Восстановление емкости аккумулятора ИБП
Подавляющее большинство из нас использует такое крайне полезное устройство, как источник бесперебойного питания. Качество питания не везде идеальное, да и просто мельчайшие проблемы с электропитанием иногда могут дорогого стоить. Потери данных это всегда неприятно, а иногда просто таки фатально. Устройство куплено, установлено под стол, подключено и владелец его находится в полной уверенности, что в любом случае при перебое в электропитании он успеет корректно завершить работу, а может быть и сделать бэкап на флешку. Время идет, бесперебойник периодически дает о себе знать — как заправский сторожевой пес он подает голос при малейших отклонениях в параметрах электросети. Хозяин спокоен и все хорошо. Но в один из дней перебой таки случается и в этот раз ИБП не просто подает голос и сразу переключается с батареи на сеть, в этот раз свет выключили на долго. Мы спокойно копируем файлы (ведь в запасе у нас минут 15, не меньше) и тут бесперебойник начинает пищать совсем часто и все выключается. Как так? Ведь бесперебойник же должен был нас защитить от подобных ситуаций, а он только вселял нам ложную уверенность в нашей безопасности! Почему так произошло?
Все дело в аккумуляторных батареях, от которых наш бесперебойник и кормит все наше железо, когда внешняя сеть отключается. Но батареи эти, увы, не вечны, они деградируют, емкость их снижается, а вместе с ней и время автономной работы. Вплоть до нуля. К сожалению процесс, этот, зачастую никем не контролируется, хозяин пребывает в уверенности, что он защищен, а в это время аккумулятор уже не совсем аккумулятор, а так — муляж.
Как быть, что делать и куда бежать?
Почему деградируют аккумуляторы? Причин много. От интенсивного использования наступает сульфатация пластин, от перегрузок осыпается активные вещества и так далее. В ИБП стоит необслуживаемый аккумулятор, но в нем все равно есть электролит и электролит этот на основе воды. Находясь постоянно в буферном режиме, в режиме медленной подзарядки, вода это постепенно испаряется и электролит уже не выполняет своих функций. Батарея приходит в негодность. Как этого можно избежать? Избежать этого можно корректными механизмами зарядки аккумулятора, контролем его характеристик, но все это нам не подвластно — это удел производителей ИБП.
Так случилось, что интернет в моих местах только беспроводной, для его работы на крыше установлена устрашающего вида антенна, а для уменьшения потери сигнала в кабеле его длина минимизирована. Сервер, который раздает потом интернет (еще один сервер и свич) — установлены на чердаке. Для этой небольшой связки нужно бесперебойное питание. Даже без учета потерь данных — бегать загружать сервер при малейшем чихе (а у нас они случаются часто) — удовольствия мало. Бесперебойность должна быть и желательно побольше. Я купил бесперебойник на 1100ВА, не новый (новый стоит дороже чем те сервера) и конечно не надеялся на аккумуляторы — они зачастую поношены. Ну купил и купил. Поставил, все вроде бы как окей. В панели управления ИБП мне бодренько говорили про почти час работы от батарей (нагрузка порядка 70 ВА была). Решил я это проверить. Отключил питание и через две минуты, примерно, все благополучно выключилось. Аккумуляторы «мертвые». Как раз тот случай с ложной защитой. Делать нечего, надо покупать новые батареи. Поставил резервные аккумуляторы (так случилось, что от электровелосипеда есть и они бездействуют), по 12ВА. А дохленькие родные спустил вниз.
Я слышал, что электролит в аккумуляторах ИБП часто просто высыхает. Что не сульфатация, не выкрашивание пластин причина смерти аккумуляторов ИБП, а именно высыхание электролита. Попытка, как говорится, не пытка. Аккумуляторы все равно на выброс, а тяга к ковырянию не давала шансов. Для проведения экспериментов мне понадобились:
— Дистиллированная вода (ни в коем случае НЕ электролит!). Продается в автомагазине.
— Шприц, лучше с иглой — с иглой проще дозировать. Продается в аптеке.
— Нож для ковыряния, покрепче.
— Скотч для сборки (для эстетов, конечно ТОЛЬКО синяя изолента должна быть!).
— Фонарик.
На аккумуляторе приклеена крышка, которая закрывает банки. Ее я аккуратно поддел ножом (для ковыряния). Пришлось пройтись по кругу — приклеена она была в нескольких местах.
Под крышкой — банки, накрытые резиновыми колпачками. Колпачки эти, вероятно, нужны для стравливания паров воды, водорода и других вещей, которые могут создавать избыточное давление в банке при работе батареи. Такой себе ниппель, который выпускает газ наружу, но ничего не пропускает внутрь.
Колпачки не приклеены, просто снял их, поддев ножом.
Под колпачками, если заглянуть внутрь банки — ничего интересного. Совершенно. Для заглядывания нужен фонарик.
Взял шприц, набрал в него дистиллированную воду (Главное без грязи. Чтобы все чистенько!) и залил по кубику воды в каждую банку.
Вода благополучно впиталась, практически моментально. Повторил это еще раз. Потом еще раз 5 или 7, не помню. Вода не должна бултыхаться в банке, но и «брать» воду банка тоже не должна. Лучше присвечивать фонариком и посматривать. Главное не переливать.
После заливки воды я накрыл резиновыми крышечками банки и поставил батарею заряжать. А заряжал отдельно, большим зарядным, но думаю это не обязательно — можно заряжать просто в бесперебойнике. Если аккумуляторы разряжены ниже 10В, то зарядить их таким образом не удастся, есть сведения, что такие батареи тоже можно «раскачать», но для этого надо на начальных этапах подавать на них высокое напряжение (порядка 35В на 12В батарею) с контролем тока. Не пробовал, ничего конкретного сказать не могу. Рекомендовать этот способ так же не могу.
Первый момент — если вы перелили воды — она вернется из под крышки. Ее надо собрать шприцем и вылить в канализацию.
Второй момент — если вы накрыли банки крышками, то в процессе зарядки давление в банке немного поднимается и крышечки будут с характерным чпоком разлетаться по всей комнате. Это забавно, но только один раз. Я проверял дважды — во второй раз уже не весело. Я прикрывал крышки родной пластиковой крышкой, а на нее ставил груз.
После зарядки я немного разрядил аккумуляторы автомобильной «переноской», порядка получаса, измерял остаточное напряжение, прикинул емкость. Зарядил снова и опять немного разрядил.
Проделал тоже самое со второй батареей — в бесперебойнике их пара. После всего заклеил скотчем отковырянные крышки, поставил аккумуляторы на место.
За 10 минут при нагрузке в 110ВА аккумуляторы разрядились до 79 процентов. Время работы на батарее несколько менялось, в конце софт говорил о почти 29 минутах + 10 уже прошедших выходит почти 40 минут. Меня такое положение вещей устраивает. Вполне хватит, чтобы пойти и запустить генератор. Когда он у меня будет :). А по пути еще и чаю заварить. И выпить его.
Если исходить из 79% — это 21% за 10 минут или 47 минут работы от батарей. Где-то в районе того, что обещает софт.
Другой вариант расчета — полная емкость батарей 12В * 7Ач * 2шт = 168 Ватт/часов. Это в идеале. При нагрузке в 110Вт заряда должно хватать на 1,5 часа. Но в реальности даже на новых батареях такого времени работы не будет — разрядный ток великоват и отдаваемая емкость будет ниже. Сложно однозначно сказать на сколько восстановилась емкость, но очень похоже, что процентов до 80 от номинальной. На мой взгляд — совсем не плохо для одного шприца, банки дистиллята и часа времени.
Мораль сей басни такова:
— Проверяйте периодически время работы от батарей. Свинью они вам могут подложить в самый неприятный момент.
— На свой страх и риск даже видавшие виды аккумуляторы можно восстановить малой кровью. А нет, так всегда успеется купить новые.
РЕМОНТ БЕСПЕРЕБОЙНИКА
Источник бесперебойного питания довольно сложное устройство, которое условно можно разделить на два блока — это преобразователь 12В в сетевое 220В, и зарядное устройство выполняющее обратную функцию: 220В на 12В для подзарядки аккумулятора. В большинстве случаев ремонт бесперебойника очень проблемный и дорогостоящий. Но пробовать всё-же стоит — конечно всегда есть шанс на халяву в виде сгоревшего предохранителя:)
У знакомого на фирме выкинули нерабочий бесперебойник модели APC 500. Но прежде чем пустить его на запчасти, решил попробовать его оживить. И как оказалось не зря. Прежде всего меряем напряжение на аккумуляторной гелевой батарее. Для функционирования бесперебойника но должно быть в пределах 10-14В. Вольтаж в норме, так что проблема с аккумулятором отпадает.
Теперь осмотрим саму плату и померяем питание в ключевых точках схемы. Родной принципиальной схемы бесперебойника APC500 не нашёл, но вот кое что похожее. Для лучшей чёткости скачайте полноценную схему здесь. Проверяем мощные олевые транзисторы — норма. Питание на электронную управляющую часть источника бесперебойного питания поступает с небольшого сетевого трансформатора на 15В. Меряем это напряжение до диодного моста, после, и после стабилизатора 9В.
А вот и первая ласточка. Напряжение 16В после фильтра входит в микросхему — стабилизатор, а на выходе всего пару вольт. Заменяем её на аналогичную по вольтажу модель и воссстанавливаем питание схемы блока управления.
Бесперебойник начал трещать и жужжать, но на выходе 220В по прежнему не наблюдается. Продолжаем внимательный осмотр печатной платы.
Ещё одна проблема — одна из тонких дорожек перегорела и пришлось заменить её тонкой проволочкой. Вот теперь устройство бесперебойного питания APC500 заработало без проблем.
Испытывая в реальных условиях, пришёл к выводу, что встроенная пищалка сигнализатор отсутствия сети орёт как дурная, и не мешало бы её немного утихомирить. Полностью выключать нельзя — так как будет не слышно состояния аккумулятора в аварийном режиме (определяется по частоте сигналов), а вот сделать тише можно и нужно.
Это достигается включением резистора на 500-800 Ом последовательно со звукоизлучателем. И напоследок несколько советов владельцам бесперебойников. Если он иногда отключает нагрузку, возможно проблема в блоке питания компьютера с «подсохшими» конденсаторами. Подключите UPS ко входу заведомо исправного компа и посмотрите — прекратятся ли срабатывания.
Бесперебойник иногда неверно определяет ёмкость свинцовых батарей показывая статус ОК, но стоит только ему переключится на них, как они внезапно садятся и нагрузка «выбивается». Убедитесь, что клеммы заходят плотно, а не болтаются. Не отключайте его надолго от сети, лишая возможности держать аккумуляторы на постоянной подзарядке. Не допускайте глубоких разрядов батарей, оставляя по меньшей мере 10% емкости, после чего следует отключать бесперебойник до восстановления питающего напряжения. Хотя бы раз в три месяца устраивайте «тренировку», разряжая батарею до 10% и опять заряжая аккумулятор до полной ёмкости.
Форум по обсуждению материала РЕМОНТ БЕСПЕРЕБОЙНИКА
Обзор ещё нескольких схем и готовых конструкций Gauss Gun с Алиэкспресс.
Самодельный функциональный генератор сигналов 0,1 Гц — 100 кГц на микросхеме ICL8038.
Переделываем игрушку обычный трактор в радиоуправляемый — фотографии процесса и получившийся результат.
Схема с полевым транзистором контроллера вентилятора высокой мощности на 12 В.
Пищит
Традиционно ИБП пищит, когда нагрузка питается от аккумуляторной батареи, случилась перегрузка ИБП либо какая-то из систем UPS (к примеру, аккумуляторная батарея) не прошла тест. На фронтальной панели ИБП есть светодиодные индикаторы либо ЖК экран с маленькими сообщениями. По ним возможно определить причину писка.
В случае если причина писка — переход ИБП на питание от аккумуляторной батареи — все отлично, бесперебойник и изготовлен чтобы защищать ценное оборудование от перебоев электрической сети. В случае если ИБП пищит часто, значит часто появляются перебои. В данном случае разбираться необходимо с электрической сетью, а не с UPSом.
Но если оборудование, не подключенное к бесперебойнику работает неплохо, а ИБП пищит, есть смысл посмотреть инструкцию — быть может удастся минимизировать чувствительность бесперебойника к перебоям электрической сети.
В случае перегрузки, можно попытаться найти то оборудование, включение которого вызовет писк. Для этого можно подключать к ИБП разные комбинации приборов чтоб разобраться с чем он связан. Решением проблемы, скорее всего, будет переход на бесперебойник большей мощности или отключение части оборудования.
Ремонтируем источник бесперебойного питания своими руками
В самом начале, перед разборкой нам надо проверить исправен ли предохранитель, обычно он находится с задней стороны ИБП
Извлекаем его и проверяем при помощи мультиметра в режиме прозвонки.
В данном случае предохранитель исправен.
Переходим к разборке непосредственно самого источника бесперебойного питания (ИБП)
Хочу отметить что способ разборки может быть отличим от вашей модели ИБП, но не должен вызвать у вас особых трудностей в разборке.
Выкручиваем 4 винта и снимаем нижнюю часть корпуса ИПБ.
После разборки внимательно осмотрите плату на наличие внешних повреждений компонентов. В нашем случае никаких повреждений не обнаружено.
Первым этапом проверяем аккумуляторную батарею (АКБ). Измерим ее напряжение мультиметром.
В нашем случае АКБ разряжен до 2 вольт, что естественно не хорошо и является достаточно глубоки разрядом.
Проверим АКБ на заряд-разряд подключив его к лабораторному блоку питанию на подзарядку, чтобы исключить возможность его поломки.
Как оказалось, батарея отказалась принимать на себя заряд от лабораторного блока питания, это значит, что где-то обрыв и соответственно наша аккумуляторная батарея не исправна.
Возьмем для проверки другой АКБ. В моем случае он немного большей емкости. Соответственно держать заряд бесперебойник должен дольше и в корпус от ИБП помещается идеально!
Чтобы убедится в том, что аккумулятор заряжается, в течении нескольких секунд измерим напряжение на клеммах аккумулятора, при включённом в сеть ИБП. Напряжение должно постепенно подниматься.
12,9 вольт говорит нам о том, что АКБ заряжается, бесперебойник исправен, его можно собирать и пускать в эксплуатацию.
Выход из строя АКБ или потеря ее энергоемкости, это одна из самых распространенных поломок среди всех видов ИБП. Так что не спешите их сразу выбрасывать.
Проверка деталей ИБП
После внешнего осмотра необходимо проверить тестером транзисторы инвертора. Для этого надо ознакомиться со статьей «Что такое полевой транзистор и как его проверить?»
Если транзисторы окажутся неисправными, их необходимо заменить такими же или аналогичными.
Далее следует проверить предохранитель. В ИБП обычно имеется минимум два предохранителя. Первый (к которому есть доступ снаружи) – по сети 220 В. Он имеет номинал в несколько ампер, который зависит от мощности ИБП. Чем мощнее ИБП, тем больше номинал.
Чаще всего он расположен в специальном гнезде, в непосредственной близости от разъема сетевого шнура. Извлечь его можно с помощью отвертки с узким лезвием. Часто держатель предохранителя имеет гнездо для еще одного предохранителя (запасного) и сам предохранитель. Так что сгоревший предохранитель можно оперативно заменить.
Второй предохранитель установлен на плате по цепи +12 В, в плюсовой шине аккумулятора. Он рассчитан на гораздо больший ток (30 – 40 А и больше). Дело в том, что при исчезновении напряжения начинает работать инвертор, и аккумулятор должен отдать большой ток.
Например, при активной мощности 250 Вт нагрузки, подключенной к ИБП, аккумулятор должен отдать ток 250:12 = 21 А. И это без учета потерь в инверторе!
Обычно это предохранитель имеет номинал 30 или 40 А. В более мощных ИБП их может быть два, при этом они устанавливаются параллельно. Такие предохранители используются в автомобилях, поэтому их можно при необходимости найти на авторынке.
Отметим, что предохранители в большинстве своем не выходят из строя «просто так». Поэтому, перед тем, как менять их, необходимо удостовериться в исправности других деталей – выпрямительных диодов, тех же транзисторов инвертора.
Иногда перегорание предохранителей может быть вызвано межвитковым замыканием в трансформаторе, но, к счастью, такое случается редко.
ИБП не включается
Нередки ситуации, когда бесперебойник просто не включается. Что делать в таком случае? В источниках бесперебойного питания маленькой мощности, как правило, плата управления запитана от АКБ, ввиду этого источник бесперебойного питания не включается из-за низкого заряда. В такой ситуации необходимо попробовать зарядить аккумулятор. Некоторые устройства могут производить зарядку при таких условиях, поэтому достаточно просто вставить розетку ИБП в сеть и подождать некоторое время. Также можно вытащить аккумулятор и зарядить с помощью подходящего зарядника.
Если вы только, что приобрели устройство, но оно не включается, то необходимо проверить подключены ли АКБ. По правилам перевозки такие устройства должны перевозиться с отключенной аккумуляторной батареей. Ещё одной причиной того, что ИБП не запускается может быть продавленная кнопка включения. Возможны обрывы кабелей, вызванные коротким замыканием.
Также причиной того, что не работает бесперебойник может стать перегрузка. Проверить это достаточно просто — нужно отключить всю нагрузку. Если при этом ИБП будет работать, то необходимо выявить оборудование, которое вызывает перегрузку. Сделать это можно последовательным подключением нагрузки к ИБП. После такую нагрузку необходимо исключить. Если ИБП не включается даже без нагрузки, то необходимо сдать устройство на диагностику в сервисный центр. Самостоятельная замена АКБ может не решить проблему, поэтому покупать вторую батарею просто так смысла нет.
Обслуживание мощных ИБП может крыть в себе опасность. Она обусловлена наличием больших токов и напряжений, которые при замыкании могут вывести из строя оборудование и нанести ожоги. По этой причине стоит соблюдать все меры предосторожности, а ещё лучше обратиться в специализированный центр.
Наши специалисты помогут быстро выявить и устранить неисправность на любом типе оборудования. Реализуем как срочный ремонт, так и профилактическое техническое обслуживание.
