自作の無停電電源装置。 無停電電源装置図 接続図の変更

無停電電源。デバイスの特性: 直流 12 ボルト電圧から、周波数 50 Hz の交流電圧 220 V への直接変換 ()。 最大電力 - 220 W。 逆変換 - バッテリーの充電に使用されます。 充電電流は約 6 A。ダイレクト コンバージョンからリバース モードへの高速切り替え。

無停電電源装置の図を以下に示します。

クロック ジェネレーターは要素 VT3、VT4、R3...R6、C5、C6 に組み込まれており、平均周波数 50 Hz のパルスを生成します。 ジェネレータはトランジスタ VT1、VT6 の動作を制御します。 変圧器T1の巻線IIa、IIbは、これらのトランジスタのコレクタ回路に接続されている。

ダイオード VD2、VD3 は、逆方向モードでは整流器として使用され、順方向モードではトランジスタ VT1、VT6 を保護します。 ネットワーク フィルターは要素 C1、C2、L1 で作成され、クロック ジェネレーター フィルターは要素 VD1、SZ、C4 で作成されます。

無停電電源装置の動作:

直接変換:+12 V 電圧を巻線 IIa または IIb に交互に印加し、トランス T1 で 220 V/50 Hz に変換します。 この電圧は XS1 ソケットに存在し、あらゆる種類の消費者 (白熱灯、テレビなど) がそれに接続されています。

正常動作のインジケータは、LED VD4、VD5 の点灯です。 負荷電流は 1 A に達する可能性があり、これは 220 W の電力に相当します。

詳細とデザイン

T1 - 最大 10 A の負荷電流で 10 V の 2 つの出力電圧を提供する任意の変圧器を使用できます。コイル L1 は、K28x16x9 M2000NM フェライト リング上に作成されています。 リングはワニスを塗った布であらかじめ包み、直径 0.55 ~ 0.70 mm のワイヤを 10 回巻いて 2 回巻き付けます。 トランジスタVT1、VT6およびダイオードVD2、VD3は、少なくとも200 cm2の面積を持つラジエーターに取り付ける必要があります。 マイカプレートを通して。

注意! 回路要素には主電源電圧がかかっているため、デバイスをセットアップする際には電気的安全対策を遵守する必要があります。

アンディ・コリンソン

説明

これは単純な無停電電源装置の回路図です。 安定した 5 V と不安定な 12 V を生成します。電源がオフになるとバッテリーが電源となり、この移行は出力電圧が急上昇することなくスムーズに行われます。

ノート

この回路は、さまざまな安定器とバッテリーを使用して、他の値の安定化および非安定化出力電圧に適合させることができます。 たとえば、安定した 15 V を得るには、直列に接続された 2 つの 12 ボルト バッテリと 7815 統合スタビライザが必要となるため、この回路ソリューションはかなり幅広い用途に使用できます。

変圧器 TR1 の一次巻線は、主電源電圧の公称値に合わせて設計されており、たとえば英国では 240 V です。この場合、二次巻線は 2 の電流で少なくとも 12 V の電圧を生成する必要があります。 A ですが、15 V などのより高い電圧向けに設計することもできます。遅断ヒューズ F1 は、変圧器を回路短絡やバッテリー故障から保護します。 電源が投入されると LED1 が点灯します。 電源がオフになるとインジケーターは消灯し、出力電圧はバッテリーによって維持されます。 下の図は、主電源に接続したときのデバイスの動作をシミュレートした結果を示しています。

端子 VP1 と VP3 の間 - 定格非安定化電源電圧。 端子 VP1 と VP2 には 5 V の安定した電圧があり、バッテリ B1 は抵抗 R1 とダイオード D1 を介して充電されます。 ダイオード D1 と D3 は、主電源がオフになったときに LED1 が点灯するのを防ぎます。 バッテリーはドリップモードで再充電され、その電流は次のように決定されます。

(VP5 - U B1 - 0.6) / R1,

VP5 - コンデンサ C1 によって平滑化された整流器ブリッジ BR1 後の電圧、
U B1 - バッテリー B1 の電圧。

回路にはダイオード D2 を含める必要があります。ダイオード D2 がないと、電流を制限せずに全電圧 VP5 がバッテリーに到達し、バッテリーの過熱と故障につながります。 以下の図は、停電時の回路をシミュレーションした結果を示しています。

5 V 電圧は回路のどの動作モードでも安定していますが、同時に VP3 の未調整の電源電圧は数ボルト以内に変動する可能性があることに注意してください。

待機時間

バックアップ モードでの動作時間は、デバイスに接続されている負荷およびバッテリ容量によって異なります。 12 ボルト 7 Ah バッテリーを使用し、電流 0.5 A の 5 ボルト負荷を接続すると (無安定化電圧出力に負荷が接続されていない場合)、5 V の安定した電圧が約 14 時間維持されます。 バッテリー容量を増やすことで待機時間が長くなります。

最も有名なのはコンピューターの無停電電源装置 (UPS、または UPS) です。 通常のコンピュータの無停電電源装置 数分で十分ユーザーがデータを保存し、正常に作業を完了するために必要です。 この場合、多くの民生機器に対する長期的な電力供給について話すのは無駄です。 スマート ホーム システム、暖房装置、その他の家庭用電化製品の動作を保証する必要がある場合は、長期間の動作向けに設計された、より強力なデバイスが必要になります。 既製のデバイスを購入することもできますが、電気工学の訓練を受け、知識がある人にとっては、無停電電源装置を自作するという選択肢は魅力的です。 これは、ある程度お金を節約するのに役立ち、スキルを応用して、特定の消費者のニーズに最適なデバイスを手に入れる機会を与えてくれます。

デバイスへの無停電電源供給を確保 かなり長い間強力で大容量のバッテリーをベースにしたデバイスのみを使用できます。そのためには、適切な電力の充電器と、直流電圧を標準の 220 V に変換するインバーターを使用する必要があります。最大の困難は、インバーターの製造です。どのような種類の正弦波を生成するか - 純粋または蛇行 - さまざまなタイプ - 受け取ったキットからどのデバイスに電力を供給できるかによって異なります。 一部のデバイスは、多数の高周波高調波を含むパルス電圧を認識しません。これは、UPS の作成を計画するときに考慮する必要があります。

家庭とすべての消費者に必要な周波数を提供するのは非常に難しいため、ほとんどのユーザーは工場で組み立てられた既製のインバーターを使用することを好みます。

何が必要ですか?

UPSを自分の手で作るには、まず第一に 強力な車のバッテリーが必要になります-KamAZ または他の同様のトラック。 容量190Ah以上の12V電池を2個直列に接続して使用する必要があります。 容量の小さいデバイスは充電速度が速くなりますが、充電モードに対する要求が高く、過充電に対しては厳しい反応を示します。 さらに、十分な電力を備えた充電器とインバーターが必要です。

先日、強力な 10 ワット LED を 10 個注文しました。 LED はすでに中国から到着していますが、それまでの間、LED に電力を供給することを考えています。 LED は 12 ボルト用に設計されています。

これらの LED に電力を供給するために、よく知られた IR2153 チップを使用してスイッチング電源を組み立てることが決定されました。 AKAの「ダミー用スイッチング電源」シリーズの動画説明文にプリント基板が発見されました。 そこのボードは少し未完成で、いくつかのトラックが欠けています。少し修正し、トラックを厚くし、TO-247パッケージのトランジスタに合わせて作り直し、低電圧(出力)を作り直す必要がありました。私のニーズにも合う部分です。

電源回路

ここの出力はまったく安定化されていないため、278R12 スタビライザーに安定化が追加されましたが、その電流はわずか 2 アンペアなので、データシートのスキームによれば、PNP トランジスタ TIP36C によって電力が供給されていました。

したがって、最大出力電流を数倍に増加させます。出力は次の図になります。

プリント基板はこの回路用に調整されました。

このボードは、既製のトランス、独自のトランジスタ、ラジエーター用に作られています(ラジエーターをはんだ付けするためのパッドが見えます)。 ボードの寸法は85x90​​mmです。

電源のすべてのコンポーネントを組み立てます

グラスファイバーラミネートを用意しています。 85x90​​mmの長方形を切ります。

両面なので、片面のホイルを剥がします。

基板と放熱ペーストを介してトランジスタをラジエーター上に配置します

変圧器を巻いていきます。

一次巻線は、それぞれ 0.8 mm ワイヤで 20 回巻いた 2 つの半巻線で、中間点はどこにもはんだ付けされていません。2 つの半巻線は、その間に 2 次巻線を巻くために作成されます。この巻線には 1 mm ワイヤが 4 回巻かれ、3 回巻かれています。コア。

次に、アイロンをかけ、ボードをエッチングし、穴を開け、トラックに錫メッキをします。 次に、コンポーネントをはんだ付けして、そのような電源を取得します

遊歩道からの眺め

組み立て中にはんだが足りなくなって伸ばしてしまったため、線路が完全にはんだ付けされていませんでした。 もちろん後で厚くなります。

組み立て後はしっかりと取り付け確認を行っております。 次に、220V 100W ランプを介して電源をネットワークに接続します。 ネットワークには接続せず、自作の12-220コンバーターに接続しました。 これは、間違って取り付けられた場合に回路が故障しないようにするために行われました。 2つの枠を発見しました(ランプは30パーセント点灯していました)、1 - スタビライザーの領域で基板を誤って設計しました(アーカイブで修正され、完全に機能しています)2 - +間のはんだをぼやけましたおよび - 電源ユニットの出力。 トラブルシューティング後、回路は問題なく起動しました。 その後、ランプをオフにして、電源を 220V ネットワークに直接接続できます。

電源の出力では正確に12ボルトの電圧があり、私の場合、変圧器後のダイオードブリッジの出力では、60ワットの負荷で出力で16ボルトであることが判明しました - 14.5ボルト11.8ボルト。 私の場合は 0.2 ボルトの降下でも十分であり、LED にとっては楽になります。 したがって、負荷消費が 10A の場合、スタビライザーでの電圧降下は 2.5 ボルトになります。これは、スタビライザーでの 25 ワットの電力損失になります。これはあまり美味しくありません (あまり気にしません)。この消費電力は、次のようになります。変圧器の出力の電圧を下げることによって減少します(二次側の巻数を半分減らすか、一次側の巻数を数回増やすか、パルスの周波数を低くします)。 たとえば、パルススタビライザーを使用することもできます。この場合、熱として失われる電力は無視できます。

後者は気にしないので小型クーラーを使います。

マイクロ回路に電力を供給する抵抗器でも発熱が観察されます。私の場合は 15 kOhm 3W でしたが、5W に置き換えられます。

回路のリズミカルなオンとオフの切り替えが観察される場合は、抵抗値をたとえば 12 kOhm に減らすか、超小型回路に電源を供給する電解質の容量を増やす必要があります。私の場合はこれを実行しました。 470μFまで。

低電力スイッチング電源は、さまざまなアマチュア無線設計に使用できます。 このような UPS の回路は特に単純なので、初心者のアマチュア無線家でも繰り返し行うことができます。

電源の主なパラメータ:
入力電圧 - 110-260V 50Hz
電力 - 15 ワット
出力電圧 - 12V
出力電流 - 0.7A以下
動作周波数 15-20kHz

回路の初期コンポーネントは、利用可能なゴミから入手できます。 マルチバイブレータにはMJE13003シリーズのトランジスタを使用していますが、必要に応じて13007/13009などに置き換えることができます。 このようなトランジスタはスイッチング電源で簡単に見つかります(私の場合、コンピュータの電源から取り外したものです)。

電源コンデンサの電圧は 400 ボルト (極端な場合は 250 ボルトですが、これは強くお勧めしません) を選択します。
ツェナーダイオードは国産品のD816Gまたは輸入品の1ワット程度のものを使用しました。

ダイオードブリッジ - KTs402B、1 アンペアの電流を持つ任意のダイオードを使用できます。 ダイオードは、少なくとも 400 ボルトの逆電圧を備えたものを選択する必要があります。 輸入インテリアからは、1N4007(KD258Dの完全な国内類似品)などを取り付けることができます。

パルストランスは2000NMのフェライトリングで、私の場合の寸法はK20x10x8ですが、大きなリングも使用しましたが、巻線データは変更せずに正常に動作しました。 一次巻線(ネットワーク)は220ターンで構成され、真ん中からタップがあり、ワイヤは0.25〜0.45 mmです(もう意味がありません)。

私の場合、二次巻線には 35 ターンが含まれており、約 12 ボルトの出力を提供します。 二次巻線のワイヤの直径は 0.5 ~ 1 mm です。 私の場合、コンバータの最大電力は10〜15ワット以下ですが、電力はコンデンサC3の静電容量を選択することで変更できます(この場合、パルストランスの巻線データはすでに変更されています)。 このようなコンバータの出力電流は約 0.7A です。
電圧が 63 ~ 100 ボルトの平滑容量 (C1) を選択します。

周波数が非常に高いため、従来の整流器では対応できない可能性があるため、変圧器の出力にはパルスダイオードのみを使用する必要があります。 FR107/207 は、ネットワーク UPS でよく使用されるスイッチング ダイオードの中でおそらく最も手頃な価格です。

電源には短絡保護機能がないため、変圧器の二次巻線を短絡させないでください。

トランジスタの過熱には気づきませんでした。出力負荷が 3 ワット (LED アセンブリ) の場合、トランジスタは凍っていますが、念のため小さなヒートシンクに取り付けることができます。

放射性元素のリスト

指定 タイプ 宗派 注記私のメモ帳
VT1、VT2 バイポーラトランジスタ

MJE13003

2 13007/13009 メモ帳へ
VDS1 ダイオードブリッジ

KTs402A

1 または別の低電力のもの メモ帳へ
VDS2 ダイオードブリッジ 1 2Aまでのいずれか メモ帳へ
VD1 ツェナーダイオード

D816G

1 メモ帳へ
C1 220μF 440V1 メモ帳へ
C2 電解コンデンサ1000μF×16V1 メモ帳へ
C3 コンデンサ2.2μF×630V1 映画