怎样构建12V UPS

步骤1：变压器

12V UPS使用现成的标准变压器，所有领先的安全设备供应商均可使用。变压器输出应在16至17 V AC之间，并且额定最大3A。我总是喜欢过分设计，因此我将设计这种2A UPS，使其最大额定电流为3A。

一些供应商已经将变压器安装在外壳中，并具有过流和浪涌保护功能。

步骤2：稳压电源

UPS必须能够连续提供额定电流以额定输出电压供电，而无需依靠备用电池的帮助。因此，第一步将是设计12V电源。

一个好的开始是使用LM317稳压器。在查看设备的额定电流之前，让我们先从稳定的输出电压开始。尽管我们都习惯于指12V系统，但实际上通常是13.8V系统。此电压是标准SLA电池的充满电电压。因此，对于所有计算，我将使用13.8V。

要计算组件值，请参阅LM317数据表。它指出：

Vout = 1.25（1 + R2/R1）+ Iadj x R2

，并且Iadj通常限制为50uA。

首先，我选择R1值为1Kohm，所以

Vout = 1.25（1 + R2/R1）+ Iadj x R2

13.8 = 1.25（ 1 + R2/1K）+ 50uA x R2

13.8 = 1.25 + 1.25/10E3 x R2）+ 50E-6 x R2

12.55 = 0.00125 R2 + 0.00005 R2

12.55 = 0.0013 R2

R2 = 9.653Kohm

但是9.653Kohm的值不是标准电阻值，因此我们有使用多个电阻来接近该值。最好的解决方案是将两个电阻并联放置。并联的任何两个电阻的总电阻始终比最低电阻低。因此将电阻R2a设为10Kohm。

1/R2 = 1/R2a + 1/R2b

1/9.653K = 1/10K + 1/R2b

1/9.653K-1/10K = 1/R2b

R2b = 278Kohm

R2b为270K

R2 = 9.643Kohm ，足够接近我们的需要。

1000uf电容器并不严格，但这是一个很好的值。 0.1uf电容器可降低输出电压的振荡

我们现在有了一个13.8V电源，根据数据表，该电源的额定值为1.5A。

步骤3：电池充电器

要将我们的电源用作电池充电器，我们需要限制电池的充电电流。电源只能提供最大1.5A的电流，因此下一步将着眼于将电池连接到输出的电路。随着电池电压的升高（充电），充电电流将减小。对于充满电的13.8V电池，充电电流将降至零。

输出端的电阻将用于将电流限制为LM317的额定值。我们知道LM317的输出电压固定为13.8V。空的SLA电池电压约为12.0V。现在计算R很简单。

R = V/I

R =（13.8V-12V）/1.5A

R = 1.2ohm

现在，电阻器中的功耗为

P = I ^ 2 R

P = 1.5 ^ 2 x 1.2

P = 2.7W

步骤4：电流加倍至3A最大

我选择使用标准LM317，而不是使用额定为3A的较昂贵的稳压器。为了增加UPS的额定电流，我简单地将两个电路加在一起，从而使额定电流加倍。

但是将两个电源连接在一起会出现问题。尽管计算得出它们的输出电压完全相同，但是组件的变化以及PC板的布局将导致一个电源始终占用大部分电流。为了消除这种情况，组合的输出采用限流电阻之后的电压，而不是稳压器本身的输出。这样可以确保两个调节器之间的电压差被输出电阻吸收。

步骤5：最终电路

我无法提供1R2、3W电阻，因此我决定使用多个电阻来组成1R2电阻。我计算了不同的串联/并联电阻值，发现使用六个1R8电阻会产生1R2。正是我所需要的。现在已用六个1R8 0.5W电阻器代替了1R2 3W电阻器。

该电路的另一个附加功能是掉电输出。存在市电时，该输出为5V；在市电故障时，该输出为0V。此附加功能使将UPS连接到也需要电源状态信号的系统更加容易。该电路还包括一个板上状态LED。

最后，在UPS的12V输出上添加了保护保险丝。

步骤6：PC板

在这里不多说了。

我设计了一个简单的使用Eagle的免费版本的PC板。 PC板的设计使得可以将非绝缘的快速断开接线片焊接到PC板上。这样就可以将完整的UPS板安装在电池的顶部。

请确保在两个LM317调节器上增加尺寸合适的散热器。
        责任编辑：wv