日常生活中,停电是很常见的事情。停电了以后,网络设施和监控设备当然也无法工作,可是如果刚好这个时候有小偷入室呢?
所以不间断电源是最好的选择。
问:为什么不用充电宝?
答:市场上能见到的充电宝,绝大多数都是只有5V输出,少部分支持快充可以调节电压,但基本都不支持边充边输出,并且功率小,只有二三十W,无法作为不间断电源,供应大功率负载使用。而少部分大功率的充电宝,价格高,接口不齐混乱,使用不方便,而且也不一定支持边充边输出。因此自己制作是最好的选择啦。
----------成品欣赏----------
----------制作过程----------
制作一台不间断电源,首先需要的就是电池。高容量大功率的锂电池是首选。正好仓库有两只无人机电池,一致性非常好,循环次数很少,非常新。拆出来后总共是8块3.7V4.5Ah的单体,把他们串并联成14.8V9Ah,也就是130Wh的电池组。
然后需要充电和放电的DC-DC。主要输出5V USB和12V,这里用到的是前几年非常流行的3r35模块。该模块体积小,功率大,长时间输出5A,短时间输出可达8A,同步整流,效率非常高。主芯片是tps40057。只是现在已经不多见了,好在仓库里还有几只。
模块的改造非常简单,只要调整几个电阻,就能得到需要的电压。 不间断电源,最重要的是支持边充电边给负载供电,而且在输入断开的时候要能够立即切换电池继续供电。
而锂电池充电是需要先恒流再恒压的,所以就需要电流检测。通常使用阻值很小的检流电阻,把电流转换成电压然后控制芯片判断调整电流。
市场上可以买到的恒流恒压,都是负极检流,这是无法用在UPS系统里的。因为UPS的所有负极都是共地,如果在电池负极检流,那么检流电阻就会被短路,电池当然就无法恒流充电,从而发生危险。
所以就要自己搭建正极检流的电路。这个电路很简单,用运放的差分放大电路即可,只要运放供电比检测的电压高就可以。就像下面这样。
用这种方法,可以把任意一个普通的DC-DC恒压模块改造成正极检流的恒压恒流模块。缺点就是电流调节范围线性不好,但只是用来充电不需要调节电流,这种电路就很适合。所以在本电路中依然使用3r35来给电池充电。
下一个问题就是如何切换。常见的方法有3种:继电器,二极管,mos管。继电器切换,成本低,但延迟大;二极管切换,没有延迟,但压降会带来损耗和发热;mos管切换,效率最高,但需要专门的芯片控制,成本高。于是选择了继电器+二极管的切换方法,用肖特基二极管,在继电器触点分离的瞬间(这个时间有几十到上百ms)提供电流通路,以达到不间断供电的目的。
这样,所有的电路模块都搭建好了。电路简单,直接用洞洞板制作,其中接口部分单独一块板,和各模块上下搭层,以达到空间利用率最大化。组合起来就是这个样子。因为上层空间大,顺便放一块升压,以提供24V1A小功率输出。 接下来就是量身定做一个外壳。用亚克力板,易加工,而且牢固性也不错。 把电池和电路板都装进外壳,完成!贴上标签,参数如下。 好啦,赶紧把光猫、路由器、交换机、摄像头、网络存储器……统统接上去!
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