Обзор источников бесперебойного питания для дома и дачи

Что потребуется?

Для изготовления ИБП своими руками в первую очередь потребуются аккумуляторы от мощного автомобиля — КамАЗа или иного подобного грузовика. Необходимо использовать пару аккумуляторов на 12 В, соединенных последовательно и обладающих емкостью от 190 А·ч. Устройства малой емкости заряжаются быстрее , но более требовательны к режиму зарядки и болезненно реагируют на перезаряд. Кроме того, понадобится зарядное устройство, обладающее достаточной мощностью, и инвертор.

Из всех этих компонентов однозначно купленными будут аккумуляторы, и, поскольку на них все равно придется тратиться, то лучше купить новые, а не бывшие в употреблении. Зарядное устройство можно собрать самостоятельно, как и инвертор, хотя специалисты утверждают, что результат в любом случае будет уступать заводским образцам из-за низкого качества деталей и комплектующих.

Если принимается решение собирать оба узла самостоятельно, то следует использовать новые, качественные детали.

Для питания котла отопления необходим «чистый синус»

Самые дешёвые и простые компьютерные ИБП, при работе от батарей генерируют на выходе не синусоидальную форму сигнала, потому что импульсным блокам питания не сильно важна форма и частота входного напряжения. Но газовый котёл содержит в своей конструкции как минимум циркуляционный насос, которому почти наверняка не понравится «модифицированная синусоида», и он хоть и будет работать, но со страшным гулом. Мне не известно, насколько такой режим работы сказывается на сроке его службы, но звучит устрашающе, и появляется сильное желание его выключить. Но тем ни менее, в продаже имеются не мало ИБП для ПК, которые генерируют на выходе «правильный синус»

Некоторые производители добавляют в название «Smart» таким моделям, но в любом случае стоит обратить внимание на характеристики устройства, а именно на графу «Форма выходного сигнала». Но даже если ИБП типа off-line и на выходе у него «аппроксимация синусоиды», то можно приобрести инвертор достаточной для работы котла мощности, и подключить его к аккумулятору ИБП, в результате получится дешёвый on-line ИБП с подходящей формой сигнала

При этом вместо ИБП можно взять зарядное устройство для аккумуляторов подходящего типа.

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.

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.

Выбор инверторов

На всякий случай скажу, что инвертор — это и есть по сути бесперебойник, если не считать подключенные отдельно АКБ. Это важнейший компонент системы, преобразующий постоянный ток аккумулятора в потребительский переменный (220 В).

Специалисты советуют применять модели класса CPS (в частности, 3500, 7500 и 5000 PRO).

В предыдущем разделе мы говорили о том, как можно собрать инвертор собственными руками из компьютерного бесперебойника. Но отрегулировать его работу без опыта и специальных приспособлений сумеет далеко не каждый.

Вообще для сборки ИБП подойдет далеко не каждый инвертор. Эти устройства производятся различной мощности, дизайна, отличаются по способу передачи сигнала. В нашем случае оптимальным выбором станет модель инвертора 12 на 220 В. При этом, в зависимости от характеристик котла, можно выбрать модель с максимальными либо минимальными характеристиками (300 Вт и 600 ВТ соответственно).

Надо сказать, что в этом сатье мы лишь поверхностно касаемся выбору инвертора, более подробно читайте на нашем сайте переходя по ссылки ниже

Итак, установить ИБП на котел – задача не самая сложная. И справившись собственными силами с этой задачей, вы в дальнейшем сумеете без особых затруднений проводить плановое техобслуживание системы, выполнять различный мелкий ремонт. Чаще всего потребуется замена аккумуляторов, а также регулярно контролировать техническое состояние всей системы в целом.

Что касается места для бесперебойника, то удобнее всего поместить его в подвале либо полуподвале, чтобы не заполнять полезный объем верхних помещений

Очень важно найти для устройства сухое помещение, поскольку влага крайне опасна для его контактов, поэтому настоятельно рекомендуется поставить устройство в специальный шкафчик с плотно закрывающейся дверцей

Нюансы и возможные ошибки

Чтобы исключить остывание теплоносителя, нужно создать гармоничную систему для фильтров напряжения. Ее можно создать с помощью проверенной схемы. Подобные виды фильтров включают в себя различные резисторы, трансформаторы и другие вспомогательные устройства.

Правильно сконструированная система сможет организовать стабильную работу любому источнику электричества. Схема его несложная, справится с ней любой начинающий мастер.

Первоочередной задачей является подсчет параметров. Составляющие контура рассчитывают и делают идентичным образом. Ее собирают последовательным или параллельным образом. В любом случае создается частота в пятьдесят гигагерц. Далее рассчитывают параметры индуктивных катушек под сердечник. В сердечнике делается зазор между витками.

Универсальные формулы для подсчета всех необходимых составляющих выглядят таким образом:

Для исключения возможных ошибок создания беспербойника отопления, нужно позаботиться о безопасности.

1. Следует надеть перчатки во избежание получения разряда тока от проводов либо контактов с ними.
2. Нужно внимательным образом сделать осмотр проводов. В них не должно быть никаких трещин, поскольку короткое замыкание очень опасно для здоровья мастера и помещения (может привести к пожару).
3. Для системы требуется подключение нескольких батарей (лучше брать несколько целиком подзаряженных и подсоединять их параллельным образом. Нельзя в целях экономии брать более дешевые устройства, поскольку их качество и время работы обычно стоят соответствующе. Не нужно присоединять к прибору все ненужное. Следует применять его именно для равноценных по мощности приборов. Впрочем, для компьютерных устройств, как обычно, данной мощности вполне хватает. Главное — отсутствие превышения общей мощности. Лучший выбор — фазозависимые модели.

Как сделать бесперебойник своими руками?

Обеспечить бесперебойное питание приборов в течение достаточно длительного времени могут только устройства на основе мощных и емких аккумуляторов, для которых надо использовать зарядное устройство соответствующей мощности и инвертор, преобразующий постоянное напряжение в стандартные 220 В. Наибольшую сложность будет представлять именно изготовление инвертора, поскольку от того, какой он выдает синус — чистый или меандр разных типов — зависит, какие приборы смогут быть запитаны от полученного комплекта. Некоторые устройства не воспринимают импульсное напряжение с большим числом высокочастотных гармоник — это надо учитывать, планируя создание ИБП.

Большинство пользователей предпочитают использовать готовый инвертор заводской сборки, поскольку обеспечить необходимую частоту для дома и всех потребителей достаточно сложно.

Выбор аккумуляторов

Аккумуляторы в ИБП используются внутренние, внешние и комбинированные.

ИБП с внутренними аккумуляторами рассчитаны на 10-20 минут непрерывной работы.

Внешние аккумуляторы дают возможность работы в течение нескольких часов. Кроме того, срок службы аккумуляторов меньше, чем срок работы самого ИБП. Внешние аккумуляторы проще заменить при необходимости.

Необходимую емкость батарей проще всего определить по таблицам или калькулятору на сайте производителя. Непосредственный расчет слишком сложный, необходимо учесть КПД, реактивную мощность и другие факторы.

Использование автомобильных аккумуляторов не рекомендуется. Они, в отличие от специальных, не герметичные, за исключением необслуживаемых. При работе в воздух выделяются пары кислоты, водород и кислород. Это недопустимо для закрытых, а тем более жилых помещений. Однако много специалистов подключают автомобильные аккумуляторы и они прекрасно работают. Это  зависит от типа ИБП и встроенных аккумуляторов. Иногда автомобильные батареи заряжают отдельным зарядным устройством и необходимо следить за уровнем заряда. При хранении в отключенном состоянии происходит саморазряд аккумулятора и через некоторое время ИБП не сможет работать. Потребуется предварительная зарядка. Кроме того, хранение в разряженном состоянии вредно для аккумулятора.

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.

Насколько долговечны батареи ИБП

Несмотря на то что в различных ИБП используется, казалось бы, одна и та же батарейная технология, наблюдаются колебания срока эксплуатации батарей ИБП разных изготовителей в широких пределах

Это весьма важно для пользователей, поскольку замена батарей стоит дорого (до 30% первоначальной стоимости ИБП). Выход батарей из строя снижает эффективность системы, является источником простоев и лишней головной боли

На надежность батареи значительное влияние оказывает температура. Дело в том, что естественные процессы, вызывающие старение батареи, во многом зависят от температуры. Подробные данные испытаний, предоставленные изготовителями батарей, показывают, что срок эксплуатации батареи при повышении температуры на каждые 10°C снижается на 10%. Это означает, что конструкция ИБП должна предусматривать минимальный нагрев батареи. Все ИБП с топологией online и гибридные online-источники нагреваются сильнее, нежели резервные или линейно-интерактивные (вот почему первым требуется вентилятор). Это важнейшая причина, в силу которой ИБП резервного и линейно-интерактивного типов реже нуждаются в замене батарей, чем ИБП с топологией online.

Зарядка

Поскольку встроенные в UPS аккумуляторы автоматически поддерживаются в заряженном состоянии, нет необходимости в их дополнительной зарядке. Если аккумулятор был полностью разряжен, ряд моделей бесперебойников в момент включения могут индицировать неисправность аккумулятора, однако по мере набора им заряда индикация прекратится.

Как правило, при первом включении ИБП ему нужно 5-6 часов для полной зарядки аккумулятора. Ряд нюансов эксплуатации зависят от типа применяемого аккумулятора:

• Наиболее дешевые аккумуляторы, выполненные по технологии AGM (ошибочно либо намеренно могут называться продавцами гелевыми) не рекомендуется длительно оставлять разряженными, так как это ведет к их деградации и потере емкости. Если ИБП не используется длительное время, стоит регулярно включать его вхолостую, чтобы поддержать заряд аккумулятора.
• Настоящие гелевые аккумуляторы дороже, но без последствий переносят длительный глубокий разряд. Одновременно они более чувствительны к перезаряду, что может произойти при установке в ИБП батареи емкостью меньше, чем рассчитано.

Если же существует необходимость зарядить аккумулятор от внешнего зарядного источника, крайне важно ограничить зарядный ток значением не более 10% от номинала емкости (так, аккумулятор емкостью 4 А*ч можно заряжать током не более чем 0,4 А).

Ибп 12 вольт своими руками

На днях заказал 10 мощных 10 ваттных светодиодов. Светодиоды уже едут из Китая, а тем временем задумался об их запитке. Светодиоды рассчитаны на напряжение 12 вольт.

Для питания этих светодиодов было решено собрать импульсный блок питания на довольно известной микросхеме IR2153. Была найдена печатная плата в описании к видеоролику из цикла «импульсный блок питания для чайников» от АКА. Плата там немного недоделанная, не хватает пары дорожек, пришлось немного поправить, сделать толще дорожки, переделать под свои транзисторы в корпусе TO-247, переделать низковольтную (выходную) часть так же под свои нужды.

Выход тут не стабилизирован никак, поэтому была добавлена стабилизация на стабилизаторе 278R12, но он ток всего 2 Ампера, поэтому он был умощнён PNP транзистором TIP36C, по даташитовской схеме:

Таким образом мы увеличиваем максимальный выходной ток в несколько раз. На выходе получаем вот такую схему

Под данную схему была поправлена печатая плата

Плата сделана под уже готовый трансформатор, свои транзисторы и радиаторы (видим площадки для припайки радиаторов). Плата имеет размеры 85х90мм

Собираем все компоненты для блока питания

Подготавливаем стеклотекстолит. Отрезаем прямоугольник 85х90мм.

У меня он двухсторонний, поэтому снимаем одну из сторон фольги.

Усаживаем транзисторы на радиаторы через подложки и термопасту

Первичная обмотка – две полуобмотки по 20 витков каждая проводом 0.8мм, средняя точка никуда не паяется, сделаны две полуобмотки, чтобы между ними намотать вторичную обмотку, которая содержит 4 витка провода 1мм тремя жилами.

Теперь утюжим, травим плату, сверлим отверстия и лудим дорожки. Затем впаиваем компоненты и получаем такой блок питания

Вид со стороны дорожек

Во время сборки кончился припой, пришлось растягивать, поэтому дорожки не до конца пропаяны. Конечно же будут утолщены позже.

После сборки внимательно проверяем монтаж. Теперь подключаем блок питания в сеть через лампу 220в 100вт. Я подключал не в сеть, а к самодельному преобразователю 12-220. Сделано это для того, чтобы схема не бабахнула при неверном монтаже. У меня обнаружилось 2 косяка (лампа горела процентов на 30), 1 – неверно спроектировал плату в районе стабилизатора (в архиве она исправлена и полностью рабочая) 2- ляпнул припоем между + и – выхода БП. После устранения неполадок схема завелась без проблем. После лампу можно отключить и подключить БП в сеть 220в напрямую.

На выходе БП имеем напряжение 12 вольт ровно, на выходе диодного моста после трансформатора в моём случае получилось 16 вольт, под нагрузкой в 60 ватт – 14.5 вольт, на выходе 11.8 вольт. Падение на 0.2 вольта в моём случае даже хорошо, будет проще жить светодиодам. Итак мы имеем падение напряжения на стабилизаторе в 2.5 вольта, при потреблении нагрузки 10А – это 25 ватт рассеиваемой мощности на стабилизаторе, что не совсем вкусно (меня не особо волнует), сократить эту рассеиваемую мощность можно уменьшением напряжения на выходе трансформатора (уменьшить на пол витка вторичку, либо увеличить на несколько витков первичку, либо понизить частоту ирки). Так же можно применить например импульсный стабилизатор, в таком случае моща, уходящая в тепло будет ничтожно мала.

Эксплуатация и обслуживание источника бесперебойного питания

Не забудьте регулярно следить за уровнем электролита в аккумуляторах. Больше ничего особенного делать не надо.

(читать дальше…) :: (в начало статьи)

:: ПоискТехника безопасности :: Помощь

К сожалению в статьях периодически встречаются ошибки, они исправляются, статьи дополняются, развиваются, готовятся новые. Подпишитесь, на новости, чтобы быть в курсе.

Если что-то непонятно, обязательно спросите!Задать вопрос. Обсуждение статьи.

Еще статьи

Резонансный фильтр, преобразователь меандр — синус, синусоида. Отзыв, …
Практический опыт повторения конструкции преобразователя меандра в синусоиду на …

Импульсный источник питания. Своими руками. Самодельный. Сделать. Лабо…
Схема импульсного блока питания. Расчет на разные напряжения и токи….

Зарядное устройство. Импульсный автомобильный зарядник. Зарядка аккуму…
Схема импульсного зарядного устройства. Расчет на разные напряжения и токи….

Преобразователь однофазного в трехфазное. Конвертер одной фазы в три. …
Схема преобразователя однофазного напряжения в трехфазное….

Инвертирующий импульсный преобразователь напряжения, источник питания….
Как работает инвертирующий стабилизатор напряжения. Где он применяется. Описание…

Бестрансформаторные источники питания, преобразователи напряжения без …
Обзор схем бестрансформаторных источников питания…

Питание светодиода. Драйвер. Светодиодный фонарь, фонарик. Своими рука…
Включение светодиодов в светодиодном фонаре….

Изготовление дросселя, катушки индуктивности своими руками, самому, са…
Расчет и изготовление катушки индуктивности, дросселя. Типовые электронные схемы…

Меры предосторожности и возможные ошибки

• В первую очередь, если вы решили сделать бесперебойник для насоса отопления именно своими руками, нужно надеть перчатки, чтобы не получить разряд током от оголённых проводов или контактов.
• Следует внимательно рассмотреть провода — у них не должно быть даже небольших повреждений, т.к. короткое замыкание очень опасно и может не только навредить человеческому здоровью, но и стать причиной пожара.
• Для системы следует подключать несколько аккумуляторов (лучше всего будет брать 2-4 полностью заряженных) и присоединять их параллельно.
• Ни в коем случае не следует экономить и брать устройства подешевле, так как качество и срок службы обычно оказываются соответствующими цене.
• Не присоединяйте к устройству всё подряд, используйте его именно для тех приборов, на которые он рассчитан по своей мощности. Впрочем, для компьютеров, как правило, этой мощности вполне хватает, главное, чтобы общая мощность не была выше максимально допустимой.
• Лучшим выбором, как советуют специалисты, будут модели с фазозависимым оборудованием.

Похожие записи:

Как выбрать реле напряжения 220в для частного дома и квартиры Технологии полупроводников. часть 1 Как работает стабилитрон Автомобильные светодиодные лампочки h3: виды, где применяется Проходной выключатель: принцип работы и подключение Обзор диэлектрических перчаток до 1000 в