배터리 백업 회로: 신뢰성 있는 전원 솔루션 구축 완벽 가이드

정전 경험은 있지만 자동으로 다른 배터리 전원을 공급받은 적 있으신가요? 백업 배터리는 일반적으로 주 전원이나 외부 전원이 없는 시스템에 전원을 공급합니다. 백업 배터리는 무정전 전원 공급장치(UPS)용 대용량 배터리실부터 컴퓨터의 단일 셀까지 다양합니다. 응용 예: SSD, 서버, 알람 시계, 의료 기기, 전원이 필수적인 여러 시스템. 이 글에서는 배터리 백업 회로 프로젝트를 소개하며, 주된 예제는 12V 전원 공급 기반입니다.

메인보드 백업 배터리

배터리 백업 회로란?

배터리 백업 회로는 주 전원이 없을 때 즉시 부하를 배터리로 전환하는 회로 유형입니다. 하지만 주 전원이 있으면 부하가 전원 공급쪽으로 전환되고 백업 배터리는 충전 모드로 진입합니다.

배터리 백업 회로는 알람 동작 같은 감시 시스템 응용 분야에서 주로 발견됩니다. 따라서 회로의 메인 전원이 실패하면 배터리 백업이 즉시 부하를 인수합니다.

(가정용 보안 알람)

배터리 백업 회로 회로도

배터리 백업 회로 회로도

다이어그램은 간단한 배터리 백업 회로를 보여줍니다. 기능 면에서:

7812 IC가 회로에 전원을 공급하는 12V 정류 DC를 제공합니다. 또한 충전식 배터리를 충전합니다.
LED가 전원 상태를 표시합니다.
메인 전원을 사용할 수 있으면 D1이 순방향 바이어스되어 R2를 통해 배터리에 전류를 흐르게 합니다. 이 경우 R2 값이 90mA 전류를 주어 완만 충전을 돕습니다.
하지만 메인 전원 없이 D2가 순방향 바이어스되고 D1은 역바이어스됩니다. 결과적으로 회로를 백업합니다.

배터리 백업 회로 직접 만들기

아래 예제들을 사용해 배터리 백업 회로를 만들어 보겠습니다.

배터리 백업 기능이 있는 12V 전원 공급 장치

첫 DIY 프로젝트로 12V 전원 공급을 사용해 배터리 백업 회로를 만듭니다. 전원 공급 전압이 있을 때 부하가 주 전원으로 전환되고 배터리는 자동 충전 모드로 들어갑니다. 하지만 메인 전원이 없으면 회로가 자동으로 전류 부하를 배터리로 전환합니다. 백업 방식입니다.

준비물 (Materials to be prepared)

회로 하드웨어 구성 요소:

배터리 – 12V 7.2Ah
제너 다이오드 – 9.1V 또는 저전압용 쇼트키 다이오드(0.4V)

쇼트키 다이오드

LM812 IC
릴레이 – 12V
녹색 LED
강압 트랜스포머 – 110V 또는 230V AC를 12V/1mA로
브리지 정류기 4개 – 1N4007
커패시터 – 1000µF/50V, 330µF, 100nF
저항 – 1KΩ (3개), 10KΩ, 470Ω
스위치
트랜지스터 – 2N4401, 2N4403
다이오드 1N4007과 1N4148 각각 2개씩

회로도 (Circuit diagram)

배터리 백업 기능이 있는 12V 전원 공급 회로도

동작 원리 설명 (Principle of operation explained)

위 회로는 12V 전원 공급의 고급 스위치 모드 기술 세 부분으로 구성됩니다.

첫 번째 부분: 배터리 백업 회로에 전원을 공급하는 강압 트랜스포머.
두 번째 부분: 자동 배터리 충전기, 12V 7.2Ah. 더 긴 백업을 위해 12Ah 또는 10Ah 사용 가능. 25Ah 또는 20Ah SLA 배터리도 권장되지만 충전 시간이 더 오래 걸려 백업 시간이 줄어듭니다. 예: 20Ah 방전 배터리는 완충까지 최대 20시간 소요.

배터리가 완충되면 회로가 즉시 작동을 멈춥니다. 여기 녹색 LED가 배터리 완충 여부를 표시합니다.

세 번째 부분: 전압 레귤레이터. 평활 커패시터와 IC LM812를 사용해 깨끗하고 고정된 12V 백업 전압을 제공합니다.

회로는 1A 출력 전류를 생성해 1A 미만 전류로 작동하는 기기에 적합합니다.

적절한 다이오드와 고전류 트랜스포머로 회로를 수정해 더 높은 전류를 얻을 수 있습니다. 또한 IC 트랜지스터로 출력 전류를 변경할 수 있습니다. 결국 회로가 더 높은 암페어 배터리를 더 빨리 충전합니다.

회로 조정 시 주의사항 (Notes on circuit adjustment)

회로 사용 전 몇 가지 조정이 필요합니다.

먼저 회로를 14.4V 가변 전원 공급에 연결하세요.
트랜스포머와 배터리를 제거하세요. 그 후 초기 배터리 위치에 전원 공급을 연결하세요.
녹색 LED가 빛날 때까지 10K 가변 저항을 계속 조정하세요.
네 번째 단계: 가변 전원 공급을 원래 트랜스포머와 배터리로 교체하세요. 회로가 충전 모드로 진입합니다.
충전 중 배터리 전압이 14.4V에 도달하면 LED가 빛나는지 확인하세요. 멀티미터로 전압 확인도 가능. LED가 안 켜지면 켜질 때까지 10K 가변 저항 조정.