Владельцы источников бесперебойного питания (ИБП) для компьютеров сталкиваются с серьезной проблемой: их аккумуляторы быстро выходят из строя. В среднем они служат около трех лет, после чего теряют свою эффективность и перестают выполнять свои функции. Это делает использование ИБП по прямому назначению невозможным.
В большинстве источников бесперебойного питания применяются герметичные свинцово-кислотные аккумуляторы, которые не подлежат ремонту. Несмотря на то, что их называют необслуживаемыми, теоретически можно попытаться восстановить такие батареи, но это даст лишь кратковременный эффект.
В связи с этим возникла идея заменить традиционные аккумуляторы на суперконденсаторы. Эти устройства обладают длительным сроком службы, устойчивы к высоким нагрузкам и могут выдерживать более 10 тысяч циклов зарядки и разрядки. Таким образом, при удачном стечении обстоятельств источник бесперебойного питания сможет функционировать бесконечно долго.
Понадобится
6 суперконденсаторов с платой балансовой защиты.
Плата балансовой защиты играет ключевую роль в обеспечении безопасности эксплуатации ионисторов в последовательной цепи. Без этой платы невозможна нормальная работа устройств, поскольку существует риск выхода из строя любого элемента при перезарядке.
Емкость одного элемента в цепи составляет 500 Фарад, а напряжение — 2,7 В. Следовательно, для создания батареи из шести элементов максимальное напряжение зарядки составит 16,2 В.
Замена аккумуляторной батареи в источнике бесперебойного питания на суперконденсаторы
В теории как всегда все гладко, а вот на практике все не так как хотелось бы.
В этом примере использовался ИБП с максимальной мощностью нагрузки 300 Вт. Нерабочую батарею из него удалили, а вместо неё установили плату с суперконденсаторами.
При первом запуске возникла проблема: ИБП включился, но отказался заряжать ионисторы. Оказалось, что в схеме устройства была защита, которая не позволяла заряжать батарею, если начальное напряжение ниже 10 В.
Во второй попытке я использовал сторонний адаптер с выходным напряжением 10 В и зарядил конденсаторы перед включением ИБП.
Включил ИБП и все наконец-то заработало. Ионисторы продолжили заряжаться до порогового напряжения кислотной батареи.
По итогам анализа было решено отказаться от защиты от низкого напряжения и внести изменения в схему источника бесперебойного питания (ИБП). Однако на этом проблемы не закончились. Затем было проведено тестирование времени работы ИБП при отключении сетевого питания, и результаты оказались необычными. ИБП переставал функционировать, когда напряжение на ионисторах снижалось ниже 10 вольт.
В итоге, время работы источника бесперебойного питания варьировалось от 5 до 30 секунд, в зависимости от уровня нагрузки. Хотя ранее он обеспечивал питание для не очень мощной нагрузки, в этом случае его время работы составляло 18 секунд. Для моих задач этого было достаточно.
Установка в корпус
На место штатной АКБ эту линейку поставить было невозможно. Решение было сделать пропил в боку корпуса и вывести элементы наружу.
В итоге внешний вид был не особо ужасен, учитывая что ИБП располагается в укромном месте.
Идея оказалась жизнеспособной. Однако для значительного продления времени работы при отключении питания необходимо значительно увеличить емкость конденсаторов.
Однако это имеет и свои недостатки: с ростом общей емкости увеличится и время начальной зарядки, что может негативно сказаться на удобстве использования устройства.