaznog filtera je premalen, stavio bih ga 2 puta više.

Tranzistor snage 5N60D - samo u pakiranju TO-220.

Izlazna dioda - stps20h100ct - slična je u paketu TO-220.

Stabilizacijski i povratni krug napravljen je na TL431.

Stražnja strana ploče.

Ništa neobično, lemljenje je prosječne kvalitete, fluks je ispran, prilično uredno.

No, iznenadile su me oznake na ploči (također su s gornje strane).

SM-24W, možda je u početku napajanje bilo 24 vata, a onda su odlučili da to neće biti dovoljno i napisali su 36?

Eksperimenti će pokazati.

Prvo uključivanje, ništa nije pošlo po zlu, nije loše.

Napajanje sam napunio klasičnim neuništivim sovjetskim otpornicima od 10 Ohma, 2 komada paralelno.

Struja je oko 2,5 ampera.

Mjerio sam napon nakon žica do otpornika pa je malo pao.

Ostavio sam ga tako, otišao popiti čaj i popušiti i čekao da eksplodira.

Nije eksplodirao, nije se ni zagrijao, bilo je 40 stupnjeva, možda 45, nisam mjerio posebno, malo mi je bilo toplo.

Napunio sam ga još 0,22 A (nisam našao ništa prikladno u blizini), ništa se nije promijenilo.

Odlučio sam ne stati na tome i instalirao još jedan otpornik od 10 Ohma na izlazu.

Napon je pao na 10,05 volti, ali napajanje je nastavilo raditi.

Inače, bio sam skeptičan prema ovom napajanju, ponajviše zbog dizajna sklopa, jer sam navikao raditi sa skupljim napajanjima koja imaju PWM kontroler, kontrolu struje itd. Praksa je pokazala da je i ova opcija prilično održiva.

Zatim sam odlučio prijeći na nestandardni dio testa i pokušati ga natjerati da radi ono za što sam želio. Zapravo, redoviti čitatelji mojih recenzija navikli su da proizvod volim ne samo pokazati u recenziji, već ga i koristiti, pa vas ni ovoga puta neću ljutiti.

Doping

Sve je počelo kada je prijatelj nazvao i pitao je li moguće napraviti mali besprekidni izvor za napajanje elektromagnetske brave i kontrolera. Živi u privatnom sektoru, ponekad svjetlo ne traje dugo i onda se ugasi. Već je imao bateriju, zaostalu od kompjutorskog besprekidnog napajanja, više ne vuče veliku struju, ali se sasvim normalno nosi s bravom.

Općenito, bacio sam mali dodatni šal na ovo napajanje.

Šal, dijagram i kratki opis procesa.

Shema.

I ploča iscrtana na njemu.

Krug omogućuje ograničenje struje punjenja (u mom slučaju postavljeno na 400 mA), zaštitu od prekomjernog pražnjenja baterije (postavljeno na 10 volti), jednostavnu zaštitu od preokreta baterije (osim ako obrnete polaritet dok ste u pokretu) i stvarna funkcija opskrbe naponom od baterije do izlaznog napajanja.

Prebacio sam šal na PCB i prekrio ga lemom.

Odabrao sam detalje.

Zalemio sam ploču, relej je drugačiji, jer u početku nisam primijetio da je 5 volti, morao sam tražiti 12.

Objašnjenja za dijagram.

U principu, C2 se može izostaviti, a zatim se R5 i R6 zamijene jednim na 9,1-10 kOhm.

Potrebno je smanjiti lažne alarme tijekom naglih promjena opterećenja.

U idealnom slučaju, naravno, bilo bi bolje dodati nekoliko zavoja uz sekundarni namot, budući da napajanje radi s prenaponom od 20%. Testovi su pokazali da sve radi dobro, ali bolje je ili malo namotati sekundarni namot, ili još bolje - modificirati napajanje 15 Volt, nije uključen 12 . U mom slučaju, također sam morao promijeniti vrijednost otpornika u povratnom razdjelniku napajanja, na dijagramu je R7, to je 4,7 kOhm, postavio sam ga na 4,3 kOhm, ako koristim napajanje od 15 volti , to se najvjerojatnije neće morati učiniti.

Nakon sklapanja ploče ugradio sam je u napajanje.

Na ploči su označene spojne točke i vidi se mjesto gdje je presječena negativna staza (iznad broja 3).

Ploču sam omotao trakom i postavio na koliko-toliko slobodno mjesto.

Nakon (zapravo, bolje je prije nego što ga izoliramo trakom), postavio sam izlazni napon napajanja na 13,8 volti (ovaj napon koji će održavati baterija obično je postavljen u rasponu od 13,8-13,85).

Ovdje je pogled na sklopljeni i konfigurirani uređaj.

Spojio malo opterećenje i bateriju. Struja punjenja 0,39 A (može lagano pasti kako se zagrijava).

Isključio sam napajanje iz mreže, opterećenje nastavlja raditi, na multimetru struja opterećenja + potrošnja struje releja + potrošnja struje mjernih krugova.

Prijatelj je trebao neprekidno napajanje za struju od 0,8-1 ampera, opteretio sam ga malo više.

Nakon toga sam spojio napajanje od 220 V, na jednom multimetru napon opterećenja (i dalje će rasti, baterija nije napunjena), na drugom struja punjenja (malo je pala zbog zagrijavanja).

Općenito, po mom mišljenju, modifikacija je bila uspješna; takvo napajanje može napajati mala opterećenja, do 1-1,5 ampera. Ne bih to ponovio jer je napajanje u nenormalnom načinu rada. Ako koristite napajanje od 15 V, tada se struja može povećati, ali uvijek morate uzeti u obzir struju punjenja baterije (određuje je otpornik R1. 1,6 Ohma daje struju punjenja od oko 0,4 A, manji je otpor , veća je struja i obrnuto.

Ako se netko ne slaže s konfiguriranom strujom punjenja, naponom na kraju punjenja i automatskim isključivanjem, onda se to sve može lako promijeniti; ako je potrebno, objasnit ću kako to učiniti.

Naravno, možete se zapitati kakve veze imaju 3D pisači i ovo malo napajanje.

Sve je jednostavno, kao što sam napisao na samom početku, možete uzeti moćno napajanje, koristiti jače komponente u ploči koju sam napravio i dobiti neprekidno napajanje koje nema nešto poput "uklopnog vremena", tj. zapravo "online". A budući da ispis traje jako dugo, ovo može biti vrlo korisno u smislu nesmetanog rada. Osim toga, učinkovitost takvog sustava je osjetno veća od one tradicionalnih UPS sustava.

Za korištenje s visokim strujama, moram zamijeniti VD1 diodu na svojoj ploči bilo kojom Schottkyjevom strujom većom od 30 A (na primjer, zalemljenom iz napajanja računala) i instalirati je na radijator, relej s bilo kojim s kontaktnom strujom većom od 20 A i namotom sa strujom ne većom od 100 mA (ili još bolje do 80). Osim toga, možda će biti potrebno povećati struju punjenja; to se postiže smanjenjem vrijednosti otpornika R1 na 0,6-1 Ohm.

Postoje i industrijska napajanja s ovom funkcijom, barem ja znam par njih koje proizvodi Meanwell, ali:

1. Jako su skupi

2. Dostupan u snagama od 55 i 150 W, što i nije puno.

Čini se da je to sve, ako imate pitanja, rado ću razgovarati.

Zahtjevi za uređaj bili su: male veličine, niske cijene, tihi rad uz visoku učinkovitost koja može osigurati autonomni rad modema tri ili više sati.

Postoje dvije vrste izvora neprekidnog napajanja: soft start i hard start. U našem slučaju poželjan je sustav s tvrdim startom.

U ovom slučaju, modem se ne isključuje zbog nedostatka mrežnog napona zbog trenutnog rada besprekidnog napajanja.

Prvi Ono što nam treba su baterije. Idealna opcija je 18650 baterija (4 kom., kapacitet: što više, to bolje).

Drugi- ovo je tijelo. Služit će i kućište s pločom iz PowerBanka. Ima šest odjeljaka za baterije 18650. Koristit ćemo dva odjeljka za smještaj sve elektronike.

Treći– DC-DC pretvarač koji daje izlaznu struju od 2 ampera (u daljnjem tekstu A).

Četverostruk– Step-down stabilizator s mogućnošću stabilizacije struje i napona. Potrebno je napuniti UPS bateriju iz adaptera za napajanje modema (njegova struja je oko 3 A).

Peti– Elektromagnetski relej (nužno s naponom od 12 volti). Struja releja u osnovi nije važna.

Šesti– Dva otpornika bilo koje snage. Jedan s otporom od 150 Ohma, drugi - 1 kOhm.

Sedmi-Tranzistor izravne vodljivosti BD 140. Bitno je da je izravne vodljivosti.

Osmi– Bilo koji manji prekidač sa zasunom. Struja ne manja od 1 A.

Na izlazu ovog stabilizatora morate postaviti napon na oko 4,1-4,2 V, što je ekvivalentno naponu potpuno napunjenih litij-ionskih baterija. Također morate postaviti maksimalnu struju punjenja na oko 1,5-2 A. To se radi pomoću otpornika za podrezivanje na ploči stabilizatora za smanjenje.

Također je potrebno konfigurirati ploču DC-DC pojačivača. Da bismo to učinili, spojimo ga na jednu banku litijske baterije i pomoću ugrađenog otpornika za podešavanje postavimo izlazni napon na oko 12 V. Upravo će ovaj pretvarač dati napajanje modemu.

Sada pogledajmo kako cijeli ovaj sustav funkcionira.

Ako postoji mrežni napon, napajanje iz modemskog adaptera (oko 12 V) dovodi se do padajućeg stabilizatora, koji se puni litijskim baterijama. U ovom slučaju, tranzistor je otvoren, a napajanje kroz njegov spoj se dovodi do releja i potonji se aktivira, otvarajući mrežu napajanja Dc-dc pretvarača. Ako nema napajanja iz adaptera, na primjer kada je mrežni napon isključen, tranzistor se zatvara i prestaje napajanje namota releja. Kontakti 1 i 2 se zatvaraju. Napajanje iz baterija dovodi se do pretvarača, koji povećava napon iz litijskih baterija na 12 V, osiguravajući nesmetan rad modema. Prekidač je dizajniran za hitno isključivanje besprekidnog napajanja.

Obratite pozornost na diodu koja se nalazi u krugu.

Povezan je na takav način da spriječi struju od izlaza pretvarača pojačanja do ulaza regulatora za smanjenje vrijednosti.

DIY popravak perilice rublja

Neprekidni izvor napajanja. Karakteristike uređaja: izravna pretvorba iz izravnog napona od 12 volti u izmjenični napon od 220 V s frekvencijom od 50 Hz (). Maksimalna snaga - 220 W. Obrnuta pretvorba - koristi se za punjenje baterije. Struja punjenja oko 6 A. Brzo prebacivanje iz izravne pretvorbe u obrnuti način rada.

Dolje je prikazan dijagram neprekidnog napajanja

Na elementima VT3, VT4, R3...R6, C5, C6 sastavljen je generator takta koji generira impulse prosječne frekvencije od 50 Hz. Generator kontrolira rad tranzistora VT1, VT6. Namoti IIa, IIb transformatora T1 spojeni su na kolektorski krug ovih tranzistora.

Diode VD2, VD3 koriste se kao ispravljač u obrnutom načinu rada i za zaštitu tranzistora VT1, VT6 u načinu rada naprijed. Na elementima C1, C2, L1 izveden je mrežni filtar, a na elementima VD1, SZ, C4 filtar generatora takta.

Rad besprekidnog napajanja:

Izravna pretvorba: na namote IIa ili IIb naizmjenično se dovodi +12 V napon, a transformator T1 ga pretvara u 220 V/50 Hz. Ovaj napon je prisutan na utičnici XS1, a na njega se spajaju sve vrste potrošača (žarulje sa žarnom niti, TV, itd.)

Indikator normalnog rada je osvjetljenje LED VD4, VD5. Struja opterećenja može doseći 1 A, što odgovara snazi ​​od 220 W.

Detalji i dizajn

T1 - možete koristiti bilo koji transformator koji daje dva izlazna napona od 10V sa strujom opterećenja do 10 A. Zavojnica L1 izrađena je na feritnom prstenu K28x16x9 M2000NM. Prsten treba prethodno omotati lakiranom tkaninom, a zatim namotati dva namota od 10 zavoja žice promjera 0,55 ... 0,70 mm. Tranzistori VT1, VT6 i diode VD2, VD3 trebaju biti instalirani na radijator s površinom od najmanje 200 cm2. kroz ploče tinjca.

Pažnja! Budući da su elementi strujnog kruga pod mrežnim naponom, potrebno je pridržavati se mjera električne sigurnosti prilikom postavljanja uređaja.

Preklopno napajanje male snage može se koristiti u širokom rasponu dizajna radioamatera. Krug takvog UPS-a je posebno jednostavan, tako da ga mogu ponoviti čak i početnici radio amateri.

Glavni parametri napajanja:
Ulazni napon - 110-260V 50Hz
Snaga - 15 Watt
Izlazni napon - 12V
Izlazna struja - ne više od 0,7A
Radna frekvencija 15-20kHz

Početne komponente sklopa mogu se nabaviti iz dostupnog smeća. Multivibrator je koristio tranzistore serije MJE13003, ali po želji se mogu zamijeniti s 13007/13009 ili sličnim. Takve tranzistori lako je pronaći u sklopnim napajanjima (u mom slučaju uklonjeni su iz napajanja računala).

Kondenzator za napajanje odabran je s naponom od 400 volti (u ekstremnim slučajevima, 250, što snažno ne preporučujem)
Korištena zener dioda bila je domaći tip D816G ili uvezena snaga od oko 1 vat.

Diodni most - KTs402B, možete koristiti bilo koje diode sa strujom od 1 ampera. Diode moraju biti odabrane s obrnutim naponom od najmanje 400 volti. Iz uvezene unutrašnjosti možete instalirati 1N4007 (potpuni domaći analog KD258D) i druge.

Impulsni transformator je feritni prsten od 2000 NM, dimenzije u mom slučaju su K20x10x8, ali korišteni su i veliki prstenovi, ali nisam mijenjao podatke o namotaju, dobro je radio. Primarni namot (mreža) sastoji se od 220 zavoja s slavinom iz sredine, žica je 0,25-0,45 mm (više nema smisla).

Sekundarni namot u mom slučaju sadrži 35 zavoja, što daje izlaz od oko 12 volti. Žica za sekundarni namot odabire se s promjerom od 0,5-1 mm. Maksimalna snaga pretvarača u mom slučaju nije veća od 10-15 vata, ali snaga se može promijeniti odabirom kapaciteta kondenzatora C3 (u ovom slučaju se podaci namota pulsnog transformatora već mijenjaju). Izlazna struja takvog pretvarača je oko 0,7A.
Odaberite izglađujući kapacitet (C1) s naponom od 63-100 volti.

Na izlazu transformatora trebali biste koristiti samo pulsne diode, budući da je frekvencija prilično visoka, uobičajeni ispravljači se možda neće nositi. FR107/207 su možda cjenovno najpristupačnije sklopne diode koje se često nalaze u mrežnim UPS-ovima.

Napajanje nema nikakvu zaštitu od kratkog spoja, tako da ne biste trebali kratko spojiti sekundarni namot transformatora.

Nisam primijetio nikakvo pregrijavanje tranzistora; s izlaznim opterećenjem od 3 vata (LED sklop), oni su ledeni, ali za svaki slučaj mogu se instalirati na male hladnjake.

Popis radioelemenata

Sva elektronička oprema zahtijeva napajanje, a najčešće koristimo industrijsku strujnu mrežu od 220V, 50 Hz.
Ali ponekad se mogu pojaviti situacije "više sile" kada se električna energija iznenada "isključi". Ako iznenadni prekid struje nije jako zastrašujući za kućnu opremu, onda za, na primjer, računala može dovesti do nepovratnih posljedica: deinstaliranih programa, gubitka informacija i tako dalje.

Ako je u velikim gradovima opskrba strujom koliko-toliko stabilna, ali u ruralnim područjima to je prilično česta pojava...
Kako biste izbjegli dosadne nesporazume povezane s iznenadnim nestankom struje, mnogi proizvođači preporučuju korištenje neprekidni izvori napajanja(ili kako god se jednostavno zovu UPS). Njih, naravno, proizvodi industrija, ali takav se izvor može prikupiti na svome.

Osim što pruža zaštitu u slučaju nestanka struje, neprekidni izvor napajanja također mogu biti korisni u "terenskim" uvjetima kada se ukaže potreba dobiti 220 volti iz baterije od 12 volti.

Već smo na našoj web stranici raspravljali o sličnom krugu koji vam omogućuje da dobijete 220 volti od 12, evo ga, ovdje je još jedan krug preuzet iz časopisa Radio Amateur, br. 2, 1999.

Domaći krug neprekidnog napajanja

Neprekidni izvor napajanja pruža:

U izravnom načinu rada, pretvorba istosmjernog napona 12 V u izmjenični napon 220 V/50 Hz s maksimalnom potrošnjom struje ne većom od 6 A. Izlazna snaga - do 220 W (1 A):

Obrnuti način rada (način punjenja baterije). Istodobno, struja punjenja je do 6 A; .

Brzo prebacivanje iz načina rada naprijed unatrag.

Dijagram UPS-a prikazan je na slici. Elementi VT3, VT4, R3...R6, C5, C6 sadrže generator takta koji generira impulse frekvencije oko 50 Hz. On, pak, kontrolira rad tranzistora VT1, VT6, čiji kolektorski krugovi uključuju namote IIa, IIb transformatora T1. Diode VD2, VD3 su zaštitni elementi za tranzistore VT1, VT6 u naprijed i ispravljače u obrnutom načinu. Elementi C1, C2, L1 tvore mrežni filtar, VD1, SZ, C4 - filtar generatora takta. Pogledajmo kako krug radi u oba načina.

Izravni način rada (=12 V / -220 V). Na namote IIa ili IIb naizmjenično se dovodi napon od +12 V, a transformator T1 ga pretvara u napon od 220 V/50 Hz. Ovaj napon je prisutan na utičnici XS1, a na njega se spajaju sve vrste potrošača (žarulje sa žarnom niti, TV, itd.)

Indikator normalnog rada je osvjetljenje LED VD4, VD5. Struja opterećenja može doseći 1 A (220 W).

Obrnuti način rada (-220 V / = 12 V). Za rad u obrnutom načinu rada potrebno je spojiti napajanje na konektor XP1 i na njega staviti -220 V. Nakon toga se uključuje prekidač SB1. U tom slučaju mrežni napon ulazi u primarni namot transformatora T1, a generator takta se isključuje. Zahvaljujući tome, na sekundarnim namotima T1 dobivaju se dva izmjenična napona od 10 V, koji se ispravljaju diodama VD2, VD3. Indikator normalnog rada u obrnutom načinu rada je paljenje LED VD5. Kuhanje u posudama za baterije GB1 označava proces punjenja.

Detalji i dizajn, T1 je svaki transformator koji daje dva napona od 10V pri struji do 10 A. Najbolje je koristiti jezgre tipa ShL i PL, koje je lakše rastaviti. Zavojnica L1 izrađena je na feritnom prstenu K28x16x9 M2000NM i sadrži dva namota od 10 zavoja žice promjera 0,5...0,71 mm.

Tranzistori VT1, VT6 i diode VD2, VD3 pričvršćeni su kroz odstojnike od liskuna, podmazane pastom koja provodi toplinu, na jedan zajednički radijator s površinom od najmanje 200 cm2.