12वी, 2ए अनइंटरप्टिबल पावर सप्लाई: 6 स्टेप

2024 लेखक: John Day | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-01-30 09:22

बिजली आपूर्ति प्रतियोगिता प्रवेश

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एक निर्बाध विद्युत आपूर्ति क्या है?

विकिपीडिया से उद्धरण

"एक अबाधित बिजली की आपूर्ति, भी निर्बाध बिजली स्रोत, यूपीएस या बैटरी बैकअप, एक विद्युत उपकरण है जो इनपुट पावर स्रोत या मुख्य शक्ति विफल होने पर लोड को आपातकालीन शक्ति प्रदान करता है। एक यूपीएस एक सहायक या आपातकालीन बिजली प्रणाली या स्टैंडबाय जनरेटर से भिन्न होता है। इसमें यह बैटरी में संग्रहीत ऊर्जा की आपूर्ति करके इनपुट पावर रुकावटों से लगभग तत्काल सुरक्षा प्रदान करेगा।"

ध्यान दें कि यूपीएस केवल एक अल्पकालिक समाधान है, और बिजली की उपलब्धता यूपीएस से जुड़े लोड पर निर्भर करेगी।

12 वी यूपीएस क्यों?

हमारे घरों और आसपास के अधिकांश आधुनिक इलेक्ट्रॉनिक उपकरण पूरी तरह से उपयोगिता बिजली आपूर्ति पर निर्भर हैं। जब बिजली चली जाती है, तो हमारे सभी आधुनिक इलेक्ट्रॉनिक उपकरण भी बंद हो जाते हैं। ऐसे कुछ उदाहरण हैं जहां यह अवांछनीय है, केवल एक जोड़े का नाम लेना:

• अलार्म सिस्टम
• अभिगम नियंत्रण प्रणाली
• नेटवर्क कनेक्टिविटी
• टेलीफोन सिस्टम
• सुरक्षा / आपातकालीन रोशनी

ये सभी सिस्टम आमतौर पर 12V पर काम करते हैं, और इन्हें आसानी से 12V UPS से जोड़ा जा सकता है।

यूपीएस के घटक

एक यूपीएस में 3 भाग होते हैं:

1. ट्रांसफार्मर
2. विनियमित बिजली आपूर्ति
3. बैटरी चार्जर
4. बेकअॅप बैटरी

मैं प्रत्येक चरण से गुजरूंगा, यह समझाते हुए कि बिना किसी विशेष घटकों का उपयोग करके एक विश्वसनीय 12V यूपीएस कैसे बनाया जाए।

चरण 1: ट्रांसफार्मर

12वी यूपीएस एक ऑफ-द-शेल्फ, मानक ट्रांसफार्मर का उपयोग करता है, जो सभी प्रमुख सुरक्षा उपकरण आपूर्तिकर्ताओं के पास उपलब्ध है। ट्रांसफॉर्मर आउटपुट 16 से 17 वी एसी के बीच होना चाहिए, और 3 एएमपीएस तक रेटेड होना चाहिए। मैं हमेशा अधिक डिज़ाइन करना पसंद करता हूँ, इसलिए मैं इस 2A UPS को डिज़ाइन करूँगा ताकि इसे अधिकतम 3A के लिए रेट किया जा सके।

कुछ आपूर्तिकर्ताओं के पास पहले से ही एक बाड़े में लगाए गए ट्रांसफॉर्मर हैं, जिनमें अतिरिक्त ओवरकुरेंट और वृद्धि सुरक्षा शामिल है।

चरण 2: विनियमित बिजली आपूर्ति

एक यूपीएस को सहायता के लिए बैक-अप बैटरी पर भरोसा किए बिना, रेटेड आउटपुट वोल्टेज पर रेटेड करंट की लगातार आपूर्ति करने में सक्षम होना चाहिए। तो पहला कदम 12V बिजली की आपूर्ति डिजाइन करना होगा।

LM317 वोल्टेज नियामक का उपयोग करना एक अच्छी शुरुआत होगी। इससे पहले कि हम डिवाइस की वर्तमान रेटिंग को देखें, आइए विनियमित आउटपुट वोल्टेज से शुरू करें। यद्यपि हम सभी 12V प्रणाली को संदर्भित करने के लिए उपयोग किए जाते हैं, यह वास्तव में सामान्य रूप से 13.8V प्रणाली है। यह वोल्टेज एक मानक SLA बैटरी का पूरी तरह से चार्ज किया गया वोल्टेज है। तो सभी गणनाओं के लिए, मैं 13.8V का उपयोग करूंगा।

घटक मानों की गणना करने के लिए, LM317 डेटाशीट देखें। यह प्रकट करता है की:

वाउट = 1.25 (1 + R2 / R1) + Iadj x R2

और वह Iadj विशिष्ट रूप से 50uA तक सीमित है।

शुरू करने के लिए, मैंने R1 मान को 1Kohm चुना है, इसलिए

वाउट = 1.25 (1 + R2 / R1) + Iadj x R2

13.8 = 1.25 (1 + R2/1K) + 50uA x R2

13.8 = 1.25 + 1.25/10E3 x R2) + 50E-6 x R2

12.55 = 0.00125 R2 + 0.00005 R2

12.55 = 0.0013 R2

R2 = ९.६५३ कोहम

लेकिन 9.653Kohm का मान एक मानक प्रतिरोधक मान नहीं है, इसलिए हमें इस मान के करीब पहुंचने के लिए कई प्रतिरोधों का उपयोग करना होगा। सबसे अच्छा समाधान दो प्रतिरोधों को समानांतर में रखना होगा। समानांतर में किन्हीं दो प्रतिरोधकों का संयुक्त प्रतिरोध हमेशा न्यूनतम मान वाले प्रतिरोधक से कम होगा। तो रोकनेवाला R2a 10Kohm बनाएं।

1/R2 = 1/R2a + 1/R2b

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

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

R2b = 278Kohm

R2b 270K. के रूप में

R2 = 9.643Kohm, जो हमें चाहिए, उसके काफी करीब है।

1000uf संधारित्र महत्वपूर्ण नहीं है, लेकिन यह एक अच्छा मूल्य है। आउटपुट वोल्टेज दोलनों को कम करने वाला 0.1uf संधारित्र

अब हमारे पास 13.8V बिजली की आपूर्ति है, जिसे डेटाशीट के अनुसार 1.5 amp पर रेट किया गया है।

चरण 3: बैटरी चार्जर

बैटरी चार्जर के रूप में अपनी बिजली आपूर्ति का उपयोग करने के लिए, हमें चार्जिंग करंट को बैटरी तक सीमित करना होगा। बिजली की आपूर्ति केवल 1.5 amps अधिकतम प्रदान कर सकती है, इसलिए अगला कदम सर्किट को आउटपुट से जुड़ी बैटरी के साथ देखना होगा। जैसे ही बैटरी वोल्टेज बढ़ता है (चार्जिंग), चार्जिंग करंट कम हो जाएगा। 13.8V की पूरी तरह चार्ज बैटरी के साथ, चार्जिंग करंट शून्य हो जाएगा।

आउटपुट पर रोकनेवाला का उपयोग करंट को LM317 की रेटिंग तक सीमित करने के लिए किया जाएगा। हम जानते हैं कि LM317 का आउटपुट वोल्टेज 13.8V पर नियत है। एक खाली SLA बैटरी वोल्टेज लगभग 12.0V है। R की गणना करना अब सरल है।

आर = वी / आई

आर = (13.8 वी - 12 वी) / 1.5 ए

आर = 1.2ohm

अब, रोकनेवाला में विलुप्त होने वाली शक्ति है

पी = मैं^2 आर

पी = 1.5^2 x 1.2

पी = 2.7W

चरण 4: वर्तमान को अधिकतम 3A तक दोगुना करना

3A के लिए रेट किए गए अधिक महंगे नियामकों का उपयोग करने के बजाय, मैंने अभी भी मानक LM317 का उपयोग करने का विकल्प चुना है। यूपीएस की वर्तमान रेटिंग बढ़ाने के लिए, मैंने बस दो सर्किट एक साथ जोड़े, जिससे वर्तमान रेटिंग दोगुनी हो गई।

लेकिन दो बिजली आपूर्ति को एक साथ जोड़ने पर एक समस्या है। यद्यपि उनके आउटपुट वोल्टेज की गणना बिल्कुल समान की गई थी, घटकों में भिन्नता, साथ ही साथ पीसी बोर्ड लेआउट के परिणामस्वरूप एक बिजली की आपूर्ति हमेशा अधिकांश करंट लेती है। इसे खत्म करने के लिए, संयुक्त आउटपुट को वर्तमान सीमित प्रतिरोधों के बाद लिया गया था, न कि नियामक के आउटपुट पर। यह सुनिश्चित करता है कि दो नियामकों के बीच वोल्टेज अंतर आउटपुट प्रतिरोधों द्वारा अवशोषित किया जाता है।

चरण 5: अंतिम सर्किट

मैं 1R2, 3W प्रतिरोधों को स्रोत करने में असमर्थ था, इस प्रकार मैंने 1R2 रोकनेवाला बनाने के लिए कई प्रतिरोधों का उपयोग करने का निर्णय लिया। मैंने विभिन्न श्रृंखला/समानांतर प्रतिरोधी मानों की गणना की, और पाया कि छह 1R8 प्रतिरोधों का उपयोग करने से 1R2 प्राप्त होता है। ठीक वही जो मुझे चाहिए था। 1R2 3W रोकनेवाला अब छह 1R8 0.5W प्रतिरोधों के साथ बदल दिया गया है।

सर्किट में एक और जोड़ एक पावर फेल आउटपुट है। यह आउटपुट 5V होगा जब मेन पावर मौजूद होगा, और 0V मेन फेल होने के दौरान। यह जोड़ यूपीएस को उन प्रणालियों से जोड़ना आसान बनाता है जिनके लिए एक मुख्य स्थिति संकेत की भी आवश्यकता होती है। सर्किट में ऑन-बोर्ड स्टेटस एलईडी भी शामिल है।

अंत में, UPS के 12V आउटपुट में एक सुरक्षा फ्यूज जोड़ा गया।

चरण 6: पीसी बोर्ड

यहां कहने के लिए कुछ अधिक नहीं।

मैंने ईगल के फ्रीवेयर संस्करण का उपयोग करके एक साधारण पीसी बोर्ड तैयार किया है। पीसी बोर्ड को इस तरह डिजाइन किया गया था कि गैर-इन्सुलेटेड त्वरित डिस्कनेक्ट लग्स को पीसी बोर्ड में मिलाया जा सकता है। यह पूरे यूपीएस बोर्ड को बैटरी के ऊपर माउंट करने की अनुमति देता है।

दो LM317 नियामकों में अच्छे आकार के हीट सिंक जोड़ना सुनिश्चित करें।