Andy Collinson
Описание
Это схема простого источника бесперебойного питания. Она выдает стабилизированное напряжение 5 В и нестабилизированное 12 В. При отключении электроэнергии источником питания становится аккумулятор, и этот переход происходит плавно, без скачков выходных напряжений.
Замечания
Эту схему можно адаптировать и для других значений стабилизированного и нестабилизированного выходных напряжений, применяя различные стабилизаторы и аккумуляторы. Например, чтобы получить стабилизированные 15 В, необходимы соединенные последовательно два 12-вольтовых аккумулятора и интегральный стабилизатор 7815. Поэтому, данное схемное решение имеет довольно широкое применение.
Первичная обмотка трансформатора TR1 рассчитывается на номинальное значение напряжения электросети, например, в Великобритании оно составляет 240 В. Вторичная обмотка должна, при этом, выдавать напряжение не менее 12 В с током 2 А, но может быть рассчитана и на большее напряжение, например, на 15 В. Предохранитель F1 с замедленным срабатыванием защищает трансформатор от короткого замыкания в схеме или неисправности аккумулятора. Светодиод LED1 будет светиться, когда подается напряжение питания. При отключении энергоснабжения индикатор гаснет, и выходное напряжение поддерживается аккумулятором. На рисунке ниже приведен результат моделирования работы устройства при подключении к электросети.
Между клеммами VP1 и VP3 - номинальное нестабилизированное напряжение питания. На клеммах VP1 и VP2 присутствует стабилизированное напряжение 5 В. Через резистор R1 и диод D1 происходит заряд аккумулятора B1. Диоды D1 и D3 предотвращают свечение LED1 при отключении напряжения сети. Аккумулятор подзаряжается в капельном режиме, ток которого определяется следующим образом:
(VP5 - U B1 - 0.6) / R1 ,
VP5 - напряжение после выпрямительного моста BR1, сглаженное конденсатором С1,
U B1 - напряжение на аккумуляторе B1.
Диод D2 должен быть включен в схему обязательно, без него на аккумулятор попадет полное напряжение VP5, без ограничения тока, что приведет к перегреву батареи и выходу ее из строя. На рисунке ниже показан результат моделирования схемы при отключении электроэнергии.
Обратите внимание, что напряжение 5 В стабильно при любом режиме работы схемы, и, в то же время, нестабилизированное напряжение питания VP3 может меняться в пределах нескольких вольт.
Время работы в резервном режиме
Время работы в резервном режиме зависит от нагрузок, подключенных к устройству, а также, от емкости аккумулятора. Если Вы используете 12-вольтовый аккумулятор емкостью 7 А·ч и подключили 5-вольтовую нагрузку с током 0.5 А (при этом к выходу нестабилизированного напряжения нагрузка не подключена), то стабильное напряжение 5 В будет поддерживаться примерно в течение 14 часов. Увеличив емкость батареи, получите большее время резервного режима.
Приветствую, друзья!
Сегодня мы поговорим о помощи первому другу компьютеров – источнику бесперебойного питания.
Источник бесперебойного питания (ИБП) предназначен для защиты и аварийного питания компьютеров.
Это такой себе «спасатель». Но иногда самому «спасателю» требуется помощь. Ведь ИБП, как и любая техника, может ломаться!
Мы рассмотрим в этой статье лишь самые простые неисправности, возникающие в процессе эксплуатации.
Они не потребуют больших усилий для своего устранения. Сложные случаи оставим профессионалам.
Итак, ИБП не работает вообще
Первым делом надо вскрыть корпус и внимательно осмотреть печатную плату со стороны деталей и . Сгоревшие детали, подлежат, естественно, замене. Особенно внимательно (желательно с лупой) следует осматривать пайки разъемов и выводов элементов, через которые протекает большой ток .
Сильноточные детали – это, прежде всего, транзисторы инвертора . Чаще всего в инверторах применяются мощные полевые транзисторы (ПТ), сопротивление открытого канала которых составляет величину в сотые и тысячные доли Ома.
Это очень небольшое сопротивление, но через транзисторы могут протекать токи в десятки ампер. Поэтому они установлены на радиаторах (или на одном общем радиаторе).
Если транзистор (или другая деталь) сильно греется, то маркировка, выполненная чаще всего белой краской, темнеет. При этом темнеет и припой в месте пайки. Если деталь вплотную прилегает к плате, то в месте соприкосновения потемнеет и сама плата.
Иногда вокруг выводов сильноточных деталей возникают характерные кольцеобразные трещины. Контакт в таких местах между выводом и печатной платой обладает повышенным сопротивлением, что приводит к еще большему нагреву.
Все плохие и подозрительные пайки следует тщательно пропаять!
Проверка деталей ИБП
После внешнего осмотра необходимо проверить транзисторы инвертора. Для этого надо ознакомиться со статьей
Если транзисторы окажутся неисправными, их необходимо заменить такими же или аналогичными.
Далее следует проверить предохранитель. В ИБП обычно имеется минимум два предохранителя. Первый (к которому есть доступ снаружи) – по сети 220 В. Он имеет номинал в несколько ампер, который зависит от мощности ИБП. Чем мощнее ИБП, тем больше номинал.
Чаще всего он расположен в специальном гнезде, в непосредственной близости от разъема сетевого шнура. Извлечь его можно с помощью отвертки с узким лезвием. Часто держатель предохранителя имеет гнездо для еще одного предохранителя (запасного) и сам предохранитель. Так что сгоревший предохранитель можно оперативно заменить.
Второй предохранитель установлен на плате по цепи +12 В, в плюсовой шине аккумулятора. Он рассчитан на гораздо больший ток (30 – 40 А и больше). Дело в том, что при исчезновении напряжения начинает работать инвертор, и аккумулятор должен отдать большой ток.
Например, при активной мощности 250 Вт нагрузки, подключенной к ИБП, аккумулятор должен отдать ток 250:12 = 21 А. И это без учета потерь в инверторе!
Обычно это предохранитель имеет номинал 30 или 40 А. В более мощных ИБП их может быть два, при этом они устанавливаются параллельно. Такие предохранители используются в автомобилях, поэтому их можно при необходимости найти на авторынке.
Отметим, что предохранители в большинстве своем не выходят из строя «просто так». Поэтому, перед тем, как менять их, необходимо удостовериться в исправности других деталей – выпрямительных , тех же транзисторов инвертора.
Иногда перегорание предохранителей может быть вызвано межвитковым замыканием в трансформаторе, но, к счастью, такое случается редко.
Проблемы с переключающими реле
Переключение ИБП в режим работы от аккумулятора осуществляется чаще всего посредством электромеханических реле. Используются реле постоянного тока с катушкой на 12 или 24 В и мощными контактами. Иногда контактная группа одного из реле выходит из строя.
Проявляться это может тем, что бесперебойник не включается вообще или не переключается на аккумуляторы при исчезновении сетевого напряжения. При подозрении на такую неисправность следует выпаять реле и проверить сопротивление замыкающего контакта тестером.
Как правило, такое реле имеет один переключающий контакт.
При подаче напряжения на катушку контакты 1 — 3 размыкаются, а контакты 2 — 3 — замыкаются.
Сопротивление разомкнутого контакта должно быть бесконечно большим, а замкнутого – иметь сопротивление порядка десятых долей Ома.
Если же оно равно нескольким Омам (или десяткам Ом), такое реле подлежит замене.
В заключение отметим, что при подаче питания на катушку должен быть слышен четкий щелчок. Если он не слышен или слышны какие-то «шорохи», имеет место механическая неисправность, и реле однозначно надо менять.
Скажем также, что электромагнитное реле – чаще всего штука надежная и долговечная.
Обычные (не герконовые) реле имеют ресурс не менее 100 000 срабатываний, чего с лихвой хватает на все время работы ИБП.
Во второй части мы продолжим знакомиться с простейшими неисправностями бесперебойников.
Не пропустите!
До встречи на блоге!
Достаточно давно заняли место необходимого компонента в современных компьютерных системах и совокупностях других приборов, используемых как на предприятиях, так и в домашних условиях. Многие потребители знакомы с особенностями работы и разновидностями ИБП. Для них обычный источник бесперебойного питания для компьютера или, к примеру, специализированные бесперебойники для котлов не являются чем-то новым и незнакомым. Особенно на территории нашей страны, где электросети, что уж говорить, не характеризуются стабильностью выдаваемых конечным потребителям показателей. Да и подача электроэнергии, ни для кого не секрет, может быть неожиданно прекращена, пусть и на короткое время, но в любой момент.
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.
Устройство ИБП
По своей сути источники бесперебойного питания являются довольно сложными электронными устройствами, состоящими из множества компонентов. Если рассмотреть схему ИБП, причем практически любого, можно обнаружить, что устройство состоит из компонентов, представленных:
- преобразователями;
- переключателями;
- устройствами хранения электрической энергии (в большинстве случаев - аккумуляторная батарея).
Почему происходят поломки
Известно, что чем сложнее система, тем больше вероятность того, что она выйдет из строя из-за поломки одного или нескольких отдельных компонентов. В общем случае сложность устройства ИБП обусловлена довольно широким перечнем функций, которые прибор должен выполнять. Сюда относится не только возможность подачи энергии в электрические аппараты в момент пропажи напряжения в сети, но и стабилизирующие, защитные функции. Есть устройства, к которым предъявляются еще более широкие требования. К примеру, бесперебойники для котлов должны, помимо вышеперечисленного, иметь на своем выходе правильную синусоиду. Такая сложность системы обусловливает возможность проявления некоторых неисправностей, хотя такое происходит нечасто. Что делать в этом случае? Как осуществить ремонт ИБП своими руками?
Меры предосторожности
Прежде чем переходить к манипуляциям с аппаратом, следует учитывать, что ИБП - это сложное электронное устройство и при проведении ремонтных работ нужно соблюдать меры предосторожности. Все операции с бесперебойником можно осуществлять, только убедившись, что устройство обесточено. Никакие советы и секреты ремонта ИБП, услышанные от знакомых или найденные в интернете, не спасут от поражения электрическим током в случае необдуманных действий и неаккуратного обращения с компонентами, находящимися под напряжением!
С чего начать?
Конечно же, ИБП, как и любой другой электронный прибор, требует при своей эксплуатации выполнения некоторых элементарных правил. Очень часто причиной кажущейся пользователю неисправности являются неправильно подключенные провода, ослабление или окисление с течением времени клемм их подключения и т. п. Прежде чем задумываться о проведении серьезного ремонта прибора, необходимо внимательно осмотреть соединение проводов, проверить их работоспособность, отсутствие переломов и разрывов кабелей, питающих ИБП, наконец, убедиться в наличии электропитания в розетке.
Поддержка работоспособности
В большинстве случаев рассматриваемое устройство служит своему владельцу долгие годы и без особых проблем. При этом для достижения такого положения вещей требуется регулярное обслуживание ИБП, которое заключается в замене аккумуляторной батареи (примерно раз в два года) и общем контроле исправности электронных компонентов. Если для контроля свойств конденсаторов, резисторов и других электронных элементов понадобятся довольно глубокие знания в электронике и схемотехнике либо поход в сервисный центр, то заменить аккумулятор ИБП, вышедший из строя или утративший свои свойства со временем, может практически каждый. Такой ремонт ИБП своими руками приходится осуществлять практически каждому владельцу устройства хотя бы единожды за жизненный цикл бесперебойника.
Предохранитель
Если бесперебойник не включается после перепада напряжения или в результате короткого замыкания в питающей сети, вполне вероятно, что для восстановления работоспособности устройства не потребуется даже его разборка. Первое, что нужно сделать, осуществляя ремонт ИБП своими руками, - это осуществить проверку целостности плавкого предохранителя и его замена в случае необходимости. Поскольку данный компонент выходит из строя достаточно часто, производители ИБП конструируют свои устройства таким образом, чтобы пользователь мог осуществить процедуру самостоятельно. Сами запасные предохранители часто входят в комплект поставки бесперебойника. Если же их нет, аналогичный извлеченному из устройства защитный элемент можно приобрести в любом магазине, где продаются радиодетали. Для замены предохранителя нужно найти на корпусе специальный содержащий его лоток и извлечь/выкрутить - в зависимости от конструкции - содержимое. После замены установить лоток на свое место. Более подробно процедура описана в инструкции к ИБП, но в целом любой домашний мастер разберется и без нее.
Замена батареи
Для замены аккумуляторной батареи понадобится совсем немного времени и единственный инструмент - крестовая отвертка. Изначально требуется выкрутить несколько винтов, скрепляющих части корпуса и расположенных снизу ИБП, в специальных отверстиях. Это позволит снять верхнюю крышку и получить доступ к батарее. Аккумулятор в большинстве случаев не закреплен каким-то особым способом внутри корпуса и извлекается достаточно легко. Нужно лишь отсоединить два провода, которые подключаются к батарее с помощью клемм. После извлечения источника сохранения энергии из корпуса ИБП необходимо определить его маркировку и приобрести аналогичную батарею в специализированном магазине. Сборка ИБП производится в обратном порядке:
- Установка батареи.
- Подключение проводов, соблюдая полярность.
- Установка и соединение между собой частей корпуса устройства.
Сложный ремонт
Если вышеописанные советы выполнены, то есть ИБП подключен правильно, предохранитель в устройстве цел и аккумуляторная батарея исправна, а бесперебойник все равно не работает должным образом, вероятно, самым правильным решением будет обращение для ремонта аппарата в сервисный центр. Дело в том, что схема ИБП довольно сложна для обычного пользователя, диагностика и замена в случае необходимости отдельных электронных компонентов без специальных инструментов и навыков мастера в домашних условиях часто просто неосуществимы. Таким образом, пытаясь починить нерабочий прибор без определенных знаний и умений, а также без наличия соответствующего оборудования домашний мастер может лишь усугубить ситуацию.
В общем случае, решив починить неисправный ИБП самостоятельно, нужно в первую очередь взвесить свои силы и возможности. От обычного пользователя чаще всего требуется проведение простейших манипуляций, которые правильнее было бы отнести к обслуживанию устройства, а не его ремонту. Устранение сложных поломок лучше доверить профессионалам.
Источник бесперебойного питания довольно сложное устройство, которое условно можно разделить на два блока - это преобразователь 12В в сетевое 220В, и зарядное устройство выполняющее обратную функцию: 220В на 12В для подзарядки аккумулятора. В большинстве случаев ремонт бесперебойника очень проблемный и дорогостоящий. Но пробовать всё-же стоит - конечно всегда есть шанс на халяву в виде сгоревшего предохранителя:)
У знакомого на фирме выкинули нерабочий бесперебойник модели APC 500. Но прежде чем пустить его на запчасти, решил попробовать его оживить. И как оказалось не зря. Прежде всего меряем напряжение на аккумуляторной гелевой батарее. Для функционирования бесперебойника но должно быть в пределах 10-14В. Вольтаж в норме, так что проблема с аккумулятором отпадает.
Теперь осмотрим саму плату и померяем питание в ключевых точках схемы. Родной принципиальной схемы бесперебойника APC500 не нашёл, но вот кое что похожее. Для лучшей чёткости скачайте полноценную здесь. Проверяем мощные олевые транзисторы - норма. Питание на электронную управляющую часть источника бесперебойного питания поступает с небольшого сетевого трансформатора на 15В. Меряем это напряжение до диодного моста, после, и после стабилизатора 9В.
А вот и первая ласточка. Напряжение 16В после фильтра входит в микросхему - стабилизатор, а на выходе всего пару вольт. Заменяем её на аналогичную по вольтажу модель и воссстанавливаем питание схемы блока управления.
Бесперебойник начал трещать и жужжать, но на выходе 220В по прежнему не наблюдается. Продолжаем внимательный осмотр печатной платы.
Ещё одна проблема - одна из тонких дорожек перегорела и пришлось заменить её тонкой проволочкой. Вот теперь устройство бесперебойного питания APC500 заработало без проблем.
Испытывая в реальных условиях, пришёл к выводу, что встроенная пищалка сигнализатор отсутствия сети орёт как дурная, и не мешало бы её немного утихомирить. Полностью выключать нельзя - так как будет не слышно состояния аккумулятора в аварийном режиме (определяется по частоте сигналов), а вот сделать тише можно и нужно.
Это достигается включением резистора на 500-800 Ом последовательно со звукоизлучателем. И напоследок несколько советов владельцам бесперебойников. Если он иногда отключает нагрузку, возможно проблема в с "подсохшими" конденсаторами. Подключите UPS ко входу заведомо исправного компа и посмотрите - прекратятся ли срабатывания.
Бесперебойник иногда неверно определяет ёмкость свинцовых батарей показывая статус ОК, но стоит только ему переключится на них, как они внезапно садятся и нагрузка "выбивается". Убедитесь, что клеммы заходят плотно, а не болтаются. Не отключайте его надолго от сети, лишая возможности держать аккумуляторы на постоянной подзарядке. Не допускайте глубоких разрядов батарей, оставляя по меньшей мере 10% емкости, после чего следует отключать бесперебойник до восстановления питающего напряжения. Хотя бы раз в три месяца устраивайте "тренировку", разряжая батарею до 10% и опять заряжая аккумулятор до полной ёмкости.
Обсудить статью РЕМОНТ БЕСПЕРЕБОЙНИКА
Источник бесперебойного питания (ИБП), или его как еще называют ЮПС (UPS – uninterruptible power supply) – это, по сути, зарядное устройство, аккумулятор и повышающий преобразователь в одном корпусе. Простой бесперебойник для компьютера мощностью от 300 Вт до 500 Вт стоит 2000 – 3500 руб. К сожалению, встроенный в них аккумулятор имеет обычно емкость от 7 до 8 А*час. Этого будет достаточно, чтобы питать компьютер в течение 4 минут. В более дорогих моделях устанавливается аккумуляторная батарея до 15 – 20 А, этой емкости может хватать на 10 – 30 минут бесперебойного питания компьютера.
Резервная схема построения ИБП (Off – line , Standby )
Чаще всего ИБП, используемые для питания персональных компьютеров, построены по резервной схеме Off-Line. Практически все недорогие ИБП, мощностью от 300 Вт до 720 Вт, продаваемые на отечественном рынке, устроены по данной схеме.
Резервная схема построения ИБП (Off-line, Standby) осуществляется следующим образом:
- При стабильном напряжении в сети (в обычном режиме) питание подключенной нагрузки осуществляется от первичной электрической сети.
- При понижении напряжения в сети или его пропадании нагрузка подключается к питанию, через повышающий инверторный преобразователь, от встроенного аккумулятора.
- При восстановлении напряжения в сети, нагрузка снова переключается на питание от сети.
При каждом переключении питания возникает скачок напряжения, который недопустим для питания серверов и баз данных, но для персональных компьютеров это не критично.
Самостоятельно реализовать схему Off-line можно с помощью реле с катушкой на переменное напряжение 220В.
- При напряжении в сети на уровне 220В, нормально замкнутые контакты этого реле будут держать повышающий преобразователь отключенным.
- Когда в сети пропадет напряжение 220В, реле отпускает контакты и подключает аккумулятор вместе с преобразователем к питанию компьютера.
- При восстановлении напряжения 220В, реле опять включается, и переключает компьютер к питанию от сети.
Обязательно ещё нужно организовать схему зарядки аккумулятора самодельного бесперебойника.
Самодельное зарядное устройство для аккумулятора бесперебойника.
Схема построения ИБП с двойным преобразованием (Online) Как самому установить люстру в доме