/       /       /    Specyfika zasilania autonomicznego, czyli co robić w przypadku planowych przerw w dostawie prądu, część 2: UPS-y i falowniki
Wesprzyj projekt na Patreon


Specyfika zasilania autonomicznego, czyli co robić w przypadku planowych przerw w dostawie prądu, część 2: UPS-y i falowniki

Ostatnio przyjrzeliśmy się stosunkowo kompaktowym urządzeniom do magazynowania energii elektrycznej, które mogą pomóc naładować telefon, laptop lub tablet. Przewiduję jednak całkiem zasadne pytanie: co zrobić, gdy trzeba zasilić coś o większej mocy albo urządzenie wymagające prądu przemiennego?
No właśnie, dziś opowiem o zasilaczach awaryjnych UPS i niuansach związanych z ich użytkowaniem.

Jak zwykle przypominam: żeby być na bieżąco z nowymi tematami na blogu, polecam obserwować mnie na Instagramie. Będę tam publikować powiadomienia o wszystkich nowych wpisach, a może też pisać po prostu o czymś ciekawym — link do konta

Kilka wyjaśnień dotyczących terminologii.
UPS (zasilacz awaryjny), nie mylić z zasilaczem impulsowym.


Inwerter to przetwornik prądu stałego na przemienny. Formalnie może zarówno podwyższać, jak i obniżać napięcie, ale na razie nie będziemy omawiać tego drugiego wariantu.


UPS służy do nieprzerwanego zasilania urządzeń wrażliwych na jego zanik. Gdy napięcie sieciowe zniknie albo spadnie (lub wzrośnie) poniżej (powyżej) krytycznego poziomu, UPS przełącza się na zasilanie z akumulatora, a po przywróceniu zasilania sieciowego zaczyna ładować wbudowany lub zewnętrzny akumulator.
Można wyróżnić trzy podstawowe typy:
1. Off-Line — gdy zabraknie prądu albo napięcie wyjdzie poza ustalone granice, urządzenie przełącza się na akumulator. Takie modele są już prawie nieprodukowane, przynajmniej w wersji do użytku domowego.

2. Liniowo-interaktywne — gdy napięcie wyjdzie poza ustalone granice, urządzenie próbuje je stabilizować. Jeśli to się nie uda, przełącza się na akumulator. Zapewnia pracę bez przełączania na akumulator w szerszym zakresie napięć, dlatego lepiej sprawdza się w miejscach ze słabą siecią.

3. Online — dzięki ciągłej pracy inwertera nie występuje tu pojęcie czasu przełączania, dlatego takie urządzenia dobrze nadają się do zasilania bardzo wrażliwych odbiorników.


Inwertery.
W zasadzie to tylko część składowa UPS-a, ale ponieważ okazały się potrzebne, zwłaszcza kierowcom, są produkowane również jako osobne urządzenia. Potrafią przetwarzać jedno napięcie na drugie, na przykład 12 V prądu stałego na 230 V prądu przemiennego.
Istnieją też inwertery z wbudowaną ładowarką, ale spotyka się je znacznie rzadziej. Różnią się od UPS-ów prostszym układem kontroli napięcia, czyli w zasadzie są bardzo prostymi UPS-ami typu Off-Line.
Są też inwertery łączące w sobie funkcje UPS-a i ładowarki zasilanej z paneli słonecznych lub generatora, ale to już zupełnie inna klasa urządzeń i najpewniej opowiem o nich innym razem.


Zarówno UPS-y, jak i inwertery mogą różnić się kształtem przebiegu napięcia wyjściowego.
1. Przebieg prostokątny, czyli tak zwana „aproksymowana sinusoida”
2. Przebieg sinusoidalny (Pure sine).

Po lewej zwykły model, po prawej — z sinusoidalnym przebiegiem napięcia wyjściowego. Zwykle informacja o tym znajduje się w opisie albo na obudowie. Jeśli nie ma takiego oznaczenia, przetwornica jest zwykła.


No dobrze, takie urządzenia są zwykle potrzebne tam, gdzie trzeba zasilać między innymi:
telewizory, komputery
oświetlenie
elektronarzędzia, młynki do kawy, miksery
lodówki, kotły gazowe, okapy

Nie bez powodu podzieliłem odbiorniki na takie grupy. Każda z nich ma swoje charakterystyczne cechy.
Najmniej wymagające dla UPS-a są dwie pierwsze grupy, ponieważ telewizory, komputery, laptopy itp. mają wbudowany zasilacz impulsowy, któremu w zasadzie wszystko jedno, jak zmieniają się częstotliwość, napięcie i kształt przebiegu. Oświetlenie często ma z kolei wbudowany zasilacz impulsowy albo jest po prostu obciążeniem rezystancyjnym.
Nieco trudniej jest z elektronarzędziami. Częstotliwość i kształt przebiegu nie są tu szczególnie istotne, ale ważna jest odporność UPS-a lub inwertera na prądy rozruchowe.
A najtrudniejsze są urządzenia zawierające silniki asynchroniczne. Potrzebują nie tylko względnie stabilnego napięcia, lecz także stabilnej częstotliwości, a zwłaszcza odpowiedniego kształtu przebiegu. Najtrudniej jest jednak zasilać lodówki, ponieważ mają duży prąd rozruchowy, 5–10 razy większy od prądu roboczego.
Na razie nie mówimy o odbiornikach takich jak grzejniki, bojlery, pralki czy ogrzewanie podłogowe, ponieważ ich długotrwałe zasilanie jest dość kosztowne i niezbyt opłacalne.

No dobrze, żeby wiedzieć, co robić, najpierw trzeba ustalić, czego właściwie potrzebujemy.

Na początek typowy scenariusz: ochrona urządzeń przed skokami napięcia. W takim przypadku UPS w ogóle nie jest potrzebny — wystarczy przekaźnik napięciowy. Nawiasem mówiąc, zdecydowanie polecam go kupić i zamontować. W obecnej sytuacji mogą występować wahania napięcia spowodowane przełączaniem linii, przerwaniem przewodu neutralnego itp. W swojej sieci widziałem już zarówno około 100 V, jak i około 260 V. Koniecznie trzeba ustawić opóźnienie załączenia — to kluczowe w przypadku lodówek!

Mam już za sobą kilka recenzji przekaźników zabezpieczających i mogę polecić każdy z nich.
ZUBR-D2-63
РН-263t
РН-119
VC-115
Są też bardziej zaawansowane urządzenia — ЕМ-126Т i ЕМ-129



Nie ma sensu rozważać zabezpieczenia przed krótkotrwałymi przerwami w zasilaniu — w praktyce przyda się ono tylko domowemu komputerowi, dlatego przejdę do systemów, które mogą zapewnić długotrwałą pracę.

Najtańszym, choć nie najprostszym rozwiązaniem jest przeróbka zwykłego UPS-a do pracy z zewnętrznym akumulatorem. To jednocześnie proste i skomplikowane, więc wyjaśnię, na co trzeba zwrócić uwagę.
Typowy, niedrogi UPS w zdecydowanej większości przypadków ma na wyjściu przebieg prostokątny, a nie czystą sinusoidę. Dlatego nadaje się do zasilania urządzeń z pierwszej i drugiej grupy (telewizory, oświetlenie), w ograniczonym zakresie sprawdzi się w przypadku trzeciej (elektronarzędzia), a praktycznie nie nadaje się do czwartej (lodówki, pompy).
Poza tym typowy UPS jest przeznaczony do krótkotrwałej pracy, dlatego radiatory w środku często są po prostu kawałkami aluminium. Dzięki dużej pojemności cieplnej tranzystory nie przegrzewają się przez 5-10 minut.
Ładowarka w takich UPS-ach jest zwykle słaba — prąd ładowania wynosi około 0.4-1 A. To oznacza, że akumulator samochodowy, który przygotowaliście i trzymacie w garażu, po całkowitym rozładowaniu będzie ładował się... od 4 do 2 dób. Czy taki UPS wam pomoże? Oczywiście, że nie.

W środku znajdziecie trzy główne podzespoły: akumulator, duży transformator i płytkę sterującą.


W UPS-ie ze zdjęcia powyżej transformator mocy trudno przeoczyć. A tutaj pytano mnie: gdzie jest transformator? Wszystko jest proste — tutaj też jest, ten mały, żółty po prawej. W tym przypadku zastosowano przetwornicę wysokiej częstotliwości 12-310 V, a za nią układ wytwarzający standardowe 230 V 50 Hz. Na podstawie własnych obserwacji powiem, że moim zdaniem lepszy jest układ z „klasycznym” transformatorem 50 Hz, pokazany wyżej.


Niestety mam niewiele danych na temat konkretnych modeli UPS-ów — jakoś nigdy nie było potrzeby ich zbierać. Sytuację dodatkowo komplikuje fakt, że czasem nawet UPS-y z tej samej serii i od tego samego producenta mogą się znacznie różnić.
Na przykład na zdjęciu poniżej są dwa UPS-y firmy Mustek, które kiedyś były bardzo popularne. Jeden ma moc 400 VA, drugi 600 VA, ale w rzeczywistości różnic między nimi jest znacznie więcej. Model 400 VA ma topologię push-pull i prąd ładowania akumulatora 400 mA, a model 600 VA — topologię mostkową i prąd ładowania 1 A. W pierwszym modelu za ładowanie odpowiada popularny układ oparty na LM317, a w drugim zastosowano najprostszy układ stabilizacji PWM z komparatorem.


Gdybym więc wybierał UPS dla siebie, bez wahania wziąłbym drugi model. Trzeba też pamiętać, że nowsze modele UPS-ów wyłączają się przy bardzo małym obciążeniu. Warto też od razu zakleić albo odłączyć brzęczyk.
Co ciekawe, dwa modele różniące się mocą półtorakrotnie mogą mieć w środku transformatory o podobnych wymiarach (a więc i mocy).


No dobrze, chcecie zapewnić zasilanie awaryjne swoim odbiornikom — jakie macie możliwości?
Najprościej kupić UPS od początku przystosowany do pracy z zewnętrznymi akumulatorami. Czasem ma on akumulator w środku, ale z tyłu znajdują się zaciski do podłączenia zewnętrznego.
Na przykład w mojej pracy stoi UPS DELTA N-SERIES, do którego można standardowo podłączyć zewnętrzne akumulatory. Służy do tego specjalne gniazdo z tyłu.
W środku znajduje się 6 akumulatorów 12 V, a zewnętrzny służy do wydłużenia czasu pracy autonomicznej.


Niewiele trudniejszym rozwiązaniem jest zakup UPS-a, który w ogóle nie ma wbudowanego akumulatora i jest przeznaczony wyłącznie do pracy z zewnętrznym. Takie UPS-y mają zwykle również większy prąd ładowania. Na przykład model firmy Novatek-Elektro ładuje prądem od 8 do 15 A — porównajcie to z marnym 1 A w zwykłych modelach.


Przypominam: jeśli planujecie zasilać z UPS-a kocioł albo lodówkę, potrzebny jest model z sinusoidalnym napięciem wyjściowym, na przykład taki jak powyżej, choć jego moc może się okazać niewystarczająca do zasilania lodówki.. I jak pisałem wcześniej, producenci zwykle starają się przede wszystkim zaznaczyć to na przednim panelu.


Dla osób, które mają narzędzia, niewielkie doświadczenie w pracy z elektryką i chcą zaoszczędzić, dobrym rozwiązaniem jest przerobienie zwykłego UPS-a do pracy z zewnętrznym akumulatorem.
W zasadzie nie ma tu nic skomplikowanego: przewody prowadzące do fabrycznego akumulatora przedłuża się i podłącza do akumulatora o takim samym napięciu roboczym, zwykle 12 V, rzadziej 24 V.

Przewody powinny mieć duży przekrój (zwykle 6 mm² lub więcej) i być możliwie krótkie. Właśnie trafił mi się UPS, który ktoś już przerobił do pracy z zewnętrznym akumulatorem, zachowując przy tym możliwość korzystania z fabrycznego.


W przypadku mocnych UPS-ów ludzie budują całkiem solidne konstrukcje.


Przy okazji od razu zaznaczę, żeby nie zapomnieć: jeśli akumulatorów jest więcej niż jeden, nie podłącza się ich byle jak, tylko po przekątnej. Dzięki temu obciążenie rozkłada się równomiernie między akumulatorami. To ważne!


Ale wróćmy do rzeczy, o akumulatorach porozmawiamy później.
Jeśli UPS nie został od początku zaprojektowany do pracy z zewnętrznym akumulatorem (bo po co mielibyśmy przerabiać jakiś inny?), to na 100% pojawi się problem z chłodzeniem.
Dla przykładu pokażę transformator i radiatory z UPS-a APC o mocy 1000 VA, który nie jest przystosowany do pracy z zewnętrznym akumulatorem.
Radiatory to aluminiowe bloki po prawej stronie zdjęcia.


Transformator to ten element pośrodku obudowy.


A dla porównania — radiatory i transformator w UPS-ie firmy Novatek-Electro o dokładnie takiej samej mocy.


Ma on przy tym również wentylator.


Z powyższego wynikają dwa wnioski:
1. Konstrukcję trzeba chłodzić
2. Nie należy obciążać UPS-a pełną mocą, przynajmniej przez dłuższy czas.

Jak chłodzić, łatwo się domyślić: wentylatorem. Jeszcze lepiej zwiększyć powierzchnię radiatorów, na przykład przykręcając do fabrycznych radiatory ze starego komputerowego zasilacza. Pamiętajcie jednak, że radiatorów nie wolno zwierać ze sobą ani z obudową!
Przy okazji, jeśli zmniejszymy moc obciążenia, dodatkowe chłodzenie radiatorów może okazać się zbędne, ponieważ moc wydzielana na nich maleje proporcjonalnie do kwadratu zmniejszenia obciążenia. Mówiąc w uproszczeniu: jeśli zmniejszymy moc obciążenia dwukrotnie, na radiatorach będzie wydzielać się 4 razy mniej ciepła!

Wentylator można podłączyć bezpośrednio do akumulatora albo pobrać zasilanie z transformatora mocy. Ponieważ jednak ta druga opcja nie jest taka prosta dla niedoświadczonego użytkownika, omówmy pierwszą.
Typowy UPS ma akumulator 12 V, rzadziej 24 V, jeszcze rzadziej 36 lub 48 V, a wersje na wyższe napięcia to już prawdziwa rzadkość w sprzęcie domowym. Chociaż u mnie w domu stoi UPS 1000 VA na napięcie 60 V.

Najlepiej podłączyć wentylator przez moduł kontroli, który będzie nim sterował w zależności od zmian temperatury. Czujnik można przykręcić do radiatora jednego z tranzystorów mocy. Pamiętajcie jednak, że ponieważ całość jest podłączona bezpośrednio do akumulatora, po wyłączeniu będzie go stopniowo rozładowywać, jeśli po użyciu odstawicie UPS na półkę. Dlatego warto mieć wyłącznik odcinający zasilanie modułu.


Jest też rozwiązanie mniej „inteligentne”, ale tańsze, jeszcze prostsze i niewymagające wyłącznika.
Tak, zwykły termostat, dostępny w wersjach na różne temperatury. Ja wybrałbym coś na 45–50 stopni. Nie trzeba się martwić o wyłącznik: gdy wyłączycie UPS i ostygnie, wentylator całkowicie się wyłączy.
Należy wybrać wersję ze stykami normalnie otwartymi, NO — wtedy przy nagrzaniu się zamkną. Przy okazji, mam też recenzję takiego rozwiązania — link.


Można powiedzieć, że kwestie chłodzenia i przewodów mamy wstępnie omówione. Przynajmniej nie sądzę, żeby kryły się tu jakieś większe trudności, tym bardziej że zawsze można zapytać w komentarzach.
Problem z brzęczykiem można rozwiązać choćby taśmą izolacyjną albo lutownicą. Gorzej z automatycznym wyłączaniem UPS-a przy bardzo małym obciążeniu — trzeba szukać informacji osobno dla każdego modelu, choć na szczęście nie zdarza się to zbyt często.

Został ostatni problem: mały prąd ładowania.
Można go rozwiązać na kilka sposobów, ale najpierw wyjaśnię, czym to właściwie grozi.
Załóżmy, że mamy jakiś UPS, do którego podłączono obciążenie o mocy, powiedzmy, 250 W. Nasz UPS jest zasilany z akumulatora samochodowego, a czas pracy na zasilaniu awaryjnym wynosi około dwóch godzin (tak, jest aż tak źle). Załóżmy, że czas pracy na akumulatorze nam odpowiada.
Przez dwie godziny nie było prądu, akumulator jest prawie całkowicie rozładowany, prąd wrócił i akumulator zaczął się ładować, powiedzmy prądem 1 A, a nie marnymi 0,4 A, jak to czasem bywa. Pytanie brzmi: ile czasu zajmie pełne naładowanie?

Najprostsze obliczenia pokazują, że pełne naładowanie akumulatora o pojemności 55 Ah prądem 1 A zajmie co najmniej 55 godzin. A co, jeśli prąd wyłączają dwa razy na dobę? Od razu dodam, że akumulatorów kwasowo-ołowiowych nie wolno ładować zbyt dużym prądem, ale to temat na kolejny artykuł.

Zwiększenie prądu ładowania za pomocą samego UPS-a jest zasadniczo możliwe, ale układy bywają różne, więc uniwersalna instrukcja raczej się nie sprawdzi.
Drugi sposób jest prosty, ale wymaga pewnego wydatku: użycia zewnętrznej ładowarki podłączonej do akumulatora i do sieci, oczywiście przed UPS-em, a nie za nim :)
Przykładowo, takie połączenie z falownikiem. Myślę, że idea jest jasna, ale jak zwykle są pewne niuanse:
1. Jeśli przez dłuższy czas nie korzystasz z tego układu, lepiej odłączyć ładowarkę od akumulatora, żeby nie rozładowywał się przez obwody wyjściowe ładowarki.
2. Zwykłe ładowarki samochodowe są przeznaczone do ładowania cyklicznego, dlatego często podają na wyjściu napięcie znacznie wyższe niż zalecane dla UPS-a 13,75–13,85 V. Dobrze, jeśli mają automatyczne wyłączanie po zakończeniu ładowania. W przeciwnym razie będą po prostu gotować akumulator.


Co więc zrobić?
Możliwości jest kilka. Można na przykład kupić ładowarkę tego typu i przestawić ją z 12,6 V na 13,8 V, przy okazji zmniejszając prąd wyjściowy z 3 A do 2,5 A, żeby zwiększyć niezawodność. Mam jej recenzję, a w niej, jak zwykle, schemat i płytkę — link.


Być może bardziej niezawodnym rozwiązaniem będzie zakup ładowarki na 14,6 V i późniejsze obniżenie napięcia, na przykład takiej


Dla tych, którym takie przeróbki wydają się skomplikowane i niezrozumiałe, jest jeszcze jedna opcja: kupić po prostu zasilacz 24 V (jeśli chodzi o akumulator 12 V) o odpowiedniej mocy oraz przetwornicę. Wtyczkę zasilacza wkładamy do gniazdka, wyjście zasilacza podłączamy do wejścia przetwornicy, a wyjście przetwornicy do akumulatora. Potrzebny będzie miernik, żeby ustawić napięcie 13,8 V i prąd, powiedzmy, 5 A. Napięcie ustawiamy bez podłączonego akumulatora, a prąd — przy podłączonym, rozładowanym akumulatorze.
Oczywiście potrzebna jest przetwornica z regulacją prądu.
Przykładowy zasilacz — link, recenzja podobnego albo taki wariant — linklub taki. A jeśli nie macie pewności co do jakości, kupcie Mean Well, na przykład LRS-100-24
Przetwornica — link, recenzja albo taka — link, recenzja.




Z UPS-em chyba już sobie poradziliśmy, ale w każdym razie, jeśli coś jest niejasne, lepiej dopytajcie w komentarzach, żeby później nie żałować straconego czasu i pieniędzy.

Przejdźmy do falowników.
W gruncie rzeczy wszystko wygląda tu bardzo podobnie, z tym wyjątkiem, że tańsze falowniki, a właściwie zdecydowana większość z nich, nie ma układu przełączającego na akumulator po zaniku zasilania. Wszystko trzeba będzie robić ręcznie, przepinając wtyczkę sieciową, a w bardziej zaawansowanych przypadkach — za pomocą przełącznika.
Powyżej był już rysunek, pokażę go jeszcze raz. Tutaj za przełączanie między siecią a falownikiem odpowiada SZR. Wyjaśniałem już kiedyś co to jest i jak wygląda.


Zasadniczo można to jednak rozwiązać również za pomocą prostszego urządzenia, na przykład przekaźnika kontroli faz.


W niektórych sytuacjach, jeśli dysponujemy odpowiednim budżetem, łatwiej jednak kupić falownik do instalacji fotowoltaicznej. Po pierwsze, często zapewniają na wyjściu napięcie o przebiegu sinusoidalnym. Po drugie, są przystosowane do długotrwałej pracy i dużego prądu ładowania akumulatorów. Po trzecie, w przyszłości można rozbudować system o panele fotowoltaiczne.


Takie falowniki są zwykle większe, a poza tym ich zastosowanie ma sens głównie wtedy, gdy zostaną na stałe zintegrowane z domową instalacją elektryczną. Właśnie taki system zbudowaliśmy u znajomego w domu jednorodzinnym.


Ogólnie rzecz biorąc, wszystko powinno być jasne, chciałbym więc jeszcze omówić podłączenie urządzenia, które jest nam potrzebne — kotła gazowego. Jak pisałem na samym początku, mieliśmy już do czynienia z problemami z ich pracą z zasilaczy UPS.
Na początek omówmy pracę z taniego inwertera z przebiegiem prostokątnym na wyjściu albo z prostych i niedrogich zasilaczy UPS.

Po lewej stronie widać to, co otrzymujemy z sieci, a po prawej — warianty aproksymowanej sinusoidy, czyli w uproszczeniu przebieg prostokątny. Jak widać, kształt znacznie różni się od tego pokazanego po lewej stronie.


W rzeczywistości sinusoidy w sieci nie są aż tak ładne — ich wierzchołki są zwykle nieco ścięte, ale da się to zaakceptować, choć nie powiedziałbym, że to dobre rozwiązanie.


I właśnie na tym polega problem: silniki asynchroniczne stosowane w pompach, lodówkach, wentylatorach, okapach itp. działają bez problemu, gdy prąd zmienia się płynnie, ale zaczynają się bardziej nagrzewać, gdy przebieg przypomina prostokąt. Mogą nagrzewać się jeszcze bardziej, jeśli oprócz 50 Hz występują w nim impulsy o wyższej częstotliwości.
Właśnie dlatego działanie zasilacza UPS i silnika kotła jest ze sobą powiązane. Jeśli ktoś trafi na zasilacz UPS, który wprawdzie generuje przebieg prostokątny, ale czysty, a silnik kotła ma odpowiedni zapas, wszystko będzie działać bez problemu. U kogoś innego może być zupełnie odwrotnie.
Rozwiązanie: zasilać takie urządzenia z przetwornic i zasilaczy UPS z czystą sinusoidą na wyjściu. Istnieją wprawdzie metody „oczyszczania” przebiegu prostokątnego, ale nie zawsze dają dobry rezultat, więc prościej zastosować odpowiedni inwerter.

Drugi problem, również związany z kształtem prądu, polega na tym, że współczesnemu kotłowi może on po prostu nie odpowiadać. Sterownik nie podejmie wtedy pracy i wyświetli błąd. Im nowszy i bardziej „markowy” kocioł, tym większe prawdopodobieństwo takiej sytuacji.

Trzeci problem, o którym często w ogóle się nie myśli, gdy ze smutkiem patrzy się na kupiony sprzęt i niedziałający kocioł, to prawidłowe podłączenie zasilacza UPS.

Z naszego doświadczenia wynika, że do prawidłowej pracy czasem nie wystarczy podać 220 V na wejście kotła — trzeba jeszcze zadbać o to, żeby przewód neutralny nie był odłączany.
Zwykle w prostych zasilaczach UPS przełączany jest tylko jeden przewód — nieważne który, ważne, że tylko jeden. Czasem po podłączeniu do zasilacza UPS niektóre kotły odmawiały pracy.
Po przeprowadzeniu małego śledztwa okazało się, że kotły te działają prawidłowo, jeśli przełączana jest faza, a przewód neutralny pozostaje podłączony.
Można to sprawdzić dość łatwo: testerem, mierząc rezystancję — tam, gdzie jest połączenie, będzie ona bliska zeru — albo metodą „naukowych prób”. Na szczęście są tylko 4 możliwe ustawienia wtyczki w gniazdku (wtyczki i gniazdka tworzą odpowiednio dwie pary).


Na koniec tej części chcę opowiedzieć o jeszcze jednej kategorii zasilaczy UPS — niskonapięciowych.
Jeśli macie odbiorniki niskonapięciowe, znacznie korzystniej jest zasilać je bez podwójnej konwersji: najpierw z 12 V na 220 V, a potem z 220 V na 12 lub 5 V (na przykład). Chodzi na przykład o routery, oświetlenie, kamery i rejestratory wideo, urządzenia alarmowe, a nawet niektóre modele bram elektrycznych.
Dostępne są wersje przemysłowe, ale już ponad 8 lat temu szczegółowo opisywałem, jak przerobić zwykły zasilacz 12 V, żeby mógł działać jako zasilacz UPS.


Są też markowe rozwiązania, na przykład Mean Well. Recenzję takiego zasilacza UPS już przygotowałem.
Niestety łączy je jedna wspólna wada: podczas pracy z akumulatora napięcie wyjściowe może się wahać w zakresie około 10,5–14 V, choć wielu urządzeniom wcale to nie przeszkadza.


Miałem też okazję przygotować recenzję jeszcze ciekawszych zasilaczy UPS, zasilanych z jednego akumulatora litowego, z napięciem wyjściowym 9/12 i 5 V. Kosztują niewiele, zajmują mało miejsca, a napięcie jest stabilizowane. Niestety prąd obciążenia wynosi tylko do 1 A.


Na dziś to już wszystko. Chyba i tak za bardzo się rozpisałem. Wybaczcie, przyjaciele, ale informacji jest naprawdę dużo, a chciałbym opowiedzieć jeszcze więcej. Nie wymyśliłem, jak zmieścić to wszystko w jednym artykule, dlatego podzieliłem go na części. Następna będzie prawdopodobnie poświęcona akumulatorom, ich typom, doborowi, obliczeniom, podłączaniu itp.
Tę stronę znaleziono, wyszukując:
схема включения ибп дома, подключение двух акб к ибп паралельно, схема аварийного переключения с сети на аккумулятор., последовательность подключения 6 акб 12вольта к ибп 24 вольта, идет зарядка литиевой батареи через бесперебойник при полном заряде должен ли сам отключить?, зачем акб к инвертору подключают через лампочку, 6, если преобразователь, акумулятор и контролер стоят на балконе то как можно сделать включение сети в комнате, автомобильный аккумулятор для ибп, как понизить напряжение зарядки блока бесперебойного питания, обчный блок питания 220 переделать постояный 21, до скольки градусов может нагреваться ибп, преобразователь 12-220 акб зарядка как подключить, ибп своими руками из 8 аккумуляторов, почему ибп то включается то отключается, ибп для компьютера при переключении с батареи на сеть гаснет экран, почему не рекомендуют использовать инвертер с литий железными батареями, ибп отключается при малой нагрузке по выходу, как подключить инвертор к сети 220в, как понять, что лимитр сетевого инверторамсломался, нужно ли выключать бесперебойник на компьютере если долго не пользоваться компьютером, тест ups из китая 2026, схема ибп для квартиры, ибп своими руками с 3 аккумуляторами, самодельный безперебойник с чистой синусоидой
Oblicz samodzielnieWszystkie kalkulatory

Produkty w obniżonych cenach


Może Cię zainteresować


Produkty w obniżonych cenach


Wesprzyj projekt

Wszystkie materiały na stronie i porady są bezpłatne, ale będziemy wdzięczni za wsparcie projektu i kanału!

Komentarze28

Komentarze są publikowane w języku oryginału.

  1. 11 listopada 2022 02:15#1
    kirich, как вы думаете, почему я избавился от своих ИБП?
    0
    1. 11 listopada 2022 02:32#2
      В связи с отсутствием в них необходимости и переходе на уровень выше :)
      0
      1. 12 listopada 2022 21:37#3
        нет. потому что они нужнее кому-то другому намного больше чем мне.
        0
        1. 13 listopada 2022 20:36#4
          Но по большому счету одно связано с другим. Вообще в мире много чего связано.
          0
  2. 13 listopada 2022 11:25#5
    Тема топ,
    сейчас все накупят инверторов и упсов, света нет по 16 часов в сумме за сутки, вчера так вообще...(
    и зарядок с али либо у нас, которые заряжают АКБ свинцовые током 3А, он кипит, напряжение 17В на клеммах. Про режим буфера многие и не знают, как и я, а АКБ по 4-5-6к покупают сейчас.
    Можете как-то более подробно изложить тему заряда АКБ для инверторов/упсов. Именно методику заряда, одни говорили, что даже необходимо уменьшить плотность электролита, т.к. эксплуатация будет в квартире все время...ну не знаю, если что, то на балкон вынесу)
    Я так понимаю этим зарядным я не заряжу свой 70Ач акб, точнее нужно его получить и проверить его режим отсечки.
    Но пожалуй я лучше доработаю LRS-200-24, все равно лежит без дела.
    Вот смотрю на эту плату не пойму чего она делает, наверное, как раз что нужно для обеспечения беспрерывного вкл/откл зарядного по границам напряжения.

    +1
    1. 13 listopada 2022 20:35#6
      Следующей планируется тема аккумуляторов, возможно там же добавлю и по поводу зарядных к ним, а точнее, вариантов заряда.
      Насчет "кипячения" я писал уже, обычные зарядные для буферного режима не подходят категорически, к сожалению люди этого не понимают и пользуются, убивая свои недешевые батареи. Попробую еще раз акцентировать на этом внимание в статье.

      Второй вариант по сути делает то же самое, а вот третий, где платка, возможно и подойдет, надо внимательнее посмотреть, они мне раньше попадались, но были неинтересны. Как вариант, берете просто DC-DC с ограничением тока, выставляете 13.75 и получаете зарядное с буферным режимом. В идеале гибридный заряд, т.е. сначала тянем до 14.3, когда ток падает до определенного уровня, отключаем его и переходим на 13.75.
      В общем-то алгоритм простой и можно сделать классное, недорогое и правильное зарядное, но я не умею работать с микроконтроллерами :(
      +4
  3. 15 listopada 2022 23:52#7
    Кстати да, тоже интересует тема зарядных (как раз зашел поискать у вас в блоге на эту тему)
    Например, в этом инверторе есть переключатель GEL/AGM -- в чем отличие?
    Далее, если говорить про литийжелезофосфатные 12-вольтные, например, такую, то какие перспективы использования с обычным инвертором, пример которого выше?
    И вообще сам процесс зарядки батарей, в том же авто, он заряжается постоянно, вряд ли умная электроника регулирует процесс -- насколько это вредно для АКБ? Или простое ЗУ без электроники, вроде такого, если не отключить от АКБ, если она уже зарядилась, то насколько это вредно для АКБ? Аиды всякие, там электроника управляет, ок.
    Аналогично литиевые батареи -- когда зарядились, а ток продолжает идти -- будет великий бум? )
    0
    1. 16 listopada 2022 13:22#8
      При желании в зарядное можно превратить любой подходящий блок питания, врезав в цепь обратной связи узел контроля тока, в самом примитивном варинте это -
      Транзистор, обычный маломощный
      пара резисторов
      конденсатор

      я уже показывал это в паре обзоров, здесь просто в другое место подключается.

      Инвертору все равно что за батарея, главное чтобы ее рабочий диапазон ен выходил за диапазон работы инвертора, именно потому  литий-железные подходят без доработок, а обычные, нет.

      Аккумулятор не заряжается постоянно, в ИБП он поддживается в буферном режиме, который компенсирует саморазряд, но у лития он очень маленький и по сути как бы и не нужен, но это вообще отдельная тема.

       
      0
      1. 16 listopada 2022 20:11#9
        А можно отдельную небольшую статью о переделки обычного БП в подзарядное для свинцовых АКБ??? или ссылочку где это толково описано? а то у народу много БП на 12 вольт, не хочется покупать что-то несусветно дорогое
        +1
        1. 16 listopada 2022 23:38#10
          Выкладывал весной 2014 года обзор 12 вольт БП и там в конце его переделка в бесперебойник :)
          В принципе можно переделать и в зарядное, но если делать упрощенно, то выше тока в 2-3А надо усложнять схему.

          0
  4. 16 listopada 2022 04:02#11
    В частности для ups Apc smart 1000
    1. Повесил на магнитопровод низкочастотного транса радиатор
    2. Поставил активное охлаждение, через термореле. Тут отдельное спасибо Киричу, как раз в процессе сборки появился его обзор, заказал и поставил. Если не ошибаюсь т=40 или 45с
    3. Очень помогла статья, с разрешения владельца размещу ссылкуссылку
     
    4. 0 развязать легко, поскольку на бесперебойнике поляризованные вилки/розетки.
      
    0
    1. 16 listopada 2022 13:13#12
      Хорошая ссылка, исправил чтобы она работала.
      Да, вилки и розетки на ИБП поляризованные, но не всегда, если там обычная шуко, то ее можно и неправильно включить.
      Суть в том, что надо пробовать разные варианты подключения, но скорее достаточно если не заработает, то просто повернуть сетевую вилку ИБП на 180 градусов.
      0
  5. 16 listopada 2022 20:14#13
    кстати по поводу реле напряжения и холодильника. у меня часто прыгает напряжение в сети и поэтому часто срабатывает защита. поэтому повесил холодильник на отдельное реле напряжения с выдержкой 10 минут, чтоб не убивался компрессор. а остальная сеть сидит на другом реле с выдержкой 1 минута, чтоб не сидеть долго от каждого скачка
    0
    1. 16 listopada 2022 23:39#14
      Да, у меня сейчас тоже так сделано, вернее у холодильника стояло реле защиты отдельное, еще с прошлого года, просто как-то не настраивал его как отдельную защиту, этой осенью пришлось.
      0
  6. 25 grudnia 2022 18:42#15
    Купил я такой БП, который приведен как более надёжный вариант (14.6В LiFeP04 14650).

    Не могу понять как понизить напряжение, внутри как-то пустовато, половина компонентов не запаяна, 431 найти не могу. Есть LM358 и LY6806, оптопару тоже нашел.
    0
    1. 27 grudnia 2022 03:46#16
      Цепь ОС есть по любому, скорее всего ТЛ431 в корпусе sot-23, а не привычном to-92, ну или половинку LM358 в цепь ОС по напряжению поставили, хотя это маловероятно.
      0
      1. 27 grudnia 2022 22:34#17
        Да, по ходу есть две штуки в SOT-23, просто маркировка NAR 4A не гуглится
        0
        1. 28 grudnia 2022 00:47#18
          Это LA431NCRPA, т.е. по сути та же ТЛ431
          0
          1. 4 stycznia 2023 04:30#19
            Отлично, спасибо)

            Осталось разобраться почему там кабель + припаян не к площадке со знаком плюс, а к соседней дорожке, от которой к выходу должен был идти шунт RS2, которого нет =)

            Кстати, кальциевый (Ca-Ca) аккумулятор зарядил отлично и без переделки на 14.6В, AGM напряжением выше 13.8 заряжать не охота )

            Вообще удивило количество отсутствующих компонентов на плате - несколько диодов, зенер, шунт, минимум два конденсатора, захотелось разобраться почему их там нет и стОит ли часть из них обратно добавить

            Разобрал еще старую 65Вт зарядку от ноутбука Асус, но там монтаж настолько плотным и настолько плотный клей, которым этот монтаж залит, что переделать очень сложно. Наверное, впаяю туда кабель от этого алишного БП (родной перетерся) и буду питать им в стоке Pinecil V2
            0
  7. 8 października 2023 11:19#20
    Здравствуйте!
    Нашел ваш сайт по обзору блока PSC от Meanwell.
    Собрал на базе PSC-160 следующий сетап: батареи, бп psc, инвертор, суть - он-лайн ибп, ибо это самая простая в реализации схема.
    Блок питания отличный, у него как-то завязано на прямую зарядка батареи и отдача тока на нагрузку. Работало идеально, но позже решил отмасштабировать эту схему под работу с компьютером.
    Взял блок питания Meanwell LAD-240. Поскольку это максимальное по мощности решение для 12 вольт и брендовых аналогов просто нет.
    Суть проблемы: Блок питания в компьютере стоит Корсар SF600, с активным PFC. При работе удалось сократить максимальное потребление до 180 ватт, или 13 ампер по 12в линии.
    Все-бы хорошо, но наступает момент запуска системы. Инвертор плавно подает напряжение на выход, поэтому конденсаторы в БП заряжаются без скачков. Но в момент включения компьютера активируется система APFC, и скорее всего резкое потребление тока, провоцирует срабатывание защиты на lad-240 гдето на 0.1с. В принципе этого хватает чтобы компьютер нормально запустился, но перегружать блок питания не хотелось-бы.
    Из чего и следует первый вопрос. Есть вариант включать компьютер от сети 220 а далее подключать к инвертору как у вас показано на схеме с системой АВР. Можно-ли для этого использовать обычное реле 220? И какие к нему требования? Как это повлияет на работу APFC, не будет-ли в момент переключения скачков потребления изза его возможной некорректной работы в момент срыва синусоиды? Инвертор и сеть 220 не синхронизированы.
    Ну и второй вопрос. Адекватна-ли мощность БП в 240 ватт при максимальном долговременном потреблении в 170-180 и среднем 80-100 ватт?
    0
    1. 18 października 2023 18:51#21
      Тут скорее всего роль играет не совсем подходящая схема коммутации в ИБП (предположение), если там именно переключение, то он пытается работать от сети. Я делаю адаптеры к ИБП, там смысл в том, что при нехватке питания от сети он просто переходит на батарею, где запас больше.
      К сожалению я не ковырял такой бесперебойник, потому сложно сказать.
      Можно конечно попробовать и реле, причем я думаю что работать будет нормально, но надо пробовать. Вам надо на момент запуска БП питать его от сети, а после успешного старта переводить его на питание от ИБП, но в случае переключений все равно могут быть сложности, корректор будет пытаться вытянуть этот старт за счет повышения тока.

      По поводу второго вопроса, на мой взгляд вполне.

      +1
      1. 21 października 2023 22:59#22
        Понял, спасибо за ответ!
        0
  8. 9 października 2023 16:26#23
    PicoPSU Вам не подходит?
    0
    1. 10 października 2023 10:34#24
      А как быть с стабилизацией 12V?
      Идея отличная, удастся кратно повысить КПД, но напряжение зависит именно от состояния батарей.
      +1
      1. 18 października 2023 14:29#25
        Есть универсальные преобразователи, на вход например 9-20 вольт, на выходе 12. Они есть разные, SEPIC, бак-буст и универсальные, на базе чипа LTC, последние предпочтительнее, у меня где-то обзор такого есть.
        +1
        1. 21 października 2023 23:16#26
          Уже заказал и жду из китая. X3-ATX-300, производитель Pico-Box. Есть более популярный аналог именуемый просто X300, там както мутно, потомучто он под другой маркой идет, но если покопаться то это изделие того-же Pico-Box, только без дата-шита. Все это ищется на Ali по словосочетанию "DC-ATX 19v". Соответственно был заказан преобразователь 12->19v. И фильтр LC к нему из какого-то аудиофильского магазина там-же на Ali, на всякий случай.
          Видел два варианта вашей переделки обычного 12v бп. Идея очень понравилась. Так понимаю в новом не все тестировалось(цепи разных цветов). Можно-ли такую систему оставлять постоянно включенной?
          Если все получиться удастся избавиться от перегрузок при запуске компьютера в принципе, а так-же бонусом кратно снизить энергопотребление  blush 
          0
  9. 10 października 2023 12:02#27
    В пределах 10% (10.8 ... 13.2В) должно всё нормально работать. Ниже 10.8В может отвалиться HDD. Как вариант - поставить ноутбучный, ему 12В не нужно, только 5. Или SSD.
    +1
    1. 10 października 2023 18:03#28
      Подсмотрел на али преобразователи питания ATX с 19V, есть вполне себе фирменные с заявленным уровнем пульсаций. Преобразователь с 12 на стабильные 19V 15-амперный у меня есть. Пускай он и сомнительного качества, но можно после него поставить фильтр от помех.
      Попробую реализовать.
      Но пока, временно хотелось-бы все-таки узнать, можно-ли на работающем компьютере без последствий организовать переключение его питания от сетевых 220 на 220 от инвертора, чтобы исключить нагрузку на последний при запуске PC. Повлияет-ли срыв синусойды на работу APFC?
      0

Omów na forumMasz pytanie lub własne doświadczenia? Omów artykuł z autorem i czytelnikami — na forum wygodnie pokazuje się schematy i zdjęcia.
Przejdź na forum

Komentować mogą zarejestrowani czytelnicy. Rejestracja zajmuje minutę, a zalogować się można za pomocą tego samego konta co na forum.

Zaloguj sięRejestracja