Batterij Back-up Circuit:De kans is groot dat u ooit te maken hebt gehad met een stroomstoring, maar dat u automatisch een andere batterijvoeding kreeg. Back-upbatterijen leveren over het algemeen stroom aan een systeem zonder primaire of externe stroombron. Back-upbatterijen kunnen variëren van uitgebreide batterijruimten voor ononderbreekbare stroomvoorziening (UPS) tot losse cellen in computers. Voorbeelden van toepassingen zijn solid-state drives, serves, wekkers, medische toepassingen, en diverse systemen waar stroom een zekerheid is. In dit artikel maak je kennis met projecten voor batterijback-upcircuits, waarvan de belangrijkste met een 12V-voeding.
Back-up batterij in een moederbord
Bron; Wikimedia
Wat is een batterij-back-upschakeling?
Batterij-back-upschakelingen zijn schakelingen die de belasting onmiddellijk naar de batterij verschuiven als er geen hoofdvoeding is. Als er echter wel een hoofdvoeding is, verschuift de belasting naar de voeding wanneer de backupaccu in de oplaadmodus komt.
U zult het back-upcircuit voor batterijen meestal aantreffen in toepassingen met bewakingssystemen zoals alarmbediening. Wanneer de netvoeding uitvalt, neemt de backupbatterij onmiddellijk de belasting op.
(huisbeveiligingsalarm)
Schematisch diagram van de batterij backupschakeling
Schematisch diagram van een batterij back-up circuit
Het schema geeft een eenvoudig circuit van batterij back-up. En in termen van werking;
Het 7812 IC levert 12V gereguleerde gelijkstroom om het circuit van stroom te voorzien. Bovendien laadt het de oplaadbare batterij op.
Vervolgens geeft de LED de stroomstatus aan.
Als de netvoeding beschikbaar is, zal D1 een voorwaartse bias geven en vervolgens stroom doorgeven aan de batterij via R2. In ons geval moet de waarde van R2 een stroom van 90 mA geven om te helpen bij het langzaam opladen.
Zonder netvoeding echter, zal D2 voorwaarts biassen en D1 achterwaarts biassen. Het gevolg is dat de schakeling een back-up krijgt.
Batterij Back-up Circuit:Maak uw batterij back-up circuit
Laten we nu onze batterij back-upschakeling maken met behulp van de onderstaande voorbeelden.
12V-voeding met batterij back-upschakeling
Voor ons eerste doe-het-zelf-project gebruiken we een 12V-voeding om een backupschakeling voor de batterij te maken. Wanneer er een voedingsspanning is, verschuift de belasting naar die hoofdvoeding terwijl de accu automatisch wordt opgeladen. Wanneer er echter geen netvoeding is, zal de schakeling de stroombelasting automatisch naar de accu verschuiven – een back-up methode.
Voor te bereiden materialen
De hardware-onderdelen voor de schakeling omvatten;
Een batterij – 12V 7.2AH,
Zener diode – 9.1V of Schottky diodes voor lage spanning d.w.z., 0.4V,
Een Schottky diode
Bron; Wikimedia
LM812 IC,
Relais – 12V
Groene LED,
Step-down transformator – 110V of 230V AC naar 12V/1mA,
4 bruggelijkrichters – 1N4007,
Condensatoren – 1000µF/50 V, 330µF, 100nF,
Weerstanden – 1KΩ (3 stuks), 10KΩ, 470RΩ,
Schakelaar,
Transistor – 2N4401, 2N4403, en
twee stuks van een diode voor zowel 1N4007 als 1N4148.
Batterij Back-up Circuit:Schakelschema
Schakelschema van een 12V voeding met batterij back-up
Batterij Back-up Circuit:Principe van werking uitgelegd
De bovenstaande schakeling bestaat uit drie delen voor deze geavanceerde schakeltechniek van een 12V-voeding.
Het eerste deel omvat een step-down transformator die stroom levert aan het batterij-back-up circuit.
Het tweede heeft een automatische acculader, 12V 7.2AH. Als alternatief kunt u 12AH of 10AH gebruiken voor een langere batterijback-up. SLA-accu’s van 25 of 20 AH zijn ook aan te bevelen, hoewel het langer duurt om ze op te laden, waardoor de back-uptijd korter wordt. Zo kan het tot 20 uur duren voordat een ontladen 20AH-accu volledig is opgeladen.
Wanneer de batterij volledig is opgeladen, zal het circuit onmiddellijk stoppen met werken. Ook geeft de groene LED hier aan of je een volledig opgeladen batterij hebt.
Het derde onderdeel is de spanningsregelaar. Deze maakt gebruik van afvlakcondensatoren en IC LM812 om een schone en vaste back-upspanning van 12V te leveren.
De schakeling produceert een uitgangsstroom van 1A die geschikt is voor apparaten die onder een stroom van 1A werken.
U kunt de schakeling aanpassen met geschikte diodes en een transformator met hoge stroomsterkte om een nog hogere stroom te verkrijgen. Bovendien kan een IC-transistor de uitgangsstroom wijzigen. Uiteindelijk zal de schakeling de batterij met een hogere stroomsterkte sneller opladen.
Batterij Back-up Circuit:Opmerkingen over het afstellen van de schakeling
Voordat je de schakeling gebruikt, moet je een aantal aanpassingen doen.
Sluit de schakeling eerst aan op een instelbare voedingsspanning van 14,4 V.
Verwijder vervolgens de transformator en de batterij. Sluit daarna de voeding aan op de plaats waar eerst de batterij zat.
Blijf de 10K variabele weerstand afstellen tot de groene LED gaat branden.
In de vierde stap vervangt u de regelbare voeding door uw originele transformator en batterij. Uw schakeling zal in een oplaadmodus gaan.
Controleer tijdens het opladen of de LED oplicht wanneer de accuspanning 14,4 V bereikt. U kunt ook een multimeter gebruiken om de spanning te controleren. Als de LED niet oplicht, stel dan de variabele weerstand van 10K bij tot hij wel oplicht.
(LED-lampje)
Uw schakeling is nu klaar voor gebruik.
Eenvoudige 5V back-up batterij-schakeling
De eenvoudige 5V schakeling is toepasbaar in microcontroller projecten waar je een stroombron in stand moet houden zonder onderbrekingen.
Eenvoudige schakeling met een 5V back-up batterij
De werking is als volgt;
Wanneer de hoofdstroom uitvalt, neemt de batterij automatisch de belasting op zich. Wanneer de hoofdvoeding dan weer begint te werken, schakelt de batterij over op een laadmodus.
Batterij Back-up Circuit:Een alternatieve vorm van backup
Een back-upbatterij komt vaak in een stand-by-stand wanneer de hoofdvoeding uitvalt. Echter, alleen alarmsecties van uw systeem of kritieke vluchtige geheugens krijgen stroom. Als zodanig hebt u een grote batterij nodig om gegevens te dragen bij langdurige stroomuitval.
Omgekeerd leveren de op condensatoren gebaseerde back-upsystemen continue stroom wanneer de hoofdstroom uitvalt. Op die manier zal het systeem vluchtige gegevens naar het flashgeheugen overbrengen met behulp van kortetermijnreservevoeding. Maar er zijn extra veiligheidsvoorzieningen nodig om ervoor te zorgen dat de condensatoren hun maximale spanning in de oplaadmodus niet overschrijden.
Conclusion
Een back-upbatterij werkt door afwisselend een oplaadmodus en een back-upmethode te gebruiken. Met de juiste zorg, zoals een gemiddelde temperatuur en vochtigheid, kan uw back-upbatterij 3-5 jaar meegaan als back-upvoeding.
Bent u van plan het project (de projecten) uit te voeren? Neem dan contact met ons op met de technische vragen voor meer begeleiding als u vastzit. We zullen meer dan blij zijn om te helpen.
