Создание ИБП своими руками

Наиболее известны компьютерные источники бесперебойного питания (ИБП, или UPS). Обычного компьютерного бесперебойника хватает на несколько минут, необходимых для того, чтобы пользователь успел сохранить данные и завершить работу в штатном режиме. Вести речь о долговременном питании множества приборов потребления в данном случае бесполезно. Если необходимо обеспечить работу систем «умного дома», приборов отопления или другой бытовой техники, то понадобится более мощное устройство, рассчитанное на долговременную работу. Можно приобрести готовый прибор, но для людей подготовленных и разбирающихся в электротехнике привлекателен вариант самостоятельного изготовления бесперебойника. Это поможет в какой-то степени сэкономить деньги, даст возможность применить свои навыки и получить в результате устройство, максимально соответствующее потребностям конкретного потребителя.

Как сделать бесперебойник своими руками?

Обеспечить бесперебойное питание приборов в течение достаточно длительного времени могут только устройства на основе мощных и емких аккумуляторов, для которых надо использовать зарядное устройство соответствующей мощности и инвертор, преобразующий постоянное напряжение в стандартные 220 В. Наибольшую сложность будет представлять именно изготовление инвертора, поскольку от того, какой он выдает синус — чистый или меандр разных типов — зависит, какие приборы смогут быть запитаны от полученного комплекта. Некоторые устройства не воспринимают импульсное напряжение с большим числом высокочастотных гармоник — это надо учитывать, планируя создание ИБП.

Большинство пользователей предпочитают использовать готовый инвертор заводской сборки, поскольку обеспечить необходимую частоту для дома и всех потребителей достаточно сложно.

Что потребуется?

Для изготовления ИБП своими руками в первую очередь потребуются аккумуляторы от мощного автомобиля — КамАЗа или иного подобного грузовика. Необходимо использовать пару аккумуляторов на 12 В, соединенных последовательно и обладающих емкостью от 190 А·ч. Устройства малой емкости заряжаются быстрее , но более требовательны к режиму зарядки и болезненно реагируют на перезаряд. Кроме того, понадобится зарядное устройство, обладающее достаточной мощностью, и инвертор.

Из всех этих компонентов однозначно купленными будут аккумуляторы, и, поскольку на них все равно придется тратиться, то лучше купить новые, а не бывшие в употреблении. Зарядное устройство можно собрать самостоятельно, как и инвертор, хотя специалисты утверждают, что результат в любом случае будет уступать заводским образцам из-за низкого качества деталей и комплектующих.

Если принимается решение собирать оба узла самостоятельно, то следует использовать новые, качественные детали.

Правила безопасности и важные советы

Прежде всего, следует соблюдать правила безопасности при работе с электроприборами и с установками под напряжением. Если производится сборка всего ИБП или отдельных узлов своими руками, к перечню обычных требований прибавляются правила безопасности при работе с нагревательными приборами. Работа с паяльником требует осторожности, оптимальный вариант — использование паяльной станции с вытяжкой и специальной безопасной подставкой.

Важный момент — использование достаточно толстого соединительного провода. Если его сечение не будет соответствовать установленным нормам, провод будет сильно греться и может расплавиться, что вызовет прекращение работы комплекта и создаст угрозу возгорания.

Рекомендуется использовать медный многожильный провод сечением 12 мм2 («косичку»), который сможет выдержать ток до 100 А.

Пошаговый алгоритм действий

Для того чтобы изготовить бесперебойник своими руками, надо выполнить определенную последовательность действий. Прежде всего, надо определиться с тем, какие узлы будут созданы самостоятельно, а какие лучше приобрести в готовом виде. Затем нужно обзавестись необходимыми узлами, элементами и деталями комплекта, приобрести аккумуляторы. Начинать сборку без них не рекомендуется, так как зарядное устройство должно в точности соответствовать характеристикам АКБ.

Схемы и пояснения

Рассмотрим структурную схему ИБП.

Здесь инвертор и фильтр высших гармоник представлены как два разных блока, хотя на практике нередко они объединены в один узел.

Сначала преобразователь (другое название инвертора) получает с аккумуляторов постоянное напряжение 12 В, превращая его в импульсное переменное напряжение (меандр) 310 В. Затем при помощи фильтра высших гармоник срезаются излишки, доводя форму сигнала до синусоиды с амплитудой 220 В. На схеме отмечен важный момент — напряжение зарядного устройства для данных АКБ должно составлять 28,8 В. Эта величина позволяет обеспечить полноценную зарядку аккумуляторов без риска перезаряда, выкипания или выхода АКБ из строя.

Бесперебойное питание обеспечивается переключением с сетевого источника на ИБП, производящимся при изменениях сетевого напряжения — его падении или полном исчезновении. Некоторые приборы отсекают и скачки напряжения, переводя питание потребителей на ИБП до тех пор, пока сетевое напряжение не придет в норму.

Для переключения питания используется реле, на которое постоянно подается напряжение из сети.

При его значительном падении или отключении контакты реле переключают питание на ИБП, а при появлении напряжения — вновь замыкаются и включают подачу тока из сети.
Полезное видео на эту тему

Возможные проблемы и нюансы

Работа блока питания сопровождается сильным нагревом деталей и требует качественного охлаждения. Для этого обычно используется вентилятор соответствующего размера (иногда подходит компьютерный кулер, реже приходится устанавливать более крупные образцы). Распространенной ошибкой является присоединение питания вентиляторов к аккумуляторам (выходным клеммам). При переходе комплекта на автономный режим вентиляторы продолжают работать, способствуя разрядке АКБ, хотя в этом режиме они не нужны. За состоянием вентиляторов необходимо постоянно следить, они являются наиболее слабым звеном всей системы и часто выходят из строя, оставляя блок питания без охлаждения, чего допускать нельзя.

Необходимо следить за правильным соединением аккумуляторов. Последовательное соединение обеспечивает равномерную нагрузку и одинаковый расход заряда, тогда как при параллельном работает только один аккумулятор, что способствует его скорейшему выходу из строя.

Источник бесперебойного питания, созданный своими руками, проще поддается ремонту или модернизации.

Кроме того, подобный комплект можно использовать в связке с солнечными батареями или ветрогенератором, что существенно расширяет возможности ИБП и выводит его на автономный уровень функционирования.

Источник

Мощный источник бесперебойного питания своими руками

Делаем мощный источник бесперебойного питания на базе стандартного UPS, подключив к нему два КАМАЗовских аккумулятора. Так же делаем автоматическую вентиляцию при переходе на автономный режим.

Такова уж действительность, что Российские электросети заставляют самих потребителей заботиться о стабильности получаемого электричества. В нашем случае необходимо решить две важные проблемы: большое падение напряжения (характерное для жаркого/холодного времени года, когда включаются кондиционеры/электронагреватели) и полное отключение электричества («выбивание» автоматов, аварии на подстанции и т.д.).

Если первая проблема легко решается установкой автотрансформатора, позволяющего получать на выходе стабильное напряжение 220 вольт, то вторая требует организацию системы бесперебойного питания, рассчитанную на большой период автономной работы.

Организовать бесперебойное снабжение дачного дома или гаража можно при помощи модернизации компьютерных ИБП (источник бесперебойного питания). После двух лет работы в любом ИБП деградируют внутренние аккумуляторные батареи. Иcточник бесперебойного питания с нерабочими батареями неоднократно наблюдались на радиорынке по символической цене в 1000 рублей.

Для большого времени автономной работы источник бесперебойного питания необходимо подключить к нему аккумуляторы большой емкости. Самым оптимальным вариантом будут стартерные аккумуляторы от автомобилей типа КАМАЗ — 140 АЧ. Так как в большинстве мощных источников бесперебойного питания применяются аккумуляторы общим напряжением 24 вольта, то нам понадобиться пара аккумуляторных батарей, соединенных последовательно. От состояния ваших батарей будет зависеть продолжительность автономного энергоснабжения.

В первую очередь достаем и выкидываем неисправную батарею. Для удобства подключения внешнего аккумулятора большой емкости нам необходимо сделать контактные зажимы (желательно красного и черного цветов, обозначающих плюс и минус соответственно). Для этого, на лицевой панелиисточника бесперебойного питания проделываем два отверстия, фиксируем контактные зажимы и припаиваем к ним провода, которые подходили к внутренней аккумуляторной батарее.

Продолжительный режим работы в состоянии преобразования энергии аккумулятора в напряжение 220 вольт сопровождается большим нагревом. Для предупреждения преждевременного выхода из строя решено установить на вентиляционную решетку два обычных вентилятора размером 80х80х25 мм.

Вентиляторы подключены последовательно. Для запуска вентиляторов в режиме преобразования используем светодиод, который обозначает работу источника бесперебойного питания от батареи. Припаиваем проводами выводы светодиода к обмоткам маленькой реле. К одному из контактов реле припаиваем провод от входящего плюса нашей аккумуляторной батареи. Ко второму – свободный красный провод вентилятора. Свободный черный провод вентилятора припаиваем к входящему минусу аккумуляторной батареи.

Все! Теперь, при переходе источника бесперебойного питания в режим работы от аккумуляторной батареи у нас автоматически будет включаться охлаждение.

Источник

Бесперебойник для дома, или Как обеспечить себя запасом электроэнергии

Разберемся с вопросом, как самостоятельно сделать в доме временный источник электроэнергии?

Как ни крути, а отключения электроэнергии – это вполне закономерное явление, которое случается в каждом городе и каждой стране Земного шара. Все бы ничего, если бы не всем известный закон Мерфи, согласно которому эти отключения происходят в самый неподходящий момент – например, зимой, когда за окном лютый мороз. Сразу перестает работать все, в том числе и котел отопления. Неприятно, конечно, но поправимо – стоит один раз оказаться в такой ситуации, как поневоле начинаешь задумываться о резервном источнике электроснабжения. Согласитесь, мощный бесперебойник для дома в таких моментах окажется незаменимым – стоит он, правда, немалых денег, но и это не беда, так как любую систему можно либо сделать своими руками, либо упростить до вполне вменяемой стоимости.

Временное электроснабжение дома

• Бесперебойник для дома: как он работает и как устроен
• Резервный источник питания: выбираем оборудование
• Временное электроснабжение: бесперебойник своими руками

Бесперебойник для дома: как он работает и как устроен

Если не внедряться в электронные схемы, а смотреть на любой блок бесперебойного электроснабжения глобально, то его можно разделить всего на четыре части – это емкость для накопления электрической энергии (попросту говоря, аккумулятор); инвертор, который преобразует постоянный ток 12v в переменный, который течет по проводам наших домов и квартир; зарядное устройство для аккумулятора и схема управления работой всего этого оборудования. Ознакомимся подробнее с этими составляющими бесперебойника и посмотрим, как они работают.

Аккумулятор. С ним знакомы все, и сталкиваются современные люди с этим устройством практически каждый день, только мало кто обращает на них внимание – они настолько плотно вошли в нашу жизнь, что многие люди их попросту не замечают. Перезаряжаемыми автономными источниками энергии оснащаются автомобили, мобильные телефоны, осветительные приборы и многое другое. Назначение у аккумулятора только одно – накапливать энергию и отдавать ее в нужный момент времени. Основной параметр этого изделия – емкость, которая измеряется в Ампер-часах – именно этот момент играет ключевую роль в процессе создания источника бесперебойного питания для дома.

Инвертор. Здесь все достаточно просто – это сетевой адаптер, который призван повышать или, правильнее будет сказать, изменять постоянный ток, выдаваемый аккумулятором, в переменный, который используется для питания всех бытовых приборов. Инверторы могут отличаться как по мощности, так и по форме выходного сигнала, что непременно нужно учитывать при его выборе – об этом мы поговорим несколько позже.

Зарядное устройство. С ним также знакомы практически все, только в нашем случае понадобится не та маленькая штучка, с помощью которой заряжаются мобильные телефоны, а вполне серьезная установка, способная быстро заряжать аккумуляторы большой емкости.
Блок управления. Это контроллер, который управляет работой системы резервного электроснабжения. Он переключает источники питания – когда в сети есть напряжение, он подает к потребителям его, а когда ток в общественной сети отсутствует, он забирает его у аккумулятора.

Эти четыре элемента и являются так называемым ИБП для дома. Данное устройство, изготовленное в заводских условиях, имеет вполне компактные размеры (не считая блока аккумуляторов). Более предпочтительно оно только тем, что работает в полностью автоматическом режиме – если делать его аналог в домашних условиях, то от автоматики, в принципе, можно отказаться. Единственное неудобство, которое вы ощутите, это необходимость вручную переключать источники энергии – согласитесь, это не проблема, особенно если данный момент поможет сэкономить солидную сумму денег.

Резервный источник питания: выбираем оборудование

Я думаю, никому не открою тайну, если скажу, что от правильности выбора компонентов системы зависит работоспособность устройства в целом. Поэтому просто напомню, что подойти к этому вопросу необходимо со всей ответственностью. В нашей ситуации придется выбирать три отдельных устройства.

Инвертор-преобразователь. Как и говорилось выше, такие адаптеры могут отличаться по двум признакам, которые в данном случае очень важны. Во-первых, это форма выходного сигнала – в этом отношении она может иметь чистую синусоиду и модифицированную аппроксимацию. Не будем внедряться в то, что это такое, а скажем просто – инвертор с чистой синусоидой на выходе дает качественное электричество и способен питать любые электроприборы, в том числе и современный газовый котел, и холодильник, и все прочее. Если же говорить о модифицированном выходном сигнале, то от него отлично работают лампы (правда, не все, некоторые из них быстро выходят из строя), нагревательные элементы, компьютеры, телевизоры, но никак не котлы.

С потребителями, у которых имеются электродвигатели, также возникают проблемы – они работают, но греются и быстро выходят из строя. Во-вторых, это мощность – ее придется рассчитывать исходя из суммарного потребления всех электроприборов в доме. В принципе, можно остановиться и на основных потребителях (наиболее важных для вас) – таких, как газовый котел, холодильник, освещение, компьютеры, телевизоры. Их потребляемая мощность суммируется, к ней прибавляется запас (10-20%) и получается мощность необходимого инвертора.

В принципе, при выборе можно ориентироваться и на самый мощный потребитель вашего дома – к примеру, бойлер или стиральная машина, которые потребляют не более 2,5кВт. В общем, в среднем для системы резервного электропитания используется инвертор мощностью 3кВт. Здесь имеется один нюанс – на этих приборах указывается пиковая мощность – постоянная у них несколько ниже. Поэтому при выборе нужно обратить внимание не на мощность с единицей измерения VA, а на ту, которая подписывается как Вт или W.

Аккумулятор. Здесь все достаточно просто – чем больше емкость аккумулятора, тем дольше вы сможете пользоваться накопленной энергией. На выбор инвертора емкость аккумулятора не оказывает никакого влияния. Исходя из собственного опыта могу сказать одно – аккумулятор емкостью 95А/ч способен обеспечивать потребителя мощностью в 100Вт на протяжении более 10-ти часов. При первом испытании такой системы приобретенный мною бывший в употреблении гелиевый аккумулятор за это время даже не разрядился. Делайте выводы, но учтите еще и такой момент, что именно гелиевые аккумуляторы больше всего приспособлены для работы в подобных системах – они как нельзя лучше предназначены для большого количества циклов зарядки и разрядки. Емкости можно наращивать со временем, подключая их параллельно друг к другу – единственное, что здесь нужно знать, это то, что подключать параллельно нужно аккумуляторы одинаковой емкости.

Зарядное устройство. Его выбор обусловлен емкостью аккумуляторов. Скажем так, чтобы емкость в 100А/часов заряжалась в течение 5-7 часов, понадобится зарядное устройство с выходным током в 10Ампер.
В принципе, все. Как видите, требования к выбору оборудования не очень сложные. Единственное, о чем хочу предупредить, что такой бесперебойник обойдется недешево – но еще дороже (как минимум в два раза) он обойдется, если приобретать его в готовом виде.

Временное электроснабжение: бесперебойник своими руками

Собрать резервный источник электроснабжения на основе описанных выше устройств не так уж сложно – можно сказать, что просто и сделать это сможет любой мужчина. Берем инвертор – покрутите его и посмотрите на то, что на нем имеется. С одной его стороны находится универсальное гнездо для вилки, а с другой стороны две клеммы и кнопка включения. Некоторые подобные устройства могут оснащаться индикаторами напряжения. Сначала нам нужна та сторона, где находятся две клеммы (красная и черная). Подсоединяем к ним два провода сечением не менее 4 квадратов – на свободные концы устанавливаем клеммы для аккумулятора. У автомобилиста с этим вопросом проблем вообще не возникнет. Также к этим клеммам нужно стационарно подсоединить провода от зарядного устройства – очень важно, чтобы фазировка инвертора на клеммах совпадала с фазировкой зарядного устройства.

После того, как провода подключены, их можно накидывать на аккумулятор. Тот, который подсоединен к красной клемме, присоединяется к плюсу аккумулятора, а тот который прикручен к черной клемме, соответственно, к минусу аккумулятора. Теперь все просто – включаем в розетку инвертора какой-нибудь потребитель, нажимаем выключатель на инверторе и наблюдаем, как все работает. Когда аккумулятор разряжается, просто выключаем инвертор (выключателем) и включаем зарядное устройство.

И в заключение несколько слов о тонкостях использования такого источника бесперебойного электропитания дома. Для быстрого подключения его в сеть понадобится собрать удлинитель – с обеих его сторон должны находиться вилки. После того, как свет пропадает, одна вилка удлинителя подсоединяется к инвертору, а вторая в любую розетку в доме.

Думаю, не следует напоминать о безопасности эксплуатации – перед подключением в сеть этого устройства нужно обязательно отключить вводной автомат. Если вдруг резко появится электричество в сети, то беды не избежать – именно для этого и оборудуют заводские бесперебойники узлом управления. В этом и заключается их преимущество.

В завершение темы про бесперебойник для дома добавлю только одно – описанная выше схема с успехом используется при оборудовании альтернативных систем энергоснабжения. Если зарядное устройство заменить ветрогенератором или солнечными батареями и поставить между ними и аккумулятором контроллер зарядки, то вы получите индивидуальную электростанцию. О принципе ее работы можете почитать в этой статье нашего сайта. опубликовано econet.ru

Если у вас возникли вопросы по этой теме, задайте их специалистам и читателям нашего проекта здесь.

Понравилась статья? Напишите свое мнение в комментариях.
Подпишитесь на наш ФБ:

Источник