12V USV Überlegungen

[Michael W. (wiebel42)]

Ich habe meinem Qnap NAS Server TS-109 Pro+) ein Propeller Spinneret als 
Ergänzung, für ein Out-of-bound Management gegönnt. 
http://wiebel.scorpius.uberspace.de/blog/Out_of_Band_managing_for_my_Qnap_TS-109_Pro_II/
Hintergrund, war das ich es nicht zumutbar fand, wenn ich was falsch 
konfiguriert hab das Teil aufschrauben zu müssen um an den UART zu 
kommen.
Jetzt habe ich noch eine  kleine 12V basierte USV in Planung. Bisherige 
Ideen.
 - Den MSP430 aus dem Launchpad mit den 8ADC als Slave in den I2C vom 
Spinneret für die Überwachung des Systems und evtl. später mal ein LCD.
 - Ein paar Stromsensoren von Allegro (hab ich noch rumliegen) um den 
Lade-/Entladestrom zu überwachen -> ADC MSP430
 - Ein kleiner Bleiakku

Die Fragen die mich gerade umtreiben drehen sich um die eigentliche 
Spannungsversorgung.Das Netzteil von Qnap hat 12.4V@3A.
Folgende Optionen kommen mir in den Sinn.
- Einfach den Akku parallelschalten, passt.
  - Pro: Simple as could be, wenig fehlerträchtig
  - Contra: 12.4V sind nicht eben ideal für den Akku, keine Lange 
Überbrückungszeit.
- Netzteil mit 13.6V anschaffen und jeweils mit Dioden das dem Server 
anbieten.
  - Pro: Einfach, der Akku ist ideal Voll
  - Contra: ich hab am Ende Verluste durch die Dioden
- Netzteil mit 13.6V anschaffen und jeweils mit FETs dem Server anbieten
  - Pro: Der Akku ist Voll, man kann aktiv Schalten (wg. Tests sinnvoll)
  - Contra: nicht mehr ganz so einfach, Der Server sieht auch mal >>12V
- Netzteil mit 13.6V (oder Boost Converter) und vor dem Server noch 
einen Buck-Boost, der die 12V eben macht.
  - Pro: Ideale Effizienz, der Server bekommt exakt 12V oder eben nix 
mehr
  - Contra: überhaupt gar nicht einfach, teuer

Ich weiß  leider nicht in welchem Spannungsbereich der Server gut läuft, 
da ist ja auch eine Sata Platte drin die u.U. schon bei <11,4V ausgeht 
(ATX 12V+-5%), Nach unten könnte ich das noch Testen, aber nach oben 
wäre die Info "bei 13,6V ist das teil kaputt" doch eher nicht 
zielführend. Ich hab mir aber bisher auch noch nicht die Mühe gemacht 
den Server soweit zu zerlegen das ich den Eingangsspannungswandler 
gesehen hätte. Aber auch nach oben geht im zweifel die Spannung direkt 
zur Platte und da ist ja nach +5% offiziell Schluss (Solche Daten stehen 
natürlich auch nicht im Datenblatt der Platte)

So, hat jemand vielleicht Erfahrungen oder sonstige gute Ratschläge?

gruß, wiebel

[EGS (Gast)]

Erste Frage, welche Art USV willst du haben? Eine Standby oder Bypass 
USV?

Wenn du diese Entscheidung gefällt hast, kannst du dich über deine 
Netzteilfrage klären. Bei PC-Systemen sind ja eher die Bypassversionen 
gefragt, da diese sehr kurze Reaktionszeiten haben da sie sigesehen 
parallel schon mitlaufen. Stanby-USVs müssen erstmal die Versorgung 
zuschalten (Sogesehn hochfahren).

Aufgrund der Bypassversion wäre ein Separates Netzteil zu bevorzugen um 
den Akku zu laden. Für die "Sekundarseite" kann man ja dann nen 
Buck-Konverter oder ähnliches verbauen.

[Michael W. (wiebel42)]

Danke EGS, wenn ich zwei Spannungsquellen, die sehr nahe beieinander 
liegen (ideal =12V) zusammenbringen möchte für die Bypassvariante, 
welche Technik empfiehlt sich dann dafür? Einfach mit FETs 
(http://electronicdesign.com/files/29/9945/figure_01.gif) oder geht das 
nochmal anders.
Ich habe bei http://www.xscyz.com/ sensationell günstige DC/DC Wandler 
gefunden. Vermutlich hole ich mir da einfach 2 Buck-Boost (einen zum 
Laden 12V->13,8V, einen für die "Sekundärseite" 7-30V -> 12V) da kostet 
das 25W Teil auch nur 14$

Würde das grundlegend so hinhauen wie in dem Schaltplan, wenn ich die 
Spannung vom DC/DC etwas niedriger wähle as die Eingangsspannung?

[Alexander S. (esko)]

Mach es doch ganz einfach: (Angaben beziehen sich auf USV.png)
Die Quelle W1 auf 13,6 Volt setzten.
U1 wird Mosfet, der den Ladestrom begrenzt.

U2 und Q2 einfach weglassen (Leerlauf).

Q1 als Stepdown, also Buck.

[gk (Gast)]

Und was machen die Rückwärtsdioden von Q1 und Q2 ?

gk

[Purzel H. (hacky)]

Wenn der Server genau 12V braucht und nichts diesbezueglich kann, dann 
wuerd ich vom Akku her einen Buck-Boost bauen, der immer 12V am Ausgang 
bringen kann. Dann den Akku mit der optimalen Speisung laden.

[Michael W. (wiebel42)]

Dank euch für die Anregungen, ich hab jetzt mal 3 von den DC/DC wandlern 
aus Fernost bestellt (sowas kann man immer brachen). Damit sollte das ja 
dann einigermassen Ideal gehen. Wg. der Body-Diode mach ich mir 
eigentlich wenig Sorgen, daran Fällt genug Spannung ab um sicher 
dazwischen Schalten zu können, ansonsten nehm ich halt zwei 
Antiserielle.
Jetzt hab ich beim Stöbern noch was gefunden was aber leider, leider bei 
12V aufhört. -> http://www.linear.com/product/LTC1980
Sollte Ich aber mal auf LiPo Wechseln, wäre das, dass Optimum.

@esko Z.Z hoffe ich noch mit dem (unten im  Schrank eingebauten) 
Netzteil klarzukommen, mir ist aber klar, das Deine Lösung im Prinzip 
effektiver ist, mal sehen vielleicht hol ich mir ja noch eines. -wiebel

[Alexander S. (esko)]

Michael Waiblinger schrieb:
> Z.Z hoffe ich noch mit dem (unten im  Schrank eingebauten)
> Netzteil klarzukommen,

Viele Netzteile kann man an einem kleinen Poti etwas justieren, evtl. 
liegt 13,6 V noch in dem Bereich.

[Stefan (Gast)]

Hallo, hat sich mittlerweile eine Lösung dafür gefunden?

Ich stehe gerade vor einer ähnlichen Problematik:
Mein Mikroserver, der mit Pico PSU läuft (12V Eingang ATX Spezifikation) 
sowie meine Fritzbox würde ich gerne mit 12V USV Strom versorgen.

Etwas angst machen mir aber die Transienten Schaltvorgänge, bei 100W 
Maximalverbrauch müsste das Umschalten ja schon sehr "kontrolliert" 
vorgehen.

[Michael W. (wiebel42)]

Lustig, gerade gestern hab ich das umgesetzt, allerdings sehr einfach:

         +---------------->|-+
         |       ____     Ds |
 15V o---+-->|--|____|--+->|-+---ca.11V-14.8V -> Buck-Boost 12V --o
            D1          |
                        -
                       ---
                        |
  0V o------Fuse--------+------Fuse-------------------------------o

Wobei D1 ein Vf von ca. 1.3V hat (haben sollte muss da wohl zwei in 
Reihe reinpacken) der Widerstand definiert den maximalen Ladestrom und 
die Ds ein doppel Schottky Diode ist. Klappt eigentlich sehr gut, wobei 
meine Wandler (hinter Load) doch sehr heiss werden und im Moment hab ich 
auch den Akku weg bis ich eine zweite Diode in Serien drin hab, da haut 
mir die Spannung auf >14V ab. Wenn Du schalten willst kannst du aber die 
"Härte" der Umschaltung nehmen indem du eine ordentliche Spule mit Elko 
dahinter packst.