Резервное питание от аккумулятора 12 вольт схема

Устройство резервного питания на 12В

Источник резервного питания изображен на сайте см. рис. 1. Его колодку ХТ1 соединяют с выходом резервируемого сетевого блока питания параллельно нагрузке с соблюдением полярности. Резервную аккумуляторную батарею подключают к колодке ХТ2.

Простой источник резервного питания на 12В

Если её напряжение не менее 10,5В (что соответствует предельно допустимой разрядке), то участок катод—анод параллельного стабилизатора напряжения DA1 будет открыт. Поэтому при включённом сетевом источнике питания и исправной плавкой вставке FU1 реле К1 сработает и его контакты К1.1 замкнут цепь подзарядки батареи через резисторы R2 и R3. При таком способе зарядки напряжение батареи никогда не превысит напряжения источника питания. Однако чем ниже последнее, тем меньшим будет запас энергии в аккумуляторной батарее.

Сопротивление резисторов R2 и R3 выбрано таким, что при напряжении источника, равном напряжению полностью заряженной батареи (13,8… 14В для распространённых герметичных свинцовокислотных батарей), начальный ток зарядки разряженной до 10,5 В батареи не превысит 0.7А. Источник питания должен быть способен отдать эту “прибавку” к току, потребляемому нагрузкой.

Для защиты батареи от глубокой разрядки предусмотрен узел контроля её напряжения, состоящий из параллельного стабилизатора напряжения DA1, служащего пороговым устройством, и делителя напряжения R5R6R7. При напряжении между анодом и управляющим электродом стабилизатора DA1 менее 2,5 В, т. е. напряжении батареи ниже 10,5 В, участок катод—анод стабилизатора закроется и ток через обмотку реле К1 прекратится. Разомкнувшиеся контакты К1.1 отключат от батареи нагрузку.

Поскольку блок резервного питания предназначен для питания нагрузки, которая должна работать непрерывно, автоматическое отключение аккумуляторной батареи до её полной разрядки не предусмотрено. Поэтому после отключения не только сетевого питания, но и нагрузки батарея продолжит разряжаться током, текущим через обмотку реле К1. В такой ситуации рекомендуется отключить от устройства и батарею.

Если физически отключать её от колодки ХТ2 неудобно, можно ввести в устройство кнопку SB2, показанную на схеме рис. 1 штриховыми линиями. Кратковременное нажатие на неё приведёт к закрыванию участка катод—анод стабилизатора DA1 и размыканию контактов К 1.1. Единственным потребителем тока от батареи останется делитель напряжения R5R6R7.

Если сетевой источник питания отсутствует, а нагрузку необходимо запитать от аккумуляторной батареи, необходимо подключить ее (нагрузку) к колодке XT 1 и кратковременно нажать на кнопку SB1. Реле К1 сработает и останется в таком состоянии и после отпускания кнопки, пока батарея не разрядится до напряжения 10,5 В, или же не будет нажата кнопка SB2. Диод VD1 нужен для защиты от случайного нажатия на кнопку SB1 при наличии на колодке ХТ1 напряжения сетевого источника питания.

Диод VD2 устраняет всплески напряжения самоиндукции на обмотке реле К1. Диод VD3 предохраняет диод VD1 и нажатую кнопку SB1 от протекания через них тока нагрузки. Светодиод HL1 сигнализирует о том, что на нагрузку поступает напряжение от сетевого источника или аккумуляторной батареи. Светодиод HL2 включён, когда напряжение аккумуляторной батареи больше 10,5 В.

Чертёж печатной платы устройства и размещения деталей на ней показан на рис. 2. Для плавкой вставки FU1 на плате установлен держатель FH102C. Кнопка SB 1 — тактовая DTS32. Контактные колодки ХТ1 и ХТ2 — 30102112 С, но могут быть применены и другие с шагом контактов 5 мм и допустимым током не менее потребляемого нагрузкой.

Сборку диодов Шотки 42CTQ030 можно заменить на VS-40CTQ045PBF или аналогичную. Необходимо учитывать, что допустимый ток через её диоды должен быть в несколько раз больше, чем ток срабатывания плавкой вставки FU1. Вместо светодиодов, типы которых указаны на схеме, допускается установить другие подходящего цвета свечения.

Реле К1 — SRD-12VDC-SL-C или другое с контактами, достаточно мощными для коммутации нагрузки, с которой предполагается эксплуатировать источник резервного питания.
Номинальное рабочее напряжение обмотки реле должно быть 12 В, а её сопротивление как можно больше, что снизит ток, потребляемый от аккумуляторной батареи в отсутствие сетевого питания.

Внешний вид устройства показан на рис. 3. При сборки всех компонентов на печатную плату, блок резервного питания нуждается в настройке. Настройка сводится к установке нужного напряжения отключения аккумуляторной батареи подборкой резистора R5.

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