使用外部汽车电池延长 UPS 的备用运行时间

电器工程 电池 交流 电池充电 逆变器 UPS
2022-01-28 04:54:13

我正在寻找一种简单/廉价的方式来获得更长的备用电源时间。
我的第一个想法是并联 2 个便宜的 UPS。但我很快发现事情并没有那么简单。您将需要另一个同步波浪的设备,否则......繁荣!!。

然后我想把它们串联起来,但我在某处读到那是行不通的,因为备用模式下的 UPS 的输出不是真正的正弦波。因此,用那个假波给第二个 UPS 供电会让它认为电源关闭了,它也会切换到电池模式。

所以我想,如果我可以使用汽车电池作为 UPS 内部电池的扩展,会怎样。我发现这个教科书准确地展示了如何做到这一点。

这篇文章给出了一个重要的警告,即 UPS 并不意味着在电池电量下长时间满负荷运行(仅在其电池持续使用的时间内,即几分钟),因此您应该选择功率为两倍的 UPS正如你所需要的。

记住这一点,这样做安全吗?
是否就像用汽车电池代替内部电池一样简单,并期望它能够无缝工作?考虑到汽车电池比 UPS 本来的容量要大得多,UPS 是否能够为汽车电池充电?

3个回答

超过 15 年,我在几款过保的旧 UPS 型号上使用了外部电池,范围从 500VA 到 1500VA(约 400 瓦到 1000 瓦)。我更喜欢正弦波 UPS,因为它们具有小型变压器和电磁阀的通用性,但大多数计算机和外围设备都使用开关电源,可以很好地与修正的正弦波(一种方波)UPS 配合使用——我也有一个。

我的电视和 DISH 接收器有一个 500VA 正弦波 UPS,因为任何电源故障都会导致 DISH 接收器花费 5 分钟重新同步到卫星。这很烦人。我目前在该 UPS 上使用的砖块大小的 AGM 电池可以让系统运行 15 分钟左右。

我有时会在主内部散热器上添加一个微型恒温器,以运行附加风扇(内部或外部,取决于空间)以延长运行时间。(寻找 ~95°F KSD9700 NO 恒温器,但有些不是电气隔离的,因此它们不能接触任何东西。)但是,在我的情况下,我很少使用满额定容量的 UPS。大多数现代电子产品消耗的功率很小——通常只有几安培。如果您要以额定 VA(或瓦特)的 25%(左右)运行 UPS,您可能不需要额外的风扇……尽管它不会造成伤害。

最重要的是,如果您可以负担得起,请使用 AGM 电池因为它们的充电电压比浸没(湿)电池(根据制造商的电子邮件)应该在 13.5V 浮动充电略高约 0.3 伏。AGM 电池更喜欢 13.8V 左右。AGM 不像富液电池那样容忍过度充电。如果您使用富液电池,UPS 将在电池实际电量达到 100% 后继续涓流充电,从而导致电池中的蒸馏水“排出”。充满电的电池可以很好地承受过度充电,但是您必须每 2-3 个月添加一次蒸馏水,以防止极板暴露在外——这对充满电的电池来说是致命的。

由于 UPS 制造商没有记录如何调整其充电电路或提供 AGM/Flooded 选择开关(遗憾),因此可以(对于 24V 系统)添加一对相反的功率二极管来降低 UPS 的充电电压0.6V(每个电池 0.3)给被淹没的电池。我已经构建了一个插入的“电荷匹配器”来做到这一点,但是在这里解释起来太复杂了,我不推荐它。这是一个有趣的项目,但你最好购买 100-300 美元的 AGM 电池。

我建议为每个电池配备一个数字电压表,以及从 UPS 到电池的数字安培表。安培计应理想地读取正(充电)和负(放电)电流,分辨率至少为 0.1 安培。这些将允许您监控您的电池充电率和健康状况。我使用了亚马逊的 LED 仪表,到目前为止它们运行良好。

如果发生短路,请务必适当地熔断电池 - 大电池可能会引发火灾。我的分别有 50A 和 100A 的低压汽车船用保险丝。在 24V 系统中,将保险丝放置在两个电池之间的链路中是个好主意。

始终使用装有浸没电池的电池盒。电池盒上的热探测器和附近的烟雾探测器是个好主意。

警告!充满电的电池会释放氢气,附近的火花或热源会导致电池爆炸,从而将电池酸液喷洒到房间内。请格外小心!

警告!UPS 旨在提供 120VAC,即使未插入墙壁插座!那个电压可以杀死你!当心!

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          HOW TO MEASURE 'TERMINAL CHARGE VOLTAGE' FOR A UPS

您如何知道给定的 UPS 将其电池充电到什么电压?实际上很容易确定。你需要一个大电容,至少 4700uF。我的恰好是 36,000uF,有汤罐那么大。您还需要一到两节电池——无论您的 UPS 需要什么。它们不必是新的或大的,但应该能够提供几秒钟的 10 安培电流。和一个数字电压表。

使用前面板开关关闭 UPS,拔下电源插头,如果有电池,请取出电池。在工作台上,按如下方式排列设备:UPS、电容器和电压表、电池。用鳄鱼夹引线将电压表连接到电容器。注意电容器的极性!使用方便的 ~1K 电阻器,对电池中的电容器进行预充电 - 对于非常大的电容器很重要 - 然后使用可以处理 10 安培电流的鳄鱼夹将其连接到电池(应该使用 18 号线) . 现在使用鳄鱼夹引线将电容器连接到内部 UPS 电池连接器或电线,正极到红色,负极到黑色!插入 UPS 并在前面板上将其打开。

UPS 将唤醒,通过从电池中抽取几安培的电流来测试电池,同时监控电压,然后通过尝试为电池充电开始正常运行。根据我的经验,唤醒过程不到 20 秒,但请等待一分钟左右。现在断开电池。UPS 将快速将电容器充电至我所说的“终端充电电压”,充电电流将降至零。电压表将显示 UPS 将尝试将电池充电到什么电压。由于它需要 AGM 电池,因此一个电池应该是 13.8V,或者两个电池应该是 27.6V。无论哪种方式,每个电池的十分之一伏都可能没问题 - 我对 AGM 电池寿命的爱好者体验是有限的。但如果它太高,它会缩短 AGM 电池的寿命。

附录:最好的电池组到 UPS 连接器是 SB50。灰色用于 24V 系统,黄色用于 12V 系统。每种颜色都有不同的键控。给定的颜色可以使用不同的线规,例如 4-6 或 8-10 线规,因此请选择您想要的 SB50 端子(外壳相同)。焊接到电线上后,端子只需推入连接器即可。塑料外壳中有一个内部扁平弹簧,可以用小螺丝刀压下以卸下每个端子。SB50 是无性别的,因此您将收到两件相同的作品。有更大版本的 SB50 可用,例如 Anderson SB120 和 SB175。数字是安培等级。

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舷外充电器方法

如果您有一个使用良好的 UPS,它可以产生电力但其电池过度充电或充电不足,您可以使用适用于您的电池类型的外部低安培充电器,并且足够智能,不会过度充电。为防止您的 UPS 尝试为电池充电,请安装一个大二极管(在适当的散热器上),以允许电源电池流向 UPS,而不是从 UPS流向它们。因此只有外置充电器才能为电池充电。

您还可以安装一个由线路供电的旁路继电器,以便在电源故障期间,NC 触点绕过二极管并为 UPS 提供全功率。触点的额定电流必须符合您期望汲取的最大电流,可能是 30 安培或更多。继电器的线圈必须额定为“连续工作”。如果没有旁路继电器,硅二极管和散热器会由于其两端的 0.6V 压降和通过它的安培而变热。V x I = 瓦特(即:0.6V x 30A = 18 瓦特)。如果没有继电器,您将需要在散热器上安装一个冷却风扇,因为随着时间的推移它会变得非常热。请注意,一些智能 UPS 可能会在定期检查电池时抱怨由于 0.6V 下降而导致电池电量不足,因此请在实验室工作台上测试您的设计,看看它是否适合您。

小心设计和测试,因为您的 UPS 将在您不在时运行。

优质 (APC) UPS 可以这样使用。我目前有两个单位在运行。我将它们用于不同的目的,它们为我的摩托车电池和我从前一辆车留下的电池涓流充电。APC UPS 是非常好的铅酸电池存储充电器(毕竟,这是它们的主要用途之一),我附近有一家商店免费赠送它们。

该装置将使用任何电池不间断运行,您甚至可以在使用电池时更换电池。虽然汽车电池可能不太高兴,他们不喜欢深度放电,但如果你打算每年只将它排到地板上一次,它不会有太大的不同。

由于设备设置为随附的电池,因此充电会很慢。600 VA APC Back UPS 内的电池为 7 Ah,因此汽车电池将以 700 mA 电流充电。

假设UPS使用的是普通的12V SLA电池,可以换成12V的铅酸汽车或者深放电电池。所有都是普通的铅酸电池,应该工作相同。

也就是说,这是一个坏主意,原因如下:

  • 正如您提供的链接所提到的,UPS 电子设备不是为长时间运行而设计的。典型的家庭/办公室 UPS 采用被动冷却方式并安装在通风不良的外壳中。过热是一个大问题,你很容易冒着火灾的风险。您可以进行大量修改以添加冷却风扇、散热器等,但此时您还不如购买更大的 UPS。

  • 汽车电池针对高峰值电流进行了优化,不会大量放电,但如果定期放电过深,可能会损坏。如果可以的话,深度放电电池是更好的选择。

  • 充电电路旨在为较小的电池充电。为更大的电池充电可能需要很长时间。除了需要更长的充电时间外,充电器可能会过热。您可以使用“Battery Tender”充电器来补充内置充电电路,但是让两个充电器同时尝试为同一个电池充电可能会导致问题,因为它们都无法正确测量电池电压。

  • 同样,UPS 的设计目的是在短时间内运行。它们通常只有足够的功率给计算机足够的时间来正常关闭或弥补发电机上线所需的时间,并且电子设备的尺寸和设计可以在相对较短的时间内运行。长时间运行会造成损坏。

您是否考虑过购买小型发电机,例如本田 EU 系列,并在长时间停电时将其连接到您的 UPS?

我有一个EU1000i,它产生 1000W(峰值,900W 连续)交流电源。与大多数其他发电机不同,电机直接驱动发电机(这往往会产生“脏”电力,并且许多 UPS 不会接受这种电力),EU 系列的电机驱动纯正弦波逆变器,可产生实用程序-级稳压电源,可与 UPS 和计算机完美配合。它们安静、省油且运行良好。

(我与本田没有任何关系,除了我在 2003 年曾经拥有他们的一辆汽车并且目前拥有一台 EU1000i 发电机。)