Autor Tema: Diseñar UPS de 24V  (Leído 13512 veces)

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Desconectado migsantiago

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Re: Diseñar UPS de 24V
« Respuesta #15 en: 23 de Mayo de 2008, 22:13:08 »
MUCHO CUIDADO con lo siguiente.

Cuando la batería llega a su último voltaje de 10V el circuito que utilices debe desconectar todo. He aquí el dilema, cuando desconectas todo, la batería tiende a subir su voltaje y algunas regresan "mágicamente" a 12V casi inmediatamente. Si tienes un circuito con una detección simple lo que va a hacer es reconectar la energía de la batería, volviéndola a descargar de golpe a 10V.

Esta conexión-desconexión es una subida y bajada brusca de voltaje que hay que evitar a toda costa porque oscila muy rápido y puede dañar el circuito alimentado. ¿Cómo evitar eso? Implementando histéresis en la detección del voltaje.

Yo una vez diseñé un UPS idéntico al tuyo pero con muchos errores, incluyendo el que te comento arriba. Eché a perder una batería 12V5Ah pero lo bueno es que en mi trabajo esas las comercializaban por centenas y pues no pasó nada  :D

La histéresis que recomiendo es que una vez que el voltaje llegó a 10V, el equipo haga memoria y espere hasta que el voltaje exceda 13V, es decir, el voltaje de flotación de 13.5V que existe cuando la CA ya regresó.

Una vez que ya hay 13.5V, quita la protección y permite que la batería dé respaldo, pero nunca antes de que la CA haya regresado.

Espero no complicarte el diseño, pero hay que ser cuidadoso con las baterías de plomo-ácido para que duren muuuuuucho tiempo. Para todo esto puedes usar un pic12 que tienen ADC e implementar un ampop para adecuación de voltajes.


Para complicar un poquito el asunto, si te interesa que la batería se recargue de forma más rápida con el voltaje de flotación puedes usar el voltaje de ecualización, pero esa... es otra historia  :D

Ah y también con el pic12 puedes implementar una detección del estado de la batería, mediante tests periódicos, si te llega a interesar, me avisas.
« Última modificación: 23 de Mayo de 2008, 22:18:22 por migsantiago »

Desconectado Gonzalo_BlackHawk

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Re: Diseñar UPS de 24V
« Respuesta #16 en: 23 de Mayo de 2008, 23:21:07 »
Hola a todos. Migsantiago, la verdad que se nota que has tocado el tema, muy interesantes tus acotaciones.

Lo que me resulta poco lógico acerca del circuito con el op-amp o el expuesto por flacoclau es que si el rele es de 24V (y lo que expongo a continuacion depende del tipo de rele, por lo tanto es relativo, que alguien me corrija si estoy equivocado por favor) cuando la tensión en la bateria baje algunos volts el rele dejará de activarse por mas que el transistor siga saturado, asi que la logica de control no cumple ninguna función pues el rele dejara de funcionar a un voltaje mayor que el impuesto por el circuito de control. Tal como he aclarado anteriormente este evento depende del umbral de activación de los contactos, hay reles que pueden trabajar con tensiones bastante menores a la nominal y hay otros que apenas se desciende ese valor se desconectan. De todas formas tampoco recomiendo trabajar a tensiones demasiado bajas respecto a la nominal de la bobina porque los contactos comienzan a oscilar y estos se deterioran a un ritmo acelerado sobretodo si circula mucha corriente por ellos.

A mi modo de ver, la conmutacion no deberia realizarse con un dispositivo electromecánico por dos motivos, por el anteriormente expuesto y porque un rele demanda mucha corriente de una bateria en comparación con la de un dispositivo semiconductor que cumpla con la misma función. Espero opiniones, la verdad que es un tema muy interesante.

Saludos a todos.
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Desconectado migsantiago

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Re: Diseñar UPS de 24V
« Respuesta #17 en: 23 de Mayo de 2008, 23:56:22 »
Hola a todos. Migsantiago, la verdad que se nota que has tocado el tema, muy interesantes tus acotaciones.


jeje gracias, trabajé en una empresa que vendía UPS como Ing. de calidad y me tocó diseñar un monitor de baterías de UPS, de ahí lo que sé, pero es muy poquito en realidad  :mrgreen:

Desconectado miltonmc

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Re: Diseñar UPS de 24V
« Respuesta #18 en: 24 de Mayo de 2008, 00:29:20 »
saludos a todos
yo tengo unos equipos que diseñe tienen esa misma función de cargar las baterías de plomo ácido.
puedo adaptar uno de los circuitos de la etapa de carga de las baterías y así puedes hacer el cargador
estos equipos funcionan con un transformador primario  110 /220  y el secundario de 24 volt.
con el neutro de la red  conectado a un lado del primario y el otro lado a un triac que se usa como
limitador del voltaje de la red.
el circuito de control trabaja con un lm358 que se encarga de regular el ancho del pulso que alimenta el circuito del triac,
y un h11aa1 que es un opto acoplador doble diodo, y transistor  que se usa  como generador del diente de sierra. El cual entrega la señal al lm358,
el circuito del triac esta aislado del de control por un moc3010 que es un opto acoplador diodo diac.

el fundamento del circuito es leer el nivel del voltaje de la batería y mantener el voltaje de ajuste, el cual controlas con un potencio metro.
el circuito esta rectificado con un puente completo y filtrado con un capacitor  DC.
no importan las variaciones de la linea de red ya que el circuito se auto regula y mantiene el voltaje de flotación.
bueno se puede adaptar el circuito a la utilidad que necesites.




Desconectado stk500

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Re: Diseñar UPS de 24V
« Respuesta #19 en: 24 de Mayo de 2008, 01:15:50 »
pero no lo hagan tan complicados porque aqui solo se trata de mantener la Bateria en su carga y sobre cargarla ya que el Circuito estara´constantemente conectados a la Corriente de Red, muestra de ellos que yo lo he hecho asi para un Equipo de Switch Haverie, que comunta 2 Mesa Digital, es algo tan simple, ok, Mig, eso se sabe que la Bateria sin consumo sube la corriente, pero para eso se le pone un Led o varios y evitar que suba la corriente de Reposo, yo recomiendo para ajustar el Circuito que puse arriba o el que puso el amigo Flacoclau
una Fuente de almentacion ajustable para poder ajustar la corriente de Reposo de disparo del aviso, porque sin corriente no va activar ningun Reles, ya que se activa cuando la corriente se va. es solo un aviso de descarga, que al poner la corriente se desactiva cuando le llegue la corriente 13.50Volt a la baterias con otro aviso de que esta cargadas, (osea Bateria OK) , tan complicado no es el asuntos.

Saludo

Desconectado aitopes

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Re: Diseñar UPS de 24V
« Respuesta #20 en: 24 de Mayo de 2008, 10:21:18 »
Ups!!!!! Como se complica esto!

Estan muy buenas sus acotaciones. No conocia el problema del "rebote" de los 10 a 13V al desconectar la carga.
Pense que podria hacer algo sencillito, pero veo que no va a ser posible.

Sigo leyendo todo lo que apuntaron, y me parece muy buen material.

Milton, podria ver tu esquema?

Gracias!
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Re: Diseñar UPS de 24V
« Respuesta #21 en: 24 de Mayo de 2008, 13:55:45 »
Lo de la histéresis de la batería lo venía pensando anoche, ya que cuando se le desconecta la carga, la tensión medida sube, por eso pensé en dos posibilidades:
la primera que propone Marcos que es directamente averiguar precios de UPS pequeñas, que si no cuestan mucho es más práctico que renegar con circuitos y se le cumple al cliente en tiempo y forma, la otra como dice Santiago, es trabajar con un pequeño pic con ADC y que por programa te haga la gestión entre la fuente, la batería y la carga.
 Gonzalo el tema del Relé no lo había pensado, pero creo que un relé de 24V puede trabajar a 20V, todo es cuestión de comprar determinado modelo y probarlo con una fuente a 18 o 19V. la otra es poner un transistor adecuado como el circuito de abajo y listo. la verdad es que no sé cuál será el consumo de la carga, por ahí con un mosfet o un NPN del tipo tip31 o 2n3055 dependiendo de la corriente de salida.
Otra cosa también creo que se debería sensar la tenperatura de las baterías, o me equivoco?

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Re: Diseñar UPS de 24V
« Respuesta #22 en: 24 de Mayo de 2008, 14:00:02 »
Hola Claudio!

Antes que nada, gracias por tus respuestas!

El "trabajo" es para alimentar un equipo de un amigo, asi que esta vez no hay posibilidades de hacer un SUPERPROYECTO para cobrar algo mas, por que va a ser un trabajo gratis :)

El consumo del equipo es MENOR a 500mA, ya que esta es la corriente maxima de salida que entrega la fuente a la que esta conectado actualmente.

Saludos!

PD: Coincido en que un rele de 24V seguramente funcionará a 20V. Tambien se puede cortar a los 11V de cada bateria, con lo que tendriamos en el peor de los casos 22V, tension seguramente suficiente para el rele.

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Re: Diseñar UPS de 24V
« Respuesta #23 en: 24 de Mayo de 2008, 14:36:47 »
Hola Claudio!

Antes que nada, gracias por tus respuestas!

Ariel, nada que agradecer!! demasiado te vengo adeudando.
por ahí con ese consumo, que es relativamente poco, se puede buscar el circuito de alguna alarma domiciliaria que lleva baterías y no son muy complicados.

El planteo sería el siguiente:
-Fuente cargando baterías y alimentando circuito de salida.
-Corte de luz, obviamente el circuito sigue trabajando solo con baterías.
-si no vuelve la luz antes, las baterías se irán descargando hasta llegar al umbral de protección, donde las mismas son desconectadas de la carga y no volverá
  a ser reconectada hasta tanto no retorne la energía de red.
-Vuelve la enrgía y se reconecta todo.

Aquí tengo varias dudas con respecto a la reconexión, si vuelve la luz, y la fuente alimenta directamente a las baterías:
-¿habrá un pico de corriente que pueda dañar a la fuente o las baterías?
-¿tendrá que tener algo que regule la corriente de la fuente?
-¿Al haber 7 Voltios de diferencia las baterías ne recalentarán?
-¿La carga se deberá reconectar solo cuando las baterías hayan recargado?

otra duda: ¿la carga tiene punto medio en su alimentación? o ¿solo tiene +24 y gnd?

saludos!!
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Re: Diseñar UPS de 24V
« Respuesta #24 en: 24 de Mayo de 2008, 16:47:51 »
El planteo sería el siguiente:
-Fuente cargando baterías y alimentando circuito de salida.
-Corte de luz, obviamente el circuito sigue trabajando solo con baterías.
-si no vuelve la luz antes, las baterías se irán descargando hasta llegar al umbral de protección, donde las mismas son desconectadas de la carga y no volverá
  a ser reconectada hasta tanto no retorne la energía de red.
-Vuelve la enrgía y se reconecta todo.

Todo eso es correctisimo!

Aquí tengo varias dudas con respecto a la reconexión, si vuelve la luz, y la fuente alimenta directamente a las baterías:
-¿habrá un pico de corriente que pueda dañar a la fuente o las baterías?
-¿tendrá que tener algo que regule la corriente de la fuente?

Asumamos que el tipo se juega y pone un estabilizador o algo...yo no me preocuparia por eso ahora.

-¿Al haber 7 Voltios de diferencia las baterías ne recalentarán?
-¿La carga se deberá reconectar solo cuando las baterías hayan recargado?

Los 7V de diferencia no serian problema (creo!) si el cargador mantiene la corriente de carga por debajo de un valor adecuado (que dependerá de la corriente que puede entregar la bateria, supongo que un 5% de esta estara bien).


otra duda: ¿la carga tiene punto medio en su alimentación? o ¿solo tiene +24 y gnd?

No, solo los 24V.

saludos!!

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Re: Diseñar UPS de 24V
« Respuesta #25 en: 24 de Mayo de 2008, 17:19:08 »

Aquí tengo varias dudas con respecto a la reconexión, si vuelve la luz, y la fuente alimenta directamente a las baterías:
-¿habrá un pico de corriente que pueda dañar a la fuente o las baterías?
-¿tendrá que tener algo que regule la corriente de la fuente?
-¿Al haber 7 Voltios de diferencia las baterías ne recalentarán?
-¿La carga se deberá reconectar solo cuando las baterías hayan recargado?


Sí, habrá un pico de corriente, la fuente debe tener un limitador de corriente, que como la carga es pequeña, puede ser con una resistencia nadamás.

La carga se debe reconectar cuando la CA ya esté disponible, sin importar que las baterías se hayan recargado solo unos segundos. Es poco probable que después de una descarga completa hasta 10V, la energía CA regrese y de inmediato se vuelva a ir y ocurra una descarga inmediata de nuevo.

Las baterías se calientan siempre que se recargan, especialmente si fueron descargadas llegando a los 10V. El poner el sensor de temperatura también es buena idea, pero complica el diseño y no hay que encarecerlo.  :mrgreen: Lo importante del sensado de temperatura sería cuando la batería está siempre caliente, aún después de haber sido recargada. Esto pasa cuando la vida útil de la batería ya se acabó.

Desconectado flacoclau

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Re: Diseñar UPS de 24V
« Respuesta #26 en: 24 de Mayo de 2008, 19:36:46 »
Ah ok!!! creo que el circuito queda bastante simple!!
mas tarde (ahora estoy apuradísimo) vuelvo y planteo un diseño como para que opinemos todos a ver como sale.
saludos!!!
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Re: Diseñar UPS de 24V
« Respuesta #27 en: 25 de Mayo de 2008, 23:04:59 »
Bueno acá vá un pequeño bosquejo de lo que podría ser la UPS de Ariel, se le agregó una pequeña memoria de 1 bit (un FLIP-FLOP) para que memorice que se cortó la energía y la batería se descargó, solo se reconectará cuando retorne la tensión de red.
mirenló, estudienló y comentenló para poder corregir posibles errores y mejorarlo.

-R4 es de 1k pero no es ese su valor, ya que no está definido.
-el CD4011 vá alimentado del 78L12 ya que solo se aguanta hasta 15 o 18V dependiendo del fabricante.
-Falta definir si el circuito que debe alimentar osea la carga de salida se aguanta 27V o si debemos agregarle otro regulador a la salida,
osea entre Q2 y F2.
-Quizás falten algunos de capacitores para filtrar ruidos, avisen y los agregamos.

¡¡saludos!!
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Re: Diseñar UPS de 24V
« Respuesta #28 en: 26 de Mayo de 2008, 11:00:01 »
Hola Claudio!

El circuito esta muy bueno!

Me va a venir bien la idea del transistor para darle mas "potencia" al LM317. Nunca se sabe cuando algo asi puede ser util.

Si nadie tiene algo para agregar, voy a armarlo asi.
Miton, Santiago, Gonzalo, STK500 y a todos los que me brindaron sus conocimientos, incluso ofreciendome ayuda en privado, les agradezco enormemente su ayuda. No me da verguenza reconocer que sin ella, no hubiese salido del paso :)

GRACIAS!
Ariel.

PD: Flaco, ya que estamos....si tenes dos minutos pasame a arielpalazzesi@gmail.com el archivo del esquema en LiveWire, asi hago el PCB. Si no lo tenes, no hay dramas...lo redibujo y listo :)
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Re: Diseñar UPS de 24V
« Respuesta #29 en: 26 de Mayo de 2008, 11:32:52 »
Ariel para eso estamos  :-/ :-/ gracias por los compementos, te recomendarias tambien pero deberia usar 4 OP o ponerle  LED indicador de la bateria cuando esta en proceso de cargas y descargada, no se es una ideas,  :mrgreen: yo lo hice con una Europlatina  :P