自制調(diào)制解調(diào)器和交換機(jī)用UPS電源

由于電腦數(shù)量猛增，學(xué)校的用電量急劇增加導(dǎo)致經(jīng)常跳閘。因此筆者設(shè)計(jì)了一個(gè)UPS電源，為交換機(jī)和調(diào)制解調(diào)器供電，省去了突然斷電的苦惱，其原理如附圖所示。

開始時(shí)，筆者因受一些廉價(jià)萬(wàn)能手機(jī)充電器的影響，并未設(shè)置恒流部分(虛線框內(nèi))。兩組手機(jī)電池靠繼電器K1、K2并聯(lián)充電，串聯(lián)放電，使電壓達(dá)到交換機(jī)使用的6～12V電壓。當(dāng)外部電源接通且電池電壓未達(dá)到4．2V時(shí)，TL431的K極呈高阻抗，R1、T1、T2為電池提供恒定的電流，同時(shí)外部12V電壓經(jīng)D1直接提供給交換機(jī)。當(dāng)電池電壓達(dá)到4．2V時(shí)，由于。TL431的作用，電池電壓將不再升高，由恒流充電轉(zhuǎn)為恒壓充電。實(shí)際上，充電電流隨著電池電壓的增高而減小。當(dāng)電池電壓達(dá)到4．05V時(shí)，電壓就很難再升高了。此時(shí)用萬(wàn)用表測(cè)充電電流僅30mA。因此經(jīng)分析后加入了恒流部分。先假定A4和R11未接入，其工作原理與TL431相同。 R9、R10為A3提供基準(zhǔn)電壓。當(dāng)可調(diào)電阻分壓高于基準(zhǔn)電壓時(shí)，A3輸出低電平。反之輸出高電平。但是該電路引入了R11 。由于R11的反饋?zhàn)饔?，A3可以快速改變輸出狀態(tài)，充電電流不會(huì)因電壓增加而減小，大大增加了充電效率。調(diào)試方法很簡(jiǎn)單，調(diào)節(jié)R13，使電池電壓達(dá)到4．2V時(shí)，A3剛好輸出低電平即可。由于C2的作用，調(diào)節(jié)后翻轉(zhuǎn)電壓略低于4．2V，可避免可調(diào)電阻不穩(wěn)定造成的過(guò)充電。電池電壓不超過(guò)4．2V，因此A3的同相輸入端電壓設(shè)置為2V。由于該電路一旦翻轉(zhuǎn)就不能自主恢復(fù)，因此增加了C2以提高電路的抗干擾能力。為了在斷電后又來(lái)電且能可靠的恢復(fù)充電，在電路中還增加了二極管D2。斷電后，D2左側(cè)都不帶電，C2經(jīng)R13放電后不再帶電。當(dāng)恢復(fù)供電時(shí)，C2電壓為0V，電路處于充電狀態(tài)。隨著C2的充電，電路將重新判斷電池電壓是否達(dá)到4．2V，達(dá)不到繼續(xù)恒流充電，達(dá)到則輸出低電平，由TL431提供恒壓充電。 A4接成電壓跟隨器，其作用是隔離A3，使其不受R12的干擾。

A2及其外圍器件構(gòu)成了5V穩(wěn)壓電路，為調(diào)制解調(diào)器供電。由于該部分電源電壓在12V和7．2V之間切換，因此采用TL431作為基準(zhǔn)電源。假定R7不接入，則電路是一個(gè)線性穩(wěn)壓電路。但是由于R7產(chǎn)生的正反饋，A3反相輸入端電壓高于5．5V時(shí)輸出端輸出低電平，低于4．1V時(shí)輸出高電平。調(diào)試方法是：將電路連接好后，將萬(wàn)用表和一個(gè)1kΩ的電阻接在輸出端上，調(diào)節(jié)R8，使萬(wàn)用表示數(shù)等于5V即可。調(diào)節(jié)C1容量可改變工作頻率。該電路靜態(tài)耗電量100mA左右，但相對(duì)于耗電量為1A的調(diào)制解調(diào)器并不算太大。輸出波形雖然不太好，但可以使用。

每組電池為兩個(gè)1050mAh鋰離子電池并聯(lián)而成，公用一個(gè)保護(hù)板。兩組電池共用了4塊手機(jī)電池，兩個(gè)保護(hù)板。電源采用市售成品開關(guān)電源，電壓為12V，3A以上即可，也可用變壓器加整流濾波電路后代替。繼電器的控制電壓為12V，要求至少有一個(gè)常開觸點(diǎn)和一個(gè)常閉觸點(diǎn)，電流為1A。由于手頭元件并不齊全，所以三極管T2、T3選擇了3865。實(shí)際完全沒(méi)有必要，只要電流超過(guò)1A就可以，但必須加散熱片。外殼采用四相開關(guān)盒，經(jīng)鉆孔改裝后使用。該電路經(jīng)實(shí)際使用測(cè)試，工作可靠，可為兩臺(tái)交換機(jī)、調(diào)制解調(diào)器提供大約1小時(shí)的電力，足夠度過(guò)跳閘以及停電的時(shí)間。