Sursă de alimentare neîntreruptibilă de 12 volți. Sursă de energie neîntreruptă. Diagrama și descrierea dispozitivului. Circuit de alimentare neîntreruptibil de casă

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 de 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 conectare sunt marcate pe placă și puteți vedea 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 de 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, 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; acest lucru 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.

Cerințele pentru dispozitiv au fost: de dimensiuni mici, ieftin, silențios în funcționare cu eficiență ridicată care poate asigura funcționarea autonomă a modemului timp de trei sau mai multe ore.

Există două tipuri de surse de alimentare neîntreruptibile: pornire soft și pornire greu. În cazul nostru, este de dorit un sistem cu un start greu.

În acest caz, modemul nu se oprește din cauza lipsei tensiunii de rețea din cauza funcționării instantanee a sursei de alimentare neîntreruptibilă.

Primul Ceea ce avem nevoie sunt bateriile. Opțiunea ideală este 18650 baterii (4 buc., capacitate: cu cât mai multe, cu atât mai bine).

Al doilea- acesta este corpul. Un caz cu o placă de la PowerBank va fi bine. Are șase compartimente pentru bateriile 18650. Vom folosi două compartimente pentru a găzdui toate componentele electronice.

Al treilea– Convertor DC-DC care furnizează curent de ieșire de 2 amperi (denumit în continuare A).

Cvadruplu– Stabilizator descendente cu capacitatea de a stabiliza curentul și tensiunea. Este necesar să încărcați bateria UPS-ului de la adaptorul de alimentare al modemului (curentul acestuia este de aproximativ 3 A).

a cincea– Releu electromagnetic (neapărat cu o tensiune de 12 volți). În principiu, curentul releului nu este important.

Şaselea– Două rezistențe de orice putere. Unul cu o rezistență de 150 ohmi, al doilea - 1 kOhm.

Al șaptelea-Tranzistor cu conducție directă BD 140. Important este ca acesta să fie cu conducție directă.

Al optulea– Orice comutator de dimensiuni mici cu blocare. Curent nu mai puțin de 1 A.

La ieșirea acestui stabilizator, trebuie să setați tensiunea la aproximativ 4,1-4,2 V, ceea ce este echivalent cu tensiunea bateriilor litiu-ion încărcate complet. De asemenea, trebuie să setați curentul maxim de încărcare la aproximativ 1,5-2 A. Acest lucru se face folosind rezistențe de tăiere de pe placa stabilizatoare coborâtoare.

Trebuie configurată și placa convertizorului de impuls Dc-Dc. Pentru a face acest lucru, îl conectăm la un banc de baterie cu litiu și, folosind rezistența de reglare încorporată, setăm tensiunea de ieșire la aproximativ 12 V. Acest convertor este cel care va furniza energie modemului.

Acum să vedem cum funcționează întregul sistem.

Dacă există tensiune de rețea, alimentarea de la adaptorul modemului (aproximativ 12 V) este furnizată unui stabilizator coborâtor, care este încărcat cu baterii cu litiu. În acest caz, tranzistorul este deschis, iar puterea prin joncțiunea sa este furnizată releului și acesta din urmă este activat, deschizând rețeaua de alimentare a convertorului DC-DC. Dacă nu există alimentare de la adaptor, de exemplu atunci când tensiunea de rețea este oprită, tranzistorul se închide și alimentarea cu energie a înfășurării releului se oprește. Contactele 1 și 2 se închid. Puterea de la baterii este furnizată unui convertor, care crește tensiunea de la bateriile cu litiu la 12 V, asigurând funcționarea neîntreruptă a modemului. Comutatorul este proiectat pentru oprirea de urgență a sursei de alimentare neîntreruptibilă.

Vă rugăm să acordați atenție diodei care se află în circuit.

Este conectat astfel încât să împiedice curgerea curentului de la ieșirea convertizorului de amplificare la intrarea regulatorului buck.

Reparatii masini de spalat bricolaj

Sursă de energie neîntreruptă. Caracteristicile dispozitivului: conversie directă de la tensiune directă de 12 volți la tensiune alternativă de 220 V cu o frecvență de 50 Hz (). Putere maxima - 220 W. Conversie inversă - folosită pentru a încărca bateria. Curent de încărcare aproximativ 6 A. Comutare rapidă de la conversia directă la modul invers.

Schema sursei de alimentare neîntreruptibilă este prezentată mai jos

Un generator de ceas este asamblat pe elementele VT3, VT4, R3...R6, C5, C6, care generează impulsuri cu o frecvență medie de 50 Hz. Generatorul controlează funcționarea tranzistoarelor VT1, VT6. Înfășurările IIa, IIb ale transformatorului T1 sunt conectate la circuitul colector al acestor tranzistoare.

Diodele VD2, VD3 sunt folosite ca redresor în modul invers și pentru a proteja tranzistoarele VT1, VT6 în modul înainte. Filtrul de retea se realizeaza pe elementele C1, C2, L1, iar pe elementele VD1, SZ, C4 filtrul generator de ceas.

Funcționarea sursei de alimentare neîntreruptibilă:

Conversie directă: tensiunea de +12 V este aplicată alternativ înfășurărilor IIa sau IIb, iar transformatorul T1 o convertește la 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, ceea ce corespunde unei puteri de 220 W.

Detalii si design

T1 - puteți folosi orice transformator care oferă două tensiuni de ieșire de 10V cu un curent de sarcină de până la 10 A. Bobina L1 este realizată pe un inel de ferită K28x16x9 M2000NM. Inelul trebuie înfășurat în prealabil cu pânză lăcuită și apoi trebuie înfășurate două înfășurări de 10 spire de sârmă cu un diametru de 0,55...0,70 mm. Tranzistoarele VT1, VT6 și diodele VD2, VD3 trebuie instalate pe un radiator cu o suprafață de cel puțin 200 cm2. prin placi de mica.

Atenţie! Deoarece elementele circuitului sunt sub tensiune de rețea, trebuie respectate măsurile de siguranță electrică la instalarea dispozitivului.

Sursa de alimentare cu comutare de putere redusă poate fi utilizată într-o mare varietate de modele de radio amatori. Circuitul unui astfel de UPS este deosebit de simplu, astfel încât poate fi repetat chiar și de radioamatorii începători.

Parametrii principali ai sursei de alimentare:
Tensiune de intrare - 110-260V 50Hz
Putere - 15 wați
Tensiune de ieșire - 12V
Curent de ieșire - nu mai mult de 0,7 A
Frecventa de operare 15-20kHz

Componentele inițiale ale circuitului pot fi obținute din gunoiul disponibil. Multivibratorul a folosit tranzistori din seria MJE13003, dar dacă se dorește, aceștia pot fi înlocuiți cu 13007/13009 sau similar. Astfel de tranzistori sunt ușor de găsit în sursele de alimentare cu comutare (în cazul meu, au fost scoase de la o sursă de alimentare a computerului).

Condensatorul de alimentare este selectat cu o tensiune de 400 Volți (în cazuri extreme, 250, ceea ce nu recomand cu insistență)
Dioda zener folosită a fost una de tip casnic D816G sau una de import cu o putere de aproximativ 1 watt.

Pod de diode - KTs402B, puteți utiliza orice diode cu un curent de 1 Amperi. Diodele trebuie selectate cu o tensiune inversă de cel puțin 400 volți. Din interiorul importat puteți instala 1N4007 (un analog intern complet al KD258D) și altele.

Transformatorul de impuls este un inel de ferită de 2000NM, dimensiunile în cazul meu sunt K20x10x8, dar au fost folosite și inele mari, dar nu am schimbat datele de înfășurare, a funcționat bine. Înfășurarea primară (rețeaua) constă din 220 de spire cu un robinet din mijloc, firul este de 0,25-0,45 mm (nu mai are rost).

Înfășurarea secundară în cazul meu conține 35 de spire, ceea ce oferă o ieșire de aproximativ 12 volți. Firul pentru înfășurarea secundară este selectat cu un diametru de 0,5-1 mm. Puterea maximă a convertorului în cazul meu nu este mai mare de 10-15 wați, dar puterea poate fi modificată prin selectarea capacității condensatorului C3 (în acest caz, datele de înfășurare ale transformatorului de impulsuri se schimbă deja). Curentul de ieșire al unui astfel de convertor este de aproximativ 0,7 A.
Selectați o capacitate de netezire (C1) cu o tensiune de 63-100 volți.

La ieșirea transformatorului, ar trebui să utilizați numai diode cu impulsuri, deoarece frecvența este destul de mare, este posibil ca redresoarele convenționale să nu facă față. FR107/207 sunt probabil cele mai accesibile dintre diodele de comutare, adesea găsite în UPS-urile de rețea.

Sursa de alimentare nu are nicio protecție la scurtcircuit, așa că nu trebuie să scurtcircuitați înfășurarea secundară a transformatorului.

Nu am observat nicio supraîncălzire a tranzistorilor; cu o sarcină de ieșire de 3 wați (ansamblu LED), sunt înghețați, dar pentru orice eventualitate, pot fi instalați pe radiatoare mici.

Lista radioelementelor

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, aceasta 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, sursă de energie neîntreruptă poate fi util și 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

Sursă de energie neîntreruptă 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. Elementele VT3, VT4, R3...R6, C5, C6 contin un generator de ceas care genereaza impulsuri cu o frecventa 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.