Eigenbau-USV fuer 12V-Server

David Froehlich schrieb:

1) Ein Ringkerntrafo zum Heruntertransformieren der 230V~.
Ich dachte da an 15V und 120VA. Das wären dann ca. 8A.
Reicht nicht wirklich.


6) Jetzt kommt der 12V Bleiakku mit parallel geschaltetem Voltmeter zur
Kontrolle. Dazu noch eine Frage: Bei meinem letzten Voltmeter stand im
Datenblatt, dass Umess und Uversorgung nicht die gleiche Masse haben
dürfen. Hat dann auch nicht funktioniert :( Wie kann ich die zwei
Massen (Akku direkt, Uversorgung über 9V Spannungsregler) voneinander
trennen?
Siehe FAQ, suche ICL7660.


7) Dann käme als letztes noch ein 5A LowDrop Festspannungsregler mit
konstanten 12V, mit denen ich dann den Server versorgen würde.
Da hast du nur wenige Minuten Laufzeit, schau dir mal die
Entladekennlinie eines Bleiakkus an.


Gruß Dieter
 
Danke für die vielen Antworten!

Der Server wurde einmal in der c't als "stumme Firewall" aufgebaut.
Nach deren Messungen verbraucht das Teil tatsächlich nur 11W idle und
16W Vollast. IMHO einfach super als Home-Server.

Schaut euch vielleicht noch folgenden Entwurf an:
http://dfroe.gmxhome.de/usv.jpg
(Das ist noch _kein_ Schaltplan, sondern nur ein auf die Schnelle
"hingekritzelter" Entwurf ;-) )

Das wäre dann ein ganz anderer Ansatz (offline- statt online-USV).
Aber hier habe ich so gut wie keine Verluste (nur das Relais).

Obwohl das ganze recht einfach/billig aussieht, müsste es doch
eigentlich auch ganz ordentlich funktionieren. Ich könnte dann auch
problemlos 18V als Bleiakku nehmen, da dürfte ich auch eine recht große
Ausfallzeit überbrücken können.

Aber wie sieht's mit dem Elko zur Pufferung beim Relaisumschalten aus?
Kann ich da einfach einen 35V 4700uF reinpacken, oder laufe ich da der
Gefahr ihn mit der Zeit zu überladen?

Die Akkuspannung würde ich über http://www.franksteinberg.de/uni8ad.htm
überwachen.
Alternativ ginge auch "ping router || shutdown", da dieser ja nicht an
der USV hängt :)

--
MfG. David Fröhlich
http://www.david-froehlich.de
 
Matthias Weingart schrieb:

Er kann bis 10.8V entladen (12V - 10%). Je nach Größe des Akkus (und
den Entladestrom) ist ein Akku da leer.
War da nicht die Rede von 12V+/-5%? Zudem heißt 'Low Drop' nicht 'Zero
Drop'.


Gruß Dieter
 
Matthias Weingart schrieb:
[...]
Er kann bis 10.8V entladen (12V - 10%). Je nach Größe des Akkus (und
den Entladestrom) ist ein Akku da leer.
Ich denke eine Entladeschlussspannung von 11,5V werde ich wohl wegen des
LowDrop-Festspannungsreglers nicht unterschreiten können ohne dass der
Server abstürzt.
Aber das kann ich dann ja ausprobieren, bis wieviel Volt der Server noch
läuft (natürlich im BIOS und nicht im laufenden System) :)

--
MfG. David Fröhlich
http://www.david-froehlich.de
 
Matthias Weingart schrieb:
[...]
Der hat minimal 1V voltage drop. Gibt es da nichts besseres? So 0.1V
drop wäre ja wünschenswert... ;-)
:)
Aber ich bin ja schon froh, dass ich durch diese USV-Schaltung
(wahrscheinlich) wesentlich effektiver davonkomme als mit einer
normalen/richtigen USV, da ich ja komplett auf ca. 12V DC arbeiten kann
und nichts hoch-/runtertransformieren und gleich-/wechselrichten muss :)

--
MfG. David Fröhlich
http://www.david-froehlich.de
 
Daniel Schramm schrieb:
[...]
Das Risiko, das Board mit 13,8V zu betreiben würde ich auch nicht eingehen.
Via hat z.B. für das ITX-Board mit nur 12V Eingang nur +-5% spezifiziert.
Danke für diesen Hinweis. Ich werde Board also nur geregelt versorgen.

Online-USV waere auch mein Ansatz, allerdings mit 24V Bleiakku, oder 2x12V
in Reihe, das ganze dann mit geregelten 27,6V versorgen.

Parallel zu den Akkus die Versorgung für einen einfachen integierten 12V
Step-Down-Wandler abgreifen. z.B. LM2678-12 (max 5A = 60W, beschaffbar bei
Farnell).
OK, ich hätte 3x 6V genommen und das dann an 12V LowDrop-Regler.
Hat zwar keinen sehr guten Wirkungsgrad, aber muss ja nur bei
Stromausfall herhalten.
StepDown-Wandler? Soetwas habe ich bis jetzt noch nirgends verbaut.
Ist zwar effektiver, ich werde bei der USV aber auf linear-geregelt
setzten, da es doch um einiges einfacher ist. (Habe schon mehrere
Netzteile damit aufgebaut und hat immer ganz gut geklappt;
entsprechender Kühlkörper vorausgesetzt ;-) )

--
MfG. David Fröhlich
http://www.david-froehlich.de
 
David Froehlich wrote:

Parallel zu den Akkus die Versorgung für einen einfachen
integierten 12V Step-Down-Wandler abgreifen. z.B. LM2678-12 (max 5A
= 60W, beschaffbar bei Farnell).

OK, ich hätte 3x 6V genommen und das dann an 12V LowDrop-Regler.
Hat zwar keinen sehr guten Wirkungsgrad, aber muss ja nur bei
Stromausfall herhalten.
StepDown-Wandler? Soetwas habe ich bis jetzt noch nirgends verbaut.
Ist zwar effektiver, ich werde bei der USV aber auf linear-geregelt
setzten, da es doch um einiges einfacher ist. (Habe schon mehrere
Netzteile damit aufgebaut und hat immer ganz gut geklappt;
entsprechender Kühlkörper vorausgesetzt ;-) )
wichtig dabei ist am Ausgang den Thyristor nicht zu vergessen,
der bei Überspannung (durchgehender Längsregler) die Spannung
kurz schliesst

Gruss
Peter
 
Peter Voelpel schrieb:
David Froehlich wrote:
[...]
OK, ich hätte 3x 6V genommen und das dann an 12V LowDrop-Regler.
Hat zwar keinen sehr guten Wirkungsgrad, aber muss ja nur bei
Stromausfall herhalten.
StepDown-Wandler? Soetwas habe ich bis jetzt noch nirgends verbaut.
Ist zwar effektiver, ich werde bei der USV aber auf linear-geregelt
setzten, da es doch um einiges einfacher ist. (Habe schon mehrere
Netzteile damit aufgebaut und hat immer ganz gut geklappt;
entsprechender Kühlkörper vorausgesetzt ;-) )

wichtig dabei ist am Ausgang den Thyristor nicht zu vergessen,
der bei Überspannung (durchgehender Längsregler) die Spannung
kurz schliesst
Thyristor? Sorry, da muss ich jetzt passen. Kann mit meinen 17 Jahren
auch noch nicht alles wissen :)

Aber wenn du sagst, dass dieser vor Überspannung schützt: Der
LowDrop-Regler hängt an 3x 6V-Bleiakkus. Kann es da überhaupt soetwas
wie Überspannung geben? Die Bleiakkus werden wohl nie eine Spannung
erreichen können, die über der maximal zulässigen Betriebsspannung des
LowDrop-Reglers liegt. Ich habe so ein Teil auch noch nie in meinen
bisherigen Schaltungen (darunter waren auch schon einige Netzteile
dabei) verwendet, sondern habe mich immer an die Application Notes des
Datenblatts gehalten. Bis jetzt hat's aber auch immer funktioniert :-/

--
MfG. David Fröhlich
http://www.david-froehlich.de
 
Michael Eggert <m.eggert.nul@web.de> wrote in
news:pb9ig15uji8klhijjv1ueccflpasjbaleg@4ax.com:

1-5 ließen sich ersetzen durch ein 6A KFZ-Ladegerät. Macht genau
die richtige Spannung für den Bleiakku, hat auch kein Problem mit
Stromausfall und vor allem: Muss nichts verheizen.
Die gibt es auch als echte Schaltnetzteile (also viel handlicher und
effizienter), guck mal bei Pollin.de .
Du musst den Lader auch nur für den mittleren Strom auslegen. Den Rest
(sofern es wirklich nur kurze Peaks sind) holt er sich aus dem Akku -
es muss dann aber auch immer ein Akku dran sein. ;-)

Über dem Low-Drop-Regler (13,8->12V) fallen dann 9 Watt ab. Die
Alternative 24V-Akku -> Step-Down-Wandler -> 12V ist aber auch nicht
besser. Bei einem Wirkungsgrad des Wandlers von 80% würden da auch ca.
10W anfallen (bei Spitzenstrom). Naja bei mittlerem Strom 1A sind es
dort dann nur 1.8W (und 10W braucht der Server nur)? Da benötigt deine
USV knapp 20% des Stromverbrauchs. Wenn du die Akkuspannung reduzierst
(also z.B. 13.2V), können die Verluste weiter gesenkt werden (auch im
Akku), mit dem Vorteil, dass die Lebensdauer des Akkus steigt, wenn
auch bei geringen Kapazitätseinbußen.
Jegliche Reihen-Dioden würde ich im Design weglassen -> alles
zusätzliche Verluste. Bau das lieber mit Fet's, sofern es überhaupt
erforderlich ist.

Sinnvoll wäre auch noch eine Abschaltung bei Akkuunterspannung,
ansonsten kannst du den Akku nach dem 3. längeren Stromausfall
wegschmeissen. (Low-Drop-Regler mit Enable-Eingang verwenden und davor
dann einen Komparator mit Ref, oder was mit dem TLV431 basteln).

Zur Spannungsmessung: nimm nen billiges Multimeter und schalte es nur
ein, wenn du die Spannung messen willst?! (oder soll vom PC aus
gemessen werden?)

M.
--
Bitte auf mwnews2@pentax.boerde.de antworten.
 
Dieter Wiedmann <Dieter.Wiedmann@t-online.de> wrote in
news:4309CE69.84594EA3@t-online.de:

7) Dann käme als letztes noch ein 5A LowDrop Festspannungsregler
mit konstanten 12V, mit denen ich dann den Server versorgen
würde.

Da hast du nur wenige Minuten Laufzeit, schau dir mal die
Entladekennlinie eines Bleiakkus an.
Er kann bis 10.8V entladen (12V - 10%). Je nach Größe des Akkus (und
den Entladestrom) ist ein Akku da leer.

M.
--
Bitte auf mwnews2@pentax.boerde.de antworten.
 
David Froehlich <dfroe@despammed.com> wrote in news:4308fc0d$0$24160
$9b4e6d93@newsread4.arcor-online.net:

Einstellbarer 5A Low-Drop Festspannungsregler

Hier wrde ich dann einen LT 1084 CP verwenden.
Der hat minimal 1V voltage drop. Gibt es da nichts besseres? So 0.1V
drop wäre ja wünschenswert... ;-)

M.
--
Bitte auf mwnews2@pentax.boerde.de antworten.
 
Matthias Weingart schrieb:
Gucken wir doch mal ins Datenblatt:

http://www.panasonic.com/industrial/battery/oem/images/pdf/Panasonic_VR
LA_Overview.pdf

S.8: Im Leerlauf hat der Akku bei 13,0V 80-100% seiner Kapazität.
(bei Zimmertemperatur)
Die 13,0V wären dann also ein guter Kompromiss.
Temperaturen müssen nur etwa von 18-26 °C abgedeckt werden, der Server
steht in einem (im Winter beheizten ;) ) Arbeitszimmer.

Hier habe ich einen Link zu meinem Gehäuse gefunden:
http://www.mini-itx.de/gehaeuse.htm

| Sie haben ein externes Steckernetzteil (lüfterlos), welches die 220V
| Netzspannung auf 12V wandelt, und eine interne
| Spannungswandlerplatine, welche aus diesen 12V die notwendigen ATX
| Spannungen für das Board und die Spannungen für die Laufwerke erzeugt.
[...]
| Bitte beachten Sie: Die Platine arbeiten mit einer Eingangsspannung
| von 12V +- 10%, ist also nicht ohne weitere Beschaltung für den
| Einsatz im KFZ Boardnetz geeignet, da die Spannungen an der
| Lichtmaschine zwischen 8 und 14V schwanken können.

Also kann ich den PC problemlos mit 13V versorgen.

Eigentlich könntest du diese 13V am Ladegerät einstellen und den PC
damit direkt speisen. Im "Notfall" bricht die Spannung da dann etwas
ein (auf ca. 12.3V)
http://www.panasonic.com/industrial/battery/oem/images/pdf/Panasonic_VR
LA_LC-RA1212P.pdf siehe Bild discharge charact.
Sieht gut aus, ich bekomme bei 3A also immer meine 12V.

Der 12Ah Akku hält dann bei 1,2A Entnahme noch fast 10h (bis 10.8V),
bzw. hat nach 3h immer noch 12V. Jenachdem wie solide das Netzteil ist
(und die Festplatten sind) funktioniert das Prinzip, sofern du den Akku
gross genug machst (Faustformel mittlerer Strom*10 in Ah). Ist noch die
Frage wann die Stromspitzen auftreten und wie lang die sind.
Ich hätte hier noch einen Panasonic mit 7,2Ah. Sollte auch reichen, oder?
Stromspitzen; diese würde dann ja (im Normalbetrieb) (falls notwendig)
der Bleiakku wegpuffern.

Bei Zimmertemperatur würde ich das so einfach machen. Zuviel Elektronik
da drumrum kostet nur Verluste. Eventuell noch einen dicken FET (oder
Relais) in Serie - zur Unterspannungsabschaltung. Es ist ein
Kompromiss; der den Vorteil geringer Verluste hat, auch wenn man den
Akku möglicherweise nicht voll ausnutzt und das auch nicht bei stark
schwankender Temperatur funktioniert.
Auf eine Unterspannungsabschaltung kann ich verzichten, da der PC bei
Stromausfall herunterfahren soll.

Ladegerät auf 13V eingestellt -> Akku -> FET -> PC

Jetzt musst du nur noch einen PB-Lader finden, bei dem man die
Ladeschlussspannung auf 13V einstellen kann...

M. (keep it simple :)
Hört sich wirklich einfach an, und dürfte sogar funktionieren ;-)

Das Ladegerät werde ich aber wahrscheinlich auch selber bauen müssen,
glaube nicht dass es einen Lader gibt, den man auf 13V einstellen kann.
Aber fertig kaufen wäre ja auch langweilig :p

Den Kern dieses Ladegeräts würde dann ja wieder ein
LowDrop-Festspannungsregler mit Strombegrenzung bilden.

Die Strombegrenzung muss dann ja unter dem "Initial Current" des
Bleiakkus liegen.
Im Datenblatt
http://industrial.panasonic.com/www-data/pdf2/ACD4000/ACD4000CE105.pdf
steht aber für "Trickle use" ein "Initial Current" von "1A or smaller".

Das Ladegerät darf also nicht mehr als 1A liefern? Das wird dann aber
selbst im Normalbetrieb für den Server sehr, sehr knapp :-/

Irgendwelche Tipps?

--
MfG. David Fröhlich
http://www.david-froehlich.de
 
David Froehlich wrote:
Peter Voelpel schrieb:
David Froehlich wrote:
[...]
OK, ich hätte 3x 6V genommen und das dann an 12V LowDrop-Regler.
Hat zwar keinen sehr guten Wirkungsgrad, aber muss ja nur bei
Stromausfall herhalten.
StepDown-Wandler? Soetwas habe ich bis jetzt noch nirgends
verbaut. Ist zwar effektiver, ich werde bei der USV aber auf
linear-geregelt setzten, da es doch um einiges einfacher ist.
(Habe schon mehrere Netzteile damit aufgebaut und hat immer ganz
gut geklappt; entsprechender Kühlkörper vorausgesetzt ;-) )

wichtig dabei ist am Ausgang den Thyristor nicht zu vergessen,
der bei Überspannung (durchgehender Längsregler) die Spannung
kurz schliesst

Thyristor? Sorry, da muss ich jetzt passen. Kann mit meinen 17 Jahren
auch noch nicht alles wissen :)

Aber wenn du sagst, dass dieser vor Überspannung schützt: Der
LowDrop-Regler hängt an 3x 6V-Bleiakkus. Kann es da überhaupt soetwas
wie Überspannung geben?
ja, 18V halt, das wären für den PC ein paar Volt zu viel

Die Bleiakkus werden wohl nie eine Spannung
erreichen können, die über der maximal zulässigen Betriebsspannung des
LowDrop-Reglers liegt. Ich habe so ein Teil auch noch nie in meinen
bisherigen Schaltungen (darunter waren auch schon einige Netzteile
dabei) verwendet, sondern habe mich immer an die Application Notes des
Datenblatts gehalten. Bis jetzt hat's aber auch immer funktioniert :-/
meist funktioniert das ja auch, aber Bauteile können sterben,
wenn es Längstransistoren sind haben die meist Kurzschluss und damit
steht am Ausgang die ungeregelte Spannung an

Gruss
Peter
 
Gucken wir doch mal ins Datenblatt:

http://www.panasonic.com/industrial/battery/oem/images/pdf/Panasonic_VR
LA_Overview.pdf

S.8: Im Leerlauf hat der Akku bei 13,0V 80-100% seiner Kapazität.
(bei Zimmertemperatur)
Eigentlich könntest du diese 13V am Ladegerät einstellen und den PC
damit direkt speisen. Im "Notfall" bricht die Spannung da dann etwas
ein (auf ca. 12.3V)
http://www.panasonic.com/industrial/battery/oem/images/pdf/Panasonic_VR
LA_LC-RA1212P.pdf siehe Bild discharge charact.
Der 12Ah Akku hält dann bei 1,2A Entnahme noch fast 10h (bis 10.8V),
bzw. hat nach 3h immer noch 12V. Jenachdem wie solide das Netzteil ist
(und die Festplatten sind) funktioniert das Prinzip, sofern du den Akku
gross genug machst (Faustformel mittlerer Strom*10 in Ah). Ist noch die
Frage wann die Stromspitzen auftreten und wie lang die sind.

Bei Zimmertemperatur würde ich das so einfach machen. Zuviel Elektronik
da drumrum kostet nur Verluste. Eventuell noch einen dicken FET (oder
Relais) in Serie - zur Unterspannungsabschaltung. Es ist ein
Kompromiss; der den Vorteil geringer Verluste hat, auch wenn man den
Akku möglicherweise nicht voll ausnutzt und das auch nicht bei stark
schwankender Temperatur funktioniert.

Ladegerät auf 13V eingestellt -> Akku -> FET -> PC

Jetzt musst du nur noch einen PB-Lader finden, bei dem man die
Ladeschlussspannung auf 13V einstellen kann...

M. (keep it simple :)
--
Bitte auf mwnews2@pentax.boerde.de antworten.
 
Peter Voelpel schrieb:
[...]
meist funktioniert das ja auch, aber Bauteile können sterben,
wenn es Längstransistoren sind haben die meist Kurzschluss und damit
steht am Ausgang die ungeregelte Spannung an
Danke für diese Erklärung.

Folgende Schaltung:
Ladegerät (13V) ---> Bleiakku ---> PC

Das Ladegerät besteht aus Trafo, Gleichrichter, Elko und
LowDrop-Festspannungsregler.
Wenn mir also hier der Regler kaputt geht, hätte ich die Trafo-Spannung
am PC?

Wie müsste man dann den Thyristor in die o.g. Schaltung einbauen? Der
Wikipedia-Eintrag hat mich nicht gerade viel schlauer gemacht.
Welches konkrete Bauteil würde sich dann hier empfehlen?

--
MfG. David Fröhlich
http://www.david-froehlich.de
 
David Froehlich <dfroe@despammed.com> wrote in news:4309df3e$0$28531
$9b4e6d93@newsread2.arcor-online.net:

http://dfroe.gmxhome.de/usv.jpg
Mhh jez musste man nur noch wissen wie das Relais schaltet (benutze
doch bitte mal das richtigen Relais-Schaltbild.

M.
--
Bitte auf mwnews2@pentax.boerde.de antworten.
 
David Froehlich <dfroe@despammed.com> wrote in news:4309df3e$0$28531
$9b4e6d93@newsread2.arcor-online.net:

http://dfroe.gmxhome.de/usv.jpg
funktioniert nicht, ganz egal wie gross der Elko ist.
Das Relais fällt erst bei ca. 6V ab, und die Spannung hast du dann auch
am Server (ist ja alles miteinander verbunden).

M.
--
Bitte auf mwnews2@pentax.boerde.de antworten.
 
(David Froehlich) 22.08.05 in /de/sci/electronics:

Danke für die vielen Antworten!

Der Server wurde einmal in der c't als "stumme Firewall" aufgebaut.
Nach deren Messungen verbraucht das Teil tatsächlich nur 11W idle und
16W Vollast. IMHO einfach super als Home-Server.

Schaut euch vielleicht noch folgenden Entwurf an:
http://dfroe.gmxhome.de/usv.jpg
(Das ist noch _kein_ Schaltplan, sondern nur ein auf die Schnelle
"hingekritzelter" Entwurf ;-) )
Ach? ;-)


Das wäre dann ein ganz anderer Ansatz (offline- statt online-USV).
Aber hier habe ich so gut wie keine Verluste (nur das Relais).

Obwohl das ganze recht einfach/billig aussieht, müsste es doch
eigentlich auch ganz ordentlich funktionieren. Ich könnte dann auch
problemlos 18V als Bleiakku nehmen, da dürfte ich auch eine recht
große Ausfallzeit überbrücken können.
Mal gefragt:
Was genau nutzt dir der Home-Server wenn der Rest der Wohnung dunkel
und spannungsfrei ist?

Du muss ihn ja sowieso so aufgeabut haben, das er
nach einem Powerdown wieder sauber aufsteht.



Aber wie sieht's mit dem Elko zur Pufferung beim Relaisumschalten aus?
Kann ich da einfach einen 35V 4700uF reinpacken, oder laufe ich da der
Gefahr ihn mit der Zeit zu überladen?
Dir fackeln bei hinreichend grosser Spannungs-Differenz die Kontakte ab.


Die Akkuspannung würde ich über http://www.franksteinberg.de/uni8ad.htm
überwachen.
Alternativ ginge auch "ping router || shutdown", da dieser ja nicht an
der USV hängt :)
"Normalerweise" ist eine "USV" ein "unterbrechungsfreie Stromversorgung",
keine "Notstrom Versorgung", auch wenn das gerne verwchslet wird.
D.h. es reicht wenn die USV die Zeit bis zum Anspringen des Diesels
abpuffert.

Schaumal bei APC. Da gibt's mini-USV.
Vermutlich wird das Deiner Feuerversicherung besser gefallen...

Ich finde z.B. diese:

APC Überspannungsschutz BE325-GR Steckdosenleiste
inkl. integrierter USV 325VA 69,90 EUR

Hält bei 80VA lt. Hersteller 24minuten .
(max. kann das Teil 185W liefern, für 3 Minuten)!
Leider lässt sich das Teil wohl nicht vom PC aussteuern oder auslesen.
Vergiss es also besser, denn:

6 Euro (10%) mehr bei reichelt für einen mit USB+Seriell Anschluss ausgeben
macht deutlich mehr Sinn:
APC BK350EI BACK UPS 350 VA USV 75.50
(18,1min @105W)

Eigentlich will man den Akku nicht leer lutschen, sondern -wenn
man eh keinen Diesel hat- den Rechner geordnet runterfahren und dann
durch die USV vom Stromnetz trennen lassen, so das der Power-On-Reset
die Kiste wieder hochfahren lässt und ein 2. Stromausfall nicht
wegen des leeren Akkus zur Katastraphe führt.







Rainer
 
Dieter Wiedmann <Dieter.Wiedmann@t-online.de> wrote:

Hi!

Du möchtest 5,8V*5A=29W verheizen.

Nö, da würden im Mittel nur etwa 2V abfallen.
Du hast gesehen, daß er den Regler _vor_ den Akku setzen wollte?

Wenn ja, verstehe ich Deine Antwort nicht. Beziehst Du Dich auf den
Ripple?

Gruß,
Michael.
 

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