Простой онлайн источник бесперебойного питания (ИБП) (схема)

Устройство ИБП и принцип его работы

Источник бесперебойного питания – компонент системы питания, который располагают между нагрузкой и питающей сетью. Главная функция ИБП состоит в обеспечении бесперебойного питания. Как устроен бесперебойник? Упрощённая схема ИБП включает аккумуляторные батареи и специальные элементы ИБП, компенсирующие возмущения в магистральной сети, а именно инвертор, выпрямитель, фильтр и в некоторых случаях байпас. На сегодняшний день бесперебойники разделяют на три группы. У каждой из групп принцип работы ИБП имеет свои особенности.

Ключевым компонентом ИБП являются аккумуляторные батареи. Именно АКБ определяют сколько работает ИБП при отключении питания в сети. Как правило, в ИБП используются свинцово-кислотные аккумуляторы, имеющие следующие параметры: напряжение 12В и ёмкость 7Ач или 9Ач. АКБ относятся к типу герметичных и не обслуживаемых. В самых простых ИБП используется 1 аккумулятор, а в мощных бесперебойниках их количество может быть во много раз больше.

Резервные ИБП

Так называемые резервные ИБП являются самыми простыми и доступными. Принцип работы бесперебойника данного типа крайне прост: электропитание нагрузки осуществляется через сеть, если там имеется напряжение, в противном случае происходит переключение питания от АКБ. Зарядка АКБ осуществляется вовремя работы ИБП. Согласно статистике, эффективность таких ИБП при сбоях питания составляет 55-60%.

В большинстве случаев рассказать о том, как работает ИБП для компьютера, можно сославшись на принцип работы оффлайн ИБП. Большинство домашних бесперебойников для компьютера выполнены по данной технологии. Уровень защиты, который они могут обеспечить является самым низким из всех существующих бесперебойников. Фильтрация сигнала осуществляется лишь частично. Зачастую такого уровня защиты для домашней техники вполне достаточно, так как качество питания в таких сетях несколько выше, чем в промышленных.

Резервные ИБП прекрасно работают в паре с компьютером, но при этом они абсолютно не совместимы для работы в паре с насосами, котлами отопления и другой подобной техникой, так как работа ИБП резервного типа не обеспечивает синусоидальную форму напряжения. Для компьютеров это не критично, так как в них используются коммутируемые источники питания. Этот факт позволяет таким устройствам выдержать небольшой провал питания за счёт наличия некоторого количества энергии в собственных конденсаторах. Время переключения офлайн с сети на АКБ колеблется от 2 до 15 миллисекунд. Схема работы ИБП включает в себя инвертор, который превращает постоянный ток АКБ в переменный. Следует заметить, что такие ИБП, как правило, являются маломощными.

Линейно-интерактивные ИБП

Устройство и работа источников бесперебойного питания интерактивного типа практически идентичен резервным ИБП. Исключением является способность стабилизации напряжения, которое осуществляется с помощью коммутирующего устройства. Преимущество стабилизации заключается в отсутствии необходимости на переключение питания при существенных отклонениях напряжения. Отклонения входного напряжения может достигать порядка 20% от нормального значения. Выходное напряжение бесперебойника при этом практически не колеблется. Эффективность защиты линейно-интерактивных ИБП составляет 85%.

В сравнении с резервными ИБП они обеспечивают более высокий уровень защиты, но уступают онлайн ИБП. Работа бесперебойника линейно-интерактивно типа может быть разделена на две группы. Устройства, относящие к первой группе, дают на выходе аппроксимированную синусоиду, то есть ступенчатую. Вторая группа выдаёт «чистую» синусоиду без каких-либо искажений. Последние в некоторых случаях могут стать заменой онлайн ИБП. Наличие чистой синусоиды на выходе позволяет применять их для защиты электродвигателей и котлов отопления.

Онлайн ИБП

Самые надёжные и высокотехнологичные ИБП относятся к типу онлайн. В них реализована технология двойного преобразования – самая прогрессивная из всех существующих. Степень защиты обеспечиваемый такими устройствами стремится к 100% независимо от того какие режимы работы ИБП активны: от сети или АКБ.

Как работает ИБП с онлайн топологией? На самом деле принцип работы вложен в само название. Ток на входе преобразуется на выпрямителе в постоянный, после чего инвертор преобразует его снова в переменный. Переменный ток на выходе обладает идеальными параметрами как по форме напряжения, так и по его значению. ИБП содержит в себе резервную линию – байпас, по которой осуществляется питание в случае неисправности какого-либо из узлов источника бесперебойного питания.

Принято говорить, что время переключения на АКБ равно нулю, но на самом деле аккумуляторные батареи всегда подключены к цепи. Поэтому данные ИБП и называются онлайн. Такое устройство бесперебойника позволяет защитить нагрузку от любых видов возмущений, которые могут встречаться в магистральной сети.

Применяются такие ИБП для защиты критической и очень чувствительной нагрузки. Все мощные ИБП выполняются по данной технологии. Несмотря на высокую мощность применяются дополнительные решения, которые позволяют увеличить автономность. Чаще всего конструкция позволяет ИБП – как пользоваться в связке с генератором, так и с внешними АКБ.

Однако, двойное преобразование имеет и свои недостатки. Устройство ИБП является довольно сложным, что влияет на его стоимость не лучшим образом. Наличие двойного преобразования понижает КПД, но на современных ИБП он довольно высокий. Реализованы специальные технологии энергосбережения, позволяющие довести коэффициент полезного действия до максимальных значений. Кроме того, процесс двойного преобразования сопровождается тепловыделением и шумами. Стоит признать, что удельный вес всех этих минусов является несравнимо малым в сравнении со всеми достоинствами, а в главную очередь с уровнем защиты.

Написать письмо

По любому вопросу вы можете воспользоваться данной формой:

Источник бесперебойного питания для умного дома

ИБП для умного дома решает проблемы с нестабильностью электросети. Неизменный спутник каждого компьютера оберегает чуткую электронику от сбоев и поломок. С расширением функционала бытовой электроаппаратуры также возрастает ее требовательность к качеству питания, для чего одного стабилизатора становится недостаточно. Безупречная работа «умной» системы гарантирована, если каждый из ее элементов получит защиту в виде источника бесперебойного питания.

Перед тем, как выбрать ИБП, необходимо разобраться с его функциями и преимуществами, а также рассмотреть множество вариантов устройств, предлагаемых современным рынком.

Необходимость источников бесперебойного питания (ИБП) в повседневной жизни

Несоответствие нормам показателей централизованных электросетей нередко ухудшает быт горожан, а для жителей сельской местности считается чуть ли не обыденным явлением. Если амплитудные всплески напряжения губительно действуют на обычные лампы накаливания, сдвиг фаз и изменение частоты негативно сказываются на работоспособности холодильников и телевизоров. Импульсные помехи усложняют обработку цифровых данных, вызывают сбои сложной электроники и компьютерной техники.

Планируя электропитание для умного дома, помимо автономности и дублирования необходимо позаботиться о его стабильности, что возможно с помощью «бесперебойника».

Понять, что такое ИБП, позволяет знакомство со схемой современного стабилизатора напряжения. Работая в заданном диапазоне, устройство обесточивает потребителя при отклонении параметров во внешней сети. После временного отключения и восстановления питающих показателей до нормы, источник возобновляет работы в автоматическом режиме. Подобная защита связана с массой неудобств, и совершенно не удовлетворяет требованиям, выдвигаемым к компьютерам и системам безопасности.

Проблему решает введение дополнительного блока, представленного аккумуляторной батарей и инвертора, которые в ИБП играют роль альтернативного источника питания, не допускает перерывов в электроснабжении и оставляет время для принятия решения.

Источники бесперебойного питания бывают:

  • Резервные/off-line. Рассчитанные на простейший переход питания с сети на аккумуляторы.

  • Интерактивные/line-interactive. Содержат стабилизатор и переводят нагрузку на питание от АКБ когда параметры входного напряжения приближаются к критическим. Более быстрые, чем резервные, но проигрывают в КПД.

  • Двойного преобразования/ on-line. Переменное напряжение преобразуется в постоянное и снова в переменное. Постоянная работа аккумулятора гарантирует мгновенный переход в автономный режим.

Необходимость в ИБП больше особо ощущается для частного дома, дачи и прочих объектов, для которых характерно частое отсутствие человека.

Преимущества резервного источника питания в условиях дома и дачи

Источник бесперебойного питания для дачи освобождает владельцев от массы проблем:

  • гарантирует беспрерывную функциональность подключенных к электросети устройств и оборудования;
  • исключает резкие перепады и нарушения сетевых параметров, угрожающих неисправностями дорогостоящей аппаратуры, потерей данных и пр.

Источник бесперебойного питания для дома – важное промежуточное звено, которое при переходе к резервному энергопоставщику (генератору, аккумуляторным батареям), не допускает даже мгновенного перерыва в электроснабжении.

Возможность синхронизации с умным домом

Большинство современных ИБП коммерческого назначения предполагают дистанционный контроль и управление, что благоприятствует их внедрение в систему умного дома. Для подключения к ПК предусмотрен USB порт, а синхронизацию обеспечивает стандартный протокол SNMP, который подразумевает работу с несколькими потребителями. Большую скорость передачи данных обеспечивают адаптеры SNMPHTTP или Modbus, с помощью которых бесперебойник включается во внутреннюю компьютерную сеть напрямую.

Если ИБП не оборудован соответствующим блоком, его можно приобрести отдельно. Наиболее доступные и распространенные версии таких устройств представлены платами NetAgent (CP504, BT506 и пр.). Оборудованные WI-FI, подключенные к интернету и системам GSM, они позволяют контролировать состояние домашней электросети с помощью смартфона, на который сообщения о нештатных ситуациях приходят в виде SMS и другими способами.

При расширенном функционале у пользователя появляется возможность мониторинга питания отдельных потребителей. Дистанционное отключение перегружающих сеть устройств исключает необходимость в общем обесточивании и не нуждается в непосредственном присутствии хозяев дома.

Правила эксплуатации

При эксплуатации ИБП необходимо придерживаться общих правил безопасности, характерных для всех бытовых электроприборов. При этом необходимо учесть нюансы, которые владельцы таких устройств нередко игнорируют:

  • Подключение источника бесперебойного питания к заземленной сети исключено.
  • Прибор необходимо защитить от пыли, влаги, насекомых, не препятствуя естественной вентиляции и охлаждению.
  • Перед подключением необходимо убедиться в соответствии параметров питающей сети, а также нагрузки.
  • Сетевой фильтр, включенный перед ИБП, влечет некорректную работу прибора.

Частые переходы на резервное питание уменьшают срок службы аккумуляторов, который по нормативам редко превышает 2–3 года. Поэтому при эксплуатации ИБП следует регулярно проводить их проверку.

Более подробно правила эксплуатации описаны в инструкциях, которыми производители снабжают свои устройства с учетом марки и модели.

Рейтинг лучших источников бесперебойного питания

Рейтинг ИБП для дома и дачи 2020 года представлен устройствами двойного преобразования, а также резервными и интерактивными источниками бесперебойного питания. В символические Топ-5 включены:

  1. APC by Schneider Electric Smart-UPS RT 10000VA 230V. Десятикиловатная модель с двойным преобразованием известного американского производителя, выпускающего лучшие ИБП для дома. Устройство рассчитано на жесткие условия работы и продолжительный автономный режим. Оснащено долговечной аккумуляторной батареей с системой интеллектуального подзаряжания. На выходе гарантирует чистую синусоиду. Предусматривает несколько эффективных «байпайсов» (обходных путей). Отлично подходит в качестве ИБП котла отопления. Единственный недостаток – высокая цена – от 400 тыс. рублей.
  2. Powercom VANGUARD VGS-2000XL. Еще один представитель ИБП двойного преобразования. Оригинальная схема «байпайса» обеспечивает высокое быстродействие и КПД. Рассчитан на питание двух периферийных устройств. Оснащен тремя АКБ NPW36-12 с емкостью 7 Ач. Применим в быту и производственных целях. Цена – 49–62 тыс. рублей.

Однозначно указать какой лучше источник бесперебойного питания сложно. Каждой характерны свои нюансы, достоинства и недостатки. На выбор влияет известность производителя, а также цель приобретения устройства. Увеличение количества потребителей не всегда оправдано, а некоторые функции при определенных условиях бесполезны.

Самостоятельное подключение к сети дома

Подключение инверторного ИБП к сети дома – простая процедура, не требующая присутствия специалиста. Большинство приборов активируются согласно общему алгоритму, который можно рассмотреть на примере ИБП для котла отопления:

  1. После распаковки бесперебойника, к нему подключают аккумуляторную батарею, придерживаясь маркировки проводов и соответствующих обозначений. Как правило, красный цвет соответствует «+», а черный указывает на «-».
  2. С помощью сетевого кабеля ИБП соединяют с общей сетью и проверяют работоспособность по встроенным индикаторам.
  3. Источник обесточивают и соединяют с котлом. В большинстве случаев нагрузочные розетки расположены с тыльной стороны прибора. При включении газовых котлов необходимо учитывать соответствие нейтрали и фазы, иначе в работе отопительного оборудования возможны сбои.
  4. Собранную схему запускают в штатном режиме и имитируют пропадание напряжения, что делают с помощью автомата на распределительном щитке.
  5. При нормальном подключении ИБП издаст характерный звуковой сигнал и оповестит пользователя о переходе на резервное (автономное) питание соответствующей индикацией.

При подключении ИБП к сети необходимо учитывать его мощность. При планировании высокой нагрузки следует позаботиться об отдельном питающем кабеле и автомате.

Правила как выбрать ИБП

При выборе источника бесперебойного питания учитывают:

  • Тип и номинал напряжения. Выходное переменное напряжение с ИБП может быть однофазным (220 В) и трехфазным (380 В). инверторные устройств обеспечивают на выходе постоянное напряжение с номиналами 12, 24, 48 и 60 В.
  • Мощность нагрузки. Подсчитывается суммированием мощностей подключаемых приборов с запасом в 20–30%.
  • Длительность работы в автономном режиме. Зависит от емкости АКБ.
  • Схему построения (резервные, интерактивные, с двойным преобразованием). Определяется особенностями нагрузки (чуткостью к перепадам и пр.).
  • Габариты и способ установки (напольные, навесные, встраиваемые).

При планировке ИБП для умного дома необходимо обратить внимание на систему мониторинга и возможность синхронизации устройства с ПК (разъемы, программное обеспечение, расширения).

СХЕМА BACK UPS

Источник бесперебойного питания, или как в простонародье его называют ЮПС (BACK UPS) — это по сути повышающий преобразователь и зарядное устройство в одном корпусе. Устройство очень полезное, особенно для владельцев ПК. Устройство может автономно питать компьютер, если по каким-то причинам внезапно выключили электричество. К сожалению, встроенный аккумулятор не позволяет питать компьютер в течении долгого времени, поскольку его емкость ограничена 7-ю амперами (в некоторых мощных моделях стоит АКБ до 15-20А). Перейдем к самому аккумулятору.

В источниках бесперебойного напряжения используется закрытый гелиевый или кислотный аккумулятор. Встроенный аккумулятор рассчитан обычно на емкость от 7 до 8 Ампер/час, напряжение — 12 вольт. Аккумулятор полностью герметичен, это позволяет использовать устройство в любом состоянии. Помимо аккумулятора, внутри можно разглядеть громадный трансформатор, в данном случае на 400-500 ватт. Трансформатор работает в двух режимах —

1) как повышающий трансформатор для преобразователя напряжения.

2) как понижающий сетевой трансформатор для зарядки встроенного аккумулятора.

При работе в обычном режиме нагрузка питается отфильтрованным напряжением сети. Для подавления электромагнитных и помех во входных цепях используются фильтры. Если входное напряжение становится ниже или выше установленной величины или вообще исчезает, то включается инвертор, который в нормальном режиме находится в отключенном состоянии. Преобразуя постоянное напряжение батарей в переменное, инвертор осуществляет питание нагрузки от батарей. BACK UPS класса Off-line неэкономично работают в электросетях с частыми и значительными отклонениями напряжения от номинальной величины, поскольку частый переход на работу от батарей уменьшает срок службы последних. Мощность выпускаемых производителями Back-UPS находится в диапазоне 250-1200 ВА. Схема источника бесперебойного напряжения BACK UPS достаточно сложна. В архиве вы можете скачать большой сборник принципиальных схем, а ниже приведены несколько уменьшенных копий — клик для увеличения.

Тут можно встретить специальный контроллер, который отвечает за правильную работу устройства. Контроллер активирует реле, когда сетевое напряжение отсутствует и если бесперебойник включен, то он будет работать как преобразователь напряжения. Если напряжение в сети снова появляется, то контролер отключает преобразователь и устройство превращается в зарядное устройство. Емкость встроенного аккумулятора может хватать до 10 — 30 минут, если, разумеется, устройство питает компьютер. Подробнее почитать про работу и назначение узлов бесперебойника можно почитать в этой книге.

BACK UPS может быть использован в качестве резервного источника питания, вообще рекомендуется иметь каждому дому по бесперебойнику. Если бесперебойный ИП предназначен для бытовых потребностей, то желательно выпаять с платы сигнализатор, он напоминает, что устройство работает как преобразователь, напоминание писком он делает в каждые 5 секунд, а это надоедает. На выходе преобразователя чистые 210-240 вольт 50 герц, но что касается формы импульсов, там явно не чистый синус. BACK UPS может питать любую бытовую технику, в том числе и активную, разумеется, если мощность устройства позволит этого.

Типы ИБП: Off-line, Line-Interactive, On-line. Давайте разбираться

Часто приходится сталкиваться с вопросом об отличиях разных типов ИБП. Давайте подробно разберемся с вами с этими понятиями. Какие типы ИБП существуют?

Представим схемку:

Off-line ИБП или инверторы

Алгоритм работы такого ИБП простой: если есть напряжение – устройство его транслирует на потребителей, не осуществляя функцию стабилизации. При отключении центрального питания за 10-20мс происходит переключение на работу от АКБ. 20мс – это много или мало? Вы увидите, как моргнет лампочка освещения, но ПК, например, в перезагрузку не уйдет (импульсный блок питания имеет определенную емкость благодаря конденсаторам). Надо заметить, что маломощные ИБП Off-line типа рассчитаны на питание не особенно критичной нагрузки – ПК, мониторы, ноутбуки, факсы и т.п. Популярные APC Back-ups относятся именно к этому типу.

Мощные ИБП типа Off-line по-другому называют “инверторы”. Строго говоря, это не совсем корректно, т.к. инвертор – это суть преобразователь напряжения, который является лишь составной частью ИБП, в его задачу входит конвертация постоянного напряжения DC в переменной АС, либо в обратную сторону. Но, так сложилась практика, что применительно к бесперебойному питанию под инверторами подразумевают нечто более, а именно преобразователь AC-DC-AC со встроенным зарядным устройством и контроллером напряжения. Иными словами: прибор, который автоматически даёт электропитание от аккумуляторов в случае пропадании электричества, а при восстановлении его подачи переходит в режим заряда АКБ и параллельно питает нагрузку.

Схема off-line ИБП

К популярным инверторам на нашем рынке можно отнести:

  • МАП “Энергия” (лидер рынка в бюджетном сегменте)
  • Stark INV
  • Studer
  • Victron
  • Xantrex

При установке инверторов для целей бесперебойного питания частных домов мы рекомендуем перед инвертором устанавливать стабилизатор напряжения. Как правило все профессиональные инверторы не имеют встроенного стабилизатора.

Возникает вопрос: почему в списке нет CyberPower и инверторов ПН “Энергия” (не путайте с МАП “Энергия”)? Дело в том, что по всем признакам это не инверторы, а Line-Interactive ИБП.

Line-Interactive ИБП

Если не вдаваться в подробности электронной схемотехники – Line-Interactive это тоже самое, что Off-line только со стабилизатором напряжения и хорошим фильтром помех. Как правило, все небольшие качественные ИБП для ПК как раз относятся к этому типу (скажем APC Smart-UPS). Нужно иметь ввиду, что встроенный стабилизатор напряжения уступает по характеристикам стабилизаторам внешним. Предельная мощность подобных ИБП как правило не превышает 5кВт. Линейно-интерактивные ИБП могут иметь разную форму выходного сигнала: с апроксимированной синусоиды для ПК и приборов с импульсными блоками питания, и с чистой синусоидой для индуктивной нагрузки (например, ПН “Энергия”, Inelt Intelligent и т.д.)

Схема Line-interactive ИБП

On-line ИБП

Этот тип ИБП обеспечивает нагрузку самым качественным электропитанием благодаря системе двойного преобразования. Входящий сигнал преобразуется в постоянный ток, фильтруется от искажений и помех, и вновь генерируется переменный сигнал максимального качества.

Что в результате:

  • 0 сек. переключение на АКБ при пропадании центрального электроснабжения, т.е. не вы, не ваше оборудование не почувствует момента отключения
  • Широкий диапазон стабилизации напряжения и что самое важное – стабилизация происходит не ступенчато, а в режиме on-line. Иными словами – чтобы не было на входе, на выходе всегда четко 220В (или 230В).
  • Любые помехи, импульсы и прочая “нечисть” осядут в недрах ИБП и никогда не попадут к вашим потребителям
  • Он-лайники исправляют форму сигнала, давая на выходе практически идеальную форму синусоиды.

Схема On-line ИБП

Производителей ИБП On-line типа множество в различных ценовых диапазонах. В премиум-сегменте это Eaton, APC, Liebert и прочие. Средний ценовой диапазон: East, Delta ES, Inelt, Makelsan, Helior и прочие.

Для бесперебойного питания домов существуют решения и на базе ИБП On-line типа и на базе Инверторов. В чем же разница между этими решениями кроме очевидных? Об этом в нашей статье: ИБП VS Инвертор – что лучше для бесперебойного питания дома.

Читайте также:

  • Лучшие ИБП для газовых котлов отопления
  • ИБП для дома. Как выбрать?
  • Стабилизаторы напряжения: какой выбрать? Обзор типов…
  • ИБП для сервера на длительное время автономной…
  • Трехфазные ИБП для дома: примеры решений на 10кВт,…
  • ИБП для дома на 3 фазы 15кВт: представляем лучшее решение
Об авторе

Сергей Леднёв

Руководитель комплексных проектов по стабильному и бесперебойному электропитанию. 220@tok-shop.ru

Здравствуйте, Сергей. У меня Stark Country 600 Line-Int , в его характеристиках заявлено, что у него есть встроенный стабилизатор напряжения, но судя по индикации входного и выходного напряжения его либо нет, либо он не работает. Входное, будь оно 180 или 240 В всегда равно выходному. Stark неисправен?

У этого ИБП есть встроенный стабилизатор, но с низкой точностью (малое число ступеней). Если он не стабилизировал входное напряжение в 180В – источник неисправен

Позвольте задать вам ещё один вопрос, Сергей. У меня котел Протерм “Гепард” 24 атмосферный (с естественным выхлопом ) , внешнего циркуляционного насоса нет. Максимальное потребление этого котла – 120 ватт по паспорту (в среднем наверно меньше). Стоит , описанный мной выше бесперебойник Stark Country 600, и был к нему аккумулятор Вентура GPL 12 -75. Эта конструкция обеспечивала 8 часов работы котла при разряде батареи максимум на 3 четверти ( судя по индикации на Штарке). На то , что Штарк не стабилизирует напряжение (это я описал выше) я внимания не обращал, вернее не стал придавать этому значения, у меня был стабилизатор Кварц 500 ВА – через него я подключил Штарк. То есть : Сеть – Кварц – Штарк с Дельтой – Котел. Аккумулятор прослужил с момента покупки всего 2 года Моя вина, что я сразу не обратил внимание на не стабилизирующий напряжение, Штарк (это моя вина, что не разобрался в этом сразу , а вышел из положения подключив стаб.), закрыл дверцы шкафа ( где всё это стоит) и был доволен два года. За это время батарея ни разу не разряжалась в ноль, так как свет не выключают на долго – не больше 8-ми 9-ти часов (часто намного меньше) да и не так уж часто : 2-4 раза в месяц. Циклов на год не много выходит. Пока однажды через час после отключения Штарк не запищал. Оказалось, что Вентура разрядилась в ноль. За час. Думал, что что -то не то , но в другой раз через неделю – то же самое. Проверили дельту нагрузочной вилкой 100 А – напряжение падает до 8 вольт – выходит батарея умерла. Почему она умерла за два года хотя заявленный срок службы GPL 10 лет? Ну хотя бы 3-4 года я думал прослужит, а оказалось, что нет. Мало. Моя вина – Штарк стоял почти вплотную к Вентуре, из-за этого бок батареи был теплый. Могла ли из-за этого батарея выйти из строя за два года? Или 2 года это нормально для этой батареи? Или Штарк совсем не исправен (продавец дал гарантию на него год) и убил батарею ?

Александр, здравствуйте! Скорее всего ваш аккумулятор подвергался частичному нагреву, что привело к быстрой сульфатации свинцовых пластин. Следствие этого – быстрая нарастающая потеря емкости. Если у вас получится обеспечить комфортную температуру для АКБ в пределах 10-20 градусов, срок жизни аккумулятора приблизится к 50-70% от паспортного. Так же надо иметь ввиду, что срок жизни АКБ указывается при идеальных условиях эксплуатации с максимально корректным и интеллектуальным током заряда, который есть у дорогих ИБП. Дельта серий GX (Гелевые) – хороший выбор, однако в буферном режиме у них нет приемущества над серией DTM/HR

Прошу прощения .Опечатался выше. Была Вентура, сейчас рассматриваю Дельту Гель.

Схемы бесперебойного питания для устройств на микроконтроллерах

Ни одно электронное устройство не может быть застраховано от внезапного пропадания питания. Особенно, если речь идёт о сетевом напряжении 220 В и дело происходит в сельской местности. Для повышения надёжности стараются предусмотреть запасной источник энергии. В идеальном случае он должен при аварии автоматически включаться в работу, причём самостоятельно, без участия человека.

Для резервирования обычно используют сменные батареи и аккумуляторы. При батарейном питании желательно применять «алкалиновые» гальванические элементы (Alkaline). Они имеют большую ёмкость, низкий саморазряд, правда, и по цене дороже. Отличить, что есть что, можно по маркировке на корпусе, например, «R6» (обычная батарея типоразмера АА) и «LR6» (то же самое, но Alkaline).

Специфика современных МК заключается в том, что они могут программно переходить в энергосберегающий ждущий режим SLEEP с очень малым потреблением тока. Это позволяет вместо батарей/аккумуляторов использовать электролитические конденсаторы большой ёмкости или, ещё лучше, ионисторы.

Первые ионисторы были разработаны в 1966 г. фирмой Standard Oil Company. Они представляют собой специальные накопительные конденсаторы с органическим электролитом. Типовая ёмкость достигает 0.1. 50 фарад при рабочем напряжении 2. 10 В. Для справки, ёмкость Земли (шара размером с Землю, как уединённого проводника) составляет всего лишь 0.0007 фарад.

Ионисторы известны в зарубежной технической литературе как конденсаторы с двойным электрическим слоем (Double-Layer capacitors), суперконденсаторы (SuperCaps), резервные конденсаторы (Backup capacitors). Встречаются и фирменные названия: UltraCap (EPCOS), Gold Capacitors (Panasonic), DynaCap (ELNA), BOOSTCAP (Maxwell Technologies). В странах СНГ используется устойчивый термин «ионистор», отражающий другую особенность этих приборов — участие ионов в формировании заряда.

Современные ионисторы условно делятся на три группы в зависимости от рекомендуемого в даташите длительного тока нагрузки:

  • Low current (низкий ток, меньше 1.5 мкА);
  • Medium current (средний ток, от 1.5 мкАдо 10 мА);
  • High current (большой ток, от 10 мА до 1 А).

Рабочее напряжение ионисторов подчиняется ряду: 2.5; 3.3; 5.5; 6.3 В.

На Рис. 6.16, а. т показаны схемы организации бесперебойного питания.

Рис. 6.16. Схемы организации бесперебойного питания (начало):

а) диоды VDI, VD2 служат для развязки каналов, чтобы ток из основного источника не перетекал в резервный, и наоборот. Если два источника питания разные по величине, то основным будет канал с более высоким напряжением. При абсолютном равенстве питающих напряжений диод Шоттки в резервном канале следует заменить обычным кремниевым диодом 1N4004.

б) развязывающие диоды VDI, VD2 включаются до (а не после) стабилизатора напряжения DA 1. Основное питание поступает через обычный диод VD1 (чтобы на нём рассеивалось побольше мощности), а резервное батарейное — через диод Шоттки VD2 (чтобы напряжение на входе стабилизатора DA I было как можно выше);

в) диоды VD2. VD4 включаются после (а не до) стабилизатора DA 1;

г) диод VD2 позволяет организовать дополнительный источник отрицательного напряжения -0.7 В, который, однако, перестаёт функционировать с переходом на резервное питание от батареи GB1. Диод Шоттки VD1 можно заменить обычным кремниевым диодом КД102А;

д) ионистор С J позволяет «на ходу» производить замену истощившихся батарей GBl, GB2, не прерывая питание МК достаточно длительное время. Если напряжение на ионисторе снижается медленно, то М К не требует рестарта. Резистор RI ограничивает ток заряда ионистора;

Рис. 6.16. Схемы организации бесперебойного питания (продолжение):

е) стабилизатор DAI ограничивает начальный ток заряда резервного ионистора СЗ на уровне не более 100 мА. Для справки, большой ток, начиная примерно с 250 мА, может повредить иони-стор. Диод VDI снижает выходное напряжение на 0.2 В. Кроме того, при отключении основного питания он не даёт разряжаться ионистору СЗ через выходные цепи внутри стабилизатора DA1

ж) транзистор VT1 выполняет функцию развязывающего диода наравне с «настоящим» диодом VD1, но имеет меньшее падение напряжения «коллектор — эмиттер» в открытом состоянии (0.1. 0.15 В вместо 0.2 В). Основное питание +5 В(1), резервное питание +5 В(2);

з) аналогично Рис. 6.16, ж, но на полевом транзисторе VT1, при этом падение напряжения на открытом переходе «сток — исток» будет меньше, чем у биполярного транзистора при прочих равных условиях;

и) накопительный конденсатор C1 поддерживает некоторое время работоспособность МК при отключении батареи GB1. Длительность аварийного функционирования зависит от ёмкости и тока утечки конденсатора C1, а также от тактовой частоты МК и его способности устойчиво работать при пониженном питании;

к) благодаря диодному мосту VDI. VD4, входное напряжение 9. 12 В может быть как постоянным (DC), так и переменным (АС);

Рис. 6.16. Схемы организации бесперебойного питания (продолжение): л) резервный ионистор С2 некоторое время поддерживает напряжение в цепи +4.8 В (к которой подключается МК) при снятии основного питания +11 В от сетевого источника. Транзисторы VTI, VT2 не дают разряжаться ионистору через внутреннее сопротивление микросхемы DAI и нагрузку в цепи +5 В;

м) светодиод HL1 индицирует питание только в том случае, когда работает резервная батарея GB1. Резистором R1 устанавливается требуемая яркость свечения. При замыкании контактов переключателя SAI питание поступает от основного источника +5 В, при этом диод VD1 и транзистор VT1 закрываются и светодиод HL1 гаснет;

н) основной канал питания — это пальчиковые батареи GBl, GB2, а резервный канал — литиевый аккумулятор GB3. При отключённых батареях GBl и GB2 МК будет получать питание от аккумулятора GB3, находясь в дежурном режиме, поскольку внешние исполнительные устройства (цепь +3.2 В) будут обесточены. Диод VD1 не позволяет разряжаться аккумулятору GB3 через нагрузку, подключённую к цепи +3.2 В;

о) в исходном состоянии питание устройства производится от трёх батарей GB1. GB3, при этом индикатор HL1 светится зелёным цветом. При подаче внешнего питания +5 В срабатывает реле К1, контакты К1.1 замыкаются, батареи отключаются, индикатор HL1 светится красным цветом. Если вместо красного наблюдается жёлтый цвет индикатора, то следует последовательно с выводом «G» светодиода включить диод типа КД522Б катодом к HL1. Резистор R1 уменьшает ток потребления по цепи +5 В, однако, при неустойчивом срабатывании реле этот резистор можно заменить перемычкой; О

Рис. 6.16. Схемы организации бесперебойного питания (окончание): п) резервный аккумулятор GB1 постоянно подзаряжается небольшим током через резистор R1. Стабилитрон VD6 совместно с диодом VD7 ограничивают напряжение на аккумуляторе на уровне +13.7 В. Диоды VD4, VD5 открываются только при снятии основного питания +16 В. Диоды VD3, VD8 небходимы, поскольку ёмкость конденсаторов на выходе стабилизаторов DAI, DA2 больше, чем на входе (сравнить C1 и CJ, СЗ и С4)

р) питание +5 В является основным, а питание от литиевой батареи/аккумулятора GBI — резервным. На выход OUT поступает большее из двух напряжений, подаваемых на входы VCC и ВАТ микросхемы DA1. При снижении напряжения на выводе VCC ниже +4.75 В (подстраивается резистором R2), на выходе PFO формируется НИЗКИЙ уровень. Это система раннего предупреждения о неполадках в питании, чтобы МК мог переключиться на резервный источник. При снижении напряжения на выводе VCC ниже +4.65 В, генерируется импульс сброса RES;

с) аналогично Рис. 6.16, р, но с резервным питанием от ионистора C1. Сигнал сброса RES поступает на вход прерывания INT, поскольку аппаратно сбрасывать МК не обязательно из-за плавного снижения напряжения OUT;

т) ВЫСОКИМ/НИЗКИМ уровнем с выхода МК питание коммутируется или от цепи +5 В, или от резервного аккумулятора GB1, который подзаряжается небольшим током через элементы VDI, R4. При пропадании питания +5 В аккумулятор GB1 включается автоматически, при этом в МК надо произвести сброс, поскольку он может «зависнуть» при резком скачке напряжений.

Источник: Рюмик С.М. 1000 и одна микроконтроллерная схема.

Полочная трехполосная акустическая система своими руками

Евросамоделки – только самые лучшие самоделки рунета! Как сделать самому, мастер-классы, фото, чертежи, инструкции, книги, видео.

  • Главная
  • Каталог самоделки
  • Дизайнерские идеи
  • Видео самоделки
  • Книги и журналы
  • Форум
  • Обратная связь
  • Лучшие самоделки
  • Самоделки для дачи
  • Самодельные приспособления
  • Автосамоделки, для гаража
  • Электронные самоделки
  • Самоделки для дома и быта
  • Альтернативная энергетика
  • Мебель своими руками
  • Строительство и ремонт
  • Самоделки для рыбалки
  • Поделки и рукоделие
  • Самоделки из материала
  • Самоделки для компьютера
  • Самодельные супергаджеты
  • Другие самоделки
  • Материалы партнеров

Полочная трехполосная акустическая система своими руками

Закончил третий комплект акустики и… был ошеломлён качеством её звучания!

Этот комплект я сделал в холл второго этажа на даче.

Там у меня компьютер и второй проигрыватель виниловых дисков. А вот полочная акустика была компьютерная с примитивным встроенным усилителем и с весьма дерьмовыми характеристиками, как у всех у них.
Теперь там предполагается интегральный усилитель DENON 520AE (2х70 Вт на нагрузку 4 Ом) в связке с этой акустикой.

А может и сделаю рокировку с аппаратурой в мастерской, ещё не решил. Пока нахожусь под впечатлением. Не могу понять, что лучше звучит — моя “серьезная и суровая” черная напольная система или это компактное чудо.

Этот комплект, также трехполосный, небольших размеров (снаружи — 250 мм ширина, 470 мм высота и 280 мм глубина) и полностью на головках известной в определенных кругах норвежской компании SEAS.
Вуфер — SEAS H1488-04 (6 дюймов диаметром с алюминиевым диффузором).
Мид — SEAS H1658-04 (4 дюйма).
Твитер — SEAS H1396 (2-х дюймовая кроха).

Мощность системы — около 80 Вт на канал, чувствительность — около 88Дб, диапазон воспроизводимых частот 40 — 30 000Гц, импеданс — 4 Ом (этот термин я применил вовсе не в угоду моде вместо привычного всем термина “сопротивление”. Он несколько отличается по сути и означает комплексное сопротивление — активное + индуктивное, именно такое сочетание имеют динамики и наушники, к которым и применяется термин “импеданс”).
Частоты раздела фильтров — 500 и 4000Гц.

Всё это так сразу и не цепляет вроде как. Но это пока… Пока не зазвучит.

Звучание получилось просто отменным! Даже без поддержки сабвуфера глубокие и насыщенные низы с ярко выраженным упругим панчем ( панч (от англ punch — пробивать) — это одна из неофициальных характеристик басового диапазона. Точнее, верхней его части, ближе к стыку со средними частотами — примерно от 100 до 200 Гц. Именно она отвечает за «ударность» звучания баса и ритмическое восприятие). И при этом, — прозрачная, чистая и выразительная середина и хрустально звонкие верха.

Надо отдать должное, здесь немалую роль сыграло качество изготовления фильтров Баттерворта 3-го порядка. На всех трех своих системах я делал их по схеме, приведенной на этом фото, только на двухполоске, естественно, убрал полосовой фильтр СЧ составляющей), выверенных, просчитанных и изготовленных с точностью до единиц миллигенри и микрофарад!

Считаются элементы фильтров по определенной методике и формулам расчета исходя из параметров динамиков и частот раздела. При этом активные сопротивления индуктивностей не должны превышать 0,4 — 0,5 Ом для минимизации искажений — отсюда и сечения эмальпровода для их намотки на некоторых доходили до 1,5 мм, а сами катушки выглядят монструозно. Впрочем, как и некоторые ёмкости (под 150mkF 400v) размером почти с граненый стакан.

Короче, — в итоге, несмотря на эти страсти, получился отпад башки!

Все три сделанные мной системы я изначально тестировал на одной и той же композиции Джимми Хендрикса — “Luna”, дабы корректным было сравнение. К тому же, в этой вещи присутствует почти полный спектр частот, энергичный драйв и мощная басовая составляющая бас-гитары и кик-бочки ударных. Из портов фазоинверторов на мощности выше средней выдувает воздух так, что чувствуется в полутора метрах напротив колонки.

Кстати, в первый раз (вдруг потребуется доработка фильтров) я включил колонку с плотно подогнанной, но незакрепленной задней стенкой. Так её выдавило наружу, как пробку из шампанского, после первого же мощного ударного баса. Басы здесь на уровне громкости выше среднего ощущаются не только слухом, но и вибрацией в теле слушателя. И это несмотря на малые размеры диффузора вуфера!

Честно? Не ожидал! Слов нет — одни чувства!

Видимо удачно сошлись все звёзды — объемы корпусов с выверенными портами фазоинверторов, с фанатизмом сделанные фильтры с ацкими индуктивностями и ёмкостями, параметры самих головок известного бренда.

Вообще, фильтры играют огромную роль в качестве звучания. Проверял лично, — огромная разница в качестве звука на моих фильтрах и на китайских с Али. Мои звучат. Те же калечат звук. Одни и те же динамики просто неузнаваемы делаются. Вода и пламя!

Поэтому из за плохих копеечных фильтров можно опустить характеристики любых динамиков и недооценить их, что часто и бывает у неискушенных самоделов.

Естественно, всё это просчитывалось, в том числе корпуса и их объемы, параметры портов фазоинверторов, и элементы фильтров — это собственного изготовления индуктивности (мотал катушки сам) и кошерные аудиофильские емкости “Jantzen Audio Denmark” (Дания), которые я получил из Финляндии (там дешевле). Доски фильтров получились ну просто ацкие из за размеров их элементов (200х200мм — СЧ, ВЧ и 150х200мм — НЧ), еле разместил в ограниченном пространстве корпусов, пришлось постараться. Они получились даже габаритнее, чем на тех черных напольниках из за бОльших номиналов элементов, так как импеданс динамиков здесь 4 Ом (те же колонки были 8-ми омными).

Для примера приведу фото досок фильтров с напольников (на этих фото не делал, но они побольше будут). Неправда ли, впечатляют размеры?!

Задемпфировал корпуса внутри наполнителем примерно процентов на 10-15 от объема.

И всё было не зря, как оказалось! Потрясающий результат!

Вообще, изготовление хорошей авторской акустики на приличной элементной базе — удовольствие недешёвое. Только корпуса и комплектующие, не считая временных и трудозатрат, составляют, к примеру на этот комплект, ну очень близко к 1000 $.

Сообщества › Сделай Сам › Блог › Новая полочная трехполосная АС с очень достойным звучанием.

Закончил третий комплект акустики и…
Был ошеломлён качеством её звучания!
Этот комплект я сделал в холл второго этажа на даче.

Этот комплект, также трехполосный, небольших размеров (снаружи — 250 мм ширина, 470 мм высота и 280 мм глубина) и полностью на головках известной в определенных кругах норвежской компании SEAS.
Вуфер — SEAS H1488-04 (6 дюймов диаметром с алюминиевым диффузором).
Мид — SEAS H1658-04 (4 дюйма).
Твитер — SEAS H1396 (2-х дюймовая кроха).
Мощность системы — около 80 Вт на канал, чувствительность — около 88Дб, диапазон воспроизводимых частот 40 — 30 000Гц, импеданс — 4 Ом (этот термин я применил вовсе не в угоду моде вместо привычного всем термина “сопротивление”. Он несколько отличается по сути и означает комплексное сопротивление — активное + индуктивное, именно такое сочетание имеют динамики и наушники, к которым и применяется термин “импеданс”).
Частоты раздела фильтров — 500 и 4000Гц.
Всё это так сразу и не цепляет вроде как. Но это пока… Пока не зазвучит.

Звучание получилось просто отменным! Даже без поддержки сабвуфера глубокие и насыщенные низы с ярко выраженным упругим панчем ( панч (от англ punch — пробивать) — это одна из неофициальных характеристик басового диапазона. Точнее, верхней его части, ближе к стыку со средними частотами — примерно от 100 до 200 Гц. Именно она отвечает за «ударность» звучания баса и ритмическое восприятие). И при этом, — прозрачная, чистая и выразительная середина и хрустально звонкие верха.

Надо отдать должное, здесь немалую роль сыграло качество изготовления фильтров Баттерворта 3-го порядка. На всех трех своих системах я делал их по схеме, приведенной на этом фото, только на двухполоске, естественно, убрал полосовой фильтр СЧ составляющей), выверенных, просчитанных и изготовленных с точностью до единиц миллигенри и микрофарад!

Короче, — в итоге, несмотря на эти страсти, получился отпад башки!

Все три сделанные мной системы я изначально тестировал на одной и той же композиции Джимми Хендрикса — “Luna”, дабы корректным было сравнение. К тому же, в этой вещи присутствует почти полный спектр частот, энергичный драйв и мощная басовая составляющая бас-гитары и кик-бочки ударных. Из портов фазоинверторов на мощности выше средней выдувает воздух так, что чувствуется в полутора метрах напротив колонки.
Кстати, в первый раз (вдруг потребуется доработка фильтров) я включил колонку с плотно подогнанной, но незакрепленной задней стенкой. Так её выдавило наружу, как пробку из шампанского, после первого же мощного ударного баса. Басы здесь на уровне громкости выше среднего ощущаются не только слухом, но и вибрацией в теле слушателя. И это несмотря на малые размеры диффузора вуфера!
Честно? Не ожидал! Слов нет, — одни чувства!

Видимо удачно сошлись все звёзды — объемы корпусов с выверенными портами фазоинверторов, с фанатизмом сделанные фильтры с ацкими индуктивностями и ёмкостями, параметры самих головок известного бренда.

Вообще, фильтры играют огромную роль в качестве звучания. Проверял лично, — огромная разница в качестве звука на моих фильтрах и на китайских с Али. Мои звучат. Те же калечат звук. Одни и те же динамики просто неузнаваемы делаются. Вода и пламя!
Поэтому из за плохих копеечных фильтров можно опустить характеристики любых динамиков и недооценить их, что часто и бывает у неискушенных самоделов.

Естественно, всё это просчитывалось, в том числе корпуса и их объемы, параметры портов фазоинверторов, и элементы фильтров — это собственного изготовления индуктивности (мотал катушки сам) и кошерные аудиофильские емкости “Jantzen Audio Denmark” (Дания), которые я получил из Финляндии (там дешевле). Доски фильтров получились ну просто ацкие из за размеров их элементов (200х200мм — СЧ, ВЧ и 150х200мм — НЧ), еле разместил в ограниченном пространстве корпусов, пришлось постараться. Они получились даже габаритнее, чем на тех черных напольниках из за бОльших номиналов элементов, так как импеданс динамиков здесь 4 Ом (те же колонки были 8-ми омными).
Для примера приведу фото досок фильтров с напольников (на этих фото не делал, но они побольше будут). Неправда ли, впечатляют размеры?!

Задемпфировал корпуса внутри наполнителем примерно процентов на 10-15 от объема.

И всё было не зря, как оказалось! Потрясающий результат!

Вообще, изготовление хорошей авторской акустики на приличной элементной базе — удовольствие недешёвое. Только корпуса и комплектующие, не считая временных и трудозатрат, составляют, к примеру на этот комплект, ну очень близко к 1000 $.
Но оно того стоит!

Читайте также:  Точечная микросварка своими руками
Ссылка на основную публикацию