Источник бесперебойного питания низковольтной аппаратуры, Нужна критика Опции

[haker_fox]

Здравствуйте!
Мне необходимо организовать бесперебойное питание аппаратуры на +5, +12 В.
Предполагаю выполнить бесперебойник на базе блока питания AT(X) и свинцово-кислотной АКБ.

Предлагаю на Ваш суд структурную схему.
Кратко поясняю принцип работы конструкции. Если напряжение в сети присутствует, то нагрузка питается от блока питания AT(X). Как только сетевое напряжение пропадает, схема управления (Control Circuit) опеределяет это событие, и переключив полевые транзисторы, "перекидывает" нагрузку на батарею. При этом +5В получаем импульсным преобразователем (mc34063), 12 В - непосредственно от батарии (стабилизация не обязательна). Батарею заряжаем управляемым step up преобразователем.
Почему полевые транзисторы, а не реле? Чтобы время коммутации было минимальным. Для компенсации "провалов" напряжения, во время коммутации, непосредственно у клемм подключения нагрузки можно предусмотреть конденсаторы.

По поводу мощности:
1. При питании от сети:
1.1. +5V 3 - 5A.
1.2. +12V 3 - 5A.

2. При питании от АКБ:
2.1. +5V < 1 - 2 A.
2.2. +12V 0,5A (редко до 2А, но кратковременно).


Ну вот пока и все.
Прошу критики. Если не сообщил необходимой информации - сообщу!
Спасибо!!!

Прикрепленные файлы

 Visio_Structure.pdf ( 20.68 килобайт ) Кол-во скачиваний: 139

 

[haker_fox]

Пришел к выводу, что полевые транзисторы можно исключить. А источники питания со стороны аккумулятора и компьютерного БП соеденить через диоды Шоттки (монтажное ИЛИ). Тогда управление транзисторами не понадобится. Вместо этого можно поставить ключ на подключение аккумулятора к преобразователю +5V и выходу +12V и замыкать его во время отсутствия сетевого напряжения.

[Microwatt]

И как Вы намерены схему контроля сети построить? По каким признакам говорить: "сеть пропала, пора переключаться"?

[haker_fox]

И как Вы намерены схему контроля сети построить? По каким признакам говорить: "сеть пропала, пора переключаться"?

Измерять среднеквадратическое напряжение. Если оно упало ниже заданного порога (например ниже 170 В), то переключаемся на АКБ.

[Microwatt]

Измерять среднеквадратическое напряжение. Если оно упало ниже заданного порога (например ниже 170 В), то переключаемся на АКБ.

Вы это на практике уже проверили? Боюсь, когда среднеквадратичный управляющий блок вычислит это, переключаться будет уже поздно, нагрузка будет обесточена. Или 10-40мс перебой в питании Вам не критичен?

[haker_fox]

Вы это на практике уже проверили? Боюсь, когда среднеквадратичный управляющий блок вычислит это, переключаться будет уже поздно, нагрузка будет обесточена. Или 10-40мс перебой в питании Вам не критичен?

Можно поставить делитель, завести его на компаратор. Выставить опорное напряжение для компаратора. Выход компаратора через оптопару завести в блок.

[yakub_EZ]

Не вижу здесь смысла в автоматике. Объединить диодным "или" и будет работать. Если правильно настроить выходные напряжения, то батарейный преобразователь 12->5 в рабочем режиме будет работать на ХХ в горячем резерве.
По-моему, DC-DC с выходом на 13,8 вольт выгоднее делать не c 5 вольт, а с канала 12 вольт.

[Microwatt]

Можно поставить делитель, завести его на компаратор. Выставить опорное напряжение для компаратора. Выход компаратора через оптопару завести в блок.

Делитель чего? Входного 220? или выпрямленного, на балкере?
Не боитесь, что компаратор будет хлопать с частотой 100Гц по провалам меж полусинусами на конденсаторе?

[haker_fox]

Если правильно настроить выходные напряжения, то батарейный преобразователь 12->5 в рабочем режиме будет работать на ХХ в горячем резерве.

Под правильной настройкой Вы подразумеваете равенство напряжений на выходе AT(X) и преобразователя?

По-моему, DC-DC с выходом на 13,8 вольт выгоднее делать не c 5 вольт, а с канала 12 вольт.

А можно сделать DC-DC на такую малую ступень (1,8 В)? Еще я боюсь, что для зарядки может потребоваться напряжение ниже 12 В (когда батарея разряжена), тогда step up не поможет.

Делитель чего? Входного 220? или выпрямленного, на балкере?
Не боитесь, что компаратор будет хлопать с частотой 100Гц по провалам меж полусинусами на конденсаторе?

Да, проблема сложнее, чем казалась.
Надо подумать...

[Plain]

Чтобы диодный "ИЛИ" работал, надо поднимать основные 12 вольт, чтобы они были выше напряжения АКБ, например до 16 В.

Тогда и зарядник проще поставить линейный, любой готовый.

А ещё, не мешало бы давно забыть как страшный сон всякие там хх063 с гистерезисной ОС, и использовать что-нибудь поприличнее — хотя бы LM3478, что ли.

И главное — сделать отключение (UVLO) всего ИБП (подпилить сук), когда АКБ сдохнет — чтобы её не убить.

[haker_fox]

Чтобы диодный "ИЛИ" работал, надо поднимать основные 12 вольт, чтобы они были выше напряжения АКБ, например до 16 В.

Хочется использовать именно компьютерный блок питания. Да, если использовать диодное "ИЛИ", то нельзя исключать ситуацию, что из за более высокого напряжения на АКБ, она будет питать нагрузку.
Все-таки придется MOSFET использовать для коммутации напряжений. Для компенсации провалов напряжения перед нагрузкой поставить электролиты.

[Plain]

придется MOSFET использовать для коммутации напряжений. Для компенсации провалов напряжения перед нагрузкой поставить электролиты.

Вы слабо представляете себе задачу. Например, я пару лет назад делал нечто на эту тему, так в конце концов там оказалось около 500 деталей.

Электролиты нельзя коммутировать напрямую — выгорят и они, и ключи. И никогда не шутите с аккумулятором, у него очень низкое внутреннее сопротивление, благодаря чему он может отдавать огромную мощность кратковременно, выжигая на своём пути даже то, что не горит.

[haker_fox]

Вы слабо представляете себе задачу

Совершенно верно! Вот и пытаюсь разобраться. Изучаю книги Ю. Семенова, Р. Мэка, М. Брауна. Пока мало толку...

Пока лежал на полу (на ковре))) пришла идея: а что, если батарею использовать в буферном режиме? Тогда не нужна коммутация. Ну разве, что отключать нагрузку, если аккумулятор разряжен и его необходимо зарядить.
Но меня терзаю сомнения: не отразится ли пагубно на ней буферный режим работы по сравнению с циклическим?

[Plain]

В такой ситуации я бы посоветовал пересмотреть начальные требования по мощности и отказаться от БП АТХ в пользу БП от любого ноутбука — они выдают, в среднем, 19 В, имеют мощность порядка 60 Вт, спокойно работают без нагрузки, и главное, абсолютно тихие.

Тогда, к диодному "ИЛИ" понадобится добавить только два импульсных стабилизатора на 12 и 5 В (с защитами от КЗ) и линейный зарядник.

[haker_fox]

В такой ситуации я бы посоветовал пересмотреть начальные требования по мощности и отказаться от БП АТХ в пользу БП от любого ноутбука

Интересное предложение! Спасибо, Plain! Буду обмозговывать!