Всем доброго.
Итак, уважаемые. Есть задачка организовать альтернативное бесперебойное питание напряжением 12 и 5 Вольт Постоянного Тока для относительно небольшой нагрузки.
Сейчас объясню почему альтернативное и зачем.
Задача - как можно дольше подавать питание на нагрузку при полном и длительном исчезновении штатного питания.
Что имеем:
-два компьютера, со стандартными блоками питания. Причем один из них может быть включенным не постоянно, а по надобности. Каждый компьютер подключен к своему бесперебойнику фирмы ЭйПиСи.
-два отдельных Импульсных блока питания на 12 и 5 вольт фирмы МинВелл. И 12-вольтовый аккумулятор. А! Чуть не забыл - еще понадобится преобразователь DC-DC конвертер из 12 в 5 Воль Постоянного Тока - позже объясню для чего.
Нагрузка представляет из себя пару бытовых роутеров и коммутаторов плюс несколько компьютерных вентиляторов 80х80мм. А если точнее то 2 роутера и 4 коммутатора. Причем некоторые работают от 12 Вольт, а некоторые от 5 Вольт.
Поскольку у нас стандартные компьютерные блоки питания, то там уже есть вожделенные и 5 и 12 Вольт Постоянного Тока.
Значит, штатные блоки питания сетевых железок откидываем и берем питание с компьютерных - лишнее преобразование из 220 В переменного тока в 5 В и 12 В Постоянного нам ни к чему.
Чтобы использовать напряжения с обоих компьютерных блоков, соединяем их шины 12 и 5 вольт впараллель. Но не напрямую, а через Диоды Шоттки (лучше сразу сдвоенные). При отключении одного из двух компьютеров, нужное нам напряжение на выходе будет всегда.
При этом ток не гуляет от одного блока питания к другому, и более-менее равномерно распределяется в нагрузку (бОльший ток будет отдавать тот, у кого напряжение выше и меньше внутреннее Сопротивление).
А при отключении обоих, конденсаторы, установленные во входных цепях сетевых устройств не будут разряжаться на нагрузку, подключенную к блокам питания компьютеров.
Отрицательный полюс блоков питания компьютеров не стал коммутировать и соединил в одну точку - слишком сложная схема получается, придется удваивать количество реле.
А теперь - схема Электрическая Принципальная.
Обозначения: PC1 12V DC и DC2 12V DC, PC1 5V DC и PC2 5V DC - это напряжения 12 и 5 Вольт Постоянного Тока снимаемые с блоков питания первого и второго компьютера соответственно.
MW 12V DC и MW 5V DC- импульсный блок питания на 12 и 5 Вольт фирмы МинВелл.
Далее все то же самое, только уже на 5 Вольт Постоянного Тока.
Будем читать снизу вверх.
Предположим что все источники питания на схеме находятся в работе.
Напряжение 12 Вольт обоих компьютеров поступает последовательно через Диоды Шоттки на обмотку реле К1. Реле, в свою очередь, при наличии напряжения на обмотке, перекидывает группы контактов с Нормально Замкнутых (NC) на Нормально Разомкнутые (NO).
А те, в свою очередь, подключены к обмотке реле К1.
Все замечательно, нагрузка через контакты реле К1 питается от блоков питания компьютеров.
Если какой-то один из компьютеров "выпадает" (выключается), то напряжение продолжает поступать от второго оставшегося.
А теперь посмотрим, если вдруг оба из них отключились. Например, отключили на профилактику.
Напряжение на К1 перестало поступать . Таким образом реле К1 вернет (перекоммутирует) нагрузку обратно на контакты "NC".
А те, в свою очередь подключены к вышестоящему реле К2, которое так же имеет аналогичнные группы контактов. В Нормально Замкнутом состоянии, когда питание на обмотку не поступает, у нас контакты "NC" реле К2 будут скоммутированы на аккумуляторную батарею 12 Вольт и нагрузка через цепочку реле K1-K2 окажется подключенной к ней. К батарее, в смысле.
Предположим что сетевое питание 220В есть и блок питания MW 12V DC снабжает питанием обмотку реле К2. А значит реле замкнуто и через Нормально Разомкнутые (NO) контакты подает 12 Вольт от блока питания MW 12V DC на нашу нагрузку.
Если нет, то значит нагрузка будет питаться от аккумуляторов, как и выше написал.
Тут вроде разобрались.
Осталось разобраться с напряжением 5 Вольт. Тут немного сложнее - ведь аккумулятор у нас есть только на 12 Вольт, а значит
потребуется DC-DC преобразователь. Например, МинВелл DDR-15G-5 (15 Вт, вход 9-36В, выход 5В 3А).
Его обозначим на схеме как MW 5V DC-DC.
В целом, схема коммутации полностью повторяет ту что для 12 Вольт - нет смысла повторяться. Но есть ньюанс.
Во-первых, обмотка реле K3 и K4 рассчитана на 5 Вольт Постоянного Тока, а не 12.
Во-вторых, вместо аккумулятора у нас используется выход DC-DC преобразователя. Вход которого подключен к выходу реле К1 (туда же, куда подключена нагрузка 12 Вольт).
Значит, пока MW 5V DC выдает напряжение, и обмотка K4 замкнута, то нагрузка питается от него. Если он отключился - то реле коммутирует контакты Нормально Разомкнутые (NO) на выход преобразователя MW 5V DC-DC. Который в свою очередь получает питание от блока MW 12V DC (если тот включен), либо же от аккумулятора 12 Вольт.
А, чуть не забыл. Параллельно выходным клеммам, идущим в сторону нагрузки, нужно поставить конденсатор, дабы снизить бросок (просадку) напряжения во время коммутации контактов Реле. Но не очень большой емкости, иначе контакты будут подгорать. Или же резистор не забыть поставить последовательно с ним.
И обмотку реле нужно так же подключить через свои Индивидуальные Диоды Шоттки. Иначе при пропадании напряжения источника питания, якорь "выходного" реле К1 или К3 будет удерживаться энергией, запасенной в выходном конденсаторе и в конденсаторах входных цепей питаемых устройств, что может привести к их нежелательной перезагрузке.
Ну и Диод в обратном направлении обязательно параллельно обмоткам всех Реле, чтобы не спалить ничего Током Самоиндукции, создаваемым в ней - не стал рисовать, лень.
Еще надо бы придумать как подключить защитно-зарядное устройство для аккумулятора, чтобы не доспустить разряда ниже предельного для него напряжения.
Ну-с, вроде все. Может что забыл? Здравая критика приветствуется.
Вход
Регистрация
Правила
FAQ
Поиск
