Блок аварийного питания 12в своими руками

СХЕМА БЛОКА АВАРИЙНОГО ПИТАНИЯ

ИБП — источник бесперебойного питания, это устройство или целая система, обеспечивающая постоянный доступ какой-либо схемы к источнику питания, независимо от подачи электроэнергии извне по сети. Такие блоки используются для устройств, питающихся от электросети на случай сбоя питания или отключения его по другим причинам.

Простая схема резервного питания

Принципиальная схема показывает очень простой ИБП. На его примере легко понять принцип работы этого устройства. Схема питается от переменного напряжения через трансформатор TR1. На выходе блока питания есть два напряжения: нестабилизированное 12 В (с аккумулятора) и стабилизированное 5 В (через LM7805).

Первичная сторона трансформатора подключена к электросети 220 В. Напряжение на вторичной обмотке может достигать 15 В за выпрямителем, состоящим из четырех диодов 1N4001. Предохранитель на 2 А (F1) служит для защиты в случае отказа батареи или короткого замыкания на выходе устройства. Когда к схеме подключено питание, загорится светодиод 1. Когда напряжение в сети отключается и питание переходит на аккумуляторную батарею, светодиод выключится.

Вышеуказанное устройство разработано таким образом, чтобы его легко было преобразовать в другое напряжение, заменив стабилизатор напряжения или аккумулятор на другой. Например, можно последовательно подключить две батареи 12 В и заменить стабилизатор на LM7815, чтобы источник аварийного питания обеспечивал стабилизированное питание 15 В.

Второй вариант — поставить пару литиевых аккумуляторов, подобрав резисторы под оптимальный зарядный ток. Естественно простые решения имеют некоторые недостатки. Вот некоторые из них:

1. Получение 5 В с линейным стабилизатором от 12 В — заметные потери.
2. Зарядный ток ограничен обычным резистором R1. Зарядка займет много времени, иначе аккумулятор будет перезаряжен.
3. Питание в аварийном режиме с кремниевым диодом D2 — потери, лучше ставить диод Шоттки с малым падением U.

Выбор резистора для батареи

Возьмем допустим свинцово-кислотную батарею 12 В, емкость 10 А/ч

• Напряжение заряженного аккумулятора = 6 х 2,4 В = 14,4 В
• Напряжение разряженной батареи = 10,8 В

То есть чтобы зарядить аккумулятор необходимо, чтобы напряжение за этим ограничивающим резистором было больше 14,4 В. Резистор равен 220 Ом — во время зарядки на этом резисторе произойдет большое падение напряжения — очень низкий зарядный ток или придется подавать намного более высокое напряжение перед резистором, то есть повышается вторичное напряжение. Обращайте внимание и на мощность токоограничивающего резистора, потому что здесь это имеет значение.

Аналогичный аварийный источник питания показан на другой схеме, здесь между диодным мостом и аккумулятором стоит лампочка (как резистор с переменным сопротивлением). С разряженной батареей — ограничение тока до разумного значения (горячая нить колбы), и в то же время не создает большого сопротивления (холодная нить) в конце зарядки. Очень простое и удобное решение как для бесперебойного светодиодного освещения, так и любого другого низковольтного устройства.

Источник

Собираем источник бесперебойного питания 12 вольт

Примечание от 07.09.2020. Данная статья была написана до появления контроллеров источника бесперебойного питания SUPSC0055. Теперь собрать ИБП своими руками стало еще проще, мы рекомендуем использовать контроллеры SUPSC0055. Ознакомиться подробнее с контроллерами ИБП можно на нашем сайте по этой ссылке.

Нам часто задают вопрос: «Как собрать источник бесперебойного питания, используя ‘SDC0009 — Программируемый контроллер разряда аккумулятора’ и ‘SCD0011 — Программируемый контроллер заряда аккумулятора’?»

Предлагаем для сборки бесперебойника на 12 вольт нижеприведенную схему.

Схема имеет следующие характеристики:

• Максимальный ток нагрузки: 3 А.
• Максимальный ток заряда АКБ: 0,35 А
• Диапазон рабочих напряжений нагрузки: до 14 В

Для сборки схемы потребуются:

1. Стабилизатор напряжения SCV0023-ADJ-3A
2. SDC0009 — Программируемый контроллер разряда аккумулятора
3. SCD0011 — Программируемый контроллер заряда аккумулятора
4. Резистор 12 КОм
5. Диод Шоттки 1N5822 (3A, 40V, DO-27) -2 шт (или другой на номинальный рабочий ток не менее максимального тока, потребляемого нагрузкой).

В режиме работы от сети, нагрузка питается от источника питания через понижающий импульсный стабилизатор напряжения SCV0023-ADJ-3A.
Номинал резистора R1 в SCV0023-ADJ-3A нужно установить равным 12 КОм, для выходного напряжения 13..14 В. (SCV0023-12V-3A использовать не желательно, т.к. в этом случае АКБ всегда будет находится в недозаряженном состоянии)

Если максимальное рабочее напряжение нагрузки не ниже питающего напряжения схемы (20..30 В), понижающий стабилизатор напряжения SCV0023-ADJ-3A не требуется, вместо SCV0023-ADJ-3A нужно установить перемычку.

Схема бесперебойника (ИБП) на 12 вольт из контроллера заряда SCD0011 и контроллера разряда SDC0009

Надо учитывать, что в этой схеме SDC0009 всегда питается от аккумулятора и потребляет ток 8 мА, соответственно, медленно разряжает аккумулятор. Об этом надо помнить, если возможно отсутствие питающей сети на длительное время.

Источник

Делаем ИБП на 12В своими руками

Суровая действительность такова, что нет абсолютной уверенности в постоянном источнике электричества из обычной розетки. Электричество могут внезапно отключить. Вспомните словосочетание — «веерное отключение». Мало того, нередко так случается, напряжение в сети есть, но оно крайне нестабильно. Во втором случае помогут автотрансформаторы. А с первой проблемой помогают источники бесперебойного питания ИБП. Ниже мы вместе сделаем бесперебойник своими руками.

Бесперебойник 12 В для роутера

Конечно, основная функция ИБП для компьютеров — сохранение данных и возможность штатно отключить питание устройства от сети.

Но. В наш век цифровых технологий стандартный ноутбук может переждать в автономном режиме до 3–5 часов, пока не включится снова электричество.

Ноутбуком пользоваться можно, но без интернета. Почему? Просто тока в сети нет, и он тоже не работает. Но кабельные лини интернета работают.

А мы так привыкли к интернету, что когда отключают свет, становится как то неуютно без «мировой паутины».

Так никто и ничто не мешает сделать ИБП хотя бы для роутера. Тем более это совсем не сложно и сделать бесперебойник своими руками домашнему умельцу вполне реально.

Самое необходимое

Все что нужно для самодельного ИБП есть на торговой площадке Али-экспресс:

1. Пара Аккумуляторов для шуруповерта 18650-й серии.
2. Индикатор заряда встраиваемый.
3. Плата преобразователя.
4. Плата зарядки.
5. Адаптер питания 9 V 2 A.
6. Корпус из пластика.

Полный комплект деталей:

Аккумулятор 18650 и его разновидности

Основной элемент будущего бесперебойника это аккумулятор литий-ионного типа 18650. По форме и размерам — аналог стандартных пальчиковых батареек ААА или АА.

Емкость пальчиковых аккумуляторов находится в границах 1600–3600 мАч. С выходным напряжением в 3.7 В.

Есть несколько разновидностей батарей класса 1865. Различия только по химическому составу:

1. Литий-марганцевые (Lithium Manganese Oxide).
2. Литий-кобальтовые (Lithium Cobalt Oxide).
3. Литий-железо-фосфатные (Lithium Iron Phosphate или феррофосфатные).

Все они с успехом применяются:

• в телефонных зарядках;
• в ноутбуках;
• фонариках и так далее.

Собираем бесперебойник

Наглядная схема модульного ИБП своими руками:

Итак, процесс сборки пошагово:

1. Для начала нужно убедиться, что батареи рабочие. Вольтметром проверяем напряжение. Оно не должно быть ниже 2.7 В. Для нашего ИБП хватит двух батареек.
2. Доводим уровень заряда до 100 %.
3. В пластиковом корпусе вырезаем места для установки выключателя и контактного разъема для блока питания.
4. К припаянным проводам батареек нужно впаять предохранители, выбираем в зависимости от источника потребления, не забудьте взять с запасом. Этим мы исключим случайное короткое замыкание.
5. Все открытые места нужно надежно заизолировать. Для этого хорошо подойдет специальная термоусадка.
6. Питающие батареи соединяем вместе в один блок изолентой.
7. В пластиковом боксе вырезается окно для вольтметра.
   
8. С помощью термопистолета приклеиваем датчик к корпусу. Этим же клеем заизолировать места вывода проводов.
9. На аккумулятор закрепляется контроллер заряда. В этом варианте применен двусторонний скотч.
10. Провода к контроллеру припаиваются к плате контроллера. Бесперебойник, схема которого видна ниже, почти готов.
    
11. Затем соединяется вся схема нашего ИБП.
12. К выходу обязательно припаять конденсатор. Этим мы защитим схему от микробросков и сделаем выравнивание рабочей частоты прибора. Для подбора не забываем, что на 1 Ватт выходной мощности требуется 100 микроФарад.
    
13. Выставляем выходное напряжение на 12 вольт с помощью переменного резистора. Именно такое напряжение необходимо для питания роутера.
14. Все элементы закрываем в коробку и ставим новый самодельный ИБП на зарядку.

Как это будет работать

У роутеров есть свои штатные блоки питания. В этой схеме мы его убрали и заменили на 9 вольтовый. От такого напряжения работает новое устройство.

Или более подробно. Новым 9-ти вольтовым блоком питания подается напряжение на повышающий преобразователь, который работает в паре с балансным контроллером заряда. Напряжение 12 Вольт в штатном режиме идет для питания роутера.

Но если произойдет отключение тока, наш контроллер заряда переключит работу ИБП от встроенных батарей. По мере использования аккумуляторов, их выходное напряжение будет падать. Чтобы избежать их полного разряда, контроллер отключит работу в тот момент, когда выходное напряжение достигнет 2.7 В.

Итог работы

Расчетная мощность бесперебойника — четверть ампера. В идеале должно хватить на работу роутера в течение 2.5 часов.

Но из замеров получается, что если самодельный ИБП для дома будет потреблять ток в 1 Ампер, работы нового девайса хватит минут на 30.

Если роутер будет «кушать» 0.5 Ампер, то питания от батареек хватит уже на приблизительно полтора часа.

Таким устройством можно обеспечить бесперебойную работу и других устройств. Например, таких как:

• маршрутизаторы;
• докстанции беспроводного телефона;
• жёсткие диски.

Однотактный автогенератор — ИБП

Схема простейшего обратноходового преобразователя:

Такой однотактный конвертер находит применение в небольших по мощности источниках питания, таких как зарядник для телефона.

Схема простейшего понижающего трансформатора. Применяется в грузовиках для прикуривателей с напряжением в 12 Вольт. То есть там, где необходимо понизить напряжение с 24 В до 12 В. Второе название однотактная схема преобразователя получила следующее — стабилизатор с ШИМ-модуляцией.

Также такую схему можно обнаружить в ресурсоёмких платах расширения, например, таких как видеокарты. При максимуме тока — минимум потерь.

Основной недостаток данной схемы — нет защиты от перегрузок, как по току, так и по напряжению.

Двухтактный ИБП

Если есть желание понизить потери по мощности, то вам требуется двухтактный источник бесперебойного питания 12 В.

Один из вариантов исполнения показан на картинке.

Это схема двухтактного импульсного конвертера. Применяется как в сварочных инверторах, так и в компьютерных блоках питания. Схема рабочая, очень надежная и с хорошим КПД.

В принципе можно создать модель, исходя из расчета самого мощного потребителя в вашем доме. Таких, как бойлер или телевизор. То есть те устройства общая мощность потребления, которых не более 2.5 кВт. Тогда и инвертор делается с запасом до 3 кВт.

Благодаря работе на меньших токах, увеличивается ресурс конденсаторов. Источник бесперебойного питания на 12 вольт может применяться в усилителях мощности.

Заключение

Самодельный бесперебойник имеет неоспоримое преимущество перед заводскими моделями. Они проще в ремонте и их легко модернизировать под свои нужды.

Есть схемы самодельных ИБП с применением солнечных панелей и даже с ветрогенератором, что даёт возможность повысить автономность домашней электросети.

Где купить

Приобрести ИБП можно как в специализированном магазине, так и онлайн в Интернет-магазине. Во втором случае, особого внимания заслуживает бюджетный вариант приобретения изделий на сайте Алиэкспресс. Для некоторых товаров есть вариант отгрузки со склада в РФ, их можно получить максимально быстро, для этого при заказе выберите «Доставка из Российской Федерации»:

Видео по теме

Источник