12V, 2A Bekalan Kuasa Tidak Terputus: 6 Langkah

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:10

MASUKKAN PERUNDING BEKALAN KUASA

Tolong pilih saya jika anda menganggap Instruksional ini berguna

Apakah Bekalan Kuasa Tidak Terputus?

Petikan dari Wikipedia

"Bekalan kuasa tidak putus-putus, juga sumber kuasa tidak putus-putus, UPS atau sandaran bateri, adalah alat elektrik yang memberikan kuasa kecemasan kepada beban apabila sumber kuasa input atau kuasa utama gagal. UPS berbeza dengan sistem kuasa tambahan atau kecemasan atau penjana siap sedia kerana ia akan memberikan perlindungan hampir seketika dari gangguan daya input, dengan membekalkan tenaga yang tersimpan dalam bateri."

Perhatikan bahawa UPS hanyalah penyelesaian jangka pendek, dan ketersediaan kuasa akan bergantung pada beban yang disambungkan ke UPS.

Mengapa UPS 12V?

Sebilangan besar peralatan elektronik moden di dalam dan di sekitar rumah kita hanya bergantung pada bekalan kuasa utiliti. Apabila kuasa mati, begitu juga dengan semua peralatan elektronik moden kita. Terdapat beberapa keadaan di mana ini tidak diingini, hanya untuk menamakan pasangan:

• Sistem penggera
• Sistem kawalan akses
• Kesambungan rangkaian
• Sistem telefon
• Lampu keselamatan / kecemasan

Semua sistem ini biasanya beroperasi pada 12V, dan dapat disambungkan dengan mudah ke UPS 12V.

Komponen UPS

UPS terdiri daripada 3 bahagian:

1. Pengubah
2. Bekalan kuasa terkawal
3. Pengecas bateri
4. Bateri sandaran

Saya akan melalui setiap langkah, menerangkan cara membina UPS 12V yang boleh dipercayai tanpa menggunakan komponen khas.

Langkah 1: Transformer

UPS 12V menggunakan transformer standard, yang tersedia di semua pembekal peralatan keselamatan terkemuka. Output pengubah harus antara 16 hingga 17 V AC, dan dinilai hingga 3 amp. Saya selalu memilih reka bentuk yang berlebihan, jadi saya akan merancang UPS 2A ini sehingga dinilai maksimum 3A.

Beberapa pembekal mempunyai transformer yang sudah dipasang ke dalam penutup, dengan perlindungan arus lebih dan lonjakan tambahan.

Langkah 2: Bekalan Kuasa Terkawal

UPS mesti dapat terus menyalurkan arus undian pada voltan keluaran undian, tanpa bergantung pada bateri sandaran untuk mendapatkan bantuan. Jadi langkah pertama ialah merancang bekalan kuasa 12V.

Permulaan yang baik adalah menggunakan pengatur voltan LM317. Sebelum kita melihat penarafan peranti semasa, mari mulakan dengan voltan keluaran yang diatur. Walaupun kita semua biasa menggunakan sistem 12V, sebenarnya sistem 13.8V biasanya. Voltan ini adalah voltan penuh bateri SLA standard. Jadi untuk semua pengiraan, saya akan menggunakan 13.8V.

Untuk mengira nilai komponen, rujuk lembaran data LM317. Ia menyatakan bahawa:

Vout = 1.25 (1 + R2 / R1) + Iadj x R2

dan Iadj biasanya terhad kepada 50uA.

Untuk memulakan, saya memilih nilai R1 menjadi 1Kohm, jadi

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 = 9.653Kohm

Tetapi nilai 9.653Kohm bukan nilai perintang standard, jadi kita harus menggunakan pelbagai perintang untuk mendekati nilai ini. Penyelesaian terbaik ialah meletakkan dua perintang secara selari. Mana-mana dua perintang secara selari, akan selalu mempunyai rintangan gabungan RENDAH daripada perintang nilai terendah. Oleh itu, buat perintang R2a 10Kohm.

1 / R2 = 1 / R2a + 1 / R2b

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

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

R2b = 278Kohm

R2b sebagai 270K

R2 = 9.643Kohm, cukup dekat untuk apa yang kita perlukan.

Kapasitor 1000uf tidak kritikal, tetapi ini adalah nilai yang baik. Kapasitor 0.1uf mengurangkan ayunan voltan output

Kami kini mempunyai bekalan kuasa 13.8V, dinilai pada 1.5 amp mengikut lembaran data.

Langkah 3: Pengecas Bateri

Untuk menggunakan bekalan kuasa kita sebagai pengecas bateri, kita perlu menghadkan arus pengecasan ke bateri. Bekalan kuasa hanya dapat memberikan maksimum 1,5 amp, jadi langkah selanjutnya adalah melihat litar dengan bateri disambungkan ke output. Apabila voltan bateri meningkat (mengecas), arus pengecasan akan berkurang. Dengan bateri penuh 13.8V, arus pengecasan akan turun menjadi sifar.

Perintang pada output akan digunakan untuk mengehadkan arus ke peringkat LM317. Kita tahu voltan keluaran LM317 ditetapkan pada 13.8V. Voltan bateri SLA kosong sekitar 12.0V. Mengira R kini mudah.

R = V / I

R = (13.8V - 12V) / 1.5A

R = 1.2ohm

Sekarang, daya yang hilang dalam perintang adalah

P = I ^ 2 R

P = 1.5 ^ 2 x 1.2

P = 2.7W

Langkah 4: Menggandakan Arus hingga Maksimum 3A

Daripada menggunakan pengatur yang lebih mahal yang dinilai untuk 3A, saya memilih untuk tetap menggunakan LM317 standard. Untuk meningkatkan penarafan UPS semasa, saya hanya menambah dua litar bersama-sama, sehingga menggandakan penarafan semasa.

Tetapi ada masalah ketika menyambungkan dua bekalan kuasa bersama-sama. Walaupun voltan keluarannya dikira sama persis, variasi komponen, dan susun atur Papan PC akan mengakibatkan satu bekalan kuasa selalu mengambil sebahagian besar arus. Untuk menghilangkan ini, output gabungan diambil setelah perintang penghad semasa, dan bukan pada output pengatur itu sendiri. Ini memastikan bahawa perbezaan voltan antara kedua pengatur diserap oleh perintang output.

Langkah 5: Litar Akhir

Saya tidak dapat mencari perintang 1R2, 3W, oleh itu saya memutuskan untuk menggunakan beberapa perintang untuk membentuk perintang 1R2. Saya mengira nilai resistor siri / selari yang berbeza, dan mendapati bahawa menggunakan enam perintang 1R8 menghasilkan 1R2. Tepat apa yang saya perlukan. Perintang 1R2 3W kini telah diganti dengan enam perintang 1R8 0.5W.

Tambahan lain pada litar adalah output kegagalan kuasa. Output ini akan menjadi 5V ketika daya utama hadir, dan 0V semasa kegagalan arus. Penambahan ini memudahkan menghubungkan UPS ke sistem yang juga memerlukan isyarat status sesalur. Litar ini juga dilengkapi LED status on-board.

Terakhir, sekering perlindungan ditambahkan pada output 12V UPS.

Langkah 6: Papan PC

Tidak banyak yang boleh diperkatakan di sini.

Saya merancang PC Board ringkas menggunakan Eagle versi perisian percuma. Papan PC direka sedemikian rupa sehingga kutu pemutus cepat yang tidak bertebat dapat disolder ke Papan PC. Ini membolehkan papan UPS yang lengkap dipasang di bahagian atas bateri.

Pastikan untuk menambah pendingin bersaiz yang layak ke dua pengatur LM317.