Jednotka UPS podrobne opísaná v tomto článku môže poskytovať výstupný výkon 50 wattov trvalo, pri 110 voltoch s frekvenciou 60 Hz. Výstup je v zásade sínusový priebeh, ktorý sa chová pre záťaž rovnako ako štandardné domáce sieťové napájanie.

Integrovaný zdroj napájania funguje ako nabíjačka batérií. Aj keď môže byť UPS implementovaný pre rôzne aplikácie, je navrhnutý hlavne pre napájať malý počítačový systém a dôležité periférne zariadenie, napríklad disková jednotka, aby sa zabezpečilo, že výpadok napájania nikdy nespôsobí odstránenie údajov alebo prerušenie programu, ktorý môže bežať v danom okamihu.

To znamená, že tento 50-wattový obvod UPS napájaný kyselinou olovom nebude zvládať väčšie počítače, ktoré zvyčajne pracujú so skutočným výkonom nad 60 wattov.

Jedna dôležitá vlastnosť Obvod UPS je to, že vydáva „čisté“ sínusové striedavé napájanie: a chyby, ako napríklad šum, hroty alebo nízke napätie v sieťovom vedení, nikdy nebudú mať vplyv na fungovanie počítača (záťaže).

Fáza prepnutia relé napájania

Stupeň napájania je dosť výrazný, pretože napája diaľkový ovládač 12-voltová olovená batéria alebo batéria SMF a tiež z vášho napájacieho vedenia, batéria sa tu stáva najdôležitejším prvkom pre fungovanie UPS.

Ako je znázornené na obrázku 1 nižšie, keď je prepínač S1 CHARGE-OFF-OPERATE v polohe buď CHARGE, alebo OPERATE, relé RY2 je aktivované a jeho kontakty poskytujú striedavé napájanie primárnym vinutiam výkonových transformátorov T1 a T2.

Prúd cez sekundárne vinutia je usmerňovaný cez diódy D1, D2, D3 a D4.

Tlmivky L1 a L2 obmedzujú nabíjací prúd pre batériu a zakazujú prechod zvlnenia.

Dióda D5 dodáva „páčidlo“ funkciou ochrany proti preťaženiu je zabezpečiť mnoho zraniteľných komponentov spustením poistky F1 proti vyhoreniu v prípade, že dôjde k náhodnému pripojeniu batérie s nesprávnou polaritou.

Operačný zosilňovač IC1 je pripojený vo forme komparátora invertujúceho napätia, ktorého referenčné napätie je možné nastaviť v rozsahu 11 až 14 voltov potenciometrom R3.

Akonáhle napätie batérie klesne pod referenciu, aktivuje sa optočlen IC2, ktorý napája relé RY1. Prúd prechádzajúci kontaktmi RY1 začne nabíjať batériu, keď záťaž nie je príliš veľká.

Na druhej strane, ak UPS pracuje na alebo na hranici svojho 100% potenciálu, bude pravdepodobne potrebná externá nabíjačka batérií, ktorá zabezpečí dostatočné napájanie, aby sa zabránilo vybitiu batérie.

TO 10 ampérová nabíjačka batérií je vhodné. Pretože väčšina nabíjačiek batérií nemá filtračný systém, musí byť medzi výstup nabíjačky a batériu zahrnutý vysokohodnotný filtračný kondenzátor, aby sa minimalizoval zvlnený prúd.

Aby sa zabránilo prebíjanie batérie , napájanie z nabíjačky musí byť zapnuté iba vtedy, keď je UPS nabitý na svoju 100% kapacitu.

Poistka F2 musí byť menšia ako 10 ampérov, aby nemohla prasknúť primárna poistka F1, ak je neúmyselne skratovaný výstup 12 voltov.

Fáza tranzistorového zosilňovača

Ako je znázornené na obrázku 2 nižšie, výstup striedavého prúdu UPS sa generuje z transformátorovo prepojeného zosilňovacieho obvodu triedy B.

4 sady Darlingtonove tranzistory (Q4-Q8, Q5-Q9, Q6-Q10 a Q7-Q11) fungujú podobne ako siete sledovačov emitorov na dodávanie napätia do primárnych vinutí výkonových transformátorov T5 a T6.

Kondenzátor C8 ruší všetky vysokofrekvenčné zložky, ktoré vznikajú v dôsledku skreslenia alebo prerušenia výhybiek vysokým napätím, a navyše inhibuje vysokofrekvenčnú vlastnú osciláciu.

Dve z Darlingtonových súprav sú napájané paralelne cez transformátor T3, ďalší pár je tlačený paralelne pomocou T4.

Diódy D11, D12, D13 a D14 vytvárajú konštantné jednosmerné základné napätie, ktoré predopína výstupné tranzistory okolo oblasti limitu.

The Vodič triedy A. sieť tvorená tranzistormi Q2 a Q3, sú podobne úplne tvorené sledovateľmi vysielačov. Zásadné zvýšenie napätia je realizované transformátormi T3 a T4, ktoré sú tiež typickými výkonovými transformátormi nakonfigurovanými v opačnom poradí.

Tranzistor Q1 riadi tranzistory Q2 a Q3 paralelne. Základňa Q1 je priamo pripojená k výstupu IC5-d (pozri obr. 3), ktorý je pri 4,5 voltoch DC.

Zvrat fázy pre push-pull pohon koncového stupňa sa dosiahne vhodným zapojením sekundárnych prvkov transformátorov T3 a T4.

Generátor sinusových vĺn

Ako je znázornené na obrázku 3 nižšie, stupeň oscilátora je nakonfigurovaný pomocou IC4, čo je a Detektor 567 tónov .

Frekvencia integrovaného obvodu je nastavená rezistormi R26 a R27 a kondenzátorom C14 a je stanovená na presných 60 Hz. Výstup štvorcovej vlny IC4 sa transformuje na trojuholníkovú vlnu pomocou IC5-b, ktorá je ďalej prevedený na sínusoidu IC5-c.

Zisk zosilňovača IC5-d je nastavený na potenciometer R35, ktorá je fixná na výstupnom napätí striedavého prúdu.

Operačný zosilňovač IC5-a prevádza sínusovú vlnu z výstupu T2 na frekvenciu 60 Hz.

“ktorý z nasledujúcich textov popisuje štandardy pre fyzické zapojenie v sieti? ”

D15 chráni pred poškodením, ku ktorému môže dôjsť v prípade, že: na amp invertujúci vstup sa stane záporným s ohľadom na zem, dióda je všeobecne spätne predpätá.

60 Hz impulzy, ktoré sú pripojené k IC4 cez C12 a D16, spúšťajú blokovanie oscilátora na sieťovú frekvenciu. Do istej miery presná kontrola fázová synchronizácia je možné dosiahnuť doladením potenciometra R20.

Po správnom doladení sa výstup striedavého prúdu uzamkne vo fáze so vstupnou sieťovou linkou striedavého prúdu a toto blokovanie / odomykanie počas výpadku a obnovy vstupného napájania by bolo mäkké a priaznivé a neprodukovalo takmer žiadne rušenie.

The generátor sínusových vĺn je dodávaný s hladkým 9 voltovým napájaním bez zvlnenia cez IC3, 7805 IC, 5 V regulátor. Kolík 3 regulátora je udržiavaný na 4 voltoch nad zemou pomocou odporového deliča R16 a R17, aby sa dosiahol presný výstup 9 voltov.

Merací obvod

Je možné monitorujte buď napätie batérie alebo výstupné striedavé napätie cez obvod merača, ako je znázornené na obrázku 4 nižšie.

TO mostový usmerňovač pozostávajúci zo štyroch usmerňovacích diód prevádza striedavý prúd na jednosmerný prúd, zatiaľ čo kondenzátor C19 sa vyhladzuje na čistý jednosmerný prúd.

Prepínač DPDT pripája voltmeter 15 V DC pomocou napájania 12 V alebo pomocou deliča napätia odporový delič z R36 a R37.

Ako otestovať prepnutie napájacieho zdroja

Môže to byť dôležité vyskúšajte napájanie pred zapojením zosilňovača. To je možné vykonať ešte predtým, ako je zostavený zosilňovač.

Za týmto účelom môžete nastaviť posuvné rameno R3 smerom ku koncu, ktorý je spojený s R4.

Sieťový kábel ešte nezapájajte do elektrickej zásuvky. Pripojte 12 V olovena bateria do napájania a do polohy S1 buď NABÍJAŤ alebo PREVÁDZKOVAŤ.

Teraz bolo vidieť relé RY2 aktivované a rozsvietila sa LED1. V tomto okamihu nájdete okolo 12 V na pinoch 2 a 7 na IC1.

Pin 6 by mal vykazovať nízku logiku. Ďalej pripojte napájací kábel do sieťovej zásuvky. Lampa LMP1 sa teraz rozsvieti. Relé RY1 by malo byť naďalej vypnuté a na jeho normálne otvorených kontaktoch by ste testovali približne 14 V.

Pin 7 na IC1 by mal indikovať okolo 14 V a pin 3 na 11 voltov. Pin 6 by mal indikovať logickú nízku hodnotu.

Otočte R3 na jeho spätný koniec, aby ste dosiahli 14 V na kolíku 3, v tomto okamihu sa musí RY1 aktivovať s vypnutím LED1.

Napätie medzi bodmi batérie by teraz malo byť 13 V. Nastavte R3 tesne okolo úrovne, pri ktorej sa relé RY1 deaktivuje.

Stupeň nabíjačky musí neustále vypínajte a zapínajte, pretože napätie batérie stúpa a klesá . Presné nastavenie R3 môže byť v bode, keď sa výstup nabíjačky prepne pomerne rýchlo a vypne sa prakticky v okamihu, keď sa zapne.

Ak nie je k dispozícii nabíjací zdroj, napätie batérie by malo byť okolo 12,5 V. Keď napätie batérie klesne, musí sa výstup nabíjačky začať opakovane prepínať, pokiaľ samozrejme nie je batéria tak strašne vybitá, že plný prúd nabíjačky nie je schopný obnoviť napätie späť na hodnotu 12,5.

Testovanie generátora sínusových vĺn

Testovanie štádium generátora sínusových vĺn je možné vykonať samostatne. Pre prípad, že by ste ho zostavili na zobrazenej DPS bez 9 V regulátor IC , potom môžete na testovanie použiť 9 V batériu PP3 alebo externý ekvivalentný zdroj napájania.

Začnite umiestnením nastaveného posuvného ramena R20 na zemnú stranu. Pri použití rozsahu osciloskopu by sa mal na kolíku 5 IC4 zobraziť signál obdĺžnikovej vlny.

Napájaním 60 Hz sínusovej frekvencie do horizontálne zametanie rozsahu , upravte odpor R27 tak, aby ste dosiahli frekvenciu 60 Hz, ktorá bude generovať obdĺžnikový Lissajousov priebeh.

Frekvencia nemusí byť úplne presná. Postupne sa meniaci priebeh krivky môže byť celkom uspokojivý. Po nastavení rozsahu pre štandardný 60 Hz priebeh sa uistite, že rozsah označuje trojuholníkovú vlnu na výstupe IC5-b a sínusovú vlnu na výstupe IC5-c.

Na výstupe IC5-d musí byť k dispozícii aj sínusová vlna. A jeho amplitúda by sa mala meniť v závislosti od nastavenia R35. V prípade, že niektorá z týchto kontrol býva nesprávna, skontrolujte prítomnosť 4,5 voltu DC na všetkých vstupných a výstupných kolíkoch.

Ďalej pripojte zdroj 12,6 V AC na R21 a upravte R20, až kým nenájdete rozsah zobrazujúci výstupné impulzy z IC5-a: Frekvencia oscilátora sa musí uzamknúť na frekvenciu vstupného vedenia. Teraz stanoviť rozsah zobraziť Lissajousovu krivku tak, ako to bolo predtým, a monitorovať výstup IC5-d.

Musíte vidieť oválny vzor, ktorý je takmer uzavretý. Musíte byť schopní prípadne doladiť R20 tak, aby bol rozsahový displej takmer sklonená priama čiara, čo ukazuje, že výstupný signál je vo fáze s mriežkovou čiarou.

“Prečo sa kremík používa ako polovodič? ”

Teraz, ak odpojíte vstupný signál striedavého prúdu odpojením sieťovej šnúry, musí vzorka rozsahu začať produkovať postupnú zmenu na displej oválneho tvaru, ktorý sa otvára a zatvára.

Znovu vyrovnajte potenciometer R27, aby sa znížila vyššie uvedená miera zmeny. Hneď ako sa znova pripojí vstupná frekvencia, zobrazí sa zobrazenie rozsahu sa musí okamžite vrátiť k vzoru sklonenej čiary.

Testovanie meracieho obvodu

Testovanie a kalibrácia merací obvod by sa dalo realizovať pripojením usmerňovača k sieťovému napájaciemu vedeniu.

Stlačením S2 v polohe striedavého prúdu dolaďte R37, aby ste získali odpočet merača, ktorý môže byť 1/10 zo vstupného napätia striedavého prúdu, ako sa meria osobitne prostredníctvom štandardného odpočtu merača.

Ak nenájdete žiadne meranie, hľadajte okolo 130 V ss okolo C19, aby ste sa uistili, že je usmerňovač správne pripojený. Rozsah by tu mal zobrazovať veľké zvlnenie prvku kvôli nízkej hodnote uF kondenzátora C19.

Testovanie zosilňovača

Začnite test integráciou zosilňovacieho stupňa výkonového tranzistora s 12 V zdrojom napájania a generátorom vstupných sínusových vĺn.

Nastavte stredové rameno R35 smerom ku koncu spojenému s výstupnou stranou IC5-d, ktorá rozhoduje o nastavení nulového výstupného signálu.

Teraz posuňte S1 do polohy „PREVÁDZKOVAŤ“. U vysielačov Q2, Q3, Q8, Q9, Q10 a Q11 by ste mali vidieť odpočítanie 12,5 V merača.

Tieto tranzistory tiež môžu byť trochu teplejšie, aj keď nie horúce.

Mali by ste byť schopní vidieť odpočet meraného prístroja okolo 11 V na základniach Q4, Q5, Q6 a Q7 a okolo 4 V na vysielači Q1.

Pri vykonávaní nasledujúcich testovacích postupov buďte pri práci s výstupom opatrní, pretože by bol na úrovni smrtiacej siete 117 V.

Zapojte jeden vodič každého z 120 V vinutí transformátora T5 a T6 navzájom, ostatné zostanú nepripojené.

Pripojte Striedavý voltmeter s jedným z vinutí transformátora a nastavte merací prístroj na rozsah väčší ako 110 voltov.

Potom postupne otáčajte prednastaveným stredovým ramenom R35, kým neuvidíte merateľné výstupné napätie. Ak to nenájdete, uistite sa, že fázový pohon do výstupných stupňov je obrátený.

Striedavé napätie zo základne Q4 alebo Q6 na základňu Q5 alebo Q7 musí byť dvojnásobné oproti nameranej hodnote voči zemi. Ak to nevidíte, skúste vymeniť prípojky vinutia buď transformátora T3 alebo T4, ale nie obidvoch.

Ďalej sa uistite, že vinutia 120 V transformátora T5 a T6 sú dokonale fázové a teda pripojené príslušným spôsobom. Voltmeter pripojte cez vodiče, ktoré zostali nezapojené.

Ak zistíte, že napätie je dvakrát väčšie ako predchádzajúce čítanie, potom sú vinutia určite zapojené do série. Rýchlo otočte pripojenie jedného z vinutí.

Ak na merači nevidíte žiadne hodnoty napätia, pripojte navzájom ďalšie dva vodiče. Pripojte na výstup 15 W žiarovku a nastavte predvoľbu R35, aby ste dosiahli plný výkon. Lampa musí svietiť optimálnym jasom a merač by mal ukazovať okolo 125 voltov striedavého prúdu.

Ako používať UPS

Pri implementácii navrhovaného 50-wattového obvodu UPS nezabudnite pred zapnutím záťaže nastaviť S1 na „OPERATE“.

Overte výstup striedavého prúdu z UPS, aby ste sa uistili, že produkuje minimálne 120 voltov. Akonáhle je výstup naložený, toto napätie 120 V sa môže trochu znížiť.

Ak zistíte, že napätie je nestabilné, znamenalo by to, že oscilátor sa nezablokoval a nesynchronizoval s vedením elektrickej siete. Ak to chcete napraviť, skúste po nejakom čase znovu nastaviť predvoľby R27 a R20, akonáhle sa okruh mierne zahreje.

Keď vhodne vyladíte predvoľby R27 / R20, zistíte, že oscilátor je uzamknutý sieťovou frekvenciou počas každých zapnutí.

Teraz zapnite systém a znova skontrolujte podmienky výstupného napätia. Výstupné napätie môže klesnúť na 110 voltov zatiaľ čo je prevádzkovaný s prerušovaným zaťažením, napríklad diskovou jednotkou alebo tlačiarňou, môže to byť prijateľné.

Čas zálohovania z UPS počas výpadku siete by závisel od hodnoty Ah batérie. Ak sa používa batéria pre motocykel, mala by poskytovať približne 15 minút času na zálohovanie.