12V, 2A Hindi Mapagpalit na Pag-supply ng Lakas: 6 na Hakbang

2024 May -akda: John Day | [email protected]. Huling binago: 2024-01-30 13:14

POWER SUPPLY CONTEST ENTRY

Mangyaring bumoto para sa akin kung nakita mong kapaki-pakinabang ang Tagubilin na ito

Ano ang isang Hindi Mapagpawalang Power Supply?

Kinuha mula sa Wikipedia

"Ang isang hindi mapipintong suplay ng kuryente, hindi rin nakakagambalang mapagkukunan ng kuryente, UPS o backup ng baterya, ay isang kagamitan sa elektrisidad na nagbibigay ng lakas na pang-emergency sa isang pag-load kapag nabigo ang mapagkukunan ng pag-input ng lakas o mains power. Ang isang UPS ay naiiba mula sa isang pandiwang pantulong o pang-emergency na sistema ng kuryente o standby generator na magbibigay ng malapit na agarang proteksyon mula sa mga pagkagambala ng pag-input ng kuryente, sa pamamagitan ng pagbibigay ng enerhiya na nakaimbak sa mga baterya."

Tandaan na ang isang UPS ay isang maikling solusyon lamang, at ang pagkakaroon ng kuryente ay nakasalalay sa pagkarga na konektado sa UPS.

Bakit isang 12V UPS?

Karamihan sa mga modernong elektronikong kagamitan sa at paligid ng ating mga tahanan ay umaasa lamang sa supply ng kuryente na magagamit. Kapag namatay ang kuryente, pati na rin ang lahat ng ating modernong elektronikong kagamitan. Mayroong ilang mga pagkakataon kung saan ito ay hindi kanais-nais, na pangalanan lamang ang isang pares:

• Mga system ng alarm
• Mga sistema ng kontrol sa pag-access
• Pagkakakonekta sa network
• Mga system ng telepono
• Mga ilaw ng Seguridad / Emergency

Ang lahat ng mga sistemang ito ay karaniwang gumana sa 12V, at madaling maiugnay sa isang 12V UPS.

Mga bahagi ng isang UPS

Ang isang UPS ay binubuo ng 3 bahagi:

1. Transpormer
2. Naayos ang supply ng kuryente
3. Charger ng baterya
4. Back-up na baterya

Dadaan ako sa bawat hakbang, na nagpapaliwanag kung paano bumuo ng isang maaasahang 12V UPS na hindi gumagamit ng mga espesyal na sangkap.

Hakbang 1: Ang Transformer

Gumagamit ang 12V UPS ng isang off-the-shelf, karaniwang transpormer, na magagamit sa lahat ng mga nangungunang tagapagtustos ng kagamitan sa seguridad. Ang output ng transpormer ay dapat na nasa pagitan ng 16 hanggang 17 V AC, at na-rate hanggang sa 3 amps. Palagi kong ginugusto na higit sa disenyo, kaya ididisenyo ko ang 2A UPS na ito upang ma-rate ito para sa maximum na 3A.

Ang ilang mga tagatustos ay may mga transformer na nilagyan ng isang enclosure, na may idinagdag na sobrang daloy at proteksyon sa paggulong.

Hakbang 2: Ang Regulated Power Supply

Dapat na patuloy na maibigay ng isang UPS ang na-rate na kasalukuyang sa na-rate na boltahe ng output, nang hindi umaasa sa back-up na baterya para sa tulong. Kaya ang unang hakbang ay ang pagdidisenyo ng isang 12V power supply.

Ang isang mahusay na pagsisimula ay ang paggamit ng LM317 boltahe regulator. Bago namin tingnan ang kasalukuyang pag-rate ng aparato, magsimula tayo sa naayos na boltahe ng output. Bagaman ginagamit tayong lahat upang mag-refer sa isang 12V system, sa katunayan ito ay normal na isang 13.8V system. Ang boltahe na ito ay ang ganap na sisingilin boltahe ng isang karaniwang baterya ng SLA. Kaya para sa lahat ng mga kalkulasyon, gagamit ako ng 13.8V.

Upang makalkula ang mga halaga ng mga bahagi, sumangguni sa LM317 datasheet. Nakasaad dito na:

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

at ang Iadj ay tipikal na limitado sa 50uA.

Upang magsimula, pumili ako ng R1 na halaga na maging 1Kohm, kaya

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

Ngunit ang halagang 9.653Kohm ay hindi isang karaniwang halaga ng risistor, kaya kakailanganin naming gumamit ng maraming resistors upang makalapit sa halagang ito. Ang pinakamahusay na solusyon ay ang paglalagay ng dalawang resistors nang kahanay. Anumang dalawang resistors sa kahanay, ay palaging may isang pinagsamang LABI ng paglaban kaysa sa pinakamababang resistor ng halaga. Kaya't gawin ang risistor 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 bilang 270K

R2 = 9.643Kohm, sapat na malapit para sa kung ano ang kailangan namin.

Ang 1000uf capacitor ay hindi kritikal, ngunit ito ay isang mahusay na halaga. Ang 0.1uf capacitor na binabawas ang mga oscillation ng boltahe ng output

Mayroon na kaming 13.8V power supply, na-rate sa 1.5 amp alinsunod sa datasheet.

Hakbang 3: Ang Charger ng Baterya

Upang magamit ang aming power supply bilang isang charger ng baterya, kailangan naming limitahan ang kasalukuyang pagsingil sa baterya. Ang suplay ng kuryente ay maaari lamang magbigay ng maximum na 1.5 amps, kaya ang susunod na hakbang ay ang pagtingin sa circuit na may baterya na nakakonekta sa output. Habang tumataas ang boltahe ng baterya (singilin), mababawasan ang kasalukuyang singilin. Na may ganap na sisingilin na baterya na 13.8V, ang kasalukuyang pagsingil ay bababa sa zero.

Ang risistor sa output ay gagamitin upang limitahan ang kasalukuyang sa rating ng LM317. Alam namin na ang output boltahe ng LM317 ay naayos na sa 13.8V. Ang isang walang laman na boltahe ng baterya ng SLA ay nasa paligid ng 12.0V. Ang pagkalkula ng R ay simple na ngayon.

R = V / I

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

R = 1.2ohm

Ngayon, ang lakas na nawala sa resistor ay

P = I ^ 2 R

P = 1.5 ^ 2 x 1.2

P = 2.7W

Hakbang 4: Pagdoble Kasalukuyang sa 3A Maximum

Sa halip na gumamit ng mas mahal na mga regulator na na-rate para sa 3A, nagpasyang sumama pa rin ako sa karaniwang LM317. Upang madagdagan ang kasalukuyang rating ng UPS, simpleng idinagdag ko ang dalawang mga circuit nang magkakasama, sa gayon doble ang kasalukuyang rating.

Ngunit may isang problema kapag kumokonekta magkasama ang dalawang mga power supply. Kahit na ang kanilang output voltages ay kinakalkula upang maging eksaktong pareho, ang mga pagkakaiba-iba sa mga bahagi, pati na rin ang layout ng PC Board ay magreresulta sa isang supply ng kuryente na laging kinukuha ang karamihan ng kasalukuyang. Upang maalis ito, ang mga pinagsamang output ay kinuha pagkatapos ng kasalukuyang paglilimita sa mga resistors, at hindi sa output ng regulator mismo. Tinitiyak nito na ang pagkakaiba-iba ng boltahe sa pagitan ng dalawang mga regulator ay hinihigop ng mga resistors ng output.

Hakbang 5: Ang Pangwakas na Circuit

Hindi ko nagawang mapagkukunan ang 1R2, 3W resistors, sa gayon nagpasya akong gumamit ng maraming resistors upang mabuo ang 1R2 risistor. Kinakalkula ko ang iba't ibang mga halaga ng serye / parallel resistor, at nalaman na ang paggamit ng anim na 1R8 resistors ay magbubunga ng 1R2. Sakto ang kailangan ko. Ang 1R2 3W risistor ay pinalitan ngayon ng anim na 1R8 0.5W resistors.

Ang isa pang karagdagan sa circuit ay isang output na nabigo sa lakas. Ang output na ito ay magiging 5V kapag ang lakas ng mains ay naroroon, at 0V sa panahon ng isang pagkabigo ng mains. Ang pagdaragdag na ito ay ginagawang mas madali upang ikonekta ang UPS sa mga system na nangangailangan din ng isang signal ng status ng mains. Ang circuit ay nagsasama rin ng isang on-board status LED.

Panghuli, isang piyus ng proteksyon ay idinagdag sa 12V na output ng UPS.

Hakbang 6: Lupon ng PC

Hindi gaanong sasabihin dito.

Nagdisenyo ako ng isang simpleng PC Board gamit ang freeware na bersyon ng Eagle. Ang PC Board ay dinisenyo tulad ng ang hindi naka-insulated na mabilis na pagdiskonekta na mga lug ay maaaring solder sa PC Board. Pinapayagan nitong mai-install ang kumpletong UPS board sa tuktok ng baterya.

Tiyaking magdagdag ng disenteng laki ng heat sinks sa dalawang mga regulator ng LM317.