Sådan designes et UPS-kredsløb uden afbrydelig strømforsyning

I denne korte vejledning lærer vi, hvordan man gør det designe et tilpasset UPS-kredsløb derhjemme ved hjælp af almindelige komponenter såsom et par NAND IC'er og nogle relæer.

Hvad er en UPS

UPS, der står for uafbrydelig strømforsyning, er invertere designet til at give en problemfri vekselstrøm til en tilsluttet belastning uden en lille smule afbrydelse, uanset pludselige strømafbrydelser eller udsving eller endda en brown-out.

En UPS bliver nyttig til pc'er og andet sådant udstyr, der involverer kritisk datahåndtering og ikke har råd til strømafbrydelse under en vital databehandlingsoperation.

For dette udstyr bliver UPS meget praktisk på grund af dets øjeblikkelige strømforsyning til belastningen og for at give brugeren rigelig tid til at gemme computerens vigtige data, indtil den faktiske strømforsyning er genoprettet.

Dette betyder, at en UPS skal være ekstremt hurtig med skiftet fra lysnettet til inverteren (sikkerhedskopieringstilstand) og omvendt under en mulig strømfejl.

I denne artikel lærer vi, hvordan man laver en simpel UPS med alle de minimale funktioner, hvilket sikrer, at den er i overensstemmelse med ovenstående grundlæggende og giver brugeren en uafbrudt strøm af god kvalitet under hele sin drift.

UPS-stadier

Et grundlæggende UPS-kredsløb vil have følgende grundlæggende faser:

1) Et inverter kredsløb

2) Et batteri

3) Et batteriopladekredsløb

4) Et skiftekredsløbstrin ved hjælp af relæer eller andre enheder såsom triacs eller SSR'er.

Lad os nu lære, hvordan ovenstående kredsløbsfaser kan bygges og integreres sammen til implementering af en rimelig anstændig UPS-system .

Blokdiagram

De nævnte funktionelle trin i en uafbrydelig strømforsyningsenhed kunne forstås detaljeret gennem følgende blokdiagram:

Her kan vi se, at den primære UPS-skiftefunktion udføres af et par DPDT-relæfaser.

Begge DPDT-relæer får strøm fra en 12 V AC til DC strømforsyning eller adapter.

Venstre DPDT-relæ kan ses styre batteriopladeren. Batteriopladeren får strøm, når vekselstrøm er tilgængelig via de øverste relækontakter og leverer opladningsindgangen til batteriet via de nederste relækontakter. Når lysnettet svigter, skifter relækontakterne til N / C-kontakterne. De øverste relækontakter slukker for strømmen til batteriopladeren, mens de nederste kontakter nu forbinder batteriet med inverteren for at starte invertertilstandsfunktionen.

Højre-relækontakterne bruges til at skifte fra AC-net til inverter AC-net og omvendt.

Et praktisk UPS-design

I den følgende diskussion vil vi forsøge at forstå og designe et praktisk UPS-kredsløb.

1) Inverteren.

Da en UPS skal håndtere vigtige og følsomme elektroniske apparater, skal det involverede invertertrin med rimelighed være avanceret med sin bølgeform, med andre ord kan en almindelig firkantbølge-inverter muligvis ikke anbefales til en UPS, og derfor sørger vi for vores design for denne tilstand er passende taget hånd om.

Selvom jeg har sendt mange inverter kredsløb på dette websted, inklusive sofistikeret PWM sinewave typer , her vælger vi et helt nyt design bare for at gøre artiklen mere interessant og tilføje et nyt inverterkredsløb på listen

UPS-designet bruger kun en enkelt IC 4093 og er alligevel i stand til at udføre en god PWM-modificeret sinusbølge funktioner ved udgangen.

Liste over dele

• N1 --- N3 NAND-porte fra IC 4093
• Mosfets = IRF540
• Transformer = 9-0-9V / 10 ampere / 220V eller 120V
• R3 / R4 = 220k pot
• C1 / C2 = 0,1 uF / 50V
• Alle modstande er 1K 1/4 watt

Betjening af inverterkredsløb

Det IC 4093 består af 4 Schmidt NAND-porte af typen , disse porte er passende konfigureret og arrangeret i det ovennævnte viste inverter-kredsløb til implementering af de krævede specifikationer.

En af portene N1 er rigget som en oscillator for at producere 200 Hz, mens en anden gate N2 er kablet som den anden oscillator til generering af 50Hz impulser.

Outputtet fra N1 bruges til at drive de tilsluttede mosfeter med en hastighed på 200Hz, mens porten N2 sammen med de ekstra porte N3 / N4 skifter mosfeterne skiftevis med en hastighed på 50Hz.

Dette er for at sikre, at mosfeterne aldrig får lov til at udføre samtidigt fra output fra N1.

Udgangene fra N3, N4 bryder 200Hz fra N1 til alternative blokke af impulser, der behandles af transformeren for at producere en PWM AC ved den tilsigtede 220V.

Dette afslutter inverterfasen til vores UPS-vejledning til fremstilling.

Den næste fase forklarer skifte relæ kredsløb , og hvordan ovennævnte inverter skal forbindes med skifterelæerne for at lette den automatiske inverter-sikkerhedskopiering og batteriopladning under strømafbrydelse og omvendt.

Relæskiftetrin og batteriopladekredsløb

Billedet nedenfor viser, hvordan transformersektionen i inverterkredsløbet kan konfigureres med et par relæer til implementering af den automatiske omstilling til det foreslåede UPS-design.

Figuren viser også en simpelt automatisk batteriopladerkredsløb ved hjælp af IC 741 på venstre side af diagrammet.

Lad os først lære, hvordan skiftrelæerne er forbundet, og så kan vi fortsætte med batteriopladerens forklaring.

I alt er der 3 sæt relæer, der bruges i dette trin:

1) 2 nøgler SPDT-relæer i form af RL1 og RL2

2) Ét DPDT-relæ som RL3a og RL3b.

RL1 er fastgjort med batteriopladerkredsløbet, og det styrer høj / lavt skåret opladningsniveau for batteriet og bestemmer, hvornår batteribehovet er klar til brug til inverteren, og hvornår det skal fjernes.

SPDT RL2 og DPDT (RL3a og RL3b) bruges til de øjeblikkelige omskiftningshandlinger under strømsvigt og gendannelse. RL2-kontakter bruges til tilslutning eller frakobling af transformatorens midterste vandhaner med batteriet afhængigt af lysnets tilgængelighed eller fravær.

RL3a og RLb, som er de to sæt kontakter i DPDT-relæet, bliver ansvarlige for at skifte belastningen over inverteren eller nettet under strømafbrydelser eller genoprettelsesperioder.

Spolerne i RL2 og DPDT RL3a / RL3b er forbundet med en 14V Strømforsyning sådan at disse relæer hurtigt aktiveres og deaktiveres afhængigt af indgangsnettet og udfører de nødvendige omskiftningshandlinger. Denne 14V forsyning bruges også som kilde til opladning af inverterbatteriet, mens strømforsyningen er tilgængelig.

RL1-spolen kan ses forbundet med opamp-kredsløbet, der styrer batteriets opladning og sikrer, at forsyningen til batteriet fra 14V-kilden afbrydes, så snart den når den samme værdi.

Det sørger også for, at mens batteriet er i invertertilstand og forbruges af belastningen, går dets lavere afladningsniveau aldrig under 11V, og det afbryder batteriet fra inverteren, når det når omkring dette niveau. Begge disse operationer udføres af relæet RL1 som svar på opamp-kommandoerne.

Opstillingsproceduren for ovenstående UPS-batteriopladekredsløb kan læres af denne artikel, der diskuterer hvordan man laver en lav, høj afskåret batterioplader ved hjælp af IC 741

Nu skal det simpelthen integrere alle de ovennævnte faser sammen for at udføre en anstændig udseende lille UPS, som kan bruges til at give en uafbrydelig strøm til din pc eller enhver anden lignende gadget.

Det er det, dette afslutter vores vejledning til design af et personligt UPS-kredsløb, som let kan udføres af enhver ny hobby ved at følge ovenstående detaljerede vejledning.