Szünetmentes tápegység. A készülék diagramja és leírása. UPS létrehozása saját kezűleg Házi készítésű szünetmentes tápegység 12 V-ra

Az UPS-t védelemre használják különféle típusok az elektromos berendezések, elsősorban a számítástechnikai berendezések a hálózat feszültséglökésétől, és teljes áramszünet esetén is képesek több percig, órákig vagy akár napokig üzemben tartani

A szünetmentes tápegység a következő elektromos problémákkal tud megbirkózni: az áramellátó hálózat teljes leállása, nagyfeszültségű impulzuszaj, hosszú és rövid távú feszültséglökések; az elektromos hálózatban fellépő nagyfrekvenciás zaj vagy interferencia, 3 Hz-nél nagyobb frekvencia eltérés.

Az UPS fontos paraméterei az az idő, amely alatt a terhelést az akkumulátorról áramra kapcsolják, valamint az akkumulátor élettartamát.

Tartalék UPS tervezésüzemmódban a terhelést a tápfeszültség táplálja elektromos hálózat, amelyet a szünetmentes tápegység szűr nagyfeszültségű impulzusokés passzív szűrők elektromágneses zavarása.

Ha a hálózati feszültség eltér a normalizált értékektől, a terhelés automatikusan az akkumulátor tápellátásához kapcsolódik egy inverter áramkör segítségével, amely minden UPS-ben elérhető. Amint a hálózati feszültség normalizálódik, a szünetmentes tápegység a terhelést a hálózatról tápellátásra kapcsolja.

Interaktív UPS diagram hasonló a tartalék áramkörhöz, de emellett egy autotranszformátoron alapuló lépcsős feszültségstabilizátor van felszerelve a bemenetre, amely lehetővé teszi a kimeneti feszültség szabályozását. Normál működés közben az interaktív áramkör szerint működő UPS-ek nem szabályozzák a frekvenciát, de feszültség hiányában akkumulátoros inverterrel kezdi táplálni. Ennek a sémának az előnye a rövidebb kapcsolási idő. Ezenkívül az inverter szinkronizálva van a bemeneti feszültséggel.

Dupla konverziós UPS áramkör a következőképpen működik: Bemenet váltakozó feszültség konstansra konvertálva, majd inverterrel visszaváltva váltakozóra. Bemeneti feszültség hiányában azonnal megtörténik a terhelés akkumulátoros áramra váltása, mivel az akkumulátorok folyamatosan csatlakoznak az áramkörhöz.

Főbb blokkok és alkatrészek, amelyek az UPS-ben lehetnek:

Kapcsolóeszköz
Túlfeszültség szűrő
Töltő
Akkumulátor
Inverter: AC-DC konverter, DC feszültség stabilizátor, DC-AC átalakító
Bypass kapcsolókészülék
Áramérzékelő
Forrásszűrő
Hőmérséklet érzékelő
Felület
Kijelző eszköz

A 220V, 50Hz bemeneti hálózati feszültség kapcsolókészüléken és hálózati szűrőn keresztül jut töltő. Túlfeszültség-védőre van szükség, hogy megakadályozza az interferencia bejutását a hálózatba, a töltő tölti az akkumulátort, feltéve, hogy rendelkezésre áll hálózati feszültség.

Az invertert minden UPS tartalmazza. Az akkumulátor egyenfeszültségének a terhelésre táplált váltakozó feszültségre történő félvezető átalakítójára épül. Az inverter gyakran egyesíti magának az inverternek és a töltőnek a funkcióit. Az UPS típusától függően az inverter különböző formájú feszültséget állít elő

A bypass egy kapcsolóeszköz. Ez az eszköz az UPS bemenetének és kimenetének közvetlen csatlakoztatására szolgál, kiküszöbölve az áramellátás redundancia áramkörét.

A bypass a következő funkciókat látja el:

az UPS be- vagy kikapcsolása

a terhelés átvitele az inverterről a bypassra túlterhelés esetén és rövidzárlatok a kijáratnál

a terhelés átvitele az inverterről a bypassra az elektromos veszteségek csökkentése érdekében

A statikus bypass egy tirisztoros kapcsoló alapján kerül összeállításra a párhuzamosan kapcsolt, egymás melletti tirisztorokból. A kulcsot az UPS vezérlőrendszere vezérli

A kapcsolóüzemű tápegységet készen vettük 28 V-ra, 50A-re, de összeszerelhető saját kezűleg, és rengeteg áramkör létezik. TO impulzusforrás A tápegység két sorosan kapcsolt 12 voltos autóakkumulátorra csatlakozik. Az invertert készen is használták, mivel alkatrészeinek ára közel kétszer olyan magas, mint a kész készüléké. Ez az UPS majdnem egy napos energiafogyasztásra elegendő egy kis magánházban. Hosszabb kimaradás esetén, szibériai kiterjedéseinkben ez gyakran előfordul, 6 órára bekapcsolom a dízel generátort.

UPS-ünket a következő képességekre tervezték: közvetlen átalakítás 12 V DC-ről 220 V AC feszültségre 50 Hz frekvenciával. Ennek az UPS-nek a maximális teljesítménye 220 W. A fordított átalakítás az akkumulátor töltésére szolgál. Töltőáram 6 A. Az áramkör gyors váltást tesz lehetővé a közvetlen átalakításból a fordított üzemmódba.

A VT3, VT4, R3...R6, C5, C6 rádiókomponenseken óragenerátor készül, 50 Hz-es ismétlési frekvenciájú impulzusokat generálva. Generátor, beállítja az üzemmódot bipoláris tranzisztorok VT1, VT6. Az ő kollektor áramkör a transzformátor IIa, IIb tekercsei be vannak kötve. A hálózati szűrő a C1, C2, L1 passzív komponensekre, az órajelgenerátor szűrője pedig a VD1, SZ, C4 rádióelemekre épül.

Általánosságban elmondható, hogy ez a cikk eredetileg nagyon régen, több mint két éve íródott. De be ebben az esetbenÚgy döntöttem, hogy a benne található információk hasznosak lehetnek és felhasználhatók a 3D-nyomtatók javára.

Ennek a cikknek az a lényege, hogy egy normál tápegységet egy kis szünetmentes tápegységgel alakítsunk át, körülbelül 11-13,5 voltos kimenettel.

Példaként lesz egy 36 watt teljesítményű táp, de gyakorlatilag változtatás nélkül az áramkör nagyobb teljesítményű tápegységekre és módosításokkal is alkalmazható.

Előbb azonban csak egy mini áttekintés magáról a tápról, elnézést a fotó minőségéért, forrasztópákával készült.

A műszaki adatok a végén találhatók.

Kicsit megzavartak a jellemzők, általában vagy a teljes tartományt jelzik, vagy ha van 110/220-as választás, akkor ennek megfelelően van egy kapcsoló és egy hálózati egyenirányító áramkör duplázásra kapcsolással. Itt nem volt kapcsoló. Később közelebbről is megnézzük, mi van benne.

A méretek viszonylag kicsik.

A végén találhatók a 220 voltos csatlakozókapcsok, egy földelő kapocs és a 12 voltos kimeneti kapcsok. Itt található egy LED is, amely jelzi a kimeneti feszültség jelenlétét, és egy trimmelő ellenállás a kimeneti feszültség beállításához.

Kinyitás után láttam PCB ezt a tápegységet.

A lapon van egy teljes bemeneti szűrő, egy 33uF-os 400V-os kondenzátor (a deklarált teljesítményhez teljesen normális), egy önoszcillátor áramköri felépítése szerint készült nagyfeszültségű alkatrész (amikor megrendeltem, reméltem, hogy lesz egy szabványos UC3842), egy kimeneti szűrő, amely két 470uF 25V-os kondenzátorból és egy fojtóból áll. A kimeneti szűrő kapacitása túl kicsi, 2-szer többre tenném.

5N60D teljesítménytranzisztor - csak a TO-220 csomagban.

A kimeneti dióda - stps20h100ct - hasonló a TO-220 csomagban.

Stabilizációs áramkör és visszacsatolás TL431-en készült.

A tábla hátoldala.

Semmi szokatlan, a forrasztás átlagos minőségű, a folyasztószer le van mosva, elég ügyes.

De megleptek a táblán lévő jelölések (a felső oldalon is vannak).

SM-24W, talán kezdetben 24 watt volt a táp, aztán úgy döntöttek, hogy nem lesz elég, és 36-ot írtak?

A kísérletek megmutatják.

Az első bekapcsolásnál nem történt semmi baj, ez nem rossz.

A tápot klasszikus elnyűhetetlen szovjet ellenállásokkal raktam fel, 10 Ohm, 2 db párhuzamosan.

Az áram körülbelül 2,5 Amper.

Megmértem a feszültséget a vezetékek után az ellenállásokhoz, így kicsit leesett.

Így hagytam, elmentem inni egy kis teát és cigizni, és vártam, hogy felrobbanjon.

Nem robbant fel, nem is melegedett, 40 fok volt, talán 45, konkrétan nem mértem, kicsit meleg volt.

Feltöltöttem még 0,22 A-t (nem találtam megfelelőt a közelben), nem változott semmi.

Úgy döntöttem, hogy nem állok meg itt, és egy másik 10 Ohmos ellenállást szereltem a kimenetre.

A feszültség 10,05 Voltra esett, de a tápegység továbbra is keményen működött.

Egyébként szkeptikus voltam ezzel a táppal kapcsolatban, főleg az áramköri felépítése miatt, mivel megszoktam, hogy drágább tápokkal dolgozzak, amiben van PWM vezérlő, áramszabályozás stb. A gyakorlat azt mutatja, hogy ez a lehetőség is meglehetősen életképes.

Ezután úgy döntöttem, hogy áttérek a teszt nem szabványos részére, és megpróbálom rávenni arra, amire szeretnék. Tulajdonképpen az értékeléseim rendszeres olvasói megszokták, hogy nem csak bemutatni szeretek egy terméket egy értékelésben, hanem használni is, úgyhogy ezúttal sem foglak elkeseredni.

Dopping

Az egész úgy kezdődött, hogy egy barát felhívott és megkérdezte, hogy lehet-e kis szünetmentes tápegységet készíteni egy elektromágneses zár és vezérlő táplálására. A magánszektorban él, néha a lámpa nem tart sokáig, aztán kialszik. Akkuja volt már, számítógépes szünetmentes tápból megmaradt, már nem vesz fel nagy áramot, de teljesen normálisan megbirkózik a zárral.

Általában egy kis kiegészítő sálat dobtam erre a tápegységre.

Sál, diagram és a folyamat rövid leírása.

Rendszer.

És a rajta lévő tábla.

Az áramkör korlátozza a töltőáramot (az én esetemben 400 mA-re van állítva), védelmet nyújt az akkumulátor túlmerülése ellen (10 voltra állítva), egyszerű védelmet nyújt az akkumulátor megfordítása ellen (kivéve, ha menet közben megfordítja a polaritást), és a tényleges az akkumulátorról a kimeneti tápegységre való feszültség ellátásának funkciója.

A sálat áttettem a NYÁK-ra és lefedtem forraszanyaggal.

Kiválogattam a részleteket.

Forrasztottam a táblát, más a relé, mivel először nem vettem észre, hogy 5 voltos, keresni kellett a 12-t.

Magyarázatok a diagramhoz.

Elvileg a C2 elhagyható, ekkor az R5 és R6 helyére 9,1-10 kOhm-on eggyel lép.

Szükséges a téves riasztások csökkentése a hirtelen terhelésváltozások során.

Ideális esetben persze jobb lenne, ha a szekunder tekercs mellé még pár fordulatot adnánk, hiszen a tápegység 20%-os túlfeszültséggel működik. A tesztek kimutatták, hogy minden jól működik, de jobb, ha egy kicsit feltekerjük a szekunder tekercset, vagy még jobb - módosítjuk a tápegységet 15 Volt, nincs bekapcsolva 12 . Az én esetemben a táp visszacsatolási osztójában is változtatnom kellett az ellenállás értékét, a diagramon R7, ez 4,7 kOhm, én 4,3 kOhm-ra állítottam, ha 15 Voltos tápot használok. , ezt valószínűleg nem kell megtenni.

A tábla összeszerelése után beépítettem a tápegységbe.

A csatlakozási pontok fel vannak tüntetve a táblán, és látható a negatív pálya elvágásának helye (a 3-as szám felett).

A táblát becsomagoltam szalaggal és egy többé-kevésbé szabad helyre tettem.

Ezt követően (sőt jobb, mielőtt szalaggal leválasztjuk) a tápegység kimeneti feszültségét 13,8 V-ra állítottam (ezt az akkumulátor által fenntartott feszültséget általában 13,8-13,85 tartományba állítják.

Itt látható az összeszerelt és konfigurált eszköz képe.

Kis terhelést és akkumulátort csatlakoztatott. Töltőáram 0,39A (kissé csökkenhet, ahogy felmelegszik).

Lekapcsoltam a tápot a hálózatról, a terhelés tovább működik, a multiméteren a terhelőáram + relé áramfelvétel + a mérőáramkörök áramfelvétele.

Egy barátomnak szüksége volt egy szünetmentes tápra 0,8-1 Amperes áramra, ráraktam még egy kicsit.

Utána rákötöttem a 220 V-os tápot, az egyik multiméteren a feszültség a terhelésnél (még mindig emelkedni fog, az akku nincs töltve), a másodikon a töltőáram (kicsit leesett a felmelegedés miatt).

Általában véleményem szerint a módosítás sikeres volt, egy ilyen tápegység kis terhelést is képes ellátni, akár 1-1,5 Amperig. Nem csinálnám újra, mert a tápegység rendellenes üzemmódban van. Ha 15 V-os tápegységet használunk, akkor az áramerősség növelhető, de mindig figyelembe kell venni az akkumulátor töltőáramát (az R1 ellenállás határozza meg. 1,6 Ohm kb. 0,4 A töltőáramot ad, annál kisebb az ellenállás , annál nagyobb az áramerősség és fordítva.

Ha valaki nem ért egyet a beállított töltőárammal, a töltésvégi feszültséggel és az automatikus leállítással, akkor ez mind könnyen megváltoztatható, ha szükséges, elmagyarázom, hogyan kell csinálni.

Persze felteheti a kérdést, hogy mi köze ehhez a 3D nyomtatóknak és ennek a kis tápegységnek.

Minden egyszerű, ahogy a legelején írtam, vehetsz egy erős tápot, használhatsz erősebb alkatrészeket az általam készített lapban és kapsz egy olyan szünetmentes tápot, aminek nincs olyan, hogy "kapcsolási ideje", pl. valójában "online". És mivel a nyomtatás nagyon sokáig tart, ez nagyon hasznos lehet a zavartalan működés szempontjából. Ráadásul egy ilyen rendszer hatékonysága észrevehetően magasabb, mint a hagyományos UPS rendszereké.

Nagy áramerősségű használathoz ki kell cserélnem a kártyámon lévő VD1 diódát bármilyen Schottky-ra, amelynek áramerőssége meghaladja a 30 Ampert (például számítógépes tápegységről forrasztva), és fel kell szerelnem egy radiátorra, vagy egy relére. 20 A-nél nagyobb érintkezési árammal és legfeljebb 100 mA-es (vagy még jobb esetben 80-as) tekercseléssel. Ezenkívül szükség lehet a töltőáram növelésére az R1 ellenállás értékének 0,6-1 Ohm-ra történő csökkentésével.

Léteznek ilyen funkciójú ipari tápok is, legalábbis én tudok egy párat a Meanwell-től, de:

1. Nagyon drágák

2. 55 és 150 Wattos teljesítménnyel kapható, ami nem olyan sok.

Úgy tűnik, ez minden, ha kérdése van, szívesen megbeszélem.

Az UPS nagyon jövedelmező eszköz. Amíg működik, a felhasználónak nincs gondja az áramellátással. De ennek az eszköznek a funkcionalitása nem ér véget. A szünetmentes tápegység legegyszerűbb módosítása lehetővé teszi olyan eszközök létrehozását, mint az átalakító, a tápegység és a töltés.

Hogyan alakítsunk át egy szünetmentes tápegységet 12/220 V-os feszültségátalakítóvá

Egy feszültségátalakító (inverter) a 12 voltos egyenáramot váltakozó árammá alakítja, ezzel egyidejűleg a feszültséget 220 V-ra növeli. Egy ilyen eszköz átlagos költsége 60-70 USD. Azonban még az elhasználódott, akkumulátoros indító funkcióval rendelkező szünetmentes tápegységek tulajdonosainak is nagyon reális esélye van arra, hogy gyakorlatilag a semmiért kapjanak működőképes átalakítót. Ehhez a következőket kell tennie:

Nyissa ki az UPS házát.

Szerelje szét az akkumulátort úgy, hogy eltávolít két vezetéket a tárolókapcsokról - piros (pozitív) és fekete (negatív).

Szerelje szét a hangszóró eszközt hangos riasztó, hasonló a centiméteres alátéthez.

Forrasz egy biztosítékot a piros vezetékre. A legtöbb tervező 5 amperes biztosítékok használatát javasolja.

Csatlakoztassa a biztosítékot az UPS „bemeneti” érintkezőjéhez - ahhoz az aljzathoz, amelybe a szünetmentes tápegységet az aljzathoz csatlakoztató kábelt bedugták.

Csatlakoztassa a fekete vezetéket a „bemeneti” aljzat szabad érintkezőjéhez.

Vegyen egy szabványos kábelt a szünetmentes tápegység aljzathoz való csatlakoztatásához, és vágja le a dugót. Csatlakoztassa a csatlakozót a bemeneti aljzathoz, és határozza meg a piros és fekete érintkezőknek megfelelő vezetékszínt.

Csatlakoztassa a vezetéket a piros érintkezőtől az akkumulátor pozitívhoz, a feketétől a negatívhoz.

Kapcsolja be az UPS-t.

Eaton 5P 1150i UPS belső részei

Ezt az átalakítást csak akkumulátoros indító funkcióval rendelkező szünetmentes tápegységek teszik lehetővé. Azaz az UPS-nek kezdetben be kell tudnia kapcsolni anélkül, hogy konnektorhoz csatlakozna.

Ha az UPS szabványos aljzattal rendelkezik, a 220 voltos feszültség eltávolítható az érintkezőkről. Ha nincs ilyen aljzat, akkor azt a szünetmentes tápegység „kimeneti” aljzatába csatlakoztatott hosszabbítóra cserélik. A hosszabbító dugót eltávolítják, majd a vezetékeket a „kimeneti” aljzat érintkezőihez forrasztják.

Az ilyen konverterek fő hátrányai:

• Egy ilyen inverter ajánlott működési ideje legfeljebb 20 perc, mivel az UPS-eket nem hosszú távú akkumulátoros működésre tervezték. Ez a hátrány azonban kiküszöbölhető, ha az UPS házába 12 V-on működő számítógépes ventilátort építenek be.
• Az akkumulátor töltésvezérlőjének hiánya. A felhasználónak időnként ellenőriznie kell a feszültséget a meghajtó kapcsain. Ennek a hátránynak a kiküszöbölése érdekében beágyazhat egy normál autóipari relét az átalakító kialakításába úgy, hogy a biztosíték mögötti piros vezetéket a 87-es érintkezőhöz forrasztja. Ha helyesen van csatlakoztatva, egy ilyen relé kikapcsolja a tápellátást, ha az akkumulátor feszültsége 12 volt alá esik.

Hogyan készítsünk tápegységet szünetmentes tápegységből

Ebben az esetben a szünetmentes tápegység teljes kialakításából csak . Ezért annak a felhasználónak, aki úgy dönt, hogy ilyen módon újragyártja az UPS-t, vagy ki kell zsigerelnie az egész UPS-t, csak a házat és a transzformátort meghagyva, vagy el kell távolítania ezt a részt, külön tokot készítve neki. Ezután folytassa a következő terv szerint:

Ohmmérő segítségével meghatározzuk a legnagyobb ellenállású tekercset. Jellemző színek a fekete és a fehér. Ezek a vezetékek lesznek a tápegység bemenetei. Ha a transzformátor az UPS-ben marad, akkor ez a lépés kihagyható - a házilag készített tápegység bejárata ebben az esetben az UPS végén található „bemeneti” aljzat lesz, amely az eszközt az aljzathoz csatlakoztatja.

Ezután a transzformátor kerül szállításra AC 220 volton. Ezt követően a feszültséget eltávolítják a fennmaradó érintkezőkről, keresve egy olyan párt, amelynek potenciálkülönbsége legfeljebb 15 volt. Jellemző színei a fehér és a sárga. Ezek a vezetékek lesznek a tápegység kimenetei.

A tápegység bemenetét a mag egyik oldalán lévő vezetékekből alakítják ki. A blokk kimenete az ellenkező oldalon található vezetékekből van kialakítva.

A tápegység kimenetén diódahíd van felszerelve.

A fogyasztók a diódahíd érintkezőihez csatlakoznak.

Transzformátor

A transzformátor kimenetén a tipikus feszültség legfeljebb 15 V, de a csatlakozás után leesik házi blokk terheléses tápegység. Egy ilyen eszköz tervezőjének kísérletezéssel kell kiválasztania a kimeneti feszültséget. Ezért az a gyakorlat, hogy egy UPS-transzformátort használnak a számítógép tápegységének alapjaként, messze nem a legjobb ötlet.

Szünetmentes tápegység átalakítása töltéshez

Ebben az esetben nincs szükség a fenti bekezdésben leírthoz hasonló minimális átalakításra. Hiszen a szünetmentes tápnak saját akkumulátora van, amit szükség szerint töltenek. Ennek eredményeként az UPS töltővé alakításához a következőket kell tennie:

Keresse meg a transzformátor primer és szekunder áramkörét. Ezt a folyamatot a fenti bekezdés írja le.

Adjon 220 V-ot az elsődleges áramkörhöz úgy, hogy egy feszültségszabályozót helyez az áramkörbe - mint ilyen, használhat reosztátot az izzókhoz, a hagyományos kapcsoló helyett.

A szabályozó segít a kimeneti tekercs feszültségének kalibrálásában 0 és 14-15 volt között. A szabályozó behelyezésének helye az elsődleges tekercs előtt van.

Csatlakoztasson egy 40-50 amperes diódahidat a transzformátor szekunder tekercséhez.

Csatlakoztassa a diódahíd kivezetéseit az akkumulátor megfelelő pólusaihoz.

Az akkumulátor töltöttségi szintjét annak jelzője vagy voltmérője ellenőrzi.

Írj levelet

Bármilyen kérdés esetén használhatja ezt az űrlapot.

A leghíresebbek a számítógépes szünetmentes tápegységek (UPS, vagy UPS). Szokásos számítógép szünetmentes tápegység elég néhány percre szükséges a felhasználónak az adatok mentéséhez és a munka normál elvégzéséhez. Ebben az esetben hiába beszélünk sok fogyasztói eszköz hosszú távú tápellátásáról. Ha szükséges az okosotthon rendszerek, fűtőberendezések vagy egyéb működésének biztosítása háztartási gépek, akkor nagyobb teljesítményű, hosszú távú működésre tervezett készülékre lesz szüksége. Vásárolhat kész készüléket, de az elektrotechnikában képzett és jártas emberek számára vonzó a saját szünetmentes tápegység elkészítésének lehetősége. Ez bizonyos mértékig pénzt takarít meg, lehetőséget ad képességeinek alkalmazására, és végül egy adott fogyasztó igényeinek leginkább megfelelő készüléket kap.

Biztosítsa a készülékek megszakítás nélküli áramellátását elég sokáig Erre csak a nagy teljesítményű és nagy kapacitású akkumulátorokra épülő készülékek képesek, amelyekhez megfelelő teljesítményű töltő és átalakító inverter szükséges. állandó feszültség A legnagyobb nehézséget az inverter gyártása jelenti, mivel ez attól függ, hogy milyen szinuszhullámot produkál - tiszta vagy meander különböző típusok- attól függ, hogy mely eszközöket lehet a kapott készletből táplálni. Egyes készülékek nem érzékelik az impulzusfeszültséget nagyszámú nagyfrekvenciás harmonikussal - ezt figyelembe kell venni az UPS létrehozásának tervezésekor.