12V, 2A Kesintisiz Güç Kaynağı: 6 Adım

2024 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-30 13:20

GÜÇ KAYNAĞI YARIŞMASI GİRİŞİ

Bu Eğitilebilirliği faydalı bulursanız lütfen bana oy verin

Kesintisiz Güç Kaynağı Nedir?

Wikipedia'dan alıntı

"Kesintisiz bir güç kaynağı, aynı zamanda kesintisiz güç kaynağı, UPS veya pil yedeği, giriş güç kaynağı veya ana güç kesintisi olduğunda bir yüke acil durum gücü sağlayan bir elektrikli cihazdır. UPS, bir yardımcı veya acil durum güç sisteminden veya yedek jeneratörden farklıdır. pillerde depolanan enerjiyi sağlayarak giriş gücü kesintilerine karşı neredeyse anlık koruma sağlayacak."

UPS'in yalnızca kısa vadeli bir çözüm olduğunu ve gücün kullanılabilirliğinin UPS'e bağlı yüke bağlı olacağını unutmayın.

Neden 12V UPS?

Evlerimizdeki ve çevresindeki modern elektronik ekipmanların çoğu yalnızca şebeke güç kaynağına bağlıdır. Güç kesildiğinde, tüm modern elektronik ekipmanlarımız da öyle. Bunun istenmediği bazı durumlar vardır, sadece birkaçını belirtmek gerekirse:

• Alarm sistemleri
• Erişim kontrol sistemleri
• ağ bağlantısı
• telefon sistemleri
• Güvenlik / Acil durum ışıkları

Tüm bu sistemler genellikle 12V ile çalışır ve 12V UPS'e kolayca bağlanabilir.

UPS'in Bileşenleri

Bir UPS 3 bölümden oluşur:

1. trafo
2. Düzenlenmiş güç kaynağı
3. Şarj cihazı
4. Yedek pil

Özel bileşenler kullanmadan güvenilir bir 12V UPS'in nasıl oluşturulacağını açıklayarak her adımdan geçeceğim.

Adım 1: Transformatör

12V UPS, önde gelen tüm güvenlik ekipmanı tedarikçilerinde bulunan, kullanıma hazır, standart bir transformatör kullanır. Transformatör çıkışı 16 ila 17 V AC arasında olmalı ve 3 ampere kadar derecelendirilmelidir. Her zaman fazla tasarlamayı tercih ederim, bu yüzden bu 2A UPS'i maksimum 3A olarak derecelendirilecek şekilde tasarlayacağım.

Bazı tedarikçiler, ek aşırı akım ve aşırı gerilim korumasına sahip bir muhafazaya zaten takılmış transformatörlere sahiptir.

Adım 2: Düzenlenmiş Güç Kaynağı

Bir UPS, yardım için yedek aküye güvenmeden, nominal çıkış geriliminde sürekli olarak nominal akımı besleyebilmelidir. Bu yüzden ilk adım 12V'luk bir güç kaynağı tasarlamak olacaktır.

LM317 voltaj regülatörünü kullanmak iyi bir başlangıç olacaktır. Cihazın akım değerine bakmadan önce, regüle edilmiş çıkış voltajı ile başlayalım. Hepimiz bir 12V sistemden bahsetmeye alışmış olsak da, aslında normalde 13.8V sistemdir. Bu voltaj, standart bir SLA pilinin tam şarjlı voltajıdır. Yani tüm hesaplamalar için 13.8V kullanacağım.

Bileşen değerlerini hesaplamak için LM317 veri sayfasına bakın. Şu hususları belirtmektedir:

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

ve bu Iadj tipik olarak 50uA ile sınırlıdır.

Başlamak için R1 değerini 1Kohm olarak seçtim, bu yüzden

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 = 9.653Kohm

Fakat 9.653Kohm değeri standart bir direnç değeri değildir, bu yüzden bu değere yaklaşmak için birden fazla direnç kullanmamız gerekecek. En iyi çözüm, iki direnci paralel olarak yerleştirmek olacaktır. Paralel bağlı herhangi iki direnç, her zaman en düşük direnç değerinden DAHA DÜŞÜK bir birleşik dirence sahip olacaktır. Öyleyse direnç R2a 10Kohm yapın.

1/R2 = 1/R2a + 1/R2b

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

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

R2b = 278Kohm

270K olarak R2b

R2 = 9.643Kohm, ihtiyacımız olana yeterince yakın.

1000uf kapasitör kritik değildir, ancak bu iyi bir değerdir. 0.1uf kapasitör, çıkış voltajı salınımlarını azaltır

Artık veri sayfasına göre 1,5 amper değerinde 13.8V güç kaynağımız var.

3. Adım: Pil Şarj Cihazı

Güç kaynağımızı akü şarj cihazı olarak kullanmak için şarj akımını aküye sınırlamamız gerekir. Güç kaynağı sadece maksimum 1,5 amper sağlayabilir, bu nedenle bir sonraki adım, çıkışa bağlı bir pil ile devreye bakmak olacaktır. Akü voltajı yükseldikçe (şarj olurken), şarj akımı azalacaktır. 13,8V'luk tam şarjlı bir pil ile şarj akımı sıfıra düşer.

Çıkıştaki direnç, akımı LM317'nin derecesine sınırlamak için kullanılacaktır. LM317'nin çıkış voltajının 13.8V olarak sabitlendiğini biliyoruz. Boş bir SLA akü voltajı 12.0V civarındadır. R'yi hesaplamak artık basit.

R = V / ben

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

R = 1.2ohm

Şimdi, dirençte harcanan güç

P = I^2 R

P = 1,5^2 x 1,2

P = 2.7W

Adım 4: Akımı Maksimum 3A'ya İkiye Katlama

3A olarak derecelendirilen daha pahalı regülatörler kullanmak yerine, yine de standart LM317'yi kullanmayı tercih ettim. KGK'nın akım derecesini arttırmak için iki devreyi birbirine ekledim, böylece akım derecesini iki katına çıkardım.

Ancak iki güç kaynağını birbirine bağlarken bir sorun var. Çıkış voltajları tamamen aynı olacak şekilde hesaplanmış olsa da, bileşenlerdeki ve ayrıca PC Kartı yerleşimindeki değişiklikler, bir güç kaynağının her zaman akımın çoğunluğunu almasına neden olacaktır. Bunu ortadan kaldırmak için, birleşik çıkışlar, regülatörün çıkışında değil, akım sınırlama dirençlerinden sonra alındı. Bu, iki regülatör arasındaki voltaj farkının çıkış dirençleri tarafından emilmesini sağlar.

Adım 5: Son Devre

1R2, 3W dirençleri sağlayamadım, bu yüzden 1R2 direncini oluşturmak için birkaç direnç kullanmaya karar verdim. Farklı seri/paralel direnç değerleri hesapladım ve altı adet 1R8 direnci kullanmanın 1R2 verdiğini buldum. Tam ihtiyacım olan şey. 1R2 3W direnci şimdi altı adet 1R8 0,5W direnciyle değiştirildi.

Devreye yapılan bir diğer ek, bir güç kesintisi çıkışıdır. Bu çıkış, şebeke gücü varken 5V ve şebeke kesintisi sırasında 0V olacaktır. Bu ekleme, UPS'in aynı zamanda bir şebeke durum sinyali gerektiren sistemlere bağlanmasını kolaylaştırır. Devre ayrıca bir yerleşik durum LED'i içerir.

Son olarak UPS'in 12V çıkışına bir koruma sigortası eklenmiştir.

Adım 6: PC Kartı

Burada söylenecek pek bir şey yok.

Eagle'ın ücretsiz sürümünü kullanarak basit bir PC Kartı tasarladım. PC Kartı, yalıtımsız hızlı bağlantı kesme pabuçlarının PC Kartına lehimlenebileceği şekilde tasarlanmıştır. Bu, tüm UPS kartının akünün üstüne monte edilmesini sağlar.

İki LM317 regülatörüne uygun boyutta ısı alıcıları eklediğinizden emin olun.