Simpelt online UPS-kredsløb

I dette indlæg lærer vi om fremstillingen af ​​en simpel online afbrydelig strømforsyning (UPS), som garanterer en problemfri overførsel af vekselstrømsforsyning til inverterens strømforsyning til belastningen på grund af fraværet af besværlige overførselsafbrydere eller relæer.

Hvad er en online UPS

Som navnet antyder, forbliver et online UPS-system kontinuerligt online og går aldrig offline, selv i et split sekund, da batteriforsyningen til UPS-inverteren holdes kontinuerligt tilsluttet, uanset lysnetssituationen.

I perioden, hvor lysnettet er til rådighed, konverteres det først til DC og trædes ned til batteriniveauet.

Denne jævnstrøm oplader batteriet og har også forrang over batteriet til samtidig at drive inverteren på grund af dens højere effekt end batteriet. Inverteren konverterer denne jævnstrøm til lysnettet til strømforsyning af den tilsluttede belastning.

I tilfælde af, at vekselstrøm ikke fungerer, afbrydes den nedskrevne vekselstrøms- og jævnstrømsforsyning, og batteriet kontinuerligt tilsluttes på linje, begynder nu at strømforsyning til omformeren problemfrit uden afbrydelse af strømmen til belastningen.

Online UPS vs Offline UPS

Den største forskel mellem en online UPS og en offline UPS er, at i modsætning til offline UPS er online UPS ikke afhængig af mekanisk skifterelæer eller overførselsafbrydere til overførsel fra vekselstrøm til omformerens vekselstrøm under en vekselstrømsfejl (som vist nedenfor).

På den anden side, Offline UPS-systemer som vist i nedenstående blokdiagram, skal du stole på mekaniske relæer til overførsel af UPS til invertertilstand under fravær af strømforsyning.

I disse systemer, når lysnettet er tilgængeligt, forsynes strømmen direkte til belastningen via et sæt relækontakter, og batteriet holdes i opladningstilstand gennem et andet sæt relækontakter.

Så snart lysnettet svigter, deaktiveres de relevante relækontakter og skifter batteriet fra strømmen opladningstilstand til invertertilstand , og belastningen fra gitter AC til inverter AC.

Dette indebærer, at overførselsprocessen har en tendens til at involvere en lille forsinkelse, omend i millisekunder, mens der skiftes fra netnettet til inverteren.

Denne forsinkelse, selvom den er lille, kan være kritisk for følsomt elektronisk udstyr som f.eks computere eller mikrokontrolbaserede systemer.

Derfor online UPS-system ser ud til at være mere effektiv end en offline UPS med hensyn til hastighed og glathed under overgangsprocessen fra gitter AC til inverter AC for alle typer apparater.

Design af et simpelt online UPS / inverter kredsløb

Som diskuteret i ovenstående afsnit ser det faktisk ret nemt at lave en simpel online UPS.

Vi vil ignorere EMI-filteret for enkelheds skyld, og også fordi inverteren i vores design vil være en lav frekvens (50 Hz) jernkernetransformator baseret inverter, og SMPS allerede inkluderet indbygget EMI-filtre for de nødvendige rettelser.

Vi har brug for følgende materialer til det grundlæggende online UPS-design:

• Et færdigt Mains AC til DC 14 V 5 Amp SMPS-modul.
• Et batteri over opladningsafskæringssystem med konstant strøm opladerkredsløb.
• Et batteri over afladningsafbrydelseskredsløbstrin.
• Et batteri 12 V / 7Ah
• Nogen simpelt inverter kredsløb fra dette websted.

Kredsløbsdiagrammer og stadier

De forskellige kredsløbsfaser for det foreslåede online UPS-kredsløb kan læres ud fra følgende detaljer:

1) Batteriafskæringskredsløb : Kredsløbet nedenfor viser det meget vigtige batteri over-opladningsafbrydelseskredsløb, bygget omkring et par op amp faser .

Venstre side forstærkerfase er konfigureret til at kontrollere overopladning af batteriet. Stik nr. 3 på op-forstærkeren er forbundet med batteriet positivt for at registrere dets spændingsniveau. Når denne batterispænding ved pin nr. 3 overstiger den tilsvarende pin nr. 2 zenerværdi, bliver op amp output pin nr. 6 høj.

Dette aktiverer relæet via BC547 driver transistor forårsager, at relækontakterne skifter fra N / C til N / O, hvilket afbryder opladningstilførslen til batteriet og forhindrer overopladning af batteriet.

Feedbacken hysteresemodstand på tværs af pin nr. 6 og pin nr. 3 i venstre op-forstærker får relæet til at låse i en vis periode, indtil batterispændingen falder til et niveau under hystereseens holdetærskel, hvilket får pin nr. 3 til at gå lavt, og tilsvarende går pin 6 også lavt og slukker relæet. Relækontakterne skifter nu tilbage til N / C og genopretter opladningsforsyningen til batteriet.

Overafladning Afbrudt kredsløb

Højre sideforstærker styrer overafladningsgrænsen for batteriet eller lavt batteri situation. Så længe spænding nr. 3 på denne op-forstærker forbliver over pin nr. 2-referenceniveau (som indstillet med pin nr. 3 forudindstillet), fortsætter op-amp-udgangen med at være høj.

Denne høje output ved pin # 6 gør det muligt for den tilsluttede MOSFET at forblive i ledningstilstand, hvilket gør det muligt at tænde for inverteren gennem den negative linje.

I en selvom batteriet drænes for meget af inverterbelastningen, falder op-amp pin 3 niveau under pin nr. 2 referencespænding, hvilket får pin nr. 6 på IC til at gå lavt, hvilket afskærer MOSFET og inverter .

Nuværende kontrolfase

BJT'en, der er knyttet til MOSFET, danner et strømstyringskredsløb til online UPS'en, som gør det muligt at oplade batteriet gennem et konstant strømniveau.

R2 skal beregnes for at indstille det maksimale strømstyringsniveau for batteriet og inverteren. Det kan implementeres ved hjælp af følgende formel:

R2 = 0,7 / maks. Strøm

to) Inverter kredsløb : Omformerkredsløbet til online UPS-system, som skal forbindes med ovenstående batterikontrolkredsløb er vist nedenfor.

Vi har valgt en IC 555-baseret kredsløb for enkelheds skyld og også for at sikre et tilstrækkeligt effektudgangsområde.

Denne inverter forbliver online, så længe opladerkredsløbet og batteriet forbliver funktionelt, og el-net tilføres korrekt til systemet via en AC til DC SMPS-kredsløb klassificeret til 14V, 5 amp eller i henhold til systemets specifikke effekt, som kan tilpasses fuldt ud.

BJT-feedback på tværs af portene til inverter-MOSFET'erne sikrer, at inverterens udgangsspænding aldrig overstiger det sikre niveau og tilføres på en kontrolleret måde.

Dette afslutter vores enkle online UPS-kredsløbsdesign, som sikrer en kontinuerlig uafbrydelig onlinestrøm til enhver vekselstrømsbelastning, som skal fungere uden afbrydelse uanset tilgængelighed af vekselstrømsindgang.