Jednoduchý online obvod UPS

Vyskúšajte Náš Nástroj Na Odstránenie Problémov





V tomto príspevku sa dozvedáme o vytvorení jednoduchého online zdroja neprerušiteľného napájania (UPS), ktorý zaručuje bezproblémový prenos sieťového napájania striedavého prúdu do sieťového napájania invertora pre záťaž kvôli absencii ťažkopádnych prepínačov alebo relé.

Čo je online UPS

Ako už názov napovedá, online systém UPS zostáva nepretržite online a nikdy neprechádza do režimu offline ani na zlomok sekundy, pretože napájanie z batérií invertora UPS je neustále pripojené, bez ohľadu na situáciu v sieti.



Počas doby, keď je k dispozícii sieťový vstup, sa najskôr prevedie na DC a zostúpi na úroveň nabitia batérie.

Tento jednosmerný prúd nabíja batériu a má tiež prednosť pred batériou, aby súčasne napájal striedač, a to kvôli vyššej hodnote výkonu ako batéria. Striedač prevádza tento jednosmerný prúd späť na sieťový AC na napájanie pripojenej záťaže.



V prípade výpadku sieťového napájania sa prerušené napájanie zo striedavého na jednosmerný prúd preruší a batéria, ktorá je neustále pripojená do siete, začne napájať invertor bez problémov a bez prerušenia napájania záťaže.

Online UPS vs Offline UPS

Hlavný rozdiel medzi online UPS a offline UPS spočíva v tom, že na rozdiel od offline UPS online UPS nezávisí od mechanických prepínacie relé alebo prenosové prepínače na prechod z elektrickej siete striedavého prúdu do striedavej elektrickej siete striedavého prúdu počas výpadku sieťového napätia (ako je znázornené nižšie).

online blokový diagram UPS

Na druhej strane, Offline systémy UPS ako je znázornené na nižšie uvedenom blokovom diagrame, pri neprítomnosti sieťového napájania striedavým prúdom sa pri prechode UPS do režimu invertora spoľahnite na mechanické relé.

offline bloková schéma UPS

V týchto systémoch, keď je k dispozícii sieťové napájanie, je napájanie priamo napájané do záťaže pomocou sady kontaktov relé a batéria je udržiavaná v režime nabíjania prostredníctvom inej sady kontaktov relé.

Hneď ako dôjde k výpadku sieťového napájania, príslušné kontakty relé sa deaktivujú a odpoja batériu od napájacieho zdroja režim nabíjania do režimu invertora a zaťaženie zo siete AC na striedač AC.

To znamená, že proces prenosu má tendenciu obsahovať mierne oneskorenie, aj keď v milisekundách, pri prechode zo siete na sieť invertora.

Toto malé oneskorenie môže byť kritické pre citlivé elektronické zariadenia, ako napr počítačov alebo systémy založené na mikrokontroléroch.

Preto online Systém UPS sa zdá byť efektívnejšia ako offline UPS, pokiaľ ide o rýchlosť a plynulosť, počas procesu prechodu zo sieťového striedavého prúdu na striedavý striedavý prúd pre všetky typy zariadení.

Návrh jednoduchého online obvodu UPS / invertora

Ako je uvedené v predchádzajúcich častiach, výroba jednoduchého online zdroja UPS vyzerá skutočne ľahko.

EMI filter budeme kvôli jednoduchosti ignorovať a tiež preto, že invertor v našej konštrukcii bude mať nízku frekvenciu (50 Hz) železný transformátor založený invertor a SMPS by už zahŕňal zabudované v EMI filtre potrebné opravy.

Pre základný online dizajn UPS budeme potrebovať nasledujúce materiály:

  • Pripravený SMPS modul AC na DC 14 V 5 Amp.
  • Systém prerušenia nabíjania batérie s konštantný prúd obvody nabíjačky.
  • Stupeň prerušenia obvodu batérie nad vybíjaním.
  • Batéria 12 V / 7Ah
  • akýkoľvek jednoduchý obvod invertora z tejto webovej stránky.

Schémy zapojenia a etapy

Rôzne fázy obvodu pre navrhovaný online obvod UPS sa dajú naučiť z nasledujúcich podrobností:

1) Obvody na odpojenie batérie : Nasledujúci obvod zobrazuje veľmi dôležitý obvod prerušenia nadmerného nabíjania batérie, ktorý je zostavený okolo niekoľkých operačné stupne zosilňovača .

Stupeň operačného zosilňovača na ľavej strane je nakonfigurovaný na riadenie nadmerného nabíjania batérie. Kolík # 3 operačného zosilňovača je spojený s kladným pólom batérie na snímanie úrovne jeho napätia. Keď toto napätie batérie na pin # 3 prekročí zodpovedajúcu Zenerovu hodnotu pin # 2, výstupný pin operačného zosilňovača # 6 sa zmení na vysoký.

Toto aktivuje relé cez Budičový tranzistor BC547 čo spôsobí, že kontakty relé sa posunú z N / C na N / O, čím sa preruší nabíjací zdroj batérie a zabráni sa nadmernému nabíjaniu batérie.

Spätná väzba hysterézny odpor cez kolík # 6 a kolík # 3 ľavého operačného zosilňovača spôsobí, že sa relé na určité časové obdobie zablokuje, kým napätie batérie neklesne na úroveň pod prahovú hodnotu hysterézie, čo spôsobí pokles kolíku # 3, a zodpovedajúcim spôsobom poklesne aj pin # 6, ktorý vypne relé. Kontakty relé sa teraz prepnú späť do polohy N / C a obnoví sa nabíjací zdroj pre batériu.

Obvod prerušenia nadmerného vybíjania

Operačný zosilňovač na pravej strane riadi limit nadmerného vybitia batérie alebo slabá batéria situácia. Pokiaľ napätie kolíka č. 3 tohto operačného zosilňovača zostáva nad referenčnou úrovňou kolíka č. 2 (ako je nastavené prednastavením kolíka č. 3), výstup operačného zosilňovača je naďalej vysoký.

Tento vysoký výkon na kolíku # 6 umožňuje, aby pripojený MOSFET zostal v režime vedenia, čo umožňuje zapnutie invertora cez záporné vedenie.

Aj keď je batéria nadmerne vyčerpaná zaťažením invertora, úroveň kolíka operačného zosilňovača č. 3 klesne pod referenčné napätie kolíka č. 2, čo spôsobí, že kolík č. 6 IC klesne, čo odpojí MOSFET a invertor .

Aktuálna fáza kontroly

BJT spojená s MOSFETom vytvára obvod riadenia prúdu pre online UPS, ktorý umožňuje nabíjanie batérie konštantnou úrovňou prúdu.

Pre nastavenie maximálnej úrovne riadenia prúdu pre batériu a menič sa musí vypočítať R2. Môže sa implementovať pomocou nasledujúceho vzorca:

R2 = 0,7 / maximálny prúd

dva) Obvod invertora : Obvod invertora pre online systém UPS, ktorý je potrebné prepojiť s vyššie uvedeným obvod ovládača batérie je zobrazené nižšie.

Vybrali sme Obvod založený na IC 555 kvôli jednoduchosti a tiež pre zabezpečenie adekvátneho rozsahu výstupného výkonu.

Tento invertor zostane online, pokiaľ bude nabíjací obvod a batéria funkčné a sieťová sieť AC sa do systému privádza vhodne prostredníctvom a AC / DC SMPS obvod dimenzovaný na 14V, 5 amp , alebo podľa konkrétneho výkonu systému, ktorý je možné úplne prispôsobiť.

Spätná väzba BJT cez brány invertora MOSFET zaisťuje, že výstupné napätie meniča nikdy neprekročí bezpečnú úroveň a je napájané kontrolovane.

Týmto je ukončený náš jednoduchý online obvod obvodu UPS, ktorý zaisťuje nepretržité neprerušiteľné online napájanie akejkoľvek záťaže striedavého prúdu, ktorá musí byť funkčná bez prerušenia bez ohľadu na dostupnosť vstupného striedavého prúdu.




Predchádzajúci: Pochopenie lavínového hodnotenia, testovania a ochrany MOSFET Ďalej: Obvody simulátora elektronického zvuku bubnov