Как сделать блок питания из бесперебойника своими руками?

Содержание

2 Параметры в использовании

Отопительные системы в своем большинстве работают на природном газе. Для того, чтобы все оборудование работало эффективно и без сбоев, в такие системы необходимо интегрировать стабильный источник питания.

В случае неожиданного отключения электроэнергии, система без такого оборудования отключится и начнет остывать, что может привести ее к выходу из строя.

ИБП для резервирования насосов газового котла

При постоянно возникающих скачках напряжения (довольно частое явление во всех электросетях), стабильное напряжение на выходе можно также получать при помощи ИБП. В этом случае такое устройство будет одновременно являться и стабилизатором и аккумулятором.

Для создания резервного источника питания для насоса и автоматики отопительной системы потребуется аккумулятор, инвертор и зарядное устройство.

Выбирая какой-либо бесперебойник, следует обратить внимание на параметры выходного напряжения. В прилагаемой к устройству инструкции должно быть четко обозначено — чистый синус

Квази-синус, апроксимированный синус, квазисинусоидальная форма — не подходят, так как при их применении довольно часто отказывает автоматика управления системой, что приводит к перегреву и поломке, как насоса, так и автоматических нагревательных горелок.

2.1 Советы специалиста

При покупке и установке следует обратить внимание на следующие моменты:

  • устройство должно быть надежным, качественным и экономным при расходе энергии, так как в экстренных ситуациях ему придется работать в течение нескольких часов;
  • цена оборудования не должна влиять на выбор, потому что его эксплуатация продлится на протяжении многих лет;
  • для увеличения срока автономной работы потребуются дополнительные (запасные) аккумуляторы);
  • если ИБП включен в систему отопления, то к нему не допускается подключение других устройств, таких как холодильник, глубинный насос или подобного рода приборы или устройства;
  • расположение (крепление) может быть напольным и настенным. При больших габаритах устройства и высокой мощности его лучше устанавливать на полу;
  • помещением для установки может быть подвал или полуподвал, в котором предварительно установлен герметически закрывающийся шкаф, который обеспечивает гидроизоляцию (отсутствие влаги) на аккумуляторных батареях и самом устройстве.

Пример смонтированного байпаса с насосом в системе отопления

2.2 Самодельный бесперебойник

Сделать своими руками такое нужное устройство для специалистов не является неразрешимой задачей.

В качестве основы необходимо использовать инвертор, который на выходе оснащен меандром. Для получения чистой синусоиды обязательно следует добавить специальный фильтр. Один из способов преобразования меандра в чистую синусоиду является включение импульсного преобразователя.

Естественно, что точные параметры оборудования, сделанного своими руками, может получить только человек хорошо знающий принципы электротехники.

Решая задачу — как сделать источник бесперебойного питания своими руками правильно, сразу следует учесть, что автомобильные аккумуляторы для использования в этих целях не рекомендуются. Кроме того, минимальная емкость заряженных батарей должна составлять не менее 100 А/ч.

При эксплуатации системы отопления в местах, где возможно длительное отключение электричества, следует обзавестись автономной электростанцией или генератором. Это позволит ввести два режима работы — ночной и дневной. Ночью система запитана только от ИБП, а днем она работает от генератора, который одновременно заряжает батареи.

Самодельное бесперебойное устройство

Для того, чтобы увеличить длительность работы источника бесперебойного питания следует подключить несколько батарей одного уровня заряда и одинаковой емкости. Соединение может быть последовательным, для увеличения напряжения при не меняющейся емкости, или параллельное, что увеличит емкость, не меняя напряжение.

Аккумуляторные батареи не должны стоять вплотную друг к другу и при размещении их лучше всего устанавливать в закрытом помещении при комнатной температуре. Наличие близкого источника тепла, так же как и влияние холода, неблагоприятно сказывается на работе батарей, значительно снижая их работоспособность.

Использование источника бесперебойного питания в системе отопления не является обязательным. Но не смотря на дополнительные затраты, позволяет быть уверенным в том, что тратиться на ремонт вышедшего из строя, из-за отключения электроэнергии, оборудования — не придется.

Старый бесперебойник

В нашей доблестной организации есть мастерская, которая периодически монтажирует свои поделки. А на монтаж типа «пробурить 2 маленьких дырочки, а ближайшая розетка в 3х километрах» они ездят очень часто. Естественно им приходится возить здоровенный генератор на 3 киловатта. Дир задумал купить преобразователь (инвертор) 12-220в, но он стоит от 1500р, что гораздо больше затраченных за год на бензин для генератора денег. и тут нас посетила мысль, а на что нам горка бесперебойников?


Первый попавшийся бесперебойник не выдержал тестовых прогонов. Спекся за 5 минут(, вечная ему память.


Быстренько была выбрана самая мощная жертва, ИБП Ippon, 800 вольт-ампер на выходе.


Трансформатор без аккумулятора не держится, пришлось его намертво прикрутить саморезами.


Проблему перегрева было решено устранить принудительным воздушным охлаждением. В лицевой части пришлось сделать несколько отверстий.

Сетка металлическая, приклеена термопистолетом.


Нужно было конечно еще приклеить мелкую сеточку от пыли, но это в голову пришло уже после сборки. Разбирать обратно лень, приклею во время чистки.

Все разъемы с задней стороны


Убраны за их полной ненадобностью. Так же приклеена сетка.


Понадобилась пара вентиляторов. 8ми сантиметровые китайцы идеально подошли. утеплитель проложен в местах не плотного соприкосновения вентиляторов с корпусом.

12-ти вольтовые провода наращены длинными проводами с крокодилами, чтоб цеплять к аккумулятору автомобиля. Отверстия от телефонных разъемов в корпусе источника бесперебойного питания тоже пригодились. USB случайно был оторван.


В боку ИБП установили розетку)


Вот почти и все


Еще был выдернут бипер, достал он, честное слово. Вот такой получился кросавец инвертор 12-220в :

Спокойно тянет небольшой перфоратор на 550Вт, дрель на 600, и не греется (тупо не успевает от мощного воздушного потока)

Как это будет работать

У роутеров есть свои штатные блоки питания. В этой схеме мы его убрали и заменили на 9 вольтовый. От такого напряжения работает новое устройство.

Или более подробно. Новым 9-ти вольтовым блоком питания подается напряжение на повышающий преобразователь, который работает в паре с балансным контроллером заряда. Напряжение 12 Вольт в штатном режиме идет для питания роутера.

Но если произойдет отключение тока, наш контроллер заряда переключит работу ИБП от встроенных батарей. По мере использования аккумуляторов, их выходное напряжение будет падать. Чтобы избежать их полного разряда, контроллер отключит работу в тот момент, когда выходное напряжение достигнет 2.7 В.

Правила безопасности и важные советы

Прежде всего, следует соблюдать правила безопасности при работе с электроприборами и с установками под напряжением. Если производится сборка всего ИБП или отдельных узлов своими руками, к перечню обычных требований прибавляются правила безопасности при работе с нагревательными приборами

Работа с паяльником требует осторожности, оптимальный вариант — использование паяльной станции с вытяжкой и специальной безопасной подставкой

Важный момент — использование достаточно толстого соединительного провода. Если его сечение не будет соответствовать установленным нормам, провод будет сильно греться и может расплавиться, что вызовет прекращение работы комплекта и создаст угрозу возгорания.

Рекомендуется использовать медный многожильный провод сечением 12 мм2 («косичку»), который сможет выдержать ток до 100 А.

Такой полезный и нужный ИБП

Прежде чем переходить к рассмотрению возможностей ремонта ИБП своими руками, а именно об этом пойдет речь ниже, следует еще раз отметить важность этих устройств. Бесперебойники являются неким барьером между устройствами — потребителями электроэнергии и теми неприятностями, которые может принести нестабильность подаваемого в аппаратуру электрического питания

Разработчики постоянно совершенствуют свои продукты и делают их более универсальными.

Таким образом, устройство ИБП позволяет организовать в большинстве случаев довольно надежную защиту не только ценной информации пользователя в случае с ПК при неожиданном выключении света, но и аппаратным компонентам других устройств, которые чувствительны к перепадам напряжения или его исчезновению. Но даже прибор, призванный защищать другие устройства от поломок, сам иногда может выйти из строя. Рассмотрим основные компоненты, из которых состоит бесперебойник, а также относительно легко устранимые неисправности ИБП.

Аккумулятор 18650 и его разновидности

Основной элемент будущего бесперебойника это аккумулятор литий-ионного типа 18650. По форме и размерам — аналог стандартных пальчиковых батареек ААА или АА.

Емкость пальчиковых аккумуляторов находится в границах 1600–3600 мАч. С выходным напряжением в 3.7 В.

Есть несколько разновидностей батарей класса 1865. Различия только по химическому составу:

  1. Литий-марганцевые (Lithium Manganese Oxide).
  2. Литий-кобальтовые (Lithium Cobalt Oxide).
  3. Литий-железо-фосфатные (Lithium Iron Phosphate или феррофосфатные).

Все они с успехом применяются:

  • в телефонных зарядках;
  • в ноутбуках;
  • фонариках и так далее.

Виды ИБП

Существует три основных типа ИБП для котлов отопления:

  • резервные;
  • бесперебойники двойного преобразования;
  • линейно-интерактивные.

Первые фильтруют электричество, но не стабилизируют его. Если в сети резкий скачок, аппарат переключится на аккумулятор. Защищаемые приборы скачка не почувствуют, но аккумуляторная батарея будет изнашиваться быстро.

Устройства второго типа дважды преобразуют ток: сначала снижают до 12 В, потом повышают. При такой подаче напряжение будет стабильным. Если оно исходно повышенное, излишек погасит трансформатор. Если пониженное – недостаток восполняется за счет аккумулятора. У этих устройств тоже есть свои минусы: небольшой ресурс батареи, низкий КПД, высокая цена.

У приборов третьего типа есть встроенные стабилизаторы и мощные зарядники, которые быстро восполняют недостаток энергии. Есть два подвида этих ИБП: с синусоидальным выходом и со ступенчатой аппроксимацией. Минус интерактивных бесперебойников – высокая цена.

Как сделать бесперебойник своими руками

При наличии базовых знаний в электротехнике и опыте работы с электрическими приборами, сборка ИБП собственной конструкции, не займет много времени, и будет стоить дешевле готового изделия примерно на треть.

Все комплектующие можно приобрести в свободной продаже, так как любой ИБП состоит из таких элементов как:

  • входной блок питания;
  • аккумуляторная батарея;
  • инвертор;
  • фильтр высших гармоник;
  • соединительные провода.

Для батареи используют автомобильные аккумуляторы с напряжением 12 В, рекомендуется составлять батарею из не менее чем двух аккумуляторов.

Соединение их выполняют последовательно, что способствует равномерной разрядке. Для питания используется стандартный импульсный блок питания с выходным напряжением постоянного тока на 28,8 В и силой тока 50 А. В качестве соединительных проводов рекомендуется использовать медный многожильный кабель (косичку) с сечением 12 мм2, так как значение тока между элементами ИБП достигает 100 А и провода с меньшим сечением могут расплавиться.

К выходным клеммам блока питания подключаются и аккумуляторная батарея, и инвертор, который преобразовывает поступающие от блока питания 28,8 В в 310 В переменного тока с вольтамперной характеристикой в виде меандра, после чего фильтр высших гармоник окончательно преобразовывает его в синусоидальное напряжение 220В.

Рекомендуется обратить внимание на конструкцию блока питания, а конкретно на схему подключения вентилятора, зачастую она выполняется с подачей напряжения от выходных клемм. Поскольку к ним же подключена и аккумуляторная батарея, то при переходе в автономный режим, вентилятор станет потреблять энергию из нее, хотя в данном случае он работать вообще не должен

Схему рекомендуется изменить или вообще отказаться от вентилятора в пользу мощных радиаторов

Поскольку к ним же подключена и аккумуляторная батарея, то при переходе в автономный режим, вентилятор станет потреблять энергию из нее, хотя в данном случае он работать вообще не должен. Схему рекомендуется изменить или вообще отказаться от вентилятора в пользу мощных радиаторов.

Как сделать бесперебойник — пошаговая инструкция

Прежде всего стоит понять, что самостоятельно собрать ИБП вполне возможно, но для этого потребуются определенные знания. Если человек не обладает познаниями в данной области, заниматься созданием бесперебойника своими руками не стоит, зря будет потрачено время и денежные средства.

Кроме того, стоит понимать, что система, созданная таким образом, будет иметь довольно непрезентабельный вид. в ней будут отсутствовать ряд функций, а работать она будет не автоматически, а в ручном режиме.

Для создания бесперебойника потребуется:

  • Инвертор 12 на 220 вольт. Инверторы бывают разные, отличаются они мощностью и формой выходного сигнала, в конкретном случае будет нужен аппарат с пиковой мощностью 600 Вт, а рабочей – минимум 300 Вт.
  • Аккумуляторные батареи. Чем больше емкость батареи, тем дольше проработает бесперебойник в автономном режиме. Оборудование емкостью 45А/час будет работать примерно 8 часов, емкостью 95А/час – сутки. Лучше всего выбрать гелиевые аккумуляторы, они служат гораздо дольше, но и стоят дороже.
  • Зарядное устройство для батареи. Разумеется, оно должно соответствовать емкости самого аккумулятора.

Процесс создания бесперебойника своими руками можно разделить на следующие этапы:

  1. На инверторе указано два обозначения + и -, их нужно соединить мощным проводом с соответствующими обозначениями на аккумуляторе.
  2. Вилку котла следует включить в сеть питания на инверторе, после нажатия кнопки «включить», оборудование начнет работать.
  3. Инвертор и котел работают, а аккумуляторная батарея постепенно разряжается. После того как батарея сядет или возобновится подача электроэнергии, нужно подсоединить к аккумулятору зарядное устройство.

Стоит обратить внимание при сборке на следующие нюансы:

для скрепления деталей использовать толстые провода из меди;
места соединений проводов с оборудованием должны быть очень надежными, поэтому им стоит уделять особое внимание;
соединения проверять через какое-то время, поскольку есть риск окисления металла в этих местах, что может ухудшить работу системы.

Если собирать ИБП самостоятельно из указанных деталей, экономия составит примерно 30-50%.

Двухтактный ИБП

Если есть желание понизить потери по мощности, то вам требуется двухтактный источник бесперебойного питания 12 В.

Один из вариантов исполнения показан на картинке.

Это схема двухтактного импульсного конвертера. Применяется как в сварочных инверторах, так и в компьютерных блоках питания. Схема рабочая, очень надежная и с хорошим КПД.

В принципе можно создать модель, исходя из расчета самого мощного потребителя в вашем доме. Таких, как бойлер или телевизор. То есть те устройства общая мощность потребления, которых не более 2.5 кВт. Тогда и инвертор делается с запасом до 3 кВт.

Благодаря работе на меньших токах, увеличивается ресурс конденсаторов. Источник бесперебойного питания на 12 вольт может применяться в усилителях мощности.

Устройство и принцип действия

Принцип действия любого источника бесперебойного питания прост: пока напряжение питающей сети находится в заданных пределах, оно подается на выход ИБП, одновременно с этим заряд встроенного аккумулятора поддерживается от внешнего питания схемой заряда. При пропадании электропитания или его сильном отклонении от номинала выход UPS подключается к встроенному в него инвертору, преобразующему постоянный ток от аккумулятора в переменный ток питания нагрузки. Естественно, время работы ИБП ограничено емкостью аккумулятора, КПД инвертора и мощностью нагрузки.

Существует три конструктивных типа источников бесперебойного питания:

  • Off-line. Конструкцию ИБП такого рода наиболее полно описывает предыдущий абзац. Большинство маломощных ИБП (однофазные модели мощностью до 1,5 кВА) для персональных компьютеров используют этот принцип работы. Их достоинство — высокий КПД при работе от внешнего питания, так как поддержание заряда встроенного аккумулятора требует минимальных затрат энергии. Вместе с тем, при частых колебаниях напряжения в сети они слишком часто переходят в режим резервного питания, а релейная коммутация имеет некоторую задержку.
  • Схема ИБП типа Line-Interactive позволяет им переключать выход между питанием от сети и встроенного инвертора без задержек, а встроенный автотрансформатор позволяет расширить диапазон входных напряжений, при которых не происходит переход на резервное питание. Такие источники бесперебойного питания более эффективны при недостаточно стабильном питании, но более сложны и дороги, чем off-line ИБП.
  • Схема On-line используются в наиболее мощных ИБП (до нескольких кВА). В этом случае входное напряжение подается непосредственно на понижающий выпрямитель, который питает инвертор. Аккумулятор, осуществляющий резервное питание, включается между ними и используется только при полном отключении внешнего питания, в то время как при его наличии независимо от напряжения используется электросеть. UPS типа on-line не имеют задержек при переходе на резервное питание, так как инвертор используется постоянно, и максимально экономично расходуют заряд аккумулятора.

Предлагаем ознакомиться с устройством ИБП на примере модели APC Back-UPS RS800

https://youtube.com/watch?v=Gz8_-7DSdI8

Собираем бесперебойник

Наглядная схема модульного ИБП своими руками:

Итак, процесс сборки пошагово:

  1. Для начала нужно убедиться, что батареи рабочие. Вольтметром проверяем напряжение. Оно не должно быть ниже 2.7 В. Для нашего ИБП хватит двух батареек.

  2. Доводим уровень заряда до 100 %.
  3. В пластиковом корпусе вырезаем места для установки выключателя и контактного разъема для блока питания.
  4. К припаянным проводам батареек нужно впаять предохранители, выбираем в зависимости от источника потребления, не забудьте взять с запасом. Этим мы исключим случайное короткое замыкание.
  5. Все открытые места нужно надежно заизолировать. Для этого хорошо подойдет специальная термоусадка.
  6. Питающие батареи соединяем вместе в один блок изолентой.
  7. В пластиковом боксе вырезается окно для воль src=»https://vashumnyidom.ru/wp-content/uploads/2020/02/15-ibp-svoimi-rukami-15.jpg» class=»aligncenter» width=»404″ height=»388″|fcw3qayjh5a| alt=»окно для вольтметра 1″ src=»https://vashumnyidom.ru/wp-content/uploads/2020/02/16-ibp-svoimi-rukami-16.jpg» class=»aligncenter» width=»613″ height=»384″
  8. С помощью термопистолета приклеиваем датчик к корпусу. Этим же клеем заизолировать места вывода проводов.
  9. На аккумулятор закрепляется контроллер заряда. В этом варианте применен двусторонний скотч.
  10. Провода к контроллеру припаиваются к плате контроллера. Бесперебойник, схема которого видна ниже, почти готов.
  11. Затем соединяется вся схема нашего ИБП.
  12. К выходу обязательно припаять конденсатор. Этим мы защитим схему от микробросков и сделаем выравнивание рабочей частоты прибора. Для подбора не забываем, что на 1 Ватт выходной мощности требуется 100 микроФарад.
  13. Выставляем выходное напряжение на 12 вольт с помощью переменного резистора. Именно такое напряжение необходимо для питания роутера.
  14. Все элементы закрываем в коробку и ставим новый самодельный ИБП на зарядку.

Как зарядить аккумулятор ИБП: разница в способе зарядки разных типов аккумуляторов

Стандартная АКБ нуждается в токе постоянной величины, напряжение неуклонно увеличивается до определенного значения, электролит закипает и зарядка прекращается. Если заряжать АКБ бесперебойника таким же образом, закипевший электролит повлечет взрыв. Поэтому величина тока для заряда должна равняться одной десятой части емкости батареи, он должен уменьшаться до значений 20-30 мА, ограничиваться. Напряжение должно не превышать 15 В и не изменяться в ходе пополнения заряда.

Как правильно заряжать аккумулятор ИБП

Правильная зарядка АКБ бесперебойника обеспечивает ему гораздо более длительный срок функционирования, чем указанный производителем, без потерь в эффективности.

Первое пополнение заряда

С завода бесперебойники выпускаются заряженными, к пользователю могут попасть разряженными наполовину, либо полностью. В аппарат встроена система самотестирования, которая перед началом каждого цикла работы активизируется, сообщает о полноте заряда питательного элемента.

При первом включении для подзарядки аппарат подсоединяют к сети без установки какой-либо нагрузки. Длительность процедуры первоначального заряда всегда большая, около суток. Само устройство при этом можно не включать. Если перед началом процесса гаджет долго находился при низких термальных условиях, сильно охлажден, рекомендуется дождаться, когда он согреется до окружающей температуры.

После наполнения батареи ее нужно разрядить. Подключается нагрузка со стабильной мощностью до тех пор, пока заряд не станет нулевым.

Затем этапы полной зарядки/разрядки повторяют. После указанных четырех циклов калибровки элемент питания снова заряжают полностью и им можно начинать пользоваться.

Как заряжать аккумулятор для ИБП 12v: обязательные для выполнения условия

  • начинать пополнение свинцово-кислотной батареи нужно с величины тока, не превосходящей 30% от емкости батареи;
  • напряжение на выходе устройства зарядки должно быть соотносимым со входным его показателем питательного элемента;
  • размер тока полезнее устанавливать на чуть меньшее значение, чем назначенное, это сделает работу устройства бессбойной, долгой;
  • длительность процедуры заряда рассчитывается делением емкости АКБ в амперчасах на величину тока ЗУ в амперах.

Срок эффективной работы элемента питания бесперебойного прибора напрямую зависит от качественности, правильности его зарядки. Предлагается использовать одно и то же зарядное устройство, одинаковые величины и характеристики напряжения. Сам процесс зарядки не должен прерываться до полного заполнения батареи. В состоянии покоя питательный элемент будет терять свои действенные качества, гораздо полезнее будет постоянно его эксплуатировать. Слишком частая зарядка не ведет к досрочному износу, наоборот – естественное старение наступит с задержкой при таком ритме использования.

Как зарядить аккумулятор ИБП зарядным устройством, если он долго бездействовал

Разряженный и долго простаивавший в таком состоянии аккумулятор ИБП можно вновь зарядить, вернуть к функционированию. Зарядное устройство для этой цели подойдет обычное, выдающее постоянное напряжение, для кислотных батарей (12 Вт, 7Ач).

Для такой сложной процедуры, как возвращение функциональности залежавшемуся АКБ, потребуется вскрытие крышки, залитие в каждый резервуар трех миллилитров дистиллированной воды. Сама процедура проводится при открытой крышке, по окончании ее закрепляют на своем месте. Залитие проводится аккуратно, без повреждений пластин.

Начинать заряжать нужно по прошествии двух часов после залива. Напряжение должно составлять 14 В, а ток – не более 1/10 части от емкости АКБ (0,7А). Желательно, чтобы эту работу проводил специалист, обладающий специальными умениями, образованием.

Качественный источник бесперебойного питания (ИБП) – это крайне необходимое резервное оснащение, как в быту, так и на масштабных предприятиях, на торгов.