12V, 2A Catu Daya Tak Terputus: 6 Langkah

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:57

MASUK KONTES TENAGA LISTRIK

Silakan pilih saya jika Anda menganggap Instruksi ini berguna

Apa itu Catu Daya Tak Terputus?

Ekstrak dari Wikipedia

"Sumber daya yang tidak pernah terputus, juga sumber daya yang tidak pernah terputus, UPS atau cadangan baterai, adalah peralatan listrik yang menyediakan daya darurat untuk beban ketika sumber daya input atau daya utama gagal. UPS berbeda dari sistem daya tambahan atau darurat atau generator siaga dalam hal itu akan memberikan perlindungan hampir seketika dari gangguan daya input, dengan memasok energi yang tersimpan dalam baterai."

Perhatikan bahwa UPS hanyalah solusi jangka pendek, dan ketersediaan daya akan tergantung pada beban yang terhubung ke UPS.

Mengapa UPS 12V?

Sebagian besar peralatan elektronik modern di dalam dan di sekitar rumah kita hanya mengandalkan catu daya utilitas. Saat listrik padam, begitu juga semua peralatan elektronik modern kita. Ada beberapa contoh di mana ini tidak diinginkan, untuk menyebutkan hanya beberapa:

• Sistem alarm
• Sistem kontrol akses
• Konektifitas jaringan
• Sistem telepon
• Lampu Keamanan / Darurat

Semua sistem ini biasanya beroperasi pada 12V, dan dapat dengan mudah dihubungkan ke UPS 12V.

Komponen UPS

Sebuah UPS terdiri dari 3 bagian:

1. Transformator
2. Catu daya yang diatur
3. Pengisi baterai
4. Baterai cadangan

Saya akan membahas setiap langkah, menjelaskan cara membuat UPS 12V yang andal tanpa menggunakan komponen khusus.

Langkah 1: Transformator

UPS 12V menggunakan transformator standar siap pakai, yang tersedia di semua pemasok peralatan keamanan terkemuka. Output transformator harus antara 16 hingga 17 V AC, dan diberi nilai hingga 3 amp. Saya selalu lebih suka desain yang berlebihan, jadi saya akan mendesain UPS 2A ini agar memiliki rating maksimal 3A.

Beberapa pemasok memiliki trafo yang sudah dipasang ke dalam selungkup, dengan tambahan perlindungan arus lebih dan lonjakan arus.

Langkah 2: Catu Daya Terregulasi

UPS harus dapat secara terus menerus mensuplai arus pengenal pada tegangan keluaran pengenal, tanpa bergantung pada baterai cadangan untuk bantuan. Jadi langkah pertama adalah merancang catu daya 12V.

Awal yang baik adalah menggunakan regulator tegangan LM317. Sebelum kita melihat peringkat perangkat saat ini, mari kita mulai dengan tegangan output yang diatur. Meskipun kita semua terbiasa merujuk ke sistem 12V, sebenarnya biasanya sistem 13.8V. Tegangan ini adalah tegangan yang terisi penuh dari baterai SLA standar. Jadi untuk semua perhitungan, saya akan menggunakan 13.8V.

Untuk menghitung nilai komponen, lihat lembar data LM317. Ini menyatakan bahwa:

Vout = 1,25 (1 + R2 / R1) + Iadj x R2

dan Iadj itu khas terbatas pada 50uA.

Untuk memulai, saya memilih nilai R1 menjadi 1Kohm, jadi

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

Tetapi nilai 9,653Kohm bukanlah nilai resistor standar, jadi kita harus menggunakan beberapa resistor untuk mendekati nilai ini. Solusi terbaik adalah menempatkan dua resistor secara paralel. Setiap dua resistor secara paralel, akan selalu memiliki resistansi gabungan LEBIH RENDAH dari resistor nilai terendah. Jadi buatlah resistor R2a 10Kohm.

1/R2 = 1/R2a + 1/R2b

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

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

R2b = 278Kohm

R2b sebagai 270K

R2 = 9,643Kohm, cukup dekat untuk apa yang kita butuhkan.

Kapasitor 1000uf tidak kritis, tetapi ini adalah nilai yang baik. Kapasitor 0.1uf mengurangi osilasi tegangan keluaran

Kami sekarang memiliki catu daya 13.8V, dengan nilai 1,5 amp menurut lembar data.

Langkah 3: Pengisi Daya Baterai

Untuk menggunakan catu daya kita sebagai pengisi daya baterai, kita perlu membatasi arus pengisian ke baterai. Catu daya hanya dapat memberikan maksimum 1,5 amp, jadi langkah selanjutnya adalah melihat rangkaian dengan baterai yang terhubung ke output. Saat tegangan baterai naik (pengisian), arus pengisian akan berkurang. Dengan baterai yang terisi penuh sebesar 13.8V, arus pengisian akan turun ke nol.

Resistor pada output akan digunakan untuk membatasi arus ke peringkat LM317. Kita tahu tegangan keluaran LM317 ditetapkan pada 13.8V. Tegangan baterai SLA kosong sekitar 12.0V. Menghitung R sekarang sederhana.

R = V / I

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

R = 1.2ohm

Sekarang, daya yang hilang pada resistor adalah

P = I^2 R

P = 1,5^2 x 1,2

P = 2,7W

Langkah 4: Menggandakan Arus ke Maksimum 3A

Alih-alih menggunakan regulator yang lebih mahal yang dinilai untuk 3A, saya memilih untuk tetap menggunakan LM317 standar. Untuk meningkatkan peringkat UPS saat ini, saya cukup menambahkan dua sirkuit bersama-sama, sehingga menggandakan peringkat saat ini.

Tetapi ada masalah saat menghubungkan dua catu daya secara bersamaan. Meskipun tegangan keluarannya dihitung sama persis, variasi komponen, serta tata letak Papan PC akan menghasilkan satu catu daya yang selalu mengambil sebagian besar arus. Untuk menghilangkan ini, output gabungan diambil setelah resistor pembatas arus, dan bukan pada output regulator itu sendiri. Ini memastikan bahwa perbedaan tegangan antara kedua regulator diserap oleh resistor keluaran.

Langkah 5: Sirkuit Terakhir

Saya tidak dapat menggunakan resistor 1R2, 3W, jadi saya memutuskan untuk menggunakan beberapa resistor untuk membuat resistor 1R2. Saya menghitung nilai resistor seri/paralel yang berbeda, dan menemukan bahwa menggunakan enam resistor 1R8 menghasilkan 1R2. Persis apa yang saya butuhkan. Resistor 1R2 3W sekarang telah diganti dengan enam resistor 0,5W 1R8.

Tambahan lain ke sirkuit adalah output gagal daya. Output ini akan menjadi 5V ketika daya listrik ada, dan 0V selama kegagalan listrik. Penambahan ini memudahkan untuk menghubungkan UPS ke sistem yang juga memerlukan sinyal status listrik. Sirkuit ini juga mencakup LED status on-board.

Terakhir, sekering pelindung ditambahkan ke output 12V UPS.

Langkah 6: Papan PC

Tidak banyak yang bisa dikatakan di sini.

Saya merancang Papan PC sederhana menggunakan versi freeware dari Eagle. Papan PC dirancang sedemikian rupa sehingga lug pemutus cepat yang tidak berinsulasi dapat disolder ke Papan PC. Ini memungkinkan papan UPS lengkap untuk dipasang di atas baterai.

Pastikan untuk menambahkan heat sink berukuran layak ke dua regulator LM317.