Создание УПС на постоянном токе

[-кабельщик- 13]

 

 

 

В сравнении с трансформаторными упсами.

Все (почти все) преобразователи трансформаторные. Только вопрос в том, на какой частоте преобразование.

На 50 кгц преобразование более эффективное, чем на 50 гц, ибо меньше потерь в магнитопроводе и меди.

 

О низкочастотных, как я уже писал выше - уже лет 5 как пора забыить и не вспоминать.

 

вообще-то я подозревал, что в этой песочнице, под "низкочастотными преобразователями" подразумевали 20-70кГц,

а под "высокочастотными" - те, что выше 200кГц

 

Всё познаётся в сравнении. Для блоков питания 20-70 это высокочастотные преобразования. Более 200 КГц - это уже плохо. Не каждый ключ, не каждый ШИМ, не каждый диод, и даже не каждый провод.

 

 Andryas, термин "высокочастотные" применительно к сюда - как серпом по яйцам. Hanss правильно пишет, до 200кГц - нч, выше - вч. Такая терминология в  песочнице ИИП. Это на данном этапе развития технологий . Лет через десять может по другому будет.

MICROWATT так написал, видимо, для тех, кто не играет в эти пасочки.

[andryas 1 059]

Andryas, термин "высокочастотные" применительно к сюда - как серпом по яйцам. Hanss правильно пишет, до 200кГц - нч, выше - вч. Такая терминология в  песочнице ИИП. Это на данном этапе развития технологий . Лет через десять может по другому будет.

MICROWATT так написал, видимо, для тех, кто не играет в эти пасочки.

мда, значит я с этими сетями чудовищно отстал от жизни... скоро трансформировать коаксиальными трансформаторами, видимо, будут, или уже?

Відредаговано 2013-11-22 10:32:54 andryas

[MICROWATT 765]

Та все это программерский блуд. Он идет от маломощных DC-DC для питания процессоров. Там- да, и 500 и даже 900кГц, сам пробовал.
Выше 70-100кГц серьезные (имеется в виду серьезной мощности и при значительных напряжениях)  источники не делают.
 Если это самоцель, то можно наверное и на 200 -250кГц сетевой сделать. Но какой смысл? Поерять вдвое-трое  больше в тепло на фронтах и повозиться с литцендратом?

[MICROWATT 765]

MICROWATT , если вы симулируете силу в LTSpice , киньтесь в меня моделькой, где набегает асимметрия (если это не военная тайна).

Какая еще военная тайна в мирное время?

Почту свою в личку скиньте. Тут прицепить файл не могу.

[Hanss 1]

Та все это программерский блуд. Он идет от маломощных DC-DC для питания процессоров. Там- да, и 500 и даже 900кГц, сам пробовал.

Выше 70-100кГц серьезные (имеется в виду серьезной мощности и при значительных напряжениях)  источники не делают.

 Если это самоцель, то можно наверное и на 200 -250кГц сетевой сделать. Но какой смысл? Поерять вдвое-трое  больше в тепло на фронтах и повозиться с литцендратом?

вместо того, что бы извиниться, вы меня обвиняете в... чём? в блуде?

вы что дедушка, с головой не дружите?

какое вам дело к моей л.ж., да и еще в этом форуме?

[Hanss 1]

и тут же сами пишите следующий... извините бред:

 

...Он идет от маломощных DC-DC для питания процессоров.

для вас 150-ти Амперный DC-DC преобразователь с +12В В +0,8В - маломощный?

ну тогда я японский городничий!

[MICROWATT 765]

и тут же сами пишите следующий... извините бред:

 

...Он идет от маломощных DC-DC для питания процессоров.

для вас 150-ти Амперный DC-DC преобразователь с +12В В +0,8В - маломощный?

ну тогда я японский городничий!

Вы зря обижаетесь и л.ж. приплели.  "блуд" тут метафора, не более.

 Да, это типичный "процессорный" источник о котором я упоминал. Низкое напряжение и большие токи, нет гальваники. Тут да, 500кгц не редкость и многофазность.

 Вы попробуйте сделать это со входом от 220 или хотя бы 48 ватт на 40-50 и тогда поймете в чем проблемы. Одно дело емкость в 100пФ перезарядить на 500кГц при 12 вольтах, и совем тысячу первое - на 350. Вы приведите пример сетевого  источника "с полки", скажем, 12В 5А  с тактовой 300-500кГц и тогда будет видно кто как с головой дружит ( мне тоже  обижаться или не стоит?) или просто со схемотехникой.

 Даже если такой найдется - курьез пятикратной стоимости при средненьких параметрах, не более. Ну, "бред", как Вы выражаетесь, а не конструкция.

 

 Вообще, когда на " какое небо синее" постоянно слышишь: "бред! у тебя голова явно не в порядке, оно лазурное", то и общаться расхочется.

 То, что я знаю, оно останется при мне, как меня ни обзывай.  Хочется Вам, не зная броду,  затеять источник с тактовой 1мГц - дерзайте, поучимся и поблагодарим.

[NiTr0 584]

В схеме четыре компонента общей стоимостью копеек 85-90.Весь узел стоит менее 2грн (вошла площадь платы, монтаж, регулировка).

Регулируется прекрасно. Оборудование - лабораторный источник и поверенный тестер. Имеем обратную связь за несколько лет (попавшее в ремонт прогоняется полностью, независимо от того в какой части была поломка), установленные пороги не расползаются.

+ такой же узел на нижний порог разряда. + триггер на нижний порог разряда (чтобы при подъеме напряжения на батарее упс не дергался) в том или ином виде. + балансир н 2 банки (если будет). + логика управления включением - чтобы не включался при любом включении в сеть. Несколько дороже получается, не так ли?

 

И  Вы, вооружившись  МК ,  с этим меряться беретесь?

С точностью - легко меряться. Ибо точность ограничена флуктуациями ИОН, который довольно-таки стабильный, а фиксированный разброс параметров... Впрочем, не буду повторять в 10-й раз одно и то же.

С ценой всей логики - тоже легко. Повторюсь, при сколь-либо сложной логике (ну там сложнее мигалки лампочкой) - узел на МК будет и дешевле, и функциональнее.

Цена МК - 15 грн в розницу http://www.rcscomponents.kiev.ua/product/STM32F100R8T6B.html и мозга хватит в принципе даже на IP стек с SNMPv1/v2, если надо будет.

 

Во-первых, точнее и лучше  не сделаете, да и не нужно, во-вторых цена этого узла вырастет раз в 10-20 минимум. Вы же не видите прибора  в целом, только отдельный МК в безвоздушном пространстве.

И при этом вы приводите в пример один узел, ни разу не самодостаточный...

 

А питать его чем?

LM117 сколько там копеек?

 

А в один слой разведете?

http://blog.kiloom.com/stm32_maketnaya_plata хотя там не помешали бы кондеры прямо возле лап питания-массы.

 

А на сколько экземпляров УПС расписать стоимость технологического  компьтера и всех примочек для МК? Затраты энергии для компа учитывать будем или ?.

Стоимость технологического компьютера - 100 грн с монитором, ибо там пня 1 с виндой 95 с головой. Стоимость примочек - тоже какбы копейки, програматор STM32 - он же STM32**Discovery демо-плата, используемая для тестирования/отладки алгоритма на коленке, ценой в 150 грн (весьма недорого как за внутрисхемный отладчик). Терминальный шнурок - или готовый (новый грн 30, б/у - обычно бесплатно отдают или за пиво), или паять.

Да, какова стоимость регулируемого источника опорного напряжения и поверенного тестера, почему вы их в расчет не включаете?

 

Вы тут STM32 упоминали, а сколько ног у него считали? Паять кто будет? Одна распайка такого корпуса дороже готового узла на 431.

Паяется за максимум 2 минуты мини-волной. Быстрее, чем вы один блок на TL431 напаяете и откалибруете

 

Возможно (возможно!) тут МК из самых-самых примитивных восьминожечных (даже 6 есть?) окажет реальную помощь. Вы сначала только опишите какой заряд будем считать умным. При сем не забывайте, что публика подключает от 7 до 70Ач аккумуляторы и мы как разработчики конкретное значение не видим. Публика тоже не знает , в том смысле, что никто вводить кнопочками емкость не будет. Большинство просто не поймут о чем речь и на всякий случай понажмут все.

8-ножки помощи не окажут. Ну нет в них АЦП. А лепить sigma-delta из компаратора - нунафиг, точность никакая. Лепить горку TL431 - тоже смысла не вижу, тем более цена МК что на 8 лап какой-то младшей тини, что на 20 лап атмеги8/меги48, что STM32 - различается на копейки (стоимость рассыпухи-обвязки для тини будет больше).

 

Умный заряд - это заряд в несколько ступеней, чтобы более оптимально зарядить и 100Ач, и 7Ач батарею. Скажем до 12.5В с ограничением тока в 7-10А или сколько там разумно (100Ач при этом эдак с 30-40% емкости быстро наберет; 7Ач аккум этот этап скорее всего проскочит за минуты - ибо разряженный при 13В напряжении более 3А не кушает), потом при падении тока до 2А - увеличение лимита напряжения до 13В с фиксацией тока на уровне 2А (тоже для мелкого аккума вполне безопасно, при 13В они еще не кипят), потом - ожидание пока ток упадет до 700 мА (0.1С для 7Ач) и заряд таким током до 13.6-13.7В. Далее, при падении тока ниже 20-50 мА при 13.6-13.7В - снимать заряд нафиг; включать только когда аккум просядет до 13В. Плюсы: довольно быстрый заряд, и отсутствие выкипания в простое.

 

А еще стоит мониторить температуру окружающей среды, и исходя из нее пересчитывать пороговые напряжения...

 

Ну и прочие сервисные функции озвучьте поподробнее, это интересно. Народ выскажется что ему нужно обязательно, а без чего и обойтись можно, не приплачивая несоразмерно практической пользе.

Банальный мониторинг через терминал или SNMP (тыкается модулем, кому не надо - не покупает, общение с мозгом упса - по все тому же терминалу, через который упс калибруется).

 

Вимірювання напруги ... - це задача надто складна.

Неужели?... Відредаговано 2013-11-22 16:58:51 NiTr0

[ingr 74]

NiTr0, я писав: Вимірювання напруги і оцінка залишкової ємності на одному акумуляторі (невідомо якої ємності і яких особоливостей технології, при температурах -20...+50) - це задача надто складна.

Тут кидали посилання на сайт з графіками розряду "звичайних глелевих" при кімнатній температурі. Як ведуть себе різні автомобільні акумулятори при різних температурах (і при різній динаміці температури всередині того ящика)  і струмах розряду? Це можна визначити при контрольному розряді аля "калібровці". Але...

 

Що буде з акумуляторами при температурі +30? А при замовлених +50? Доречі, їх ресурс просто від зберігання при температурах вище +30 замітно падає...

[NiTr0 584]

Измерение напряжения и аппроксимация емкости +- лапоть исходя из напряжения - в общем-то достаточно для беглой оценки. Калибровка - оно хорошо, и в принципе частичная калибровка при отключении питания - тоже пройдет...

[-кабельщик- 13]

А при замовлених +50? Доречі, їх ресурс просто від зберігання при температурах вище +30 замітно падає...

ingr , я может и перегнул слегонца. Какие края по теплу для бокса, висящего возле двери в машинное лифта (в типовой панельной девятиэтажке советских времен). Ну вы поняли где это. Зимой там бывает практически как на улице (если выбито стекло в оконце).  Летом конечно, не +50 , просто в боксе внутри жарко, если он без пропеллера.

 

NiTr0 , сколько времени (мне, условно говоря, никак не знакомому с мк) понадобится для освоения работы с камнем, который вы привели в пример? Я понимаю, что плюс минус километр, но просто хотелось бы хоть немного спрогнозировать для себя.

Відредаговано 2013-11-22 18:19:32 -кабельщик-

[ingr 74]

Це все-таки, другорядне питання. Пропозиція MICROWATT щодо якогось інтерфейсу для вимірювання параметрів роботи безпербійника цілком нормальна. Як буде що помоніторити можна буде поговорити за скільки і який функціонал можна додати.

[MICROWATT 765]

NITro, вот читаю и как бы это... мясо свежее, капуста хрустящая, морковка - загляденье, а борщ получается - ни в дугу.
 Две минуты микроволной паяется STM32? Ага, я даже скажу, когда на понижалках манипулятор ставит компонент за 160миллисекунд, то его почти не видно, глаз следить не успевает и из туннельной печи это сыплется, как бублики на хлебзаводе.
Аж обидно, что мешок плат собирается часа за полтора, а готовиться к этому событию нужно чуть не полгода. Ну и денег посмотреть это кино тоже не с кошельком под пенсию нужно. Я - про стоимость, Вы - про скорость пайки.
100-200 плат на автоматическую сборку или не возьмут, или возьмут, но  по цене 1000-2000. А врукопашную -10-13 коп вывод это если у дяди на стороне.
 Гм... компьютер с дисплеем за 100грн... ладно, может я совсем давно из лесу не выходил, компьютеры давно по обочинам валяются.

 Вы так уверенно все расписываете. Ну нарисуйте батарейную часть.
Есть оптрон зарядника напряжение регулировать плавненько, миллиампера три полный диапазон,
датчик тока в "плюсе" с падением аж до 0.5-0.6 вольта на полном токе заряда,
две батареи с требованиями к балансировке,
датчик сети - логический уровень 1- сеть есть, спад до нуля - миллисекунд 20-30
разрядный стабилизатор с управлением логикой 1-выключен. при сети стоит "под парами", на хх.
 Еще простая индикация - сеть есть, работаем от батареи, выход в норме.
Все это потребляет в дежурном режиме (батарею разрядили и выключили) миллиампера 1.5-2.
 Сочините и сыграйте сей этюд. Получится - положу рядом свои ноты, сравним. Чем черт не шутит, можно и хором спеть - пообещаете перед студией поставлять по сотне шитых МК через неделю после запроса по разумной цене и начнем.
 Конечно, про силовую часть и речи не ведем. Там МК - откровенная ересь.

[ingr 74]

-кабельщик-, на поверхні плати пінгувалки з дс1820 зимою при -26 було, здається, навіть не мінусова температури. Літом при +30 було десь під 40 градусів. Це в закритій коробці без явної вентиляції зі споживанням ...12 Вт. під шиферним дахом. В залежності від конструкції ящика і потужності обладнання може бути і +50, хоча навряд чи сильний мінус. Але той + якраз таки згубний для акумуляторів... Крім того конструкція з кількома перетворювачами на великих струмах буде явно сприяти збільшенню температури...

[ingr 74]

MICROWATT, може ви в курсі про датчик струму, по схемі з лм358 при використанні замість лм-ки тл072 (яка на вході допускає від + живлення) то без додаткового живлення можна мати маленьке падіння на шунті 0.05 Ом.

[MICROWATT 765]

Если честно, я оту "залишкову емнисть" кой-как оценить смог бы относительно просто. Но кому это реально нужно? Кто будет на все эти дисплеи смотреть на чердаке, если он даже что-то и понимает в этом?
 Родили уже когда-то такое. Радиомост, УПС на 48вольт.  Выдавали удаленно "100, 75, 50, 25% " емкости батареи осталось. Поохали, языками поцокали, а потом - пока абонент не позвонил, что сеть упала - никто и не чесался. А чесаться - за 40 км село. Дизель в багажник и по коням, часа через полтора  - подняли на автономном генератора и батарейку попутно заряжают пока свет не дадут.

[ingr 74]

По-моєму необхідна тільки сигналізація переходу на акумулятори. Скільки воно має пропрацювати можна буде прикинути апріорі. Якщо воно скисне значно раніше - не повезло, і так чи інакше ніякий реальний автомат за годину до кінця не попередить.

Як простий варіант, якщо є розумний свіч який може відправити трап про підняття/опускання порта, можна пробувати "завернути" прийом на передачу в тому порті. А якщо є вільне волокно то можна зліпити "оптопару". Інакше пінгувалки...

[MICROWATT 765]

MICROWATT, може ви в курсі про датчик струму, по схемі з лм358 при використанні замість лм-ки тл072 (яка на вході допускає від + живлення) то без додаткового живлення можна мати маленьке падіння на шунті 0.05 Ом.

Та у курсі, в курсі. то ж мій хліб.

 Переглянув багатенько рішень. Добре  із шунтом у мінусі, але 0.05 вольта при зарядних в 1А дуже погано виглядають при розрядних 10А (0.5 вольта), шунт спільний з деяких причин.

У "плюсі" воно краще, але схеми такого плану працюють лише крейдою на дошці. Як не дивно, але похибка поділу напруги в 1% росте у 25-30% загалом. Це у окремих статтях розглянуто, спочатку я думав що у мене очі повилазили Зовсім напрямки LM358 до шини + не підключиш, хоча вона таку напругу дозволяе. Потрібно декілька резисторів щоб зробити  інструментальний підсилювач. Вони усе й псують.

 Iснують вже інтегральні перетворювачі напруги з плюса до мінуса, але надто дорого для широкого вжитку.

 Практично що вдалося масово використати - або шунт у "плюс" з втратою 0.6 вольта зарядного, або зарядне з падаючою характеристикою, само обмежить потужність, а це й струм.

[NiTr0 584]

NiTr0 , сколько времени (мне, условно говоря, никак не знакомому с мк) понадобится для освоения работы с камнем, который вы привели в пример? Я понимаю, что плюс минус километр, но просто хотелось бы хоть немного спрогнозировать для себя.

На армах (учитывая более мощный камень) далеко не обязательно все писать на асме, компиляторы С вполне годный код производят; + есть как библиотеки под периферию от производителя, так и RTOS (по большому счету - управление потоками-задачами + уровень абстракции оборудования + доп. библиотеки типа драуверов FAT и т.п.), и переплата за RTOS небольшая (что-то около 500 байт оперативки, + 5-6 кБ кода) как по ресурсам - для какой-то меги это ессно много, для камня с 64К ром и 4-8К рамы это вполне скромно.

Я к примеру, не имея опыта работы с армом, вполне реализовал блок управления (несколько кнопок, LCD 16x2, последовательный обмен данными) за менее чем неделю в свободное время, считая эксперименты с ChibiOS.

 

Две минуты микроволной паяется STM32? Ага, я даже скажу, когда на понижалках манипулятор ставит компонент за 160миллисекунд, то его почти не видно, глаз следить не успевает и из туннельной печи это сыплется, как бублики на хлебзаводе.

Аж обидно, что мешок плат собирается часа за полтора, а готовиться к этому событию нужно чуть не полгода. Ну и денег посмотреть это кино тоже не с кошельком под пенсию нужно. Я - про стоимость, Вы - про скорость пайки.

Я про насадку на паяльник миниволна... Такой насадкой у нас ремонтник паяет TQFP128 за максимум минут 5 (с демонтажом старого чипа).

 

Гм... компьютер с дисплеем за 100грн... ладно, может я совсем давно из лесу не выходил, компьютеры давно по обочинам валяются.

17" мониторы трубки в лучшем случае продают по 50-70 грн, чаще - отдают самовывозом. 14-15" - помолчу. Железки уровня пня 2-3 стоят в хламовниках или выносятся на помойку.

 

Вы так уверенно все расписываете. Ну нарисуйте батарейную часть.

Есть оптрон зарядника напряжение регулировать плавненько, миллиампера три полный диапазон,

датчик тока в "плюсе" с падением аж до 0.5-0.6 вольта на полном токе заряда,

две батареи с требованиями к балансировке,

датчик сети - логический уровень 1- сеть есть, спад до нуля - миллисекунд 20-30

разрядный стабилизатор с управлением логикой 1-выключен. при сети стоит "под парами", на хх.

 Еще простая индикация - сеть есть, работаем от батареи, выход в норме.

Все это потребляет в дежурном режиме (батарею разрядили и выключили) миллиампера 1.5-2.

 Сочините и сыграйте сей этюд. Получится - положу рядом свои ноты, сравним. Чем черт не шутит, можно и хором спеть - пообещаете перед студией поставлять по сотне шитых МК через неделю после запроса по разумной цене и начнем.

 Конечно, про силовую часть и речи не ведем. Там МК - откровенная ересь.

Ок, постараюсь набросать на выходных. Думаю, хватит МК, MC33204D (для обеспечения работы датчика тока, ну и для управления оптроном - МК стоит использовать в качестве формирователя опорного напряжения, а не управлять оптроном напрямую; не придется вылизывать задержки и не случится горя при висе мозга - watchdog отработает).

 

К слову, МК шьются в схеме, поставлять шитые в корпусировке TQFP48/64/80 с шагом лап 0.5мм - проблемно будет Не уверен что панельки в природе существуют, а если и существуют - то их цена будет пожалуй повыше партии из 100 штук МК.

[NiTr0 584]

Переглянув багатенько рішень. Добре  із шунтом у мінусі, але 0.05 вольта при зарядних в 1А дуже погано виглядають при розрядних 10А (0.5 вольта), шунт спільний з деяких причин.

С чего это вдруг - общий?

 

Зовсім напрямки LM358 до шини + не підключиш

rail-to-rail не такие уж и дорогие. Чего привязываться к окаменелостям

[MICROWATT 765]

 

Переглянув багатенько рішень. Добре  із шунтом у мінусі, але 0.05 вольта при зарядних в 1А дуже погано виглядають при розрядних 10А (0.5 вольта), шунт спільний з деяких причин.

С чего это вдруг - общий?

 

Зовсім напрямки LM358 до шини + не підключиш

rail-to-rail не такие уж и дорогие. Чего привязываться к окаменелостям

 

Вы нарисуйте, полную схему включения датчика и ОУ, а потом поговорим об окаменелостях. Дело же вовсе не в rail-to-rail.

 Кстати, готовые блочки (микросхемы) из 431 и двух 358 тоже есть (живые у меня имеются), но датчик - в минусе. И ноги 0.625...

[MICROWATT 765]

Хм, тут после общения в личке еще один вариант обрисовался. Кудряво на первый взгляд, но все рассмотреть стоит. Это развитие "модульного" принципа.
 1. У многих есть относительно мощный источник 48 вольт. Это могут быть наши ML21, ML47 или "Meanwell" или еще что-то. 175-200 ватт.
2. Делаем относительно небольшую коробку- приставку УПС, подключаем ее к выходу 48(56вольт).
3. Батарея 2 аккумулятора от 7 до 70Ач, кому что по времени нужно.
4. с выхода коробочки получаем
- бесперебойные 48 (входное минус вольт на диоде.)
- бесперебойные 240 (ватт 120)
- суммарно мощностью до 150ватт (25-30 уйдет в зарядник)
- выходы защищенные от кз
- легко получить что угодно дополнительно  через понижалки с 48 В до 3. 5.  7.  9.   12 вольт. и 12 вольт 30 ватт (2.5А) у нас тоже появилась.
- батарея под присмотром, не перезарядится, глубоко не разрядится и балансируется.

 Стоимость, конечно,  пониже, поскольку сетевой преобразователь используется готовый. Вот это решение уже схемно просматривается хорошо.
Ну и какие будут мнения?

[andryas 1 059]

Стоимость, конечно,  пониже, поскольку сетевой преобразователь используется готовый. Вот это решение уже схемно просматривается хорошо.

Ну и какие будут мнения?

Я уже высказывался не раз. AC-DC абсолютно никакого смысла паять, их море на рынке, мелкосерийными партиями за китайцами не угнаться ни ценой ни качестовом.

 

Однозначно модульная конструкция (пускай даже в новом корпусе), но сетевой модуль взять готовый.

Остаётся прицепить контроллер заряда/разряда и повышающий модуль с хорошим КПД. Именно на качестве последнего и сосредоточиться.

[MICROWATT 765]

Угу, спасибо.

[Montagnik 15]

Володя, лично меня бы устроил ИБП типа МЛ-31 только сделанный более качественно... Ближе к заводскому изготовлению. В смысле монтажа платы.. Без обид. ок. У меня узлы на 8-12 портов SFP проверено на МЛ-31 и аккумуляторе 14 ампер работают минимум 5-6 часов, зачем изобретать велосипед?

Відредаговано 2013-11-23 08:07:20 Montagnik