ИБП от автомобильного аккумулятора

В сети уже давно идут споры на тему, можно ли использовать автомобильные аккумуляторы в источниках бесперебойного питания, и дискуссии эти не случайны – стоимость специализированных аккумуляторов и автомобильных батарей, при равной ёмкости, различается на порядок. Между тем, есть ряд технических проблем, отчасти реальных, отчасти надуманных, которые осложняют использование таких АКБ вместо штатных в ИБП. Однако столкнувшись с необходимостью получить быстро и дёшево мощный источник автономного питания, я успешно реализовал схему такой интеграции, при чём, использовал не новый, а уже отработавший своё автомобильный аккумулятор, т.е. свёл материальные затраты к минимуму. Так что кому интересно, как при минимальных вложениях заставить ИБП работать несколько часов в автономном режиме, рекомендую данный пост к прочтению:
Так получилось, что жизненная ситуация вынудила задуматься над тем, что бы поставить вместо умершего аккумулятора бесперебойника, валяющейся на чердаке старый аккумулятор от автомобиля. Собственно, живу я в загородном доме, и в последнее время начались перебои с электричеством. При этом у меня там три аквариума и террариум, и всё это требует, что бы перерывы в электроснабжении не превышали 15 минут. А работаю я в Москве, соответственно, надолго покидаю свой дом. В довершение ко всему, аккумулятор моего старенького ИБП сдох полностью и попытки его восстановить успехом не увенчались, а денег на покупку нового аккумулятора в этот момент времени у меня не было. Но, как я часто люблю говорить – у прогресса два основных двигателя, это лень и отсутствие денег.
И так, взял я с чердака старый аккумулятор, который ещё в зимние морозы отказался заводить двигатель, довёл в нём до нормы уровень электролита (добавил дистиллированной воды) и полностью его зарядил зарядным устройством.
Потом подсоединил к нему контакты на достаточно толстых медных проводах. На всякий пожарный поставил кнопку прерывания питания (взял на 30А, что бы не сгорела), но это не обязательное условие. Кнопка нужна, главным образом, для транспортировки, что бы случайно контакты не замкнуть (своё устройство я сразу делал с возможностью транспортировать его куда угодно с тем, что бы можно было получить электричество в любом месте, при необходимости).
Крышки «банок» я открутил, но сверху прикрыл их доской и зафиксировал её так, что бы она защищала от брызг, но не препятствовала газообмену. Герметизировать банки КАТЕГОРИЧЕСКИ ЗАПРЕЩЕНО! Это приведёт к взрыву аккумулятора!
Далее весь аккумулятор я упаковал в пакет, поверх склеил пакет скотчем, но при этом сознательно сделал его не герметичным для отвода газа. Ну и для пущего удобства я поставил поверх пакета кусок фанеры, на котором расположил кнопку, и приделал ручку тря переноса. Получилось весьма удобно:
вида аккумулятора
И так, подготовка аккумулятора завершена – начинаем переделывать сам ИБП.
Для начала разбираем его и вынимает старый аккумулятор. В принципе, как правило, его ещё можно восстановить и использовать для других целей, где требуется меньшая мощность, так что не спешите его выкидывать, не смотря на то, что в ИБП он нам больше не понадобиться.
Первой реальной технической сложностью, с которой можно столкнуться при использовании автомобильного аккумулятора совместно с ИБП, является перегрев. В процессе активной работы трансформатора (т.е. при зарядке или разрядке аккумулятора) происходит сильный нагрев. Если при этом используется штатный аккумулятор малой мощности, то нагрев происходит довольно кратковременно и не представляет угрозы. Но если мы планируем использовать аккумулятор под 100 a/ch, то нагрев будет значительным и, с великой долей вероятности, может привести к отказу ИБП.
Я решил эту проблему путём установки принудительного охлаждения. На место, где был установлена аккумулятор, я поставил вентилятор охлаждения от старого процессора. Это почти идеальный вариант, поскольку такой вентилятор питается от 12В (т.е. можно использовать напряжение аккумулятора), выдерживает перепады напряжения (можно банально запитать от проводов к аккумулятору) и рассчитан на длительную непрерывную работу (при этом, кстати, особенно не шумит). Закрепить вентилятор в корпусе можно как угодно (я для этого использовал саморез, но можно и клей). Главное, что бы обдув был направлен на трансформатор.
Пространство в корпусе как будто специально предназначалось для вентилятора
Для того, что бы обеспечить ток воздуха, в корпусе ИБП нужно просверлить дыры в лицевой и торцевой частях
На фото лицевая сторона – на тыльной аналогично
Питание вентилятора подключаем к проводам, идущим от аккумулятора. Сами провода разумнее всего снабдить разъёмами, что бы иметь возможность отсоединять аккумулятор от ИБП для транспортировки. Разъём может быть любым, главное, что бы сечение металла в нём не было меньше, чем сечение провода. Лично я использовал клеммы «папа-мама», для чего просверлил дырку в корпусе ИБП и вывел провода наружу. Важное условие, что бы провода не имели физической возможности соприкоснуться. Лучше выводить их на таком расстоянии, что бы это было полностью исключено, ибо короткое замыкание аккумулятора может привести не только к поломке ИБП, но и к пожару.
Далее собираем всю эту конструкцию, подключаем требуемое оборудование, и радуемся жизни. Всё замечательным образом работает.
Вот так это всё расположилось под моим столом
Основное достоинство данной схемы – минимальная цена. Учитывая, что используется уже отслуживший своё аккумулятор, который можно просто выкинуть на помойку или, на худой конец, продать за 100 рублей на лом или расплавить на грузила для донки. Конечно, его ёмкость будет ниже, чем у нового, но это всё равно будет в разы больше, чем у штатного аккумулятора ИБП. В моём случаи, при отключении электричества, аккумулятор проработал без напряга 30 минут и сел за это время всего на 3%. Думаю, этого более чем достаточно, при условии фактического отсутствия цены.
Вот так выглядит моё рабочее место
Однако учитывая множество скептических мнений и откровенных мифов о невозможности использования ИБП с автомобильным аккумулятором, я более подробно остановлюсь на тех аргументах, которые приводятся скептиками, и опровергну каждый из них, так что если Вы сомневаетесь, читайте дальше:
Малый срок службы автомобильного аккумулятора в ИБП. Да, относительно специального аккумулятора, автомобильный будет служить меньше, и это действительно связанно с особенностями строения пластин. Но вот в цифрах скептики явно ошибаются – они утверждают, что автомобильный аккумулятор прослужит 3 года, а специальный – 10 лет. Скажу так, мой родной аккумулятор в ИБП умер окончательно и бесповоротно через 5 лет эксплуатации. Сколько прослужит автомобильный, пока сказать не могу, но даже если принять за истину цифру в 3 года, то разница между тремя и пятью годами не такая уж и большая, особенно учитывая разницу в цене.
Автомобильный аккумулятор умрёт после 10-15 циклов разряда-заряда. И да, и нет. Автомобильные аккумуляторы действительно не любят полного разряда, да и в машине такая ситуация почти никогда и не возникает. Бесперебойник же способен вытянуть заряд почти полностью, и если систематически доводить до такого состояния, т .е. полностью разряжать аккумулятор, то он действительно довольно быстро выйдет из строя. Не через 10-15 раз, конечно, но 30 циклов может и не выдержать.
Впрочем, эта проблемы очень легко лечиться – любой ИБП можно запрограммировать так, что бы он не дожидался полного разряда аккумулятора, а отключался при падении заряда до некого значения в процентах от полной ёмкости. Так что можно задать отключение при 20% заряда, и долголетие аккумулятора обеспечено. Можно задать и время работы – скажем, три часа. Но мне кажется, что лучше ставить лимит про проценту заряда (впрочем, я сам ничего не лимитировал – мне рыбки дороже аккумулятора, пусть лучше он ломается). Ну и для жителей городских квартир такой вопрос вообще не актуален – очень маловероятно, что электричество будут регулярно отключать на длительный период, так что даже без дополнительной настройки полный разряд аккумулятора в городской квартире маловероятен.
А если не допускать полного разряда аккумулятора, то служить он будет долго, ибо автомобильный аккумулятор рассчитан на постоянную зарядку-разрядку, при условии, что хоть часть заряда будет всегда оставаться. Наглядное доказательство – работа автомобиля. Водитель каждый день заводит двигатель, т.е. весьма серьёзно разряжает аккумулятор (особенно зимой и на карбюраторном автомобиле), потом в процессе езды АКБ заряжается. На следующий день цикл повторяется. Сколько дней в году эксплуатируется автомобиль? Сколько лет не меняется там аккумулятор? По моим скромным прикидкам, это порядка 1000 циклов зарядки, чего совершенно достаточно для ИБП.
Автомобильный аккумулятор не будет заряжаться от ИБП. Вот это полный бред и банальные расчёты из школьного курса физики это подтвердят. Зарядный ток ИБП действительно порядка 14В (13,8, как правило). При этом номинальное напряжение АКБ – 12В (на практике, без нагрузки, может быть до 13В). А вот откуда скептики берут, что в автомобиле 15В и что 14В в ИБП будет недостаточно, мне не понятно. Разберёмся детально:
В автомобиле напряжение не постоянно – оно варьирует от 11В до 15В и в среднем составляет примерно 14В (померьте тестером напряжение на клеммах АКБ автомобиля в разных режимах работы и сами в этом убедитесь). Нет, я не исключу, что современные иномарки могут иметь и более-менее стабильное напряжение, и что оно может быть где-то 14,5В, но вот карбюраторные машины, которые точно с такими же, как и сегодня, аккумуляторами, ездили по дорогам уже не одно десятилетие, явно не имеют такого стабильного и высокого напряжения. Например, у меня на старых машинах 15В было очень редко, напротив, чаще напряжение падало ближе к 13В при полной нагрузке или было на уровне 14В при нагрузке умеренной. И аккумуляторы у меня, как и у всех других автовладельцев, там служили совершенно нормально. Так что 14В в ИБП для зарядки аккумулятора – не помеха.
Другое дело, что зарядка зависит не столько от напряжения, сколько от силы тока – если говорить простым языком, то напряжение отвечает за саму возможность зарядки аккумулятора, а сила тока – за время этой зарядки. При номинале аккумулятора в 12В и напряжении ИБП в 14В, разницы в 2В более чем достаточно для самого факта зарядки. А вот сила тока в большинстве ИБП значительно меньше, чем у автомобильного генератора. Однако это влияет не на возможность зарядки, а на большую длительность этого процесса. Не исключено, что аккумулятор большого объёма будет заряжаться несколько суток, но он зарядиться полностью, на 100%, это факт.
Например, у меня с состояния 97% до 100% аккумулятор заряжался примерно 12 часов, но при этом процесс зарядки завершился и при значении в 100% ИБП отключил дальнейшую подзарядку
Здесь наглядно видно, что зарядка отключена и ИБП определил, что аккумулятор заряжен
Таким образом, невозможность зарядить аккумулятор полностью и то, что ИБП будет постоянно работать в режиме зарядки – это миф, который мы успешно развеяли. Другое дело, что длительность заряда аккумулятора приведёт к перегреву ИБП, но мы уже решили эту проблему установкой принудительного охлаждения. Конечно, для ускорения зарядки можно использовать автомобильное зарядное устройство, но мне это кажется неудобным – я сознательно хотел сделать систему по принципу «включил и забыл», так что именно принудительное охлаждение я считаю более разумным вариантом.
В процессе зарядки из автомобильного аккумулятора выделится взрывоопасный водород и пары кислоты, в то время, как специальный аккумулятор для ИБП герметичен. Здесь есть сильно преувеличенная правда и чистый вымысле – давайте разбираться.
Для начала про вымысел – используемые в ИБП аккумуляторы не герметичны! Они имеют клапан, препятствующий протечке электролита, но при этом совершенно спокойно пропускают газ. На самом деле, крышка аккумулятора для ИБП имеет пару еле заметных отверстий, которые сделаны вовсе не для того, что бы эту самую крышку можно было поддеть отвёрткой. Это выходы газоотводных каналов. Под крышкой расположены всё те же банки, каждая из которых снабжена резиновым колпачком, плотно прилегающим к горловине банки и подпёртым сверху крышкой аккумулятора. При повышении давления газа он выходит в специальный канал, и все эти каналы сводятся к тем двум отверстиям, которые есть ан поверхности аккумулятора. Более того, на аккумуляторах из ИБП или из мощных фонарей даже пишут, что их нельзя заряжать в герметичном месте, и пишут это именно из-за того, что бы не допустить взрыва.
Так что те аккумуляторы, которые используются в ИБП, далеко не герметичны и точно так же способны выделять водород. Да и делают они это весьма активно – не случайно основная причина смерти таких аккумуляторов, это испарение воды из электролита. Были бы они герметичные – воде не куда было бы испаряться.
Так что для себя уяснили, что аккумулятор, стоящий в ИБП с завода, так же испаряет водород, как и автомобильный аккумулятор.
Теперь поговорим про преувеличенные факты. Прежде всего, речь идёт о парах кислоты. Да, такие пары могут быть вредными для человека, но вопрос, насколько их много. Для ответа на этот вопрос вспомните, как мы поступаем с АКБ в случаи низкого уровня электролита в банках. Мы доливаем дистиллированную воду, а не раствор кислоты – почему? Да потому, что прежде всего испаряется вода (точнее, гидролизуется, разлагаясь на кислород и водород), а сама кислота остаётся в АКБ практически полностью. Соответственно, со временем концентрация кислоты поднимается, и добавлением воды мы разбавляем её до исходного значения. Из этого всего следует, что кислота практически не испаряется из аккумулятора, вернее испаряется в ничтожно малых количествах, которыми, как говорят математики, можно пренебречь.
Другой момент, что при кипении электролита, брызги кислоты могут попасть не внешнюю поверхность и потом, за длительное время, испариться полностью. Но, во-первых, испарение электролита возникает только при большой силе тока заряда (напомню, что у нас как раз этот показатель низкий), во-вторых, мы не случайно закрыли поверхность банок доской (даже если брызги полетят, они не вылетят за пределы контура банки).
Таким образом, кислотное испарении можно признать незначительными и опасности не представляющем.
Теперь про водород. Да, он испаряется и, скорее всего, несколько в больших количествах, чем при зарядке родного аккумулятора ИБП. Но, смею заметить, в намного меньших количествах, чем при зарядке автомобильного аккумулятора зарядным устройством.
Думаю, что все те, кто имеют автомобиль, обязательно сталкивались с зарядкой аккумулятора дома. А в зимнее время многие автомобилисты вообще используют два аккумулятора – один в авто, другой дома заряжается. Соответственно, все продаваемые ЗУ имеют большой ампераж, что уменьшает время зарядки, но почти всегда приводит к закипанию электролита. Именно из-за этого мы и откручиваем крышки банок аккумулятора. Естественно, что в процессе зарядки током высокой силы, да ещё при открытых банках, водорода выделяется очень много. Но никаких последствий зафиксировано не было. Более того, не было их и в советские времена, когда почти в каждой квартире автовладельца зимой стоял на зарядке аккумулятор, подключённый к сети через лампочку.
И здесь надо отметит, что для человеческого здоровья водород, выделяемый при зарядке АКБ, совершенно безвреден. Опасность он представляет только тем, что в смеси с воздухом в пропорции 2:1 образует взрывоопасную смесь. Но, вспомним правило о том, что занимает весь объём, ему предоставленный, и посмотрим, сколько водорода выделяется при зарядке, и сколько при это кислорода содержится в стандартной квартире, не говоря уже о собственном доме. Вывод – соотношение «гремучего газа» в этой ситуации недостижимо, ибо водорода будет сильно меньше необходимого.
В подтверждение тому – опыт зарядки аккумуляторов дома нашими отцами. Да и новейшая история, насколько мне известно, не имеет массовых примеров, говорящих об опасности водорода, выделяющегося из автомобильного аккумулятора, при его зарядке в домашних условиях. Даже на сайтах скептиков, считающих невозможным использование автомобильного аккумулятора в ИБП, нет ни одного достоверного доказательства опасности такого действия. Так что все разговоры о «взрывоопасной смеси», хоть и имеют под собой физическое обоснование, но не имеют практического подтверждения применительно к зарядке АКБ в домашних условиях (в том числе, от ИБП). Конечно, я бы не рекомендовал ставить аккумулятор около источников открытого огня или использовать его как подставку для пепельницы, но под столом у компьютера водород в таких количествах точно опасности представлять не будет.
ПО на компьютере и индикатор на ИБП будут некорректно отображать оставшееся время работы. Да, если не перепрошивать ИБП, то здесь есть некоторая проблема. Время оставшейся автономной работы рассчитывается исходя из ёмкости аккумулятора, оставшегося заряда и текущей нагрузки. Соответственно, ёмкость заложена в прошивке ИБП, и именно она используется при вычислении времени, что приводит к некорректной информации. Но это можно исправить, изменив прошивку бесперебойника. Впрочем, не для всех устройств это сделать легко, да и кроме навыков слесаря, здесь ещё понадобятся навыки программиста.
С другой стороны, это не критично, поскольку заряд аккумулятора будет определяться точно. Заряд рассчитывается как сравнение номинального тока с текущим в цепи АКБ. Соответственно, это величина будет рассчитываться совершенно верно. В итоге мы будем иметь адекватное отображение оставшегося заряда в процентах, чего, как мне кажется, вполне достаточно. Например, на сотовом телефоне мы видим только схематический уровень заряда батареи, ну иногда проценты, но никак не оставшееся время работы. И при этом нам этой информации достаточно. Так же и с ИБП – процент оставшегося заряда является вполне исчерпывающей информацией.
Таким образом, можно сделать вывод, что использовать автомобильный аккумулятор совместно с ИБП вполне реально. Экономические вопросы пока остаются открытыми, ибо если специально покупать новый АКБ для этих целей, то тут действительно нужно смотреть на живучесть батареи в таких условиях эксплуатации, а это покажет время. Но вот если использовать уже отработавший в машине аккумулятор, как это сделал я, то здесь вывод очевиден – это не просто возможно, это очень выгодно и удобно!

12-220 или бесперебойник в машине

Издавна многие зрители мне задают вопрос – можно ли питать бесперебойник от автомобильного аккумулятора, и какие риски или проблемы могут возникнуть.

Источник бесперебойного питания или ИБП (UPS) по своей природе ничто иное, как двухтактный преобразователь напряжения, бюджетные варианты малой и средней мощности как право делаются по схемам пуш-пул (со средней точкой), в мощных и дорогих вариантах как право используют полноценные мостовые схемы.

Любой бесперебойник имеет

1) Источник питания в лице стационарного, как право свинцового аккумулятора.
2) Блок формирования импульсов (задающий генератор)
3) Силовые транзисторы (как право N-канальные полевые ключи)
4) повышающий трансформатор

ИБП как право работают довольно надежно, поскольку предназначены в основном для кратковременной работы (те, к которым мы подключаем компы), напичканы защитами, так, что спалить их непросто. Но зато аккумулятор выходит из строя не редко, а новенький аккумулятор скажем на 9 А/ч стоит столько же, сколько б/у бесперебойник целиком.

Поэтому очень актуальный вопрос – можно ли подключать к бесперебойнику автомобильный аккумулятор. Вообще-то можно и будет работать установка гораздо дольше, чм от родного аккумулятора, но тут есть свои подводные камни.

Автомобильный аккумулятор – стартерный, предназначен для отдачи больших токов на короткое время, в момент старта, а бесперебойниках как право стоят стационарные аккумуляторы, поэтому использовать обычный автомобильмый аккумулятор в мощных бесперебойниках под нагрузкой скажем 500 и выше ватт не рекомендуется, аккумулятор может откинуть копыта за короткое время.

Другое дело, если бесперебойник пользовательского класса и мощность в среднем составляет 200-350 ватт либо подключенная к нему нагрузка имеет мощность указанную мощность или меньше.

Также стоит запомнить то, что обычные бесперебойники рассчитаны на малое время работы (не более 10-15 минут под максимальной нагрузкой). Помимо малого резерва внешнего аккумулятора есть еще одна причина – бесперебойник имеет не самое лучшее охлаждение силовой части, транзисторы имеют радиаторы малых размеров, а повышающий трансформатор нагревается до критичных температур, что может повредить лаковое покрытие проводов образуя сгорание обмотки, короткое замыкание и выход из строя силовых транзисторов, а если такое произойдет в ваше отсутствие, то последствия могут быть печальными…

Для того, чтобы избежать всего этого очень советуется

1) Увеличить площадь радиаторов силовых ключей, либо использовать кулер для их отдува
2) Использовать кулер также для отвода теплого воздуха из-под корпуса бесперебойника.

Только так можно увеличить время безопасной работы источника бесперебойного питания.

И ещё хочу отметить один момент, если вам нужно покрасить один элемент, то стоит обратиться в отличный технический центр. Профессионалы своего дела, сделают так, что вы навряд ли найдёте хоть какое отличие.

Надеюсь было интересно- Касьян Ака.

Как выбрать аккумуляторную батарею для источника бесперебойного питания

Когда нужна замена аккумуляторов в ИБП.

Источники бесперебойного питания уже не один десяток лет защищают наши компьютеры от сбоев в работе питающей сети. И любой пользователь ПК, защищающий свой компьютер с помощью ИБП достаточно долгое время, наверняка замечал, что со временем срок работы компьютера от ИБП становится все меньше и меньше. «Старички» возрастом в несколько лет дают своему хозяину считанные секунды на то, чтобы успеть сохранить все данные, а потом – продолжительный писк и темный экран монитора очередной раз напоминают о том, что срок жизни аккумулятора подошел к концу.

Ничего необычного в такой ситуации нет: аккумуляторы, устанавливаемые в бытовые ИБП, выдерживают 300-400 циклов заряда/разряда. Если в сети, к которой подключен компьютер с ИБП, отключения и долговременные просадки напряжения – не редкость, то свой ресурс аккумулятор может выработать очень быстро – за 6-12 месяцев. Именно в этот момент некоторые пользователи сталкиваются с неприятной тонкостью, чаще всего не замечаемой при покупке – иногда оказывается, что гарантийный срок на аккумулятор намного меньше гарантийного срока на сам ИБП. Справедливости ради следует отметить, что этим грешат производители дешевых ИБП, ставящие в свои «бесперебойники» аккумуляторы низкого качества.

Как бы там ни было, но замена аккумулятора в ИБП – дело рядовое, поэтому магазины компьютерных аксессуаров предлагают богатый выбор аккумуляторов для ИБП в большом диапазоне цен и характеристик. Как выбрать из них подходящий для установки в имеющийся источник бесперебойного питания?

Замена аккумулятора ИБП

Некоторые ИБП имеют отдельный батарейный отсек, и замена аккумулятора в них осуществляется просто и безопасно (в некоторых случаях возможна даже «горячая» замена аккумулятора без отключения питания). Но в большинстве бытовых ИБП придется снимать крышку самого устройства. Делать это следует, обязательно отключив ИБП от сети и выключив его. Даже если он разряжен, в аккумуляторе еще может сохраняться остаточный заряд, которого вполне хватит на удар током. Сняв крышку, следует, не прикасаясь к элементам и платам схемы, снять клеммы с аккумулятора и уже после этого снять сам аккумулятор. Следует убедиться, что полярность клемм не вызовет сомнений при сборке (обозначения «+», «-» на клеммах, цветовое обозначение проводов: красный «+», черный «-«)

Батарея ИБП, поврежденная вследствие высокого тока зарядки

Батарею первым делом следует тщательно осмотреть. Деформация (вздутость) аккумулятора и потеки на крышке могут сигнализировать о том, что причиной выхода батареи из строя является не исчерпание ресурса, а неисправность зарядного устройства ИБП. Если при этом еще и снижение времени работы от ИБП происходило не постепенно, а скачком (вчера – «тянул» полчаса, сегодня выключается через секунду), то лучше отнести ИБП в диагностику – скорее всего, замена батареи поможет ненадолго.

Если же внешне батарея выглядит «как новая», можно подбирать замену. Проще всего, конечно, взять аналогичную батарею от того же производителя, но такое не всегда возможно – бывает, что эта конкретная модель уже снята с производства или стоит слишком дорого. Тогда следует снять размеры батареи и найти на батарее информацию о емкости и рабочем напряжении.

Для аккумуляторов ИБП существует несколько стандартных типоразмеров. Разумеется, лучше брать аккумулятор того же типоразмера, что и предыдущий – установка такого будет проще и безопаснее. Иногда есть возможность установить на штатное место аккумулятор другого типоразмера — большей высоты – но тогда при сборке следует особенно внимательно следить за тем, чтобы новый аккумулятор не входил в контакт с корпусом или элементами схемы.

На новом аккумуляторе винтовые клеммы, а провода рассчитаны на подключение к лепестковым — клеммы на проводах придется менять.

Еще одна тонкость, на которую следует обратить внимание – расположение и вид клемм. Единого стандарта на это нет, поэтому, для подсоединения некоторых аккумуляторов того же типоразмера, что и старый, может понадобиться удлинить провода или перепаять клеммы (с лепестковых на винтовые или наоборот)

Напряжение аккумуляторов для ИБП чаще всего бывает 12Вольт, реже – 6. Напряжение нового аккумулятора должно в точности соответствовать напряжению старого. Установка аккумулятора с другим напряжением может привести к поломке ИБП и к необходимости его полной замены.

Емкость обычно обозначается в Ампер-часах (А∙ч, Ah).

Иногда емкость батареи приведена в Ватт/Вольт/минутах, обычно указывается для одной ячейки напряжением 1,67 В, сколько ватт она может выдать в течение 15 минут. Формулы точного перевода в Ампер-часы не существует, для приблизительного следует поделить число ватт на 3,8. Полученное число будет примерно равно емкости аккумулятора в А∙ч.

Какова должна быть емкость нового аккумулятора?

Нежелательно, чтобы емкость была меньше емкости старого. Она может быть незначительно меньше (90-85% от емкости старого), но не более – для аккумуляторов с меньшей емкостью зарядный ток от ИБП может оказаться слишком большим, что плохо скажется на сроке службы нового аккумулятора.

Устанавливать аккумулятор с емкостью больше чем в два раза от старого тоже не стоит. Во-первых, такой аккумулятор, скорее всего, уже будет иметь большие габариты и на старое место просто не полезет.

Во-вторых, для такого аккумулятора ток зарядки уже будет слишком мал, что при глубоких разрядах (нередких при работе ИБП), тоже вредно сказывается на емкости аккумулятора.

В-третьих, многие современные ИБП контролируют параметры зарядки и, если они сильно отклоняются от стандартных, выдают сообщение об ошибке и отказываются работать. Современный ИБП может «забраковать» аккумулятор с емкостью, сильно отличающейся от изначальной.

Сборка ИБП

При установке нового аккумулятора следует:

— обратить внимание на соблюдение полярности. Следует убедиться в соответствии маркировок проводов и клемм аккумулятора, а не подсоединять «куда просится» — расположение клемм на новом аккумуляторе может быть зеркальным к старому! Переполюсовка аккумулятора с высокой вероятностью приведет к поломке ИБП.

— убедиться, что ИБП выключен (особенно актуально для старых моделей с клавишным выключателем). Новый аккумулятор, как правило, имеет 50% заряда, и, если ИБП по каким-то причинам остался включенным, при подсоединении аккумулятора возникает опасность поражения электрическим током.

Новый аккумулятор большей емкости имеет другой типоразмер (выше на несколько см) и входит на штатное место «впритирку». Клеммы пришлось изогнуть.

— если клеммы нового аккумулятора расположены по-другому, убедиться, что ни его клеммы, ни клеммы подходящих к ним проводов ни при каких обстоятельствах не будут касаться корпуса ИБП, элементов схемы или дорожек на платах.

Характеристики аккумуляторных батарей для ИБП

Емкость. Одна из основных характеристик, определяющая, как долго подключенный к ИБП компьютер сможет работать при отсутствии питающей сети. Обычно измеряется в Ампер-часах и нормировано на 20-часовой режим разряда (что обычно обозначено на корпусе как “C20” или “20 hour rate”). Часто встречающееся объяснение, что, к примеру, 7 А∙ч означает, что аккумулятор выдает 7 ампер в течение часа, некорректно – емкость аккумулятора сильно снижается при увеличении тока (снижении времени) разряда. При разряде аккумулятора за час его емкость падает относительно номинала на 30%.

Чем выше емкость аккумуляторной батареи, тем она дороже.

Наверняка каждого покупателя волнует вопрос: сколько «протянет» компьютер от аккумулятора конкретной емкости? Это можно подсчитать по формуле

где Т – время автономной работы компьютера от ИБП в часах, Pнагр – суммарная мощность оборудования в ваттах, Uакб– общее напряжение аккумуляторных батарей, Сакб – общая емкость в А∙ч, К – КПД преобразования источника бесперебойного питания (0,8-0,95), Кгр – коэффициент глубины разряда аккумулятора (0,8-0,9) и Кде – коэффициент доступной емкости, зависящий от времени (тока) разряда (0,7 для часового разряда, 0,85 для двухчасового, 0,95 для десятичасового, 1 для двадцатичасового)

Для оценки точного времени лучше всего замерить потребляемую компьютером мощность, но, для грубой оценки, достаточно сориентироваться по мощности блока питания системного блока и не забыть про мощность монитора. Так, ИБП с 12-вольтным аккумулятором емкостью 7 А∙ч будет «тянуть» компьютер с 400 Ваттным блоком питания и монитором мощностью 50 Ватт в течение:

Напряжение новой аккумуляторной батареи должно в точности соответствовать напряжению старой. В ИБП большой емкости могут использоваться несколько аккумуляторных батарей, соединенных последовательно. Их можно заменить на одну батарею, при этом напряжение новой АКБ должно быть равно суммарному напряжению старых батарей, а емкость соответствовать емкости одной старой батареи.

Максимальный ток разряда определяет, насколько мощное оборудование можно запитать от данной батареи. Чем выше этот параметр, тем лучше – тем более щадящим будет ток разряда при отключении питания. Так, ток разряда оборудования суммарной мощностью 400 Вт будет составлять 400 Вт/12 В = 33 А. С учетом падения мощности на преобразовании и прочих допусков, максимальный ток разряда аккумулятора для ИБП в таком случае должен быть не меньше 60 А.

Внутреннее сопротивление новой АКБ зависит от рабочей площади пластин аккумулятора, качества электрохимического контакта электролита с пластинами и косвенно характеризует качество всей батареи: чем внутреннее сопротивление ниже, тем лучше. При прочих равных параметрах следует отдать предпочтение АКБ с меньшим внутренним сопротивлением – скорее всего, параметры другой батареи завышены. Так, максимальный ток разряда у батареи с высоким внутренним сопротивлением должен быть ниже.

Срок службы также характеризует качество изготовления аккумулятора: технология AGM, по которой производится большинство аккумуляторов для ИБП, обеспечивает до 400 циклов заряда/разряда, но плохая сборка (некачественные пластины, загрязненные свинцовые сплавы) может в разы снизить это число. Не стоит рассчитывать на то, что батарея со сроком службы в 5 лет верой правдой будет работать весь этот срок даже при ежедневных отключениях электроэнергии. Но что она проработает дольше, чем батарея со сроком службы 1 год – это почти наверняка. Со сроком службы связана еще одна характеристика аккумулятора — срок гарантии. Если вы желаете приобрести качественный аккумулятор, выбирайте тот, у которого больше гарантия.

Варианты выбора.

Если вы хотите, чтобы с новым аккумулятором ИБП проработал как можно дольше, приобретайте аккумуляторную батарею с продолжительным сроком гарантии. Это обойдется вам в 400-6000 рублей в зависимости от других характеристик.

Подключение автомобильного аккумулятора в ИБП: все за и против

Всех, кто постоянно имеет дело с источниками бесперебойного питания (ИБП), не раз посещала мысль о замене штатных аккумуляторов автомобильным. В первую очередь об этом думают в целях экономии. Ведь автомобильный аккумулятор дешевле (иногда значительно) специальных батарей для ИБП. С точки зрения первоначальных вложений выгода очевидна, но возникает ряд сложностей и вопросов. Мы не будем делать окончательных выводов относительно использования автомобильного аккумулятора в ИБП, а просто разберём все доводы за и против. Однозначных выводов здесь сделать нельзя, поскольку все зависит от ситуации, в том числе и финансовой.

О чём идут споры?

С одной стороны, существует ряд достаточно удачных примеров использования автомобильного аккумулятора для бесперебойника. Довольно много народу попробовали эту схему и остались довольны результатом. Одни в качестве плюса называют увеличившееся время работы в автономном режиме, других привлекает возможность сэкономить. Причём некоторые использовали свои отработавшие АКБ с автомобилей.
С другой стороны, производители бесперебойников и аккумуляторов для УПС, а также всевозможные продавцы этой продукции говорят, что это призрачная экономия и не принесёт ничего, кроме проблем. Те и другие приводят веские доводы. Кого же слушать?

В основном споры вокруг подключения автомобильных аккумуляторов к UPS сводятся к следующим вещам:

  • Ток и характер эксплуатации. Автомобильные аккумуляторы приспособлены под отдачу большого стартерного тока в короткий промежуток времени. Аккумуляторы для UPS отдают равномерный электрический ток в течение достаточно продолжительного промежутка времени;
  • Напряжение и процесс зарядки. Здесь споры сводятся к тому, что УПС и электрическая сеть автомобиля выдают различное напряжение, что делает процесс зарядки аккумуляторов различным;
  • Конструктивные особенности. Жарче всего обсуждается тема испарения электролита АКБ, а также выделение водорода в процессе работы автомобильного аккумулятора.

Давайте, подробнее рассмотрим каждый из этих пунктов.

Ток и характер эксплуатации

Не секрет, что главное назначение автомобильного аккумулятора, это запуск двигателя. Он должен обеспечить высокий пусковой ток. Это необходимо для стартера, который запускает мотор. После этого подзарядка аккумулятора будет происходить от генератора в процессе поездки. Причём процесс подзарядки будет происходить в «рваном» режиме. То есть, батарея будет заряжаться в моменты, когда число оборотов коленчатого вала достаточно большое (как правило, больше 2 тысяч оборотов в минуту).

Аккумуляторная батарея для ИБП работает в другом режиме. Поскольку мощность подключённого к ним оборудования сравнительно небольшая, при работе в автономном режиме они отдают небольшие величины электрического тока в течение длительного промежутка времени. После отдачи заряда аккумулятор UPS заряжается постоянным стабильным током.

Как говорят противники подключения автомобильных аккумуляторов к UPS, этими различиями в эксплуатации обусловлено и разное конструктивное исполнение этих типов батарей. В частности, отличается толщина свинцовых пластин.

В автомобильных АКБ толщина пластин составляет от 1 до 1,2 миллиметра. В аккумуляторах для источников бесперебойного питания это значение составляет от 2 до 2,5 миллиметров, то есть больше в 2 раза.

Помимо этого, отличается и чистота свинца в этих типах АКБ. В автомобильных используется свинец, получаемых в результате переработки отработавших пластин. В аккумуляторах для ИБП используется более чистый свинец первичной плавки.

Сторонники подключения автомобильных аккумуляторов в ИБП резонно заявляют, что АКБ автомобиля функционирует не только при запуске мотора. Батарея подключается в работу, если генератор не справляется с нагрузкой, да и при заглушённом двигателе она обеспечивает работу потребителей в автомобильной бортовой сети.

И в таком режиме автомобильный аккумулятор выдаёт ток значительно меньше стартерного и в течение длительного времени. То есть, здесь его функционирование мало чем отличается от аккумулятора в составе источника бесперебойного питания.

Что касается пластин, то производители УПС говорят о быстром выходе их из строя в автомобильном аккумуляторе, подключённом к бесперебойнику. Объясняют это тем, что толщина у них меньше, и они не выдержат такой режим работы. Что тут можно сказать? Все, кто постоянно имеет дело с источниками бесперебойного питания, прекрасно знают, что батареи в них не живут дольше 4–5 лет. Ещё раньше они взбухают от перезарядки и отправляются на помойку. Срок службы среднестатистического автомобильного аккумулятора равен 3–4 года. И это при значительном выигрыше по стоимости.

Подробно о том, сколько служит аккумулятор автомобиля можно прочитать по указанной ссылке.

Напряжение и процесс зарядки

Разница в напряжении постоянного тока рассматриваемых аккумуляторов является ещё одним доводом тех, кто против использования автомобильной АКБ в источнике бесперебойного питания. В качестве подтверждения приводятся следующие доводы.

Напряжение тока зарядки для автомобильной АКБ лежит в пределах от 14 до 14,2 Вольта. Аккумулятор для ИБП заряжается при напряжении от 13,5 до 13,8 Вольта. Как утверждается, АКБ от автомобиля в таких условиях постоянно будет в состоянии неполной зарядки.

В ответ на это им говорят, что напряжение как автомобильной батареи, так и бесперебойника постоянно никто не контролирует. Оно может быть выше или ниже указанных значений при определённых условиях. Ведь напряжение полностью заряженной батареи 12,7–13 Вольт, а напряжение постоянного тока может «гулять» в зависимости от сети автомобиля, к которому она подключена. К тому же полнота зарядки АКБ зависит не только от напряжения в сети, но и от ряда других факторов. Советуем подробнее прочитать про норму заряда аккумулятора автомобиля.

Доводы против подключения можно было считать состоятельными, если бы это подкреплялось какими-то экспериментальными данными. Ведь никто не оценивал степень зарядки автомобильного аккумулятора, работающего в UPS. Судить о степени его зарядки по напряжению некорректно. Объективно это можно оценить лишь по набранной аккумулятором ёмкости. А точно это можно узнать можно лишь разряжая его какой-нибудь нагрузкой в течение определённого времени. Тогда можно точно узнать, сколько в нём ампер часов.

В общем, с полной уверенностью о хронической недозарядке автомобильной АКБ в составе источника бесперебойного питания говорить нельзя. Убедительных подтверждений этому нет.

Кроме этого, многое зависит от режима работы. Если на аккумуляторе во время отключения повисели сервер и пара «системников», затем он подзарядился и все повторилось, это одна ситуация. В таком режиме автомобильный аккумулятор долго не проработает, поскольку свой заряд набирает медленнее тех, что в UPS. Но такой режим работы нельзя назвать характерным. В большинстве случаев ИБП играет роль подстраховки при редких отключениях питания.

Конструктивные особенности

Здесь «копья ломаются» вокруг выделения водорода из автомобильной АКБ и испарение электролита. Водород с кислородом являются гремучей смесью, которая может сильно рвануть от любой искры, в том числе неисправной электропроводки. Это действительно так, но почему говорится только о выделении водорода у автомобильного аккумулятора?
Ведь в аккумуляторах для ИБП также предусмотрен выход газов наружу. Так, стандартные батареи для ИБП имеют крышечки, под которыми скрываются отверстия банок. Они закрыты резиновыми колпачками, которые придерживаются крышкой. При достижении определённого давления газа в банке, колпачок приподнимается и выпускает его. Так, что рециркуляция газа в таких батареях является мифом. Если АКБ необслуживаемая, в ней все равно предусмотрена система сброса избыточного водорода (клапан). Поэтому водород будет выделяться в любом случае. Но, по отзывам тех, кто реализовал подобную систему с автомобильным аккумулятором, каких-то чрезвычайных происшествий с водородом у них не было.

Что касается испарений вредного электролита, то здесь отчасти можно согласиться. Процессы в свинцово-кислотном аккумуляторе проходят более интенсивно и электролит выкипает активнее.

Но здесь любой автолюбитель должен вспомнить о том, что он доливает, когда выкипел электролит. Правильно, дистиллированную воду. Ведь в атмосферу испаряется в основном вода, а серная кислота остаётся внутри. Кстати, в сегменте автомобильных аккумуляторов есть и гелевые батареи. Они по своему устройству и характеристикам похожи на аккумуляторы для ИБП. Однако в этом случае весь выигрыш в цене будет потерян. Скорее, наоборот, вы заплатите больше. Подробнее о гелевых аккумуляторах.

Другое дело, что аккумулятор с жидким электролитом значительно менее удобен при эксплуатации, чем с гелем. Помимо этого его вес значительно больше. Фактически автомобильную АКБ можно только поставить рядом с ИБП и больше никуда не перемещать. Тогда как со штатным аккумулятором «бесперебойник» значительно мобильнее и удобнее в использовании. Такие батареи относятся к гелевому типу. Внутри не раствор серной кислоты, а стекловолокно, пропитанное электролитом. За счёт этого аккумулятор можно располагать на вертикальных и наклонных поверхностях. Подробнее о том, что такое электролит или аккумуляторная кислота, читайте в материале по ссылке.

Подключение

Подсоединение автомобильного аккумулятора к ИБП особой сложности не представляет. Нужно лишь изготовить соответствующий кабель. Потребуется кусок провода, два крокодила и две клеммы под соответствующие разъёмы на плате UPS. Крокодилы и клеммы припаиваются к проводу. А дальше вместо штатного аккумулятора подключается автомобильная батарея с соблюдением полярности. Провод сделайте с запасом, чтобы аккумулятор можно было хоть немного передвигать вокруг ИБП.

Сложного здесь ничего нет, если бы не один вопрос. Он заключается в том, насколько хорошо будут чувствовать себя транзисторы в схеме источника бесперебойного питания. Ведь при производстве UPS рассчитывается, что они будут работать определённое время, которое зависит от ёмкости АКБ. То есть, аккумулятор садится и устройство отключается. И этот временной интервал небольшой.

Соответственно, и охлаждающие радиаторы на них рассчитаны, чтобы отводить тепло некоторое время. Если мы подключаем автомобильный аккумулятор, то этот временной интервал значительно возрастает. Ёмкость таких аккумуляторных батарей больше и держать нагрузку они могут дольше. Это во многом то, из-за чего затевается модернизация (помимо экономии).

Поэтому стоит понаблюдать как сильно транзисторы будут греться, а лучше заранее принять меры по их эффективному охлаждению. Можно поставить радиаторы, имеющие большую массу и площадь поверхности (с рифлением). Может быть, придётся поставить активное охлаждение (вентилятор). Это дополнительная суета, но в ряде случаев без этого не обойтись.

Менять или не менять?

Как видите, в процессе подключения автомобильного аккумулятора к источнику бесперебойного питания нет ничего фатального или невыполнимого. Есть определённые сложности, которые довольно просто решаются. Мы рассмотрели основные доводы за и против такого решения. Все доводы «против» звучат в основном от производителей ИБП. Доводы «за» можно услышать от тех, кто реализовал подобные решения. Одни пользователи сделали это в целях экономии, другие с целью увеличения работы ИБП в автономном режиме. Ведь UPS используют не только для подключения компьютерных систем. От них могут работать устройства, для завершения работы которых недостаточно просто «сохраниться».

Что касается целесообразности замены аккумулятора, то здесь решать вам по ситуации. Если вам просто по работе приходится обслуживать ИБП и аккумуляторы к ним приобретаются за счёт компании, то к чему вся эта суета? А вот если на эти АКБ уходят кровно заработанные средства, то стоит заняться этим вопросом. Также это может понадобиться тем, кто хочет увеличить время работы UPS при отключении электричества. Возможны ситуации, когда на один источник бесперебойного питания «повешено» много потребителей. Замена аккумулятора на автомобильный может помочь в решении этой проблемы.

Опрос

Temka-35rus ›
Блог ›
Инвертор из 12V в «220V» своими руками из старого ИБП Ippon

Этот же пост на моем сайте)
Внизу данной статьи Можно узнать о категориях электроснабжения и другую полезную Инфу

Был старый Источник Бесперебойного Питания ИБП с умершим аккумулятором марки ippon back power pro 400
Платы у модельного ряда ippon back power pro 400 — 800 около одного данный способ должен к ним подойти
Модернизация увеличение мощности

Полный размерДля поиска схемы в интернете в бейте номер платы Можно так же ее назвать ревизия, схема, даташит, шасси У меня номер такой 098-17138-01-S2
на примере ippon back power pro400 098-17543-01-s2 Полный размерСистема охлаждения и вывод подключений
Длина подключения к акб должна быть как можно меньше, и толще не меньше родных
Установка Кулеров в корпус ИБП Полный размер4
В инвекторной части должны быть все ключи 1 отвечает зарядка акб, другие 4 по 2 параллельно для преобразования с акб
Выпаять резистор R83 300 ом 5% в место него Впаять Кулеры полярность можно посмотреть рядом на конденсаторе С24. Обязательно должно быть что то или резистор или кулера!
Выпаяный резистор R83 ом 5% паралельно припаять к резистору R31 для регулировки тока для LM317 линейного стабилизатор снимает с него падение напряжения и использует для того чтоб ограничить ток. В итоге увеличиваем ток на котором будет стабилизировать данный стабилизатор.

Диод D13 нужно заменить на более мощный стандартный 1А поставить как минимум 1,5А.
Для ускоренного заряда увеличения напряжения, дополнительно припаять диод шоттки (меньше потерь падения напряжения) (минимум 1.5А 20В) параллельно D13 через тумблер.

Отключить или отпаять звуковой сигнал чтоб не надоедал

Полный размер5
Доп Функции
Галочка и паяный резистор
Выпаяный резистор и маркировка No

1. Режим GRN (Green power control) при включенном режиме и работе ибп от акб потреблением менее 100Ват отключит ИБП через 5 минут, так как не поймет что у него что то подключено и для защиты АКБ выключится чтоб лишний раз не разряжать можно так же сделать через тумблер.
Для отключения данного режима GRN отпаять ногу резистора R15A

2. Работа Автоматического Регулятора Напряжения (AVR), При отклонении входного напряжения на величину от 10% до 25%

Полный размер6

3. STD стандартный режим впаяны оба резистора R5A, R5B

отпаять R5A, чтобы перевести UPS в режим STEP.
Тогда должна будет заработать еще и ступенчатая стабилизация напряжения.

Режим GEN выпаяны оба резистора R5A, R5B

4. выдаваемая мощность (платы заточены под разные нагрузки)
500VA R3B впаян R3C нет
400VA R3B и R3C нет
700VA R3B и R3C нет

Полный размер7
оставлять лучше режим 220В так как от его значений работает AVR Полный размер8
Предохранители Полный размер9
При работе от АКБ добавить дополнительный или более мощный конденсатор для питания 4 ключей они берут импульсами конденсатор будет сглаживать и отдавать на ключи (мосфеты). Полный размер10
Параллельно подключить 2 трансформатор к 1 и разместить в корпусе, для максимальных нагрузок для уменьшения перегрева 1 трансформатора Полный размерgrenmode Полный размерусиленная зарядка Полный размерразъем 220 Полный размер11 Полный размер12 Полный размеробщий вид

Сделано на основе видео Ippon BPP и автоАКБ, подробно о переделках на плате.

Рекомендую посмотреть видео с 22:23
У кого инвертор установлен для системы отопления (котла) для информации посмотреть с 25:49