Batterie-Backup-Schaltung:Eine umfassende Anleitung zur Herstellung einer

Es besteht eine hohe Wahrscheinlichkeit, dass Sie einen Stromausfall erlebt haben, aber automatisch eine andere Batterieleistung erhalten haben. Backup-Batterien versorgen im Allgemeinen ein System ohne primäre oder externe Stromquelle mit Strom. Backup-Batterien können von ausgedehnten Batterieräumen für die unterbrechungsfreie Stromversorgung (USV) bis hin zu Einzelzellen in Computern reichen. Beispiele für Anwendungen sind Solid-State-Laufwerke, Server, Wecker, medizinische Anwendungen und mehrere Systeme, bei denen Strom eine Garantie ist. Dieser Artikel stellt Ihnen Batterie-Backup-Schaltungsprojekte vor, von denen das wichtigste mit einer 12-V-Stromversorgung ist.

Backup-Batterie in einem Motherboard

Was ist ein Batterie-Backup-Schaltkreis?

Batterie-Backup-Schaltungen sind Schaltungstypen, die die Last sofort auf die Batterie verlagern, wenn keine Hauptversorgung vorhanden ist. Wenn jedoch eine Hauptversorgung vorhanden ist, verlagert sich die Last auf die Stromversorgung, wenn die Backup-Batterie in einen Lademodus wechselt.

Sie finden die Batterie-Backup-Schaltung hauptsächlich in Anwendungen, die Überwachungssysteme wie den Alarmbetrieb umfassen. Wenn also das Stromnetz im Kurs ausfällt, übernimmt die Backup-Batterie sofort die Last.

(Heimalarm)

Schematisches Diagramm des Batterie-Backup-Schaltkreises

Schematisches Diagramm einer Batterie-Backup-Schaltung

Das Diagramm zeigt eine einfache Schaltung der Batteriesicherung. Und in Bezug auf die Funktionsweise;

• Der IC 7812 liefert 12 V geregelten Gleichstrom zur Stromversorgung der Schaltung. Außerdem lädt es den Akku auf.
• Dann zeigt die LED den Stromstatus an.
• Wenn die Netzversorgung verfügbar ist, wird D1 in Vorwärtsrichtung vorgespannt und dann Strom über R2 an die Batterie leiten. In unserem Fall sollte der Wert von R2 einen Strom von 90 mA ergeben, um das langsame Laden zu unterstützen.
• Allerdings ohne die Netzversorgung, D2 Vorwärtsspannungen und D1 Sperrspannungen. Folglich sichert es die Schaltung.

Erstellen Sie Ihren Batterie-Backup-Schaltkreis

Lassen Sie uns nun unsere Batterie-Backup-Schaltung anhand der folgenden Beispiele erstellen.

12-V-Netzteil mit Batterie-Backup-Schaltung

Wir verwenden ein 12-V-Netzteil, um eine Batterie-Backup-Schaltung für unser erstes DIY-Projekt herzustellen. Wenn Versorgungsspannungen vorhanden sind, wechselt die Last zu dieser Hauptversorgung, wenn die Batterie in den automatischen Lademodus wechselt. Wenn jedoch keine Netzversorgung vorhanden ist, verschiebt die Schaltung die Stromlast automatisch auf die Batterie – eine Backup-Methode.

Vorzubereitende Materialien

Zu den Hardwarekomponenten für die Schaltung gehören:

• Eine Batterie – 12 V 7,2 Ah,
• Zenerdiode – 9,1 V oder Schottky-Dioden für Niederspannung, d. h. 0,4 V,

Eine Schottky-Diode

• LM812 IC,
• Relais – 12 V
• Grüne LED,
• Abwärtstransformator – 110 V oder 230 V AC bis 12 V/1 mA,
• 4 Brückengleichrichter – 1N4007,
• Kondensatoren – 1000 µF/50 V, 330 µF, 100 nF,
• Widerstände – 1KΩ (3 Stück), 10KΩ, 470RΩ,
• Wechseln,
• Transistor – 2N4401, 2N4403 und
• zwei Teile einer Diode für 1N4007 und 1N4148.

Schaltplan

Schaltplan einer 12-V-Stromversorgung mit Batteriepufferung

Funktionsprinzip erklärt

Die obige Schaltung besteht aus drei Teilen für diese fortschrittliche Schaltmodustechnologie der 12-V-Stromversorgung.

• Der erste Teil beinhaltet einen Abwärtstransformator, der den Batterie-Backup-Schaltkreis mit Strom versorgt.
• Das zweite hat ein automatisches Batterieladegerät, 12 V 7,2 Ah. Alternativ können Sie 12AH oder 10AH für eine längere Batteriesicherung verwenden. 25- oder 20-AH-SLA-Batterien sind ebenfalls empfehlenswert, obwohl das Aufladen länger dauert, wodurch die Überbrückungszeit verkürzt wird. Beispielsweise kann es bis zu 20 Stunden dauern, bis ein entladener 20-AH-Akku vollständig aufgeladen ist.

Wenn der Akku vollständig aufgeladen ist, hört die Schaltung sofort auf zu arbeiten. Außerdem zeigt die grüne LED hier an, ob Sie einen voll aufgeladenen Akku haben.

• Der dritte Teil ist der Spannungsregler. Es verwendet Glättungskondensatoren und den IC LM812, um eine saubere und feste Backup-Spannung von 12 V bereitzustellen.

Die Schaltung erzeugt einen Ausgangsstrom von 1 A, der für Geräte geeignet ist, die mit einem Strom von 1 A arbeiten.

Sie können die Schaltung mit geeigneten Dioden und einem Hochstromtransformator modifizieren, um einen noch höheren Strom zu erhalten. Außerdem kann ein IC-Transistor den Ausgangsstrom ändern. Schließlich lädt die Schaltung die Batterie mit höherer Amperezahl schneller auf.

Hinweise zur Schaltungseinstellung

Bevor Sie die Schaltung verwenden, müssen Sie einige Anpassungen vornehmen.

• Schließen Sie die Schaltung zunächst an eine einstellbare Versorgungsspannung von 14,4 V an.
• Entfernen Sie dann den Transformator und die Batterie. Schließen Sie danach das Netzteil dort an, wo Sie ursprünglich den Akku hatten.
• Stellen Sie den variablen 10K-Widerstand weiter ein, bis die grüne LED leuchtet.
• Im vierten Schritt wird das regelbare Netzteil durch Ihren Original-Transformator und -Akku ersetzt. Ihre Schaltung wechselt in einen Lademodus.
• Überprüfen Sie während des Ladevorgangs, ob die LED leuchtet, wenn die Batteriespannung 14,4 V erreicht. Sie können auch ein Multimeter verwenden, um die Spannung zu überprüfen. Wenn die LED nicht aufleuchtet, stellen Sie den variablen 10K-Widerstand ein, bis dies der Fall ist.

(LED-Lampe)

• Ihre Schaltung ist jetzt einsatzbereit.

Einfacher 5-V-Backup-Batterieschaltkreis

Die einfache 5-V-Schaltung ist in Mikrocontroller-Projekten anwendbar, bei denen Sie eine Stromquelle ohne Unterbrechungen aufrechterhalten müssen.

Einfache Schaltung mit einer 5-V-Pufferbatterie

Seine Funktionsweise ist wie folgt:

Bei Netzausfall übernimmt automatisch die Batterie die Last. Wenn dann die Hauptleitung zu arbeiten beginnt, wechselt die Batterie in einen Lademodus.

Eine alternative Sicherungsform

Ein Batterie-Backup gerät oft in einen Standby-Zustand, wenn die Hauptstromversorgung ausfällt. Allerdings werden nur Alarmbereiche Ihres Systems oder kritische flüchtige Speicher mit Strom versorgt. Daher benötigen Sie eine übergroße Batterie, um Daten bei längeren Ausfällen zu transportieren.

Umgekehrt liefern die Backup-Systeme auf Kondensatorbasis kontinuierliche Energie, wenn die Hauptstromversorgung ausfällt. Auf diese Weise überträgt das System flüchtige Daten mit kurzzeitiger Notstromversorgung in den Flash-Speicher. Sie benötigen jedoch zusätzliche Sicherheitsfunktionen, um sicherzustellen, dass Kondensatoren ihre maximale Spannung im Lademodus nicht überschreiten.

Schlussfolgerung

Eine Backup-Batterie funktioniert, indem sie von einem Lademodus zu einer Backup-Methode wechselt. Bei richtiger Pflege wie mittlere Temperatur und Feuchtigkeit kann Ihre Backup-Batterie 3-5 Jahre lang für Backup-Strom sorgen.

Planen Sie, das/die Projekt(e) durchzuführen? Wie wäre es, wenn Sie uns mit den technischen Fragen kontaktieren, um weitere Anleitungen zu erhalten, wenn Sie nicht weiterkommen? Wir helfen Ihnen gerne weiter.