DIY 무정전 전원 공급 장치 12V. 무정전 전원. 장치의 다이어그램 및 설명. 직접 만든 무정전 전원 공급 장치 회로

일반적으로 이 기사는 원래 오래 전, 즉 2년 이상 전에 작성된 것입니다. 하지만 이 경우에는 그 정보가 3D 프린팅 마스터의 이익을 위해 유용하고 사용될 수 있다고 결정했습니다.

이 기사의 요점은 일반 전원 공급 장치를 약 11-13.5V 출력의 소형 무정전 전원 공급 장치로 바꾸는 것입니다.

예를 들어, 36W 전력의 전원 공급 장치가 있지만 실질적으로 수정 없이 회로를 수정하여 더 강력한 전원 공급 장치에 적용할 수 있습니다.

하지만 먼저 전원 공급 장치 자체에 대한 간단한 검토입니다. 사진 품질이 좋지 않아 납땜 인두로 촬영했습니다.

기술 사양은 마지막에 표시됩니다.

특성은 나를 약간 혼란스럽게 만들었습니다. 일반적으로 전체 범위를 나타내거나 110/220을 선택할 수 있는 경우 그에 따라 스위치가 있고 네트워크 정류기 회로 내부에는 두 배로 전환됩니다. 여기에는 스위치가 없었습니다. 나중에 내부 내용을 자세히 살펴보겠습니다.

크기는 상대적으로 작습니다.

끝에는 220볼트용 연결 단자, 접지 단자, 12볼트용 출력 단자가 있습니다. 여기에는 출력 전압의 존재를 나타내는 LED와 출력 전압 조정을 위한 트리밍 저항기도 있습니다.

개봉 후 이 전원 공급 장치의 인쇄 회로 기판을 보았습니다.

보드에는 본격적인 입력 필터, 33uF 400V 커패시터(선언된 전력에 대해 매우 정상), 자체 발진기의 회로 설계에 따라 만들어진 고전압 부품(주문할 때 표준 UC3842), 출력 필터는 2개의 470uF 25V 커패시터와 초크로 구성됩니다. 출력필터 용량이 너무 작아서 2배 정도 더 넣어야겠습니다.

파워 트랜지스터 5N60D - TO-220 패키지에만 해당됩니다.

출력 다이오드(stps20h100ct)는 TO-220 패키지와 유사합니다.

안정화 및 피드백 회로는 TL431에서 만들어집니다.

보드의 뒷면입니다.

특이한 점은 없으며 납땜 품질은 평균이며 플럭스는 씻어 내고 매우 깔끔합니다.

그런데 보드에 표시된 표시에 놀랐습니다(상단에도 표시되어 있습니다).

SM-24W, 처음에는 전원 공급 장치가 24W 였는데 충분하지 않다고 판단하여 36을 썼을까요?

실험이 표시됩니다.

첫 번째 전원을 켰을 때 아무런 문제가 없었습니다. 나쁘지 않습니다.

나는 파괴할 수 없는 고전적인 소련 저항기인 10옴, 2개 병렬로 전원 공급 장치를 로드했습니다.

전류는 약 2.5A입니다.

저항에 전선을 연결한 후 전압을 측정했는데 약간 떨어졌습니다.

그대로 놔두고 차 좀 마시고 담배 피우고 터지길 기다렸어요.

터지지도 않았고 뜨거워지지도 않았고 40도, 어쩌면 45도 정도였는데 특별히 측정한 건 아니고 조금 따뜻한 느낌이 들었어요.

0.22A를 더 로드했지만(근처에 적합한 것을 찾지 못했습니다) 아무것도 변경되지 않았습니다.

나는 거기서 멈추지 않기로 결정하고 출력에 또 다른 10Ω 저항을 설치했습니다.

전압은 10.05V로 떨어졌지만 전원 공급 장치는 계속해서 열심히 작동했습니다.

그건 그렇고, 나는 PWM 컨트롤러, 전류 제어 등을 갖춘 더 비싼 전원 공급 장치를 사용하는 데 익숙했기 때문에 주로 회로 설계 때문에 이 전원 공급 장치에 대해 회의적이었습니다. 실습을 통해 이 옵션도 매우 실행 가능한 것으로 나타났습니다.

다음으로, 나는 테스트의 비표준 부분으로 넘어가서 내가 원하는 대로 수행되도록 노력하기로 결정했습니다. 사실 내 리뷰를 단골 독자들은 내가 리뷰에 제품을 보여주는 것뿐만 아니라 사용하는 것도 좋아한다는 사실에 익숙하므로 이번에도 당신을 화나게하지 않을 것입니다.

도핑

친구가 전화를 걸어 전자기 잠금 장치와 컨트롤러에 전원을 공급하는 소형 무정전 전원 공급 장치를 만들 수 있는지 물었을 때 모든 것이 시작되었습니다. 그는 민간 부문에 살고 있는데 때로는 빛이 오래 가지 못하고 꺼질 때도 있습니다. 그는 이미 컴퓨터 무정전 전원 공급 장치에서 남은 배터리를 가지고 있었으며 더 이상 큰 전류를 소비하지 않지만 잠금 장치에 아주 정상적으로 대처합니다.

일반적으로 저는 이 전원 공급 장치에 작은 추가 스카프를 던졌습니다.

스카프, 다이어그램 및 프로세스에 대한 간단한 설명.

계획.

그리고 보드는 그것에 추적되었습니다.

회로는 충전 전류 제한(제 경우에는 400mA로 설정), 배터리 과방전 방지(10V로 설정), 배터리 역전 방지(이동 중에 극성을 바꾸는 경우 제외) 및 배터리에서 출력 전원 공급 장치로 전압을 공급하는 실제 기능입니다.

스카프를 PCB로 옮기고 납땜으로 덮었습니다.

세부사항을 골라봤습니다.

보드를 납땜했는데 릴레이가 다릅니다. 처음에는 5볼트인지 몰랐기 때문에 12볼트를 찾아야 했습니다.

다이어그램에 대한 설명입니다.

원칙적으로 C2는 생략할 수 있으며 R5 및 R6은 9.1-10kOhm의 하나로 대체됩니다.

갑작스러운 부하 변화 시 잘못된 경보를 줄이기 위해 필요합니다.

물론 이상적으로는 전원 공급 장치가 20%의 과전압으로 작동하므로 2차 권선 외에 몇 개의 권선을 추가하는 것이 더 좋습니다. 테스트 결과 모든 것이 잘 작동하는 것으로 나타났지만 2차 권선을 약간 감거나 더 좋게 전원 공급 장치를 수정하는 것이 좋습니다. 15 볼트가 켜져 있지 않음 12 . 제 경우에는 전원 공급 장치 피드백 분배기의 저항 값도 변경해야 했습니다. 다이어그램에서는 R7이고 4.7kOhm이고 15V 전원 공급 장치를 사용하는 경우 4.3kOhm으로 설정했습니다. , 이 작업을 수행할 필요가 없을 가능성이 높습니다.

보드를 조립한 후 전원 공급 장치에 내장했습니다.

연결 지점은 보드에 표시되어 있으며 네거티브 트랙이 절단된 위치(3번 위)를 볼 수 있습니다.

나는 보드를 테이프로 감싸서 다소 자유로운 곳에 두었습니다.

그 후(사실 테이프로 분리하기 전에 더 좋습니다) 전원 공급 장치의 출력 전압을 13.8V로 설정했습니다(배터리에 의해 유지되는 이 전압은 일반적으로 13.8-13.85 범위로 설정됩니다.

다음은 조립 및 구성된 장치의 모습입니다.

작은 부하와 배터리를 연결했습니다. 충전 전류 0.39A(예열되면서 약간 떨어질 수 있음)

네트워크에서 전원 공급 장치를 분리했는데 부하가 계속 작동하고 멀티 미터에서 부하 전류 + 릴레이 전류 소비 + 측정 회로의 전류 소비가 계산됩니다.

친구가 0.8-1A 전류의 무정전 전원 공급 장치가 필요했는데 조금 더 로드했습니다.

그 후 220V 전원 공급 장치를 연결했습니다. 하나의 멀티 미터에는 부하 전압이 있고 (계속 상승하고 배터리는 충전되지 않음) 두 번째에는 충전 전류가 있습니다 (예열로 인해 약간 떨어졌습니다).

일반적으로 제 생각에는 수정이 성공적이었습니다. 이러한 전원 공급 장치는 최대 1-1.5A의 작은 부하에 전력을 공급할 수 있습니다. 전원 공급 장치가 비정상 모드에 있기 때문에 다시는 하지 않겠습니다. 15V 전원 공급 장치를 사용하는 경우 전류가 증가할 수 있지만 항상 배터리 충전 전류를 고려해야 합니다(저항 R1에 의해 결정됩니다. 1.6Ω은 약 0.4A의 충전 전류를 제공하므로 저항이 낮아집니다). , 전류가 클수록 그 반대도 마찬가지입니다.

누군가 구성된 충전 전류, 충전 종료 전압 및 자동 종료에 동의하지 않는 경우 이 모든 것을 쉽게 변경할 수 있으며 필요한 경우 수행 방법을 설명하겠습니다.

물론 3D 프린터와 이 작은 전원공급장치가 무슨 상관이냐고 물을 수도 있다.

모든 것이 간단합니다. 처음에 썼듯이 강력한 전원 공급 장치를 사용하고 제가 만든 보드에서 더 강력한 구성 요소를 사용하여 "스위칭 시간"과 같은 것이 없는 무정전 전원 공급 장치를 얻을 수 있습니다. 실제로 "온라인"입니다. 그리고 인쇄 시간이 매우 오래 걸리기 때문에 중단 없이 작업을 수행할 수 있다는 점에서 매우 유용할 수 있습니다. 또한 이러한 시스템의 효율성은 기존 UPS 시스템보다 눈에 띄게 높습니다.

고전류와 함께 사용하려면 보드의 VD1 다이오드를 전류가 30A 이상인 쇼트키(예: 컴퓨터 전원 공급 장치에서 납땜)로 교체하고 이를 라디에이터, 릴레이에 설치해야 합니다. 접촉 전류가 20A 이상이고 전류가 100mA 이하(또는 최대 80mA)인 권선이 있습니다. 또한 충전 전류를 높여야 할 수도 있는데, 이는 저항 R1의 값을 0.6-1Ω으로 줄여 수행됩니다.

이 기능을 갖춘 산업용 전원 공급 장치도 있습니다. 적어도 Meanwell에서 만든 몇 가지 제품을 알고 있지만 다음과 같습니다.

1. 가격이 매우 비싸다

2. 55와트 및 150와트 전력으로 제공되며 그다지 많지 않습니다.

그게 전부인 것 같습니다. 질문이 있으시면 기꺼이 논의해 드리겠습니다.

장치에 대한 요구 사항은 소형, 저비용, 3시간 이상 모뎀의 자율 작동을 보장할 수 있는 고효율의 저소음 작동이었습니다.

무정전 전원 공급 장치에는 소프트 스타트와 하드 스타트의 두 가지 유형이 있습니다. 우리의 경우 하드 스타트 ​​시스템이 바람직합니다.

이 경우 무정전 전원 공급 장치의 순간적인 작동으로 인해 주전원 전압이 부족하여 모뎀이 꺼지지 않습니다.

첫 번째우리에게 필요한 것은 배터리입니다. 이상적인 옵션은 18650 배터리(4개, 용량: 많을수록 좋습니다)입니다.

두번째- 이게 몸이에요. PowerBank의 보드가 있는 경우가 적합합니다. 18650 배터리를 위한 6개의 수납공간이 있습니다. 우리는 모든 전자제품을 수용하기 위해 2개의 수납공간을 사용할 것입니다.

제삼– 2암페어(이하 A) 출력 전류를 제공하는 DC-DC 컨버터

네 배로– 전류 및 전압을 안정화하는 기능을 갖춘 강압 안정기. 모뎀의 전원 어댑터에서 UPS 배터리를 충전하는 데 필요합니다(전류는 약 3A).

다섯– 전자기 계전기(필수적으로 12V 전압). 릴레이 전류는 기본적으로 중요하지 않습니다.

육도 음정– 모든 전력의 저항기 2개. 하나는 150Ω의 저항을 갖고, 두 번째는 1kΩ입니다.

제칠- 직접 전도 트랜지스터 BD 140. 직접 전도가 되는 것이 중요합니다.

여덟 번째– 래칭 기능이 있는 소형 스위치. 전류는 1A 이상입니다.

이 안정기의 출력에서 ​​전압을 완전히 충전된 리튬 이온 배터리의 전압에 해당하는 약 4.1-4.2V로 설정해야 합니다. 또한 최대 충전 전류를 약 1.5-2A로 설정해야 합니다. 이는 강압 안정기 보드의 트리밍 저항을 사용하여 수행됩니다.

Dc-Dc 부스트 컨버터 보드도 구성해야 합니다. 이를 위해 리튬 배터리의 한 뱅크에 연결하고 내장된 튜닝 저항을 사용하여 출력 전압을 약 12V로 설정합니다. 모뎀에 전원을 공급하는 것이 바로 이 변환기입니다.

이제 이 전체 시스템이 어떻게 작동하는지 살펴보겠습니다.

주전원 전압이 있는 경우 모뎀 어댑터의 전원(약 12V)이 리튬 배터리로 충전되는 강압 안정기에 공급됩니다. 이 경우 트랜지스터가 열리고 접합부를 통한 전원이 릴레이에 공급되고 후자가 활성화되어 Dc-dc 변환기의 전원 공급 네트워크가 열립니다. 예를 들어 주전원이 꺼진 경우와 같이 어댑터에서 전원이 공급되지 않으면 트랜지스터가 닫히고 릴레이 권선에 대한 전원 공급이 중단됩니다. 연락처 1과 2가 닫힙니다. 배터리의 전원은 변환기에 공급되어 리튬 배터리의 전압을 12V로 증가시켜 모뎀의 중단 없는 작동을 보장합니다. 스위치는 무정전 전원 공급 장치의 비상 종료용으로 설계되었습니다.

회로에 있는 다이오드에 주의하십시오.

부스트 컨버터의 출력에서 ​​벅 레귤레이터의 입력으로 전류가 흐르지 않도록 연결됩니다.

DIY 세탁기 수리

무정전 전원.장치 특성: 직접 12V 전압에서 50Hz 주파수의 교류 전압 220V로 직접 변환합니다(). 최대 전력 - 220W 역변환 - 배터리를 충전하는 데 사용됩니다. 충전 전류는 약 6A입니다. 직접 변환에서 역방향 모드로 빠르게 전환됩니다.

무정전 전원 공급 장치 다이어그램은 다음과 같습니다.

클럭 발생기는 평균 주파수 50Hz의 펄스를 생성하는 요소 VT3, VT4, R3...R6, C5, C6에 조립됩니다. 생성기는 트랜지스터 VT1, VT6의 작동을 제어합니다. 변압기 T1의 권선 IIa, IIb는 이들 트랜지스터의 컬렉터 회로에 연결됩니다.

다이오드 VD2, VD3은 역방향 모드에서 정류기로 사용되며 순방향 모드에서는 트랜지스터 VT1, VT6을 보호하는 데 사용됩니다. 네트워크 필터는 C1, C2, L1 요소와 VD1, SZ, C4 요소에서 클럭 생성기 필터로 만들어집니다.

무정전 전원 공급 장치의 작동:

직접 변환: +12V 전압이 권선 IIa 또는 IIb에 교대로 적용되고 변압기 T1이 이를 220V/50Hz로 변환합니다. 이 전압은 XS1 소켓에 존재하며 모든 종류의 소비자(백열등, TV 등)가 여기에 연결됩니다.

정상 작동 표시는 LED VD4, VD5의 점등입니다. 부하 전류는 1A에 도달할 수 있으며 이는 220W의 전력에 해당합니다.

세부 사항 및 디자인

T1 - 최대 10A의 부하 전류로 10V의 두 가지 출력 전압을 제공하는 모든 변압기를 사용할 수 있습니다. 코일 L1은 K28x16x9 M2000NM 페라이트 링으로 만들어집니다. 링은 광택 처리된 천으로 미리 감싼 다음 직경 0.55~0.70mm의 10회전 와이어로 두 권선을 감아야 합니다. 트랜지스터 VT1, VT6 및 다이오드 VD2, VD3은 최소 200cm2 면적의 라디에이터에 설치해야 합니다. 운모판을 통해.

주목! 회로 요소는 주 전압 아래에 있으므로 장치를 설정할 때 전기 안전 조치를 준수해야 합니다.

저전력 스위칭 전원 공급 장치는 다양한 아마추어 무선 설계에 사용될 수 있습니다. 이러한 UPS의 회로는 특히 간단하므로 초보 무선 아마추어도 반복할 수 있습니다.

전원 공급 장치의 주요 매개변수:
입력 전압 - 110-260V 50Hz
전력 - 15와트
출력 전압 - 12V
출력 전류 - 0.7A 이하
작동 주파수 15-20kHz

회로의 초기 구성 요소는 사용 가능한 쓰레기에서 얻을 수 있습니다. 멀티바이브레이터는 MJE13003 시리즈의 트랜지스터를 사용했지만 원하는 경우 13007/13009 또는 이와 유사한 것으로 교체할 수 있습니다. 이러한 트랜지스터는 스위칭 전원 공급 장치에서 쉽게 찾을 수 있습니다(제 경우에는 컴퓨터 전원 공급 장치에서 제거되었습니다).

전원 공급 장치 커패시터는 400V의 전압으로 선택됩니다(극단적인 경우 250V이므로 강력히 권장하지 않습니다).
사용된 제너다이오드는 국산형 D816G나 수입산 1와트 정도의 다이오드를 사용하였다.

다이오드 브리지 - KTs402B, 전류가 1A인 모든 다이오드를 사용할 수 있습니다. 다이오드는 역전압이 400V 이상인 것을 선택해야 합니다. 가져온 인테리어에서 1N4007 (KD258D의 완전한 국내 아날로그) 등을 설치할 수 있습니다.

펄스 변압기는 2000NM 페라이트 링이고 내 경우 치수는 K20x10x8이지만 큰 링도 사용되었지만 권선 데이터를 변경하지 않았으므로 제대로 작동했습니다. 1차 권선(네트워크)은 중앙에 탭이 있는 220회전으로 구성되며 와이어는 0.25-0.45mm입니다(더 이상 의미가 없음).

내 경우의 2차 권선에는 35회전이 포함되어 있으며 이는 약 12V의 출력을 제공합니다. 2차 권선용 와이어는 직경 0.5-1mm로 선택됩니다. 내 경우 변환기의 최대 전력은 10-15W를 넘지 않지만 커패시터 C3의 커패시턴스를 선택하여 전력을 변경할 수 있습니다 (이 경우 펄스 변압기의 권선 데이터가 이미 변경 중입니다). 이러한 변환기의 출력 전류는 약 0.7A입니다.
63-100V 전압의 평활 정전용량(C1)을 선택합니다.

변압기의 출력에는 펄스 다이오드만 사용해야 합니다. 주파수가 상당히 높기 때문에 기존 정류기는 대처할 수 없습니다. FR107/207은 아마도 네트워크 UPS에서 흔히 볼 수 있는 스위칭 다이오드 중 가장 저렴한 다이오드일 것입니다.

전원 공급 장치에는 단락 보호 기능이 없으므로 변압기의 2차 권선을 단락시켜서는 안 됩니다.

트랜지스터의 과열은 눈치 채지 못했고 출력 부하가 3W (LED 어셈블리)이면 얼음이지만 만일을 대비하여 작은 방열판에 설치할 수 있습니다.

방사성 원소 목록

모든 전자 장비에는 전원 공급 장치가 필요하며 대부분 220V, 50Hz의 산업용 전류 네트워크를 사용합니다.
그러나 때때로 전기가 갑자기 "끊어지는" "불가항력" 상황이 발생할 수 있습니다. 갑작스러운 정전이 가정용 장비에 그다지 두렵지 않은 경우, 예를 들어 컴퓨터의 경우 프로그램 제거, 정보 손실 등 돌이킬 수 없는 결과를 초래할 수 있습니다.

대도시에서는 전력 공급이 어느 정도 안정적이지만 농촌 지역에서는 이는 상당히 흔한 일입니다...
갑작스러운 정전과 관련된 성가신 오해를 피하기 위해 많은 제조업체에서는 다음을 사용할 것을 권장합니다. 무정전 전원 공급 장치(또는 단순히 뭐라고 부르든 간에 UPS). 물론 업계에서 생산되지만 그러한 소스를 수집할 수 있습니다. 스스로.

정전 시 보호 기능을 제공하는 것 외에도 무정전 전원필요할 때 "현장" 조건에서도 유용할 수 있습니다. 12볼트 배터리에서 220볼트를 얻습니다..

우리는 이미 웹 사이트에서 12에서 220V를 얻을 수 있는 유사한 회로에 대해 논의했습니다. 여기에 1999년 Radio Amateur 잡지 No. 2에서 가져온 또 다른 회로가 있습니다.

직접 만든 무정전 전원 공급 장치 회로

무정전 전원다음을 제공합니다:

직접 모드에서는 최대 전류 소비량이 6A 이하인 DC 전압 12V를 AC 전압 220V/50Hz로 변환합니다. 출력 전력 - 최대 220W(1A):

역방향 모드(배터리 충전 모드). 동시에 충전 전류는 최대 6A입니다. .

정방향에서 역방향 모드로 빠르게 전환됩니다.

UPS 다이어그램이 그림에 나와 있습니다. VT3, VT4, R3...R6, C5, C6 요소에는 약 50Hz 주파수의 펄스를 생성하는 클럭 생성기가 포함되어 있습니다. 그는 차례로 변압기 T1의 권선 IIa, IIb를 포함하는 콜렉터 회로인 트랜지스터 VT1, VT6의 작동을 제어합니다. 다이오드 VD2, VD3은 순방향 모드의 트랜지스터 VT1, VT6 및 역방향 모드의 정류기용 보호 요소입니다. 요소 C1, C2, L1은 네트워크 필터, VD1, SZ, C4 - 클럭 생성기 필터를 형성합니다. 두 모드에서 회로가 어떻게 작동하는지 살펴보겠습니다.

직접 모드(=12V / -220V). 권선 IIa 또는 IIb에 +12V의 전압이 교대로 적용되고 변압기 T1은 이를 220V/50Hz의 전압으로 변환합니다. 이 전압은 XS1 소켓에 존재하며 모든 종류의 소비자(백열등, TV 등)가 여기에 연결됩니다.

정상 작동 표시는 LED VD4, VD5의 점등입니다. 부하 전류는 1A(220W)에 도달할 수 있습니다.

역방향 모드(-220V / = 12V). 역방향 모드로 작동하려면 전원 공급 장치를 XP1 커넥터에 연결하고 -220V를 적용해야하며 그 후 토글 스위치 SB1이 전환됩니다. 이 경우 주전원 전압이 변압기 T1의 1차 권선에 들어가고 클록 생성기가 꺼집니다. 덕분에 T1의 2차 권선에서 두 개의 10V 교류 전압이 얻어지며 이는 다이오드 VD2, VD3에 의해 정류됩니다. 역방향 모드의 정상 작동 표시는 VD5 LED의 점등입니다. GB1 배터리 용기를 끓이는 것은 충전 과정을 나타냅니다.

디테일과 디자인, T1은 최대 10A의 전류에서 10V의 두 가지 전압을 제공하는 변압기입니다. 분해하기 쉬운 ShL 및 PL 유형의 코어를 사용하는 것이 가장 좋습니다. 코일 L1은 K28x16x9 M2000NM 페라이트 링으로 만들어지며 직경이 0.5~0.71mm인 와이어 10회 권선 2개를 포함합니다.

트랜지스터 VT1, VT6 및 다이오드 VD2, VD3은 열전도 페이스트로 윤활된 운모 스페이서를 통해 최소 200cm2 면적의 하나의 공통 라디에이터에 부착됩니다.