Создание УПС на постоянном токе

[andrew82 1]

Может немного не по теме но подскажите такой момент - сервера с блоками питания которые оснащены APFC и имеют широкий диапазон входных напряжений могут быть запитаны от постоянного напряжения?

[MICROWATT 765]

Да уж, у женщин  случаются трудно объяснимые капризы. Хуже детей.
То им в конце декабря елку зачем-то позарез подавай, то вот стояла елка в углу, стояла, привык уже и вдруг, перед 8 марта, - выноси!

[andrew82 1]

И еще один момент интересует читал инструкции к данным ИБП но так и не нашел одну интересующую меня величину.

Минимальное напряжение сети при котором ИБП переходит на батерею, и напряжение при котором возвращается на сеть?

Каков диапазон напряжений для нормальной работы зарядника?

А то часто бывает 120В в течении всех суток и местами 90 по часу два... коммутаторы без ИБП такое издевательство переносят нормально, а как будет с ИБП?

[MICROWATT 765]

И еще один момент интересует читал инструкции к данным ИБП но так и не нашел одну интересующую меня величину.

Минимальное напряжение сети при котором ИБП переходит на батерею, и напряжение при котором возвращается на сеть?

Каков диапазон напряжений для нормальной работы зарядника?

А то часто бывает 120В в течении всех суток и местами 90 по часу два... коммутаторы без ИБП такое издевательство переносят нормально, а как будет с ИБП?

Ну, я их пока не вскрывал, но некоторые цифры в параметрах о многом говорят.

ИБП по этой блок-схеме не имеют четкого порога переключения на батарею по самому принципу работы. От батареи стоит "под парами" источник на 160-180 вольт и, как только выпрямленное в сети просело ниже, он начинает питать нагрузку.

Обычно, напряжение сети принимается с некоторым запасом по отношению к стандарту. Стандарт минимума - 186вольт. Мы, например, свои источники делаем на 170- 175 нижнего. Это же минимальное напряжение обеспечивает нормальную работу зарядника.

Если в сети 120, или даже 90 ,то это не сеть, а черт и что. Тут, как говорится, "требуйте долива пива", хоть это и малоинтересный аттракцион с энергетиками.

Тем не менее, УПС  при 90 вольтах перейдет на питание от батареи, с его зарядником , скорее всего, ничего страшного не случится, просто заряжать толком не будет. 

Иссякнет батарея - все в УПС отключится и на нагрузку пойдут вот те самые 90 вольт.Как это нагрузка воспримет - не могу сказать.

Хуже всего режим, когда в сети не 90 и не 170, а что-то посередине. Тогда УПС работает рывками с частотой 100Гц и из-за этого в нем могут быть какие-то неприятности. Нештатный режим.

Можно, конечно, попробовать сделать УПС на все-все случаи нашей интересной жизни  и даже с защитой от прямого попадания гаубичного снаряда. Но по размерам и цене это уже будет больше смахивать на танк.

Предложенная нами нетрадиционная блок-схема УПС для сетевиков достаточно хорошо показала себя на практике в большом  числе реальных ситуаций. Появление двух моделей других изготовителей - тому косвенное подтверждение.

Значит, основа там работоспособна. Осталось только улучшать отдельные параметры.

[ttttt 195]

Хуже всего режим, когда в сети не 90 и не 170, а что-то посередине.

Получается если все равно есть отсекатель, то никаких проблем вообще быть не должно. Відредаговано 2013-12-31 00:17:44 ttttt

[MICROWATT 765]

 

Хуже всего режим, когда в сети не 90 и не 170, а что-то посередине.

Получается если все равно есть отсекатель, то никаких проблем вообще быть не должно.

 

Да нет там никакого отсекателя. Это диодное ИЛИ выхода источника "батарея- высокое напряжение" и выпрямленной сети.

Потому, когда выпрямленный  синус проваливается в паузах слишком глубоко  УПС их пытается заполнить.

Если сети нет - просто УПС выдает напряжение с батареи после повышения.

Если сеть в допустимых пределах, то на выходе выпрямителя болтается что-то вроде 250-300 В, гораздо выше выходного напряжения батарейного стабилизатора и он работает на холостом ходу.

Холостой ход - пару ватт, берется за счет отъема этой небольшой мощности у зарядника.

[sokol33 54]

Одесский вариант как-то не очень (это не значит, что я что-то плохое хочу сказать или даже так думаю о нем), а вот iPCom мне интересно было бы пощупать.

После выноса елки попробую наверное расковырять. Там интересна телеметрия.

что за зверь? Можно ссыль на почитать?

[Evgeny 3]

Интересно, КПД 0.92 -  выше среднего. Такое от входа 12 вольт получить очень непросто.

И еще, КПД в таких источниках заметно зависит от напряжения на батарее. По мере ее разрядки КПД падает. Неужели это во всем диапазоне ?

Никаких чудес там нет. 0,92 это в идеальном случае, при полностью заряженном аккумуляторе и максимальной нагрузке. Насчет макс. нагрузки так прямо в характеристиках и написано. Грех не указать максимальное значение

 

А я вот посмотрел ради интереса, в описании ML31 сказано: "КПД при полной нагрузке -при работе от батареи – не хуже 0.92". То есть как бы минимальное значение указано? А сколько же тогда максимум?

 

p.s. Всех с наступающим Новым годом!!! Желаю творческих успехов и высоких КПД во всех ваших делах!

[MICROWATT 765]

 

 

Никаких чудес там нет. 0,92 это в идеальном случае, при полностью заряженном аккумуляторе и максимальной нагрузке.

 

А я вот посмотрел ради интереса, в описании ML31 сказано: "КПД при полной нагрузке -при работе от батареи – не хуже 0.92". То есть как бы минимальное значение указано? А сколько же тогда максимум?

 

Ну я так и думал, что это при полностью заряженной батарее. К концу разряда КПД должен падать.

Тут дело в мощности, точнее в токе. На 40 ваттах двухтактный стабилизатор ML31 коммутирует по 4.5 А в ключе. Это не так много и потери во всех компонентах невелики. Да, 0.92 там получается в среднем. Т.е это использование энергии батареи от начала и до конца разряда. По ходу разряда КПД и выше и ниже 0.92.

 

А вот увеличить мощность - растет амплитуда тока..Тут уже потери на каждом сантиметре печатной платы и в кабеле заметны. Они растут квадратично от тока. У 120-ваттного УПС потери в 9 раз больше , чем у 40-ваттного.  Пока на батарее 12,6 вольт, это одно, а когда 10 вольт, это в полтора оаза больше

 Офисные УПС с их токами от батареи вообще скорее муляжи, чем схемы. Там за 5 минут просто не успевают согреться компоненты, в тепло сеется очень много и о КПД вообще умалчивают.

Нам же нужен УПС для уверенной многочасовой работы. Поэтому, КПД важен и с точки зрения перегрева самой схемы, и с точки зрения экономии энергии аккумулятора.

Расчеты  показывают, что при 12-вольтовом аккумуляторе 120-150 ватт - разумный предел. Дальше в тепло уйдет слишком значительная часть энергии батареи, как ни старайся..

Ладно, стараемся, долго только что-то....

С Новым Годом!

 

[MICROWATT 765]

Хм...посмотрел под другим углом зрения 

http://www.dlab.od.u...dex.php?a=10#N3

А ведь наверное это правильный путь. УПС такой мощности уже не ставится просто так,  абы как, стяжкой к 7Ач аккумулятору. Это конструкция ориентированная на установку в ящик.
Т.е. делать ее без корпуса - правильно?
Без  корпуса УПС очень заметно можно удешевить и охлаждение радикально  упростится. Вход - выход - мощные клеммники под колючую проволоку.
Конечно, нужно в комплект приложить все необходимое для установки на стенку шкафа.

[sanyadnepr 305]

ДиДу вы не с бодуна смотрели ? Ниже текст из описания.

 

При снижении напряжения в сети ниже ~150V заряд АКБ выключается, питание дополнительного устройства переходит на АКБ, включается вентилятор принудительного охлаждения (для 120Вт).

 

Вам не надо объяснять ? - вентилятор на/в/к корпус прикручивают.

И проскакивала фотка маленького вентиля сверху корпуса "колхозно" прикрученного, если не ошибаюсь.

 

ИМХО выдавать в продакшен такую платку без корпуса - опасно для жизни.

Коробочка с МЛ31 сколько стоит ? Настолько существенно влияет на конечную стоимость изделия ? 

Відредаговано 2014-01-03 17:52:44 sanyadnepr

[MICROWATT 765]

ДиДу вы не с бодуна смотрели ? 

И проскакивала фотка маленького вентиля сверху корпуса "колхозно" прикрученного, если не ошибаюсь.

 

ИМХО выдавать в продакшен такую платку без корпуса - опасно для жизни.

Коробочка с МЛ31 сколько стоит ? Настолько существенно влияет на конечную стоимость изделия ? 

 

Фото даже просто полностью платы (не только угол с установкой тока) у одесситов я не нашел. Тем более, с вентилятором, хотя понятно, что они без него на 120 ватт не обойдутся. Ладно, праздники кончатся - посмотрю что там наваяли.

Коробочка ML31 - правильно выбранная коробочка для такого УПС, как ML31. 

Для большей мощности требуется другая и стоит определенных усилий втолкнуть плату в один из стандартных корпусов, со всеми его особенностями по дыркам, углам, выступам. Да, коробка 10-20грн, смотя какая, но то, что она за собою тянет - много больше. Сделать плату с фрезеровкой по сложному контуру, разделать шнуры, изготовить переднюю панель, вывести светодиоды и кнопки точно в нужное место через всю плату, доработать сам корпус по дыркам, куча сборочных операций  - все это деньги. 

​Короче, это производство, где платят не за протирание штанов 8 часов в офисе, а за каждую закрученную гайку. Рано еще, внучок, тебе такими вещами заниматься.

А вот по безопасности - да... Мы , конечно, батарею от сети изолируем, слишком уж это опасно соединять ее с сетью. Но остальное. Почему-то минвелловский источник, установленный в шкаф, через клеммники или разъемы на плате в сеть все включают и вопросов не возникает.

 

[sanyadnepr 305]

Пардоньте такое в шкаф не ставят.

 

А вот такое ставят...почувствуйте разницу

[MICROWATT 765]

Да я-то разницу чувствую. 
Но вот, например,
http://radiocom.vinnitsa.com/istochniki_pitania_tabl.php   (в нижней части прайса УПС)
 http://www.kosmodrom.com.ua/prodlist.php?name=ACDCOPENPOWER&page=0
http://tandem.ck.ua/ups_mte.php
 и тот же  

http://www.dlab.od.u...dex.php?a=10#N3
  И еще их можно добавить. Куда-то же все это ставят.  
Это как? Им можно, нам нельзя?
Или есть доводы подробнее?

Відредаговано 2014-01-03 22:15:59 MICROWATT

[sanyadnepr 305]

Зачем вы смотрите на "промышленные" варианты исполнения ? в этом случае допуск к оборудованию "по идее" имеют правильно обученные люди со всеми вытекающими.

Доводы ? например: часто хорошему изделию не хватает какой-то мелочи, которая портит все, впечатление что чуть чуть разработчикам не хватило...так может оказатся и со старшим братом.

МЛ31 не хватает защиты выхода от КЗ.

Powercom ICH-550/1050 корректности параметров и надежности.

Не в обиду производителю, тандемовские безкорпусные - мне в телеком. шкафу такие не нужны.

Возможно заблуждаюсь, минимально необходимый корпус на примере менвила выше показал, кулер прикрепить удобно, девайс прикрутить удобно, корпус очень разносторонне защищает девайс от выхода из строя, а как вы намерены решать вопросы гарантии

Предполагаю трудностей с разводкой платы под определенный корпус нет, с целью экономии, раз уж вы собрались производить/продавать безкорпусной вариант - сделайте "конструктор" для самосбора, отдельно и в комплекте, готовая набитая плата+корпус/кулер+т.д. сэкономите на сборке

 

Пока непонятно о какой стоимости в корпусе и без идет речь ?

Відредаговано 2014-01-04 02:35:28 sanyadnepr

[pavlabor 1 914]

По Китаю на партиях 100-1000 штук

пластиковый корпус потянет - 0.5$

металлический - 1.5$

доставка 100-1000 штук 200-500$,

растаможивание 40%

Получается металлический корпус, 2-2.5$

Пластик, где то под доллар.

На Украине, можно взять корпус только пластиковый, а районе 0.8-1.0 доллара.

Метал, типа того что на фото, в Украине может потянуть под 10 бачей.

Відредаговано 2014-01-04 09:58:41 pavlabor

[MICROWATT 765]

На Украине, можно взять корпус только пластиковый, а районе 0.8-1.0 доллара.

Метал, типа того что на фото, в Украине может потянуть под 10 бачей.

Да, где-то так.

Пластиковые украинские оптом по 300-500шт около доллара, польские- гривен 20.

 Металлический  и думать нечего. Нет уже в стране людей способных ровно отрезать и согнуть кусок жести.

[MICROWATT 765]

Зачем вы смотрите на "промышленные" варианты исполнения ? в этом случае допуск к оборудованию "по идее" имеют правильно обученные люди со всеми вытекающими.

Доводы ? например: часто хорошему изделию не хватает какой-то мелочи, которая портит все, впечатление что чуть чуть разработчикам не хватило...так может оказатся и со старшим братом.

Пока непонятно о какой стоимости в корпусе и без идет речь ?

Да все это как из моей головы списано. Где-то так и я рассуждаю. Просто хотелось услышать другие мнения, может я что-то из виду упускаю.

 Ладно, попыхтим, всунем таки в корпус. Просто в маленький сейчас не очень получается, Как всегда, еще бы миллиметров 10 длины

Еще побарахтаюсь, не получится - значит возьмем побольше, польский Z5B.

 Разница меж платой и корпусом  - да возле 60-80грн навскидку.

 Ага, еще кабель с вопросом. На аккумулятор  лепестки под болт М6? Ножевые уже наверное не прокатят, аккумулятор нужен 25-30Ач минимум.

[MICROWATT 765]

Так, вроде прототип дышит. остаются вопросы по конструкции. (Напомню, это УПС с выходом на постоянном токе , 180 вольт при работе от батареи и мощность вроде 125ватт получилась)
Чем выход к батарее делать?
Сорок вариантов не годится по технологическим соображениям.
УПС потребляет где-то до 12-13ампер и кабель к батарее нужен сечением квадрата два с половиной, иначе сильно греется и мощность в нем теряется заметная.
Делать промежуточные присоединения в виде мощного клеммника и подпайки к нему внутри прибора проводами - только вносить еще потери.
Напрашивается вариант кабеля в 35-40см, торчащего из УПС.
Тогда вопрос: а чем этот кабель заканчивать?
Ножевые гнезда удобно, но аккумуляторы с ножевыми выводами где-то до 24-30Ач. Дальше - болты. Сделать оконцовку круглой клеммой под болт М6?
Тогда неудобно будет тем, кто имеет гелевые с ножевым подключением. И еще, есть вариант составной батареи из включенных параллельно , скажем 2-4 аккумуляторов по 12Ач.
Есть еще предложение закончить ножами и опционально предложить короткий удлинитель-переходник "нож- кольцевая клемма". Дальше жизнь покажет, если кольцевые клеммы будут в большинстве - будем сразу под них кабель делать.

Відредаговано 2014-02-06 10:08:20 MICROWATT

[harmer 98]

Под нож. Кому надо отрежет и припаяет клему под болт. Ума много не надо. А идея с клемником как на мл31 хорошая. Неужели там такие критические потери?

[sanyadnepr 305]

Есть еще предложение закончить ножами и опционально предложить короткий удлинитель-переходник "нож- кольцевая клемма". Дальше жизнь покажет, если кольцевые клеммы будут в большинстве - будем сразу под них кабель делать.

Думаю самое оно клему как на МЛ31 для мелких акумов, а можно и 2 вида под болт М6 и клему, если только один вид то М6.

 

Провод сечением 4квадрата был бы в самый раз.

 

Под нож. Кому надо отрежет и припаяет клему под болт. Ума много не надо. А идея с клемником как на мл31 хорошая. Неужели там такие критические потери?

Не у всех есть возможность "колхозить". Потери критические, представь в +40 ещё и подогрев.

[MICROWATT 765]

Под нож. Кому надо отрежет и припаяет клему под болт. Ума много не надо. А идея с клемником как на мл31 хорошая. Неужели там такие критические потери?

Да как сказать?

Не загорится конечно, но ощутимо горячий провод, если взять  такой который идет на кабель в ML31. А если его подлиннее взять, то падает 0.7-0.8 вольта в конце разряда батареи, когда ток от нее максимальный. А это ватт 8-10 ни много, ни мало. Вот вам и прощай КПД!  Нужно квадрата 2.5-3 минимум.

Как ни старайся на самой плате и в схеме, а сделаешь неаккуратно, невнимательно кабельное подключение - прощай все усилия. Пока намеряли что-то около 0.88-0.90 КПД. падает к концу разряда. Там амплитуда тока ключа за 20 ампер. Вообще, большие токи может даже сложнее, чем большие напряжения.

Клеммник, тот что на ML31, имеет паспортный ток 15 А. Вроде 13 ампер и должен держать, и держит, но достаточно горяч и поджать в него провод толще 1.25-1.50 мм сложно. И всунуть толстый провод тяжело, нужно кончик разбивать на две косички и поджимать нужно хорошо, иначе потери на контакте.

Единственный выход чтобы избежать потерь в промежуточных и случайных  (как аккуратно пользователь это сделает) соединениях - впаять батарейный кабель в плату рядышком с самой схемой. Там и  на самих дорожках коротких, широких много теряется.

Побольше, 25-амперные клеммники по размеру плохо становятся на панель и цена не очень приятная. Плюс, точнее минус - от них нужно проводами к плате перемычки, прямо в печать их впаять не получится. А это и морока и дополнительные места возможной поломки.

---

Ну и давайте поймем еще одно.

Такой УПС рассчитан на работу хотя бы в несколько часов. Это  по емкости батареи, сам-то он может и сутками нормально работать.

Если аккумулятор разряжать током равным номинальной емкости, то его реальная емкость будет около 50%, можно показать данные от изготовителя.

На практике, новенький аккумулятор в 12АЧ этот УПС разряжает в макете при полной нагрузке за полчаса. Два таких аккумулятора параллельно уже не час, а часа полтора работают.

К чему я веду? Если применять этот УПС на полную катушку, то вместе с достаточно емкими аккумуляторами, в том числе автомобильными. А это значит клеммы уже не ножевые, под болт преимущественно.

Правильно?

[DenimMark 32]

Наверное надо и под болт и под нож. Кстати а что с ценой ?

[MICROWATT 765]

Цена - самое последнее в очереди вопросов.

Когда что-то будет готово, тогда и цену можно сложить. Лишнего не возьмем, это почти что девиз

"И под болт и под нож" - делать два разных изделия.

Нужно иметь два комплекта документации, два типа подключения УПС на испытательной аппаратуре, два запаса в гарантийный резерв, снабжение и прочие хлопоты, которые сразу не видны, это видно только в производстве.

Два будут дороже чем одно и какого-то постоянно будет нехватка а другого избыток на складе.

Потому, крайне желательно найти какое-то универсальное решение. Почему и к вопросу возвращаюсь.

[ttttt 195]

Ну под болт чем не универсально? А для F1/F2 провод-переходник опционально за отдельную плату, у которого на одной стороне F1/F2, а на другой под болт.

 

EDIT: больше волнует, если будет вилка и розетка без заземления и остутствие активного охлаждения, чтобы в тесном шкафу без кондиционирования не умер и на корпусе нагрузки не было сотни вольт DC.

 

EDIT2: забыл еще, если где-то нет защиты от короткого замыкания, то в комплект не плохо было бы вложить запасные предохранители, чтобы не тратить хз сколько времени на поиск/покупку/замену, радиолюбителей нынче нет.

Відредаговано 2014-02-06 16:50:42 ttttt