Verlängerung der Backup-Laufzeit einer USV mit einer externen Autobatterie

Eine USV von guter Qualität (APC) kann so verwendet werden. Ich habe im Moment zwei Einheiten am Laufen. Ich benutze sie für verschiedene Zwecke, sie laden meine Motorradbatterie und die Batterie, die ich vom vorherigen Auto übrig habe. APC-USVs sind sehr gute Speicherladegeräte für Blei-Säure-Batterien (schließlich ist dies einer ihrer Hauptzwecke), und ich habe ein Geschäft in der Nähe, das sie kostenlos verschenkt.

Das Gerät läuft ununterbrochen mit jeder Batterie, und Sie können sogar die Batterien wechseln, während Sie mit ihnen laufen. Die Autobatterie mag zwar nicht allzu glücklich sein, sie schätzt keine Tiefentladung, aber wenn Sie vorhaben, sie nur einmal im Jahr auf den Boden zu entleeren, macht das keinen großen Unterschied.

Der Ladevorgang wird ziemlich langsam sein, da das Gerät auf den mitgelieferten Akku eingestellt ist. Die Batterie in der 600 VA APC Back USV hat 7 Ah, sodass die Autobatterie mit 700 mA Strom geladen wird.

Ich habe über 15 Jahre lang externe Batterien für mehrere alte USV-Modelle ohne Garantie verwendet, die von 500 VA bis 1500 VA (etwa 400 Watt bis 1000 Watt) reichten. Ich bevorzuge Sinuswellen-USVs wegen ihrer Universalität mit kleinen Transformatoren und Magnetventilen, aber die meisten Computer und Peripheriegeräte verwenden Schaltnetzteile, die gut mit modifizierten Sinuswellen-USVs (einer Art Rechteckwelle) funktionieren - ich habe auch so eins.

Mein Fernseher und mein DISH-Receiver haben eine 500-VA-Sinuswellen-USV, da jeder Stromausfall dazu führt, dass der DISH-Receiver 5 Minuten lang erneut mit dem Satelliten synchronisiert. Das nervt. Die ziegelgroßen AGM-Batterien, die ich derzeit in dieser USV habe, würden das System etwa 15 Minuten lang betreiben.

Manchmal habe ich dem internen Hauptkühlkörper einen winzigen Thermostat hinzugefügt, um einen zusätzlichen Lüfter (innen oder außen, je nach Platz) für längere Laufzeiten zu betreiben. (Suchen Sie nach ~95 °F KSD9700 NO-Thermostaten, aber einige sind NICHT elektrisch isoliert, sodass sie nichts berühren können.) Unter meinen Umständen habe ich jedoch selten eine USV mit ihrer vollen Nennkapazität verwendet. Die meisten modernen Elektronikgeräte verbrauchen wenig Strom – normalerweise nur wenige Ampere. Wenn Sie eine USV mit 25 % (oder so) ihrer Nenn-VA (oder Watt) betreiben, brauchen Sie wahrscheinlich keinen zusätzlichen Lüfter … obwohl es nicht schadet.

Das Wichtigste ist, AGM-Batterien zu verwenden, wenn Sie es sich leisten können, da sie eine um etwa 0,3 Volt etwas höhere Ladespannung haben als geflutete (Nass-)Batterien, die (laut E-Mail des Herstellers) bei 13,5 V schwebend geladen werden sollten. AGM-Batterien bevorzugen etwa 13,8 V. AGMs sind gegenüber Überladung nicht so tolerant wie geflutete Batterien. Wenn Sie überflutete Batterien verwenden, fährt die USV mit Erhaltungsladung fort, nachdem die Batterien tatsächlich zu 100 % aufgeladen sind, was dazu führt, dass destilliertes Wasser aus den Zellen „ausgast“. Überflutete Zellen vertragen eine Überladung gut, aber dann MÜSSEN Sie alle 2-3 Monate destilliertes Wasser hinzufügen, um zu verhindern, dass die Platten freigelegt werden - das ist der Tod für eine überflutete Batterie.

Da USV-Hersteller nicht dokumentieren, wie sie ihre Ladeschaltungen anpassen oder einen AGM/Flooded-Wahlschalter anbieten (schade), ist es möglich (für ein 24-V-System), ein Paar entgegengesetzt gerichteter Leistungsdioden hinzuzufügen, um die Ladespannung der USV zu senken zu den gefluteten Batterien um 0,6 V (0,3 für jede Batterie). Ich habe dazu einen zwischengeschalteten "Charge Matcher" gebaut, aber es wird viel zu komplex, um es hier zu erklären, und ich empfehle es nicht. Es war ein interessantes Projekt, aber Sie sollten stattdessen AGM-Batterien im Wert von 100 bis 300 US-Dollar kaufen.

Ich würde ein digitales Voltmeter für jede Batterie und ein digitales Amperemeter von der USV zu den Batterien vorschlagen. Das Amperemeter sollte idealerweise sowohl positiven (Laden) als auch negativen (Entladen) Strom mit einer Auflösung von mindestens 0,1 Ampere anzeigen. Diese ermöglichen es Ihnen, die Laderaten und den Zustand Ihrer Batterie(n) zu überwachen. Ich habe LED-Messgeräte von Amazon verwendet und sie haben bisher gut funktioniert.

Sichern Sie die Batterien im Falle eines Kurzschlusses IMMER ordnungsgemäß ab - große Batterien können Brände verursachen. Meine haben 50A bzw. 100A Niederspannungssicherungen für die Schifffahrt. In einem 24-V-System ist es eine gute Idee, die Sicherung in der Verbindung zwischen den beiden Batterien zu platzieren.

Verwenden Sie IMMER einen Batteriekasten mit gefluteten Zellen. Ein Wärmemelder an den Batteriekästen und Rauchmelder in der Nähe sind eine gute Idee.

WARNUNG! Überflutete Batterien können Wasserstoff freisetzen und ein Funke oder eine Wärmequelle in der Nähe kann eine Explosion in einer Zelle verursachen, die Batteriesäure über den Raum spritzen kann. Seien Sie äußerst vorsichtig!

WARNUNG! Eine USV ist so konzipiert, dass sie 120 VAC liefert, auch wenn sie NICHT AN DIE STECKDOSE ANGESCHLOSSEN ist! Diese Spannung kann dich töten! Vorsichtig sein!

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          HOW TO MEASURE 'TERMINAL CHARGE VOLTAGE' FOR A UPS

Woher wissen Sie, auf welche Spannung eine bestimmte USV ihre Batterie(n) auflädt? Es ist eigentlich ziemlich einfach zu bestimmen. Sie benötigen einen großen Kondensator mit mindestens 4700 uF. Meins war zufällig 36.000 uF und hatte die Größe einer Suppendose. Sie benötigen außerdem eine oder zwei Batterien – je nachdem, was Ihre USV benötigt. Sie müssen nicht neu oder groß sein, sollten aber in der Lage sein, für einige Sekunden beispielsweise 10 Ampere zu liefern. Und ein digitales Voltmeter.

Schalten Sie Ihre USV mit dem Schalter auf der Vorderseite aus, ziehen Sie den Netzstecker und entfernen Sie die Batterie(n), falls vorhanden. Ordnen Sie die Geräte auf einer Werkbank wie folgt an: USV, Kondensator und Voltmeter, Batterie(n). Schließen Sie das Voltmeter mit Krokodilklemmenkabeln an den Kondensator an. Achten Sie unbedingt auf die Polarität des Kondensators! Laden Sie den Kondensator mit einem praktischen ~ 1K-Widerstand von der Batterie (den Batterien) vor - wichtig für wirklich große Kondensatoren - und schließen Sie ihn dann mit Krokodilklemmen an die Batterie (n) an, die 10 Ampere verarbeiten können (18-Gauge-Draht sollte ausreichen). . Verwenden Sie jetzt Krokodilklemmenkabel, um den Kondensator am internen USV-Batterieanschluss oder an den Drähten zu befestigen, positiv an rot, negativ an schwarz! Schließen Sie die USV an und schalten Sie sie an der Frontplatte ein.

Die USV wacht auf, testet die Batterie(n), indem sie ihnen einige Ampere entnimmt, während sie die Spannung überwacht, und beginnt dann mit dem Normalbetrieb, indem sie versucht, die Batterien aufzuladen. Der Weckvorgang dauert meiner Erfahrung nach weniger als 20 Sekunden, aber geben Sie ihm eine Minute oder so. Klemmen Sie nun die Batterie(n) ab. Die USV lädt den Kondensator schnell auf das, was ich die "Klemmenladespannung" nenne, und der Ladestrom fällt auf Null. Das Voltmeter zeigt Ihnen, auf welche Spannung die USV versucht, die Batterien aufzuladen. Da es AGM-Batterien erwartet, sollten das 13,8 V für eine Batterie oder 27,6 V für zwei sein. Ein Zehntel Volt pro Batterie ist in beiden Fällen wahrscheinlich in Ordnung - meine Bastlererfahrung mit der Lebensdauer von AGM-Batterien ist begrenzt. Ein zu hoher Wert verkürzt jedoch die Lebensdauer der AGM-Batterie(n).

Nachtrag: Der beste Batteriepack-zu-USV-Anschluss ist der SB50. Grau ist für 24-V-Systeme, Gelb für 12-V-Systeme. Jede Farbe ist anders gekeyed. Eine bestimmte Farbe kann unterschiedliche Drahtstärken verwenden, z. B. 4-6 oder 8-10 Stärke, also wählen Sie die SB50-Klemmen, die Sie wünschen (das Gehäuse ist das gleiche). Einmal auf Ihren Draht gelötet, drücken Sie die Klemmen einfach in den Stecker. Im Kunststoffgehäuse befindet sich eine interne flache Feder, die mit einem kleinen Schraubendreher heruntergedrückt werden kann, um jeden Anschluss zu entfernen. SB50s sind geschlechtslos, Sie erhalten also zwei identische Teile. Es sind größere Versionen des SB50 erhältlich, wie das Anderson SB120 und SB175. Die Zahl ist die Amperezahl.

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Die Außenbordlademethode

Wenn Sie eine gute gebrauchte USV haben, die Strom erzeugt, aber ihre Batterien über- oder unterlädt, können Sie ein externes Ladegerät mit niedriger Amperezahl verwenden, das für Ihren Batterietyp geeignet und intelligent genug ist, um es nicht zu überladen. Um zu verhindern, dass Ihre USV versucht, die Batterie(n) aufzuladen, installieren Sie eine kräftige Diode (auf einem geeigneten Kühlkörper), die Strom von der/den Batterie(n) zur USV, aber nicht von der USV zu ihnen fließen lässt. Somit kann nur das Außenbordladegerät die Batterie laden.

Sie können auch ein netzbetriebenes Bypass-Relais installieren, damit die NC-Kontakte bei einem Stromausfall die Diode umgehen und der USV volle Leistung zuführen. Die Kontakte müssen für den maximalen Strom ausgelegt sein, den Sie erwarten, vielleicht 30 Ampere oder mehr. Die Spule des Relais muss für „Dauerbetrieb“ ausgelegt sein. Ohne das Bypass-Relais erwärmen sich die Siliziumdiode und der Kühlkörper aufgrund des 0,6-V-Abfalls und der durch sie fließenden Ampere. V x I = Watt (dh: 0,6 V x 30 A = 18 Watt). Ohne das Relais benötigen Sie einen Lüfter am Kühlkörper, da dieser mit der Zeit ziemlich heiß werden kann. Beachten Sie, dass einige intelligente USVs möglicherweise beschweren, dass die Batterie aufgrund des 0,6-V-Abfalls schwach ist, wenn sie die Batterie regelmäßig überprüfen. Testen Sie Ihr Design also auf einem Labortisch, um zu sehen, ob es für Sie funktioniert.

Entwerfen und testen Sie mit Sorgfalt, da Ihre USV auch dann funktioniert, wenn Sie nicht anwesend sind.

Angenommen, die USV verwendet eine herkömmliche 12-V-SLA-Batterie, können Sie diese durch eine 12-V-Blei-Säure-Autobatterie oder eine Tiefentladungsbatterie ersetzen. Alle sind übliche Blei-Säure-Batterien und sollten identisch funktionieren.

Das heißt, es ist aus mehreren Gründen eine schlechte Idee:

• Die USV-Elektronik ist, wie der von Ihnen angegebene Link erwähnt, nicht für einen längeren Betrieb ausgelegt. Typische Heim-/Büro-USVs sind passiv gekühlt und befinden sich in schlecht belüfteten Gehäusen. Überhitzung ist ein großes Problem und Sie riskieren leicht einen Brand. Sie könnten viele Modifikationen vornehmen, um Lüfter, Kühlkörper usw. hinzuzufügen, aber an diesem Punkt könnten Sie genauso gut einfach eine größere USV kaufen.

• Autobatterien sind für hohe Spitzenströme optimiert, ohne sehr stark entladen zu werden, können aber beschädigt werden, wenn sie regelmäßig zu tief entladen werden. Tiefentladungsbatterien sind eine bessere Wahl, wenn Sie sie bekommen können.

• Die Ladeschaltung ist zum Laden einer kleineren Batterie ausgelegt. Das Aufladen eines größeren Akkus kann sehr lange dauern. Abgesehen davon, dass das Aufladen viel länger dauert, kann das Ladegerät überhitzen. Möglicherweise können Sie die eingebaute Ladeschaltung mit einem „Battery Tender“-Ladegerät ergänzen, aber wenn zwei Ladegeräte versuchen, dieselbe Batterie gleichzeitig zu laden, kann dies zu Problemen führen, da keines die Batteriespannung korrekt messen kann.

• Auch hier sind USVs für den Kurzzeitbetrieb ausgelegt. Sie haben normalerweise nur genug Leistung, um einem Computer genug Zeit zu geben, um ordnungsgemäß herunterzufahren, oder um die Zeit zu überbrücken, die erforderlich ist, bis ein Generator online geht, und die Elektronik ist so dimensioniert und ausgelegt, dass sie für diesen relativ kurzen Zeitraum funktioniert. Längerer Betrieb kann zu Schäden führen.

Haben Sie darüber nachgedacht, einen kleinen Generator wie die Honda EU-Serie zu kaufen und diesen bei einem längeren Stromausfall an Ihre USV anzuschließen?

Ich habe einen EU1000i , der 1000 W (Spitze, 900 W Dauerleistung) Wechselstrom erzeugt. Im Gegensatz zu den meisten anderen Generatoren, bei denen der Motor den Generator direkt antreibt (dies neigt dazu, "schmutzigen" Strom zu erzeugen, und viele USVs akzeptieren diesen Strom nicht), hat die EU-Serie den Motorantrieb eines reinen Sinus-Wechselrichters, der Nutz- hochwertige, geregelte Stromversorgung, die perfekt mit USVs und Computern funktioniert. Sie sind leise, kraftstoffeffizient und funktionieren gut.

(Ich habe überhaupt keine Verbindung zu Honda, außer dass ich 2003 eines ihrer Autos besessen habe und derzeit einen EU1000i-Generator habe.)