12V, 2A Անխափան սնուցման աղբյուր `6 քայլ

2024 Հեղինակ: John Day | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2024-01-30 09:49

Էներգիայի մատակարարման մրցույթ

Խնդրում եմ քվեարկեք ինձ համար, եթե այս հրահանգը օգտակար եք համարում

Ի՞նչ է անխափան սնուցման աղբյուրը:

Քաղվածք Վիքիպեդիայից

«Անխափան սնուցման աղբյուրը, ինչպես նաև էներգիայի անխափան աղբյուրը, UPS- ը կամ մարտկոցի պահուստը, էլեկտրական սարք է, որն ապահովում է վթարային էներգիա բեռի դեպքում, երբ մուտքի էներգիայի աղբյուրը կամ ցանցը հոսանքազրկվում են: UPS- ը տարբերվում է օժանդակ կամ վթարային էներգիայի համակարգից կամ սպասման գեներատորից: դրանով այն ապահովելու է գրեթե ակնթարթային պաշտպանություն մուտքային հոսանքի ընդհատումներից ՝ մարտկոցներում պահվող էներգիայի մատակարարմամբ »:

Ուշադրություն դարձրեք, որ UPS- ը միայն կարճաժամկետ լուծում է, և էներգիայի առկայությունը կախված կլինի UPS- ին միացված բեռից:

Ինչու՞ 12V UPS:

Homesամանակակից էլեկտրոնային սարքավորումների մեծ մասը մեր տներում և շրջակայքում հիմնված են բացառապես կոմունալ էներգիայի մատակարարման վրա: Երբ էլեկտրաէներգիան անջատվում է, այնպես էլ մեր բոլոր ժամանակակից էլեկտրոնային սարքավորումները: Կան դեպքեր, երբ դա անցանկալի է ՝ միայն մի քանի անուն տալ.

• Ահազանգման համակարգեր
• Մուտքի վերահսկման համակարգեր
• Networkանցի միացում
• Հեռախոսային համակարգեր
• Անվտանգության / արտակարգ իրավիճակների լույսեր

Այս բոլոր համակարգերը սովորաբար գործում են 12 Վ լարման վրա և հեշտությամբ կարող են միացվել 12 Վ լարման UPS- ին:

UPS- ի բաղադրիչներ

UPS- ը բաղկացած է 3 մասից.

1. Տրանսֆորմատոր
2. Կարգավորվող էներգիայի մատակարարում
3. Մարտկոցի լիցքավորիչ
4. Պահուստային մարտկոց

Ես կանցնեմ յուրաքանչյուր քայլի միջոցով ՝ բացատրելով, թե ինչպես կարելի է կառուցել հուսալի 12 Վ UPS ՝ առանց հատուկ բաղադրիչների օգտագործելու:

Քայլ 1: Տրանսֆորմատոր

12V UPS- ն օգտագործում է ստանդարտ տրանսֆորմատոր, որը հասանելի է անվտանգության սարքավորումների բոլոր առաջատար մատակարարների մոտ: Տրանսֆորմատորի ելքը պետք է լինի 16 -ից 17 Վ լարման միջակայքում և գնահատված մինչև 3 ամպեր: Ես միշտ գերադասում եմ դիզայնից, այնպես որ ես նախագծելու եմ այս 2A UPS- ը այնպես, որ այն գնահատվի առավելագույնը 3A- ի համար:

Որոշ մատակարարներ ունեն տրանսֆորմատորներ, որոնք արդեն տեղադրված են պարիսպի մեջ `լրացուցիչ հոսանքից և բարձրացումից պաշտպանված:

Քայլ 2: Կարգավորվող էլեկտրամատակարարում

UPS- ը պետք է կարողանա անընդհատ ապահովել անվանական հոսանքը անվանական ելքային լարման ժամանակ ՝ առանց օգնության համար ապավինելու պահեստային մարտկոցին: Այսպիսով, առաջին քայլը կլինի 12 Վ էլեկտրամատակարարման նախագծումը:

Լավ սկիզբ կլինի LM317 լարման կարգավորիչի օգտագործումը: Նախքան սարքի ընթացիկ գնահատականը դիտելը, եկեք սկսենք կարգավորվող ելքային լարման հետ: Չնայած մենք բոլորս սովոր ենք անդրադառնալ 12 Վ համակարգին, այն իրականում սովորաբար 13.8 Վ համակարգ է: Այս լարումը ստանդարտ SLA մարտկոցի լիովին լիցքավորված լարվածությունն է: Այսպիսով, բոլոր հաշվարկների համար ես կօգտագործեմ 13.8 Վ:

Բաղադրիչների արժեքները հաշվարկելու համար դիմեք LM317 տվյալների թերթին: Այն նշում է, որ.

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

և որ Իաջը բնորոշ է սահմանափակված 50uA- ով:

Սկսելու համար ես ընտրեցի R1 արժեքը 1 Կմ, ուստի

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 Կոմ

Բայց 9.653 Կոմ արժեքը ստանդարտ ռեզիստորային արժեք չէ, ուստի այս արժեքին մոտենալու համար մենք ստիպված կլինենք օգտագործել բազմաթիվ ռեզիստորներ: Լավագույն լուծումը կլինի երկու դիմադրություն տեղադրել զուգահեռաբար: Parallelուգահեռաբար ցանկացած երկու դիմադրող, միշտ կունենան համակցված դիմադրություն ավելի ցածր, քան ամենացածր արժեքի դիմադրողը: Այսպիսով, պատրաստեք ռեզիստոր R2a 10Kohm:

1/R2 = 1/R2a + 1/R2b

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

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

R2b = 278 Կոմ

R2b ՝ 270K

R2 = 9.643 Կոմ, բավական մոտ այն բանի համար, ինչ մեզ պետք է:

1000uf կոնդենսատորը կրիտիկական չէ, բայց սա լավ արժեք է: 0.1uf կոնդենսատորը նվազեցնում է ելքային լարման տատանումները

Այժմ մենք ունենք 13.8 Վ էլեկտրամատակարարում, որը գնահատվում է 1.5 ամպ ըստ տվյալների թերթի:

Քայլ 3: Մարտկոցի լիցքավորիչ

Մեր էներգիայի մատակարարումը որպես մարտկոցի լիցքավորիչ օգտագործելու համար մենք պետք է լիցքավորման հոսանքը սահմանափակենք մարտկոցով: Էլեկտրաէներգիայի մատակարարումը կարող է ապահովել առավելագույնը 1.5 ամպեր, այնպես որ հաջորդ քայլը կլինի միացումին նայել ելքին միացված մարտկոցով: Երբ մարտկոցի լարումը բարձրանում է (լիցքավորում), լիցքավորման հոսանքը կնվազի: Լրիվ լիցքավորված 13.8 Վ մարտկոցով լիցքավորման հոսանքը կիջնի զրոյի:

Ելքի դիմադրությունը կօգտագործվի LM317- ի վարկանիշին հոսանքը սահմանափակելու համար: Մենք գիտենք, որ LM317- ի ելքային լարումը ամրագրված է 13.8 Վ -ում: SLA մարտկոցի դատարկ լարումը մոտ 12.0 Վ է: R- ի հաշվարկը այժմ պարզ է:

R = V / I

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

R = 1.2 օմ

Այժմ, դիմադրության մեջ ցրված ուժը կազմում է

P = I^2 R

P = 1.5^2 x 1.2

P = 2.7W

Քայլ 4: Կրկնապատկում է հոսանքը մինչև 3A առավելագույնը

3A- ի համար ավելի թանկ կարգավորիչներ օգտագործելու փոխարեն, ես որոշեցի դեռ օգտագործել ստանդարտ LM317- ը: UPS- ի ընթացիկ վարկանիշը բարձրացնելու համար ես պարզապես միացրեցի երկու սխեման ՝ դրանով կրկնապատկելով ընթացիկ վարկանիշը:

Բայց խնդիր կա, երբ երկու էներգիայի աղբյուրները միացնում ենք իրար: Թեև դրանց ելքային լարումները հաշվարկվել են որպես միևնույն, բաղադրիչների տատանումները, ինչպես նաև ԱՀ -ի տախտակի դասավորությունը կհանգեցնեն մեկ էներգիայի մատակարարման, որը միշտ կվերցնի հոսանքի մեծ մասը: Դա վերացնելու համար համակցված ելքերը վերցվել են ընթացիկ սահմանափակող դիմադրիչներից հետո, այլ ոչ թե հենց կարգավորիչի ելքի վրա: Սա ապահովում է, որ լարման տարբերությունը երկու կարգավորիչների միջև կլանվի ելքային դիմադրիչների կողմից:

Քայլ 5: Վերջնական շրջան

Ես չկարողացա աղբյուր բերել 1R2, 3W ռեզիստորներ, ուստի որոշեցի օգտագործել մի քանի ռեզիստորներ `1R2 դիմադրությունը կազմելու համար: Ես հաշվեցի տարբեր սերիաների/զուգահեռ դիմադրության արժեքներ և գտա, որ վեց 1R8 դիմադրիչի օգտագործմամբ ստացվում է 1R2: Հենց այն, ինչ ինձ պետք էր: 1R2 3W ռեզիստորն այժմ փոխարինվել է վեց 1R8 0.5W դիմադրիչով:

Շղթայի մեկ այլ լրացում է հոսանքի անջատման ելքը: Այս ելքը կլինի 5 Վ, երբ առկա է ցանցի հոսանքը, և 0 Վ `ցանցի խափանման դեպքում: Այս հավելումը հեշտացնում է UPS- ի միացումը համակարգերին, որոնք նույնպես պահանջում են ցանցի կարգավիճակի ազդանշան: Շղթան ներառում է նաև ինքնաթիռի կարգավիճակի LED:

Վերջապես, UPS- ի 12 Վ ելքին ավելացվեց պաշտպանական ապահովիչ:

Քայլ 6: PC Board

Այստեղ շատ բան չկա ասելու:

Ես նախագծեցի պարզ PC Board ՝ օգտագործելով Eagle- ի անվճար տարբերակը: PC Board- ը նախագծված է այնպես, որ ոչ մեկուսացված արագ անջատման կողպեքները կարող են զոդվել PC տախտակին: Սա թույլ է տալիս UPS- ի ամբողջական տախտակը տեղադրել մարտկոցի վերևում:

Համոզվեք, որ պատշաճ չափի ջերմատաքացուցիչներ ավելացրեք երկու LM317 կարգավորիչներին: