12V, 2A szünetmentes tápegység: 6 lépés

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:42

ÁRAMELLÁTÁSI PÁLYÁZAT BELÉPÉS

Kérem, szavazzon rám, ha hasznosnak találja ezt az Instructable -t

Mi a szünetmentes tápegység?

Kivonat a Wikipédiából

"A szünetmentes tápegység, valamint a szünetmentes áramforrás, az UPS vagy az akkumulátor tartalék egy olyan elektromos készülék, amely vészhelyzeti áramellátást biztosít a terhelésnek, amikor a bemeneti áramforrás vagy a hálózati áramellátás megszakad. Az UPS különbözik a segéd- vagy vészhelyzeti áramellátó rendszertől vagy a készenléti generátortól mivel szinte azonnali védelmet nyújt a bemeneti áramszünetekkel szemben azáltal, hogy az akkumulátorokban tárolt energiát szolgáltatja."

Vegye figyelembe, hogy az UPS csak rövid távú megoldás, és az áramellátás az UPS -hez csatlakoztatott terheléstől függ.

Miért 12V UPS?

A legtöbb modern elektronikus berendezés otthonunkban és környékén kizárólag a közüzemi tápegységre támaszkodik. Amikor az áramellátás megszűnik, minden modern elektronikus berendezésünk sem. Vannak esetek, amikor ez nem kívánatos, hogy csak párat említsünk:

• Riasztórendszerek
• Beléptető rendszerek
• Hálózati kapcsolat
• Telefonrendszerek
• Biztonsági / vészvilágítás

Mindezek a rendszerek általában 12V -ról működnek, és könnyen csatlakoztathatók 12V -os UPS -hez.

Az UPS összetevői

Az UPS 3 részből áll:

1. Transzformátor
2. Szabályozott áramellátás
3. Akkumulátortöltő
4. Tartalék akkumulátor

Minden lépést végigmegyek, elmagyarázom, hogyan lehet megbízható 12 V -os UPS -t építeni speciális alkatrészek nélkül.

1. lépés: A transzformátor

A 12 V-os szünetmentes tápegység szabványos transzformátort használ, amely minden vezető biztonsági berendezés beszállítónál elérhető. A transzformátor kimenetének 16-17 V AC között kell lennie, és legfeljebb 3 amper névleges értékű. Mindig inkább a tervezést részesítem előnyben, ezért ezt a 2A UPS -t úgy tervezem meg, hogy maximum 3A legyen.

Egyes szállítók transzformátorokat már beépítettek a házba, kiegészítve túláram- és túlfeszültség -védelemmel.

2. lépés: A szabályozott tápegység

A szünetmentes tápegységnek képesnek kell lennie arra, hogy folyamatosan a névleges áramot szállítsa a névleges kimeneti feszültségen, anélkül, hogy a tartalék akkumulátorra támaszkodna. Tehát az első lépés egy 12 V -os tápegység tervezése lesz.

Jó kezdet az LM317 feszültségszabályozó használata. Mielőtt megvizsgálnánk az eszköz aktuális besorolását, kezdjük a szabályozott kimeneti feszültséggel. Bár mindannyian 12V -os rendszerre szoktunk hivatkozni, valójában általában 13,8V -os rendszerről van szó. Ez a feszültség a szabványos SLA akkumulátor teljesen feltöltött feszültsége. Tehát minden számításhoz 13,8 V -ot fogok használni.

Az összetevők értékeinek kiszámításához tekintse meg az LM317 adatlapot. Azt állítja, hogy:

Vout = 1,25 (1 + R2 / R1) + Iadj x R2

és hogy az Iadj jellemzően 50uA -ra korlátozódik.

Kezdésként az R1 értéket 1Kohm -ra választottam

Vout = 1,25 (1 + R2 / R1) + Iadj x R2

13,8 = 1,25 (1 + R2/1K) + 50uA x R2

13,8 = 1,25 + 1,25/10E3 x R2) + 50E-6 x R2

12,55 = 0,00125 R2 + 0,00005 R2

12,55 = 0,0013 R2

R2 = 9,653 ohm

De a 9.653Kohm érték nem szabványos ellenállásérték, ezért több ellenállást kell használnunk, hogy megközelítsük ezt az értéket. A legjobb megoldás két ellenállás párhuzamos elhelyezése. Bármely két ellenállás párhuzamosan mindig alacsonyabb, mint a legkisebb értékű ellenállás. Tehát tegye az R2a ellenállást 10Kohm -ra.

1/R2 = 1/R2a + 1/R2b

1/9.653K = 1/10K + 1/R2b

1/9.653K - 1/10K = 1/R2b

R2b = 278Kohm

R2b mint 270K

R2 = 9.643Kohm, elég közel ahhoz, amire szükségünk van.

Az 1000uf kondenzátor nem kritikus, de ez jó érték. A 0,1uf kondenzátor csökkenti a kimeneti feszültség lengését

Most 13,8 V -os tápegységgel rendelkezünk, amely az adatlap szerint 1,5 amperes.

3. lépés: Az akkumulátortöltő

Ahhoz, hogy tápegységünket akkumulátor töltőként használhassuk, korlátoznunk kell a töltési áramot az akkumulátorra. A tápegység legfeljebb 1,5 A -t tud biztosítani, így a következő lépés az lesz, hogy a kimenetre csatlakoztatott akkumulátorral nézzük az áramkört. Ahogy az akkumulátor feszültsége emelkedik (töltés), a töltési áram csökken. Teljesen feltöltött 13,8 V -os akkumulátor esetén a töltési áram nullára csökken.

A kimeneten lévő ellenállást arra használják, hogy az áramot az LM317 névleges értékére korlátozzák. Tudjuk, hogy az LM317 kimeneti feszültsége 13,8 V -on van rögzítve. Az üres SLA akkumulátor feszültsége 12,0V körül van. Az R kiszámítása most egyszerű.

R = V / I

R = (13,8V - 12V) / 1,5A

R = 1,2 ohm

Most az ellenállásban eloszló teljesítmény az

P = I^2 R

P = 1,5^2 x 1,2

P = 2,7 W

4. lépés: Az áram megduplázása maximum 3A -ra

Ahelyett, hogy drágább, 3A névleges szabályozókat használnék, úgy döntöttem, hogy továbbra is a szabványos LM317 -et használom. A szünetmentes tápegység jelenlegi minősítésének növelése érdekében egyszerűen összekapcsoltam két áramkört, ezáltal megduplázva az aktuális minősítést.

De probléma van két tápegység összekapcsolásával. Bár a kimeneti feszültségeiket pontosan azonosnak számították, az alkatrészek eltérései, valamint a PC -kártya elrendezése azt eredményezi, hogy egy tápegység mindig az áram többségét veszi fel. Ennek kiküszöbölésére a kombinált kimeneteket az áramkorlátozó ellenállások után vették, és nem a szabályozó kimenetén. Ez biztosítja, hogy a kimeneti ellenállások elnyelik a két szabályozó közötti feszültségkülönbséget.

5. lépés: Az utolsó kör

Nem tudtam 1R2, 3W ellenállásokat forrni, ezért úgy döntöttem, hogy több ellenállást használok fel az 1R2 ellenállás kialakításához. Kiszámoltam a soros/párhuzamos ellenállás értékeket, és azt találtam, hogy hat 1R8 ellenállás használatával 1R2 lesz. Pontosan amire szükségem volt. Az 1R2 3W ellenállást most hat 1R8 0,5W ellenállásra cserélték.

Az áramkör másik kiegészítője az áramkimaradás kimenete. Ez a kimenet 5 V lesz, ha hálózati feszültség van, és 0 V hálózati hiba esetén. Ez a kiegészítés megkönnyíti az UPS csatlakoztatását olyan rendszerekhez, amelyek hálózati állapotjelzést is igényelnek. Az áramkör beépített állapotjelző LED-et is tartalmaz.

Végül egy védőbiztosítékot is hozzáadtak az UPS 12 V -os kimenetéhez.

6. lépés: PC -kártya

Itt nem sok mondanivaló van.

Egy egyszerű PC táblát terveztem az Eagle ingyenes verziójával. A PC-kártyát úgy tervezték, hogy a nem szigetelt gyorskapcsoló füleket forraszthassák a PC-panelhez. Ez lehetővé teszi a teljes UPS tábla felszerelését az akkumulátor tetejére.

Ügyeljen arra, hogy megfelelő méretű hűtőbordákat adjon a két LM317 szabályozóhoz.