全自動12V不間斷電源系統(tǒng)

描述

動機(jī)

這是一個簡單的全自動12V不間斷電源系統(tǒng)，適用于中小型電力設(shè)備。該電源專門設(shè)計用于驅(qū)動路由器和調(diào)制解調(diào)器，以在受頻繁電源故障影響的地區(qū)提供不間斷的互聯(lián)網(wǎng)和電話服務(wù)。

介紹

這個 12V 不間斷電源最初設(shè)計用于驅(qū)動我的光纖調(diào)制解調(diào)器/路由器。構(gòu)建此電源的關(guān)鍵原因是在電源故障期間獲得持續(xù)的互聯(lián)網(wǎng)和電話連接。該電源的核心部件是恒壓充電器、12V直流電源、交流線路監(jiān)控單元、12V大容量密封鉛酸電池。整個系統(tǒng)設(shè)計使用本地可用的組件。

該系統(tǒng)的充電電路圍繞使用流行的LM350穩(wěn)壓器構(gòu)建。該穩(wěn)壓器經(jīng)過校準(zhǔn)以提供 14.4V 快速充電和 13.6V 涓流充電。根據(jù)電池的狀況，MCU 會決定合適的充電模式。

在線狀態(tài)下，LM2576-12開關(guān)穩(wěn)壓器為驅(qū)動系統(tǒng)提供12V輸出。（在我的安排中，一個光纖路由器）。

12V UPS 系統(tǒng)框圖。

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PIC16F688 MCU 監(jiān)控交流線路和電池，以控制LM350穩(wěn)壓器和輸出繼電器的輸出電壓。該 MCU 的固件使用Microchip XC8編譯器編寫，所有源代碼和配置文件均可在 GitHub 的項目存儲庫中下載。

密封的 12V 鉛酸電池是本機(jī)最關(guān)鍵的部件。該系統(tǒng)最推薦使用 12V、9Ah 電池。在撰寫本文時，這種電池的成本約為盧比。3500（17.60 美元），我是從當(dāng)?shù)氐脑诰€商店購買的。

在在線模式下，本系統(tǒng)提供 12V 輸出。在離線模式下，如果它有一個充滿電的電池，它會提供 12.5V 的輸出。

這種不間斷電源適用于需要 12V - 13V 輸入和最大 2A 電流的電器。通過上述配置，該系統(tǒng)持續(xù)為我的華為HG8245H5光纖路由器供電 7 個多小時。

該電源裝置是一個開放的硬件項目。所有原理圖、PCB 設(shè)計文件、固件源代碼和編譯的二進(jìn)制文件都可以在 GitHub 的項目存儲庫中下載。

組裝電路

在提供的設(shè)計中，PCB中使用的所有部件都是通孔型元件。對于這個設(shè)計，我們使用了低成本且常用的電子元件。

12V UPS 系統(tǒng)的測試設(shè)置。

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本系統(tǒng)推薦的變壓器為 230V 至 15V×2 (5A) 和 12V×2 (500mA) 降壓變壓器。

為 LM350、LM2576 和 7805 穩(wěn)壓器安裝足夠的散熱器。為了最大限度地減少空間，我們建議為 LM350 和 LM2576 穩(wěn)壓器使用單個散熱器。如果使用單個散熱器，請務(wù)必在 LM2576 穩(wěn)壓器上安裝陶瓷和云母絕緣體，以消除短路。

本項目提供的 PCB 設(shè)計為使用單面銅板構(gòu)建。PCB 的尺寸為 131.7mm × 100mm。

對 R3、R7 和 R8 使用 1% ?W 金屬膜電阻器以獲得準(zhǔn)確的結(jié)果。對于 R2 和 R4，使用 3W 或更高額定值的陶瓷水泥電阻器。

校準(zhǔn)和測試

在將負(fù)載和電池連接到系統(tǒng)之前，需要按照以下步驟校準(zhǔn)系統(tǒng)。

1.從U2插座上取下PIC16F688 MCU 。

2. 短接U2插座的1、7腳。

3. 將數(shù)字萬用表連接到D3二極管的陰極。

4. 設(shè)置RV2 ，直到萬用表指示 13.6V。

5. 連接U2插座的引腳 7 和 14。

6. 現(xiàn)在調(diào)節(jié)RV3 ，直到萬用表指示 14.4V。

7. 將PIC16F688 MCU 連接到U2插座。

完成上述步驟后，將 5V UART-to-USB適配器連接到 J6 調(diào)試端，啟動串口，波特率 1200，8N1 配置。

從 12V UPS 的調(diào)試終端捕獲的串行日志，

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將數(shù)字萬用表連接到電池端子并調(diào)整 RV1，直到串行端子顯示數(shù)字萬用表的十倍電壓讀數(shù)。（例如：12.6V 在串口終端上顯示為126 ）

完成上述校準(zhǔn)后，系統(tǒng)即可使用。最初將電池連接到系統(tǒng)，然后將其放置直到充滿電。

此 PCB 直接連接到交流電源，在讀取電壓和校準(zhǔn)時務(wù)必采取必要的預(yù)防措施。