ספק כוח 12V, 2A ללא הפרעה: 6 שלבים

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:16

כניסת תחרות כוח הספק

אנא הצביע עבורי אם אתה מוצא את זה שימושי

מהו ספק כוח ללא הפרעה?

תמצית מתוך ויקיפדיה

"אספקת חשמל ללא הפרעה, גם מקור כוח בלתי פוסק, UPS או גיבוי סוללה, הוא מכשיר חשמלי המספק עומס חירום לעומס כאשר מקור הכוח או החשמל החשמלי נכשל. UPS שונה ממערכת כוח עזר או חירום או מחולל המתנה. בכך שהוא יספק הגנה כמעט מיידית מפני הפרעות בחשמל, על ידי אספקת אנרגיה המאוחסנת בסוללות."

שים לב ש- UPS הוא פתרון לטווח קצר בלבד וזמינות החשמל תלויה בעומס המחובר ל- UPS.

למה UPS 12V?

רוב הציוד האלקטרוני המודרני בבתינו ובסביבתם מסתמך אך ורק על ספק הכוח. כאשר הכוח נכבה, כך גם כל הציוד האלקטרוני המודרני שלנו. ישנם מקרים שבהם הדבר אינו רצוי, אם לציין רק זוג:

• מערכות אזעקה
• מערכות בקרת כניסה
• קישוריות לרשת
• מערכות טלפון
• אורות אבטחה / חירום

כל המערכות האלה פועלות בדרך כלל על 12V, וניתן לחבר אותן בקלות ל- UPS של 12V.

רכיבי UPS

UPS מורכב משלושה חלקים:

1. שַׁנַאי
2. אספקת חשמל מוסדרת
3. מטען סוללה
4. סוללת גיבוי

אני אעבור על כל שלב, אסביר כיצד לבנות UPS 12V אמין ללא רכיבים מיוחדים.

שלב 1: השנאי

UPS 12V משתמש בשנאי סטנדרטי מדף, הזמין בכל ספקי ציוד האבטחה המובילים. תפוקת השנאי צריכה להיות בין 16 ל -17 וולט AC, ומדורגת עד 3 אמפר. אני תמיד מעדיף על פני עיצוב, אז אעצב את ה- UPS 2A הזה כך שידורג לכל היותר 3A.

בחלק מהספקים יש שנאים שכבר מותאמים למארז, עם הוספת זרם יתר והגנה מפני נחשולי מתח.

שלב 2: ספק הכוח המווסת

UPS חייב להיות מסוגל לספק באופן רציף את הזרם המדורג במתח היציאה המדורג, מבלי להסתמך על סוללת הגיבוי לעזרה. אז השלב הראשון יהיה לעצב ספק כוח 12V.

התחלה טובה תהיה להשתמש בווסת המתח LM317. לפני שנבחן את הדירוג הנוכחי של המכשיר, נתחיל במתח המוצא המווסת. למרות שכולנו רגילים להתייחס למערכת 12V, היא למעשה בדרך כלל מערכת של 13.8V. מתח זה הוא המתח הטעון במלואו של סוללת SLA רגילה. אז לכל החישובים אשתמש ב 13.8V.

לחישוב ערכי הרכיבים, עיין בגיליון הנתונים LM317. הוא קובע כי:

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

וכי Iadj אופייני להגבלת 50uA.

כדי להתחיל, בחרתי בערך R1 להיות 1 קוהם, אז

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 קאוהם

אבל ערך של 9.653 קוהם אינו ערך נגד סטנדרטי, ולכן נצטרך להשתמש בנגדים מרובים כדי להתקרב לערך זה. הפתרון הטוב ביותר יהיה הצבת שני נגדים במקביל. לכל שני נגדים במקביל, תמיד תהיה התנגדות משולבת נמוכה יותר מנגד הערך הנמוך ביותר. אז הפוך את הנגד R2a 10Kohm.

1/R2 = 1/R2a + 1/R2b

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

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

R2b = 278 קאוהם

R2b כמו 270K

R2 = 9.643 קוהם, קרוב מספיק למה שאנחנו צריכים.

קבל 1000uf אינו קריטי, אך זהו ערך טוב. הקבל 0.1uf מפחית את תנודות מתח המוצא

כעת יש לנו ספק כוח של 13.8V, המדורג על 1.5 אמפר בהתאם לגליון הנתונים.

שלב 3: מטען הסוללות

כדי להשתמש באספקת החשמל שלנו כמטען סוללות, עלינו להגביל את זרם הטעינה לסוללה. ספק הכוח יכול לספק מקסימום 1.5 אמפר, ולכן השלב הבא יהיה להסתכל על המעגל עם סוללה המחוברת ליציאה. כאשר מתח הסוללה עולה (נטען), זרם הטעינה יפחת. עם סוללה טעונה במלואה של 13.8V, זרם הטעינה יירד לאפס.

הנגד ביציאה ישמש להגבלת הזרם לדירוג ה- LM317. אנו יודעים כי מתח המוצא של LM317 קבוע על 13.8V. מתח סוללת SLA ריק עומד על 12.0V. חישוב R הוא פשוט כעת.

R = V / I

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

R = 1.2 אוהם

כעת, הכוח המתפוגג בנגד הוא

P = I^2 R

P = 1.5^2 x 1.2

P = 2.7W

שלב 4: הכפלת הזרם ל- 3A מקסימום

במקום להשתמש ברגולטורים יקרים יותר שמדורגים 3A, בחרתי עדיין להשתמש ב- LM317 הסטנדרטית. כדי להגדיל את הדירוג הנוכחי של UPS, פשוט הוספתי שני מעגלים יחד, ובכך הכפלתי את הדירוג הנוכחי.

אך קיימת בעיה בעת חיבור שני ספקים יחד. למרות שחושות המתח שלהם היו זהות לחלוטין, וריאציות ברכיבים, כמו גם פריסת לוח ה- PC יגרמו לכך שאספקת חשמל אחת תמיד תיקח את רוב הזרם. כדי לחסל זאת, התפוקות המשולבות נלקחו לאחר נגדי הגבלת הזרם, ולא על הפלט של הרגולטור עצמו. זה מבטיח שהפרש המתח בין שני הרגולטורים נספג על ידי נגדי הפלט.

שלב 5: המעגל הסופי

לא הצלחתי למצוא נגדים 1R2, 3W, ולכן החלטתי להשתמש בכמה נגדים כדי להרכיב את הנגד 1R2. חישבתי ערכי נגד/סדרות שונים, ומצאתי כי שימוש בשישה נגדים 1R8 מניב 1R2. בדיוק מה שהייתי צריך. הנגד של 1R2 3W הוחלף כעת בשישה נגדים של 1R8 0.5W.

תוספת נוספת למעגל היא פלט להפסקת חשמל. פלט זה יהיה 5V כאשר חשמל קיים, ו- 0V במהלך תקלה ברשת. תוספת זו מקלה על חיבור ה- UPS למערכות הדורשות גם אות מצב רשת. המעגל כולל גם נורית סטטוס מובנית.

לבסוף נוספה נתיך הגנה לפלט 12V של ה- UPS.

שלב 6: לוח PC

אין הרבה מה להגיד כאן.

עיצבתי לוח PC פשוט באמצעות גירסת התוכנה החופשית של Eagle. לוח ה- PC תוכנן כך שניתן להלחים זיזים לניתוק מהיר שאינם מבודדים ללוח ה- PC. זה מאפשר להרכיב את לוח ה- UPS השלם על גבי הסוללה.

הקפד להוסיף כיורי חום בגודל הגון לשני הרגולטורים LM317.