为调制解调器/交换机等小设备制作不间断电源

为调制解调器/交换机等小设备制作不间断电源,Uninterruptible power supply

作者：谭文威 此电源的电路见下图。
　　一、充电电路及其调试
　　最初受一些廉价万能手机充电器的影响，未设置恒流部分（图1虚线框内）。两组手机电池借助继电器K1、K2的触点K1-1、K2-1的作用并联充电、串联放电，使电压达到交换机使用的6V~12V电压。当外部电源接通且电池电压未达到4.2V时，431的k极呈高阻抗，R1、T1、T2为电池提供恒定的电流，同时外部12V电源经Dl直接给交换机供电。当电池电压达到4.2V时，由于431的作用，电池电压将不再升高，由恒流充电转为恒压充电。但实际上，充电电流随着电池电压的增高而减小。当电池电压达到4.05V时就很难再升高了。此时，用万用表测充电电流仅30毫安。本人经分析后加入了虚线框内的恒流部分。假定未接入A4和R1l，其工作原理与431相同。R9、R10为A3提供基准电压，当可调电阻R13的分压高于基准电压时，A3输出低电平，反之输出高电平。引入了R1l后，由于R1l的正反馈作用，A3可以快速地改变输出状态，充电电流不会因电池电压增加而减小，因而大大提高了充电效率。
　　调试方法如下：先断开电池，在电池的位置上连接一只1kΩ的电阻，调节R13，使电池电压达到4.2V时A3刚好输出低电平。
　　由于C2的作用，调节后翻转电压略低于4.2V，这样可避免可调电阻不稳定造成的过充电。为了确保电池电压不超过4.2V，将A3的同相输入端电压设置为2V。由于该电路一旦翻转就不能自动恢复，因此增加了C2，以提高电路的抗干扰能力。为了在断电后能可靠地恢复充电，在电路中还增加了二极管D2。断电后，D2左侧不带电，C2经R13放电后不再带电。当恢复供电时，C2上的电压为0V，电路处于充电状态，C2也处于充电状态，当电池电压未达到4.2V时继续恒流充电，达到4.2V则A3、A4输出低电平，由431提供恒压充电。A4为电压跟随器，其作用是隔离A3，使其不受R12的干扰。
　　二、5V稳压电源电路及其调试
　　A2及其外围器件构成5V稳压电路，为调制解调器供电。由于该部分电源电压在12V和7.2V之间切换，因此采用431作为基准电源。假定不接R7，则是一个线性稳压电路。但是由于R7产生的正反馈，A3在反相输入端电压高于5.5V时输出低电平，低于4.1V时输出高电乎。
　　调试方法：将电路连接好后，将万用表和一只1kΩ的电阻接在+5V输出端，调节R8，使万用表指示电压为5V。调节C1的容量可改变工作频率。该电路静态电流为100mA左右，相对于耗电量为1A的调制解调器来说不算太大。其输出波形虽然不太好，但可以使用。
　　三、主要元器件的选择
　　每组电池由两只1050mAh的锂离子电池并联而成，共用一块保护板。两组电池使用了4块手机电池、两块保护板。电源采用市售成品开关电源，输出电压为12V，输出电流3A以上即可。也可用变压器加整流滤波电路代替。继电器的控制电压为12V，要求至少有一个常开触点和一个常闭触点，触点电流为1A。由于手头元件不齐全，所以三极管T2、T3选择了3865。实际上，只要是最大工作电流超过1A的管子就可以了，但必须加散热片。外壳采用四相开关盒钻孔改装。该电路经实际使用，工作可靠，可为两台交换机、调制解调器提供大约一小时的电力，足以度过跳闸及停电的时间。