منبع تغذیه بدون وقفه 12 ولت ، 2 آمپر: 6 مرحله

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:56

شرکت در مسابقه تأمین برق

لطفاً اگر این دستورالعمل را مفید می دانید به من رای دهید

منبع تغذیه بدون وقفه چیست؟

برگرفته از ویکی پدیا

"منبع تغذیه بدون وقفه ، همچنین منبع تغذیه بدون وقفه ، UPS یا پشتیبان گیری باتری ، یک دستگاه الکتریکی است که در مواقع قطع برق منبع تغذیه یا برق اصلی ، برق اضطراری را برای بار تأمین می کند. یو پی اس با سیستم برق کمکی یا اضطراری یا ژنراتور آماده به کار متفاوت است. از این رو با تأمین انرژی ذخیره شده در باتری ها ، حفاظت آنی در برابر وقفه های ورودی را فراهم می کند."

توجه داشته باشید که یو پی اس تنها یک راه حل کوتاه مدت است و در دسترس بودن برق بستگی به بار متصل به یو پی اس دارد.

چرا یو پی اس 12 ولت؟

بیشتر تجهیزات الکترونیکی مدرن در داخل و اطراف خانه های ما فقط به منبع تغذیه متکی هستند. وقتی برق قطع می شود ، تمام تجهیزات الکترونیکی مدرن ما نیز خاموش می شوند. مواردی وجود دارد که نامطلوب است ، فقط نام یک زن و شوهر:

• سیستم های هشدار دهنده
• سیستم های کنترل دسترسی
• ارتباط شبکه
• سیستم های تلفن
• چراغ های امنیتی / اضطراری

همه این سیستم ها معمولاً با ولتاژ 12 ولت کار می کنند و به راحتی می توانند به یک UPS 12 ولت متصل شوند.

اجزای UPS

یو پی اس شامل 3 قسمت است:

1. تبدیل کننده
2. منبع تغذیه تنظیم شده
3. شارژر باطری
4. باتری پشتیبان

من هر مرحله را طی می کنم و نحوه ساخت یک UPS قابل اطمینان 12 ولت را بدون استفاده از قطعات خاص توضیح می دهم.

مرحله 1: ترانسفورماتور

UPS 12 ولت از ترانسفورماتور استاندارد خارج از قفسه استفاده می کند که در همه تامین کنندگان برجسته تجهیزات امنیتی موجود است. خروجی ترانسفورماتور باید بین 16 تا 17 ولت متناوب و حداکثر تا 3 آمپر باشد. من همیشه ترجیح می دهم به طراحی ، بنابراین این UPS 2A را طوری طراحی می کنم که حداکثر 3A باشد.

برخی از تأمین کنندگان ترانسفورماتورهایی دارند که قبلاً در یک محفظه نصب شده اند ، با حفاظت اضافه جریان و افزایش جریان.

مرحله 2: منبع تغذیه تنظیم شده

یو پی اس باید بتواند به طور مداوم جریان نامی را در ولتاژ خروجی نامی ، بدون اتکا به باتری پشتیبان برای کمک ، تأمین کند. بنابراین اولین قدم طراحی منبع تغذیه 12 ولت خواهد بود.

شروع خوب استفاده از تنظیم کننده ولتاژ LM317 خواهد بود. قبل از اینکه به رتبه فعلی دستگاه نگاه کنیم ، اجازه دهید با ولتاژ خروجی تنظیم شده شروع کنیم. اگرچه همه ما برای اشاره به یک سیستم 12 ولت استفاده می کنیم ، اما در واقع به طور معمول یک سیستم 13.8 ولت است. این ولتاژ ولتاژ کامل شارژ شده یک باتری استاندارد SLA است. بنابراین برای همه محاسبات ، از 13.8 ولت استفاده خواهم کرد.

برای محاسبه مقادیر اجزاء ، به برگه اطلاعات LM317 مراجعه کنید. در آن آمده است که:

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

و اینکه Iadj معمولاً محدود به 50uA است.

برای شروع ، مقدار R1 را 1 کیلو اهم انتخاب کردم

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 کیلو متر

اما مقدار 9.653 کیلو اهم مقدار مقاومت استاندارد نیست ، بنابراین برای نزدیک شدن به این مقدار باید از چندین مقاومت استفاده کنیم. بهترین راه حل قرار دادن دو مقاومت به صورت موازی است. هر دو مقاومت به صورت موازی ، همیشه دارای مقاومت ترکیبی پایین تر از مقاومت کمترین مقدار هستند. بنابراین مقاومت R2a 10Kohm بسازید.

1/R2 = 1/R2a + 1/R2b

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

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

R2b = 278 کیلو اهم

R2b به عنوان 270K

R2 = 9.643 کیلو اهم ، به اندازه کافی نزدیک به آنچه نیاز داریم.

خازن 1000uf مهم نیست ، اما این مقدار خوبی است. خازن 0.1uf کاهش نوسانات ولتاژ خروجی

ما در حال حاضر یک منبع تغذیه 13.8 ولت داریم که طبق برگه اطلاعات 1.5 آمپر نامیده می شود.

مرحله 3: شارژر باتری

برای استفاده از منبع تغذیه به عنوان شارژر باتری ، باید جریان شارژ را به باتری محدود کنیم. منبع تغذیه تنها می تواند حداکثر 1.5 آمپر را تأمین کند ، بنابراین گام بعدی این است که مدار را با باتری متصل به خروجی بررسی کنید. با افزایش ولتاژ باتری (شارژ) ، جریان شارژ کاهش می یابد. با شارژ کامل باتری 13.8 ولت ، جریان شارژ به صفر می رسد.

از مقاومت خروجی برای محدود کردن جریان به درجه LM317 استفاده می شود. ما می دانیم که ولتاژ خروجی LM317 در 13.8V ثابت است. ولتاژ خالی باتری SLA حدود 12.0 ولت است. محاسبه R در حال حاضر ساده است.

R = V / I

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

R = 1.2 اهم

در حال حاضر ، قدرت اتلاف شده در مقاومت است

P = I^2 R

P = 1.5^2 x 1.2

P = 2.7W

مرحله 4: دو برابر شدن جریان تا حداکثر 3A

به جای استفاده از تنظیم کننده های گران تر که دارای رتبه 3A هستند ، من همچنان از استاندارد LM317 استفاده کردم. برای افزایش رتبه فعلی UPS ، من به سادگی دو مدار را به هم اضافه کردم ، در نتیجه رتبه فعلی را دو برابر کردم.

اما هنگام اتصال دو منبع تغذیه به یکدیگر مشکلی وجود دارد. اگرچه ولتاژهای خروجی آنها کاملاً یکسان محاسبه شد ، تغییرات در اجزاء و همچنین طرح برد PC منجر به این می شود که یک منبع تغذیه همیشه بیشتر جریان را بگیرد. برای از بین بردن این امر ، خروجی های ترکیبی پس از مقاومت های محدودکننده فعلی گرفته شد ، و نه خروجی خود تنظیم کننده. این اطمینان می دهد که اختلاف ولتاژ بین دو تنظیم کننده توسط مقاومتهای خروجی جذب می شود.

مرحله 5: مدار نهایی

من قادر به تولید مقاومتهای 1R2 و 3W نبودم ، بنابراین تصمیم گرفتم از چندین مقاومت برای تشکیل مقاومت 1R2 استفاده کنم. من مقادیر مختلف مقاومت/مقاومت موازی را محاسبه کردم و دریافتم که با استفاده از شش مقاومت 1R8 1R2 به دست می آید. دقیقاً همان چیزی که من نیاز داشتم. مقاومت 1R2 3W اکنون با شش مقاومت 1R8 0.5W جایگزین شده است.

یکی دیگر از موارد اضافی مدار ، خروجی قطع برق است. این خروجی در صورت وجود برق اصلی 5 ولت و هنگام قطع برق 0 ولت خواهد بود. این افزودن اتصال UPS را به سیستم هایی که نیاز به سیگنال وضعیت اصلی دارند نیز آسان تر می کند. این مدار همچنین شامل LED وضعیت در هیئت مدیره است.

در نهایت ، یک فیوز محافظتی به خروجی 12 ولت UPS اضافه شد.

مرحله 6: برد PC

اینجا حرف زیادی برای گفتن نیست.

من با استفاده از نسخه رایگان Eagle یک PC Board ساده طراحی کردم. PC Board به گونه ای طراحی شده است که لبه های جدا کننده سریع بدون عایق را می توان به برد PC لحیم کرد. این اجازه می دهد تا برد کامل UPS را روی باتری نصب کنید.

مطمئن شوید که هیت سینک با اندازه مناسب به دو تنظیم کننده LM317 اضافه کنید.