Circuit UPS simplu online

În această postare aflăm despre realizarea unei simple surse de alimentare neîntreruptibile online (UPS), care garantează un transfer continuu al sursei de curent alternativ la sursa de alimentare a invertorului pentru sarcină, din cauza absenței unor comutatoare sau relee de transfer greoaie.

Ce este un UPS online

După cum sugerează și numele, un sistem UPS online rămâne continuu online și nu se deconectează nici măcar pentru o fracțiune de secundă, deoarece alimentarea cu baterie a invertorului UPS este ținută conectată continuu, indiferent de situația de rețea.

În perioada în care este disponibilă intrarea de curent alternativ, aceasta este mai întâi convertită în curent continuu și coborâtă la nivelul bateriei.

Acest DC încarcă bateria și are, de asemenea, prioritate față de baterie pentru a alimenta simultan invertorul datorită puterii sale mai mari decât bateria. Invertorul convertește acest CC înapoi la rețeaua de curent alternativ pentru alimentarea sarcinii conectate.

În cazul în care eșuarea rețelei de curent alternativ, alimentarea de la curent alternativ la curent continuu este întreruptă, iar bateria fiind conectată continuu în linie, acum începe alimentarea invertorului fără probleme, fără nicio întrerupere a alimentării cu sarcina.

UPS online vs UPS offline

Principala diferență între un UPS online și un UPS offline este că, spre deosebire de UPS offline, UPS-ul online nu depinde de mecanic relee de comutare sau comutatoare de transfer pentru tranzitarea de la rețeaua de curent alternativ la rețeaua invertorului de curent alternativ în timpul unei defecțiuni de curent alternativ (așa cum se arată mai jos).

Pe de altă parte, Sisteme UPS offline așa cum se arată în diagrama bloc de mai jos, vă bazați pe relee mecanice pentru transferul UPS-ului în modul invertor, în absența alimentării de curent alternativ.

În aceste sisteme, când rețeaua de curent alternativ este disponibilă, sursa de alimentare este alimentată direct la încărcare printr-un set de contacte de releu, iar bateria este menținută în modul de încărcare printr-un alt set de contacte de releu.

De îndată ce alimentarea cu curent alternativ eșuează, contactele releului relevante se dezactivează și comută bateria de la modul de încărcare în modul invertor , și sarcina de la rețeaua AC la invertor AC.

Aceasta implică faptul că procesul de transfer tinde să implice o ușoară întârziere, deși în milisecunde în timp ce se trece de la rețeaua de rețea la cea de la invertor.

Această întârziere, deși mică, ar putea fi critică pentru echipamentele electronice sensibile, cum ar fi calculatoare sau sisteme bazate pe microcontrolere.

Prin urmare, online Sistem UPS pare a fi mai eficient decât un UPS offline în ceea ce privește viteza și netezimea, în timpul procesului de trecere de la rețea AC la invertor CA pentru toate tipurile de aparate.

Proiectarea unui circuit UPS simplu / invertor online

După cum sa discutat în secțiunile de mai sus, crearea unui UPS online simplu arată de fapt destul de ușor.

Vom ignora filtrul EMI din motive de simplitate și, de asemenea, pentru că invertorul din designul nostru va avea o frecvență joasă (50 Hz) transformator miez de fier invertor bazat și SMPS ar include deja încorporat Filtre EMI pentru rectificările necesare.

Pentru proiectarea de bază a UPS-ului online vom avea nevoie de următoarele materiale:

• Un modul SMPS gata făcut de la rețea la 14 V 5 Amp.
• Un sistem de întrerupere a supraîncărcării bateriei cu curent constant circuitele încărcătorului.
• Un circuit de întrerupere a bateriei peste descărcare.
• O baterie de 12 V / 7Ah
• Orice circuit invertor simplu de pe acest site web.

Diagrame și etape de circuite

Diferitele etape ale circuitului UPS propus online pot fi învățate din următoarele detalii:

1) Circuite de întrerupere a bateriei : Circuitul de mai jos arată circuitul foarte important de întrerupere a supraîncărcării bateriei, construit în jurul a câteva op amp stages .

Etapa amplificator op din partea stângă este configurată pentru a controla supraîncărcarea bateriei. Pinul 3 al amplificatorului op este conectat cu bateria pozitivă pentru a-i detecta nivelul de tensiune. Când această tensiune a bateriei la pinul # 3 depășește valoarea corespunzătoare a pinului # 2 zener, pinul de ieșire al amplificatorului op # 6 se ridică.

Aceasta activează releul prin intermediul BC547 tranzistor driver determinând trecerea contactelor releului de la N / C la N / O, ceea ce întrerupe alimentarea bateriei, împiedicând supraîncărcarea bateriei.

Feedback-ul rezistor de histerezis de la pinul 6 și pinul 3 al amplificatorului operativ din stânga determină blocarea releului pentru o anumită perioadă de timp, până când tensiunea bateriei scade la un nivel sub pragul de menținere al histerezisului, ceea ce face ca pinul 3 să scadă, și în mod corespunzător pinul 6 scade, de asemenea, oprind releul. Contactele releului revin acum la N / C, restabilind alimentarea cu încărcare a bateriei.

Circuitul de întrerupere a supra-descărcării

Amplificatorul op din partea dreaptă controlează limita de descărcare a bateriei sau a baterie descarcata situatie. Atâta timp cât tensiunea pinului 3 al acestui amplificator op oprește peste nivelul de referință al pinului 2 (așa cum este setat de presetarea pinului 3), ieșirea amplificatorului op continuă să fie ridicată.

Această ieșire ridicată la pinul 6 permite MOSFET-ului atașat să rămână în modul de conducție, ceea ce permite ca invertorul să fie pornit prin linia negativă.

Într-o situație în care bateria este suprasolicitată de sarcina invertorului, pinul amplificator op # 3 scade sub tensiunea de referință a pinului 2, determinând scăderea pinului 6 al IC-ului, ceea ce întrerupe MOSFET-ul și invertorul .

Etapa de control curent

BJT asociat cu MOSFET formează un circuit de control al curentului pentru UPS-ul online, care permite încărcarea bateriei printr-un nivel de curent constant.

R2 trebuie calculat pentru a seta nivelul maxim de control al curentului pentru baterie și invertor. Poate fi implementat folosind următoarea formulă:

R2 = 0,7 / curent maxim

2) Circuit invertor : Circuitul invertor pentru sistemul UPS online, care trebuie conectat la cele de mai sus circuitul controlerului bateriei este prezentat mai jos.

Am selectat un Circuit bazat pe IC 555 pentru simplitate și, de asemenea, pentru a asigura o gamă adecvată de putere.

Acest invertor va rămâne online atâta timp cât circuitul încărcătorului și bateria rămân funcționale și rețea de rețea AC este alimentat corespunzător sistemului prin intermediul unui Circuit SMPS de la c.a.c.c. la 14V, 5 amp , sau conform puterii speciale a sistemului, care este complet personalizabil.

Feedback-ul BJT pe porțile MOSFET-urilor invertorului asigură că tensiunea de ieșire a invertorului nu depășește niciodată nivelul de siguranță și este alimentată într-un mod controlat.

Aceasta concluzionează proiectarea simplă a circuitului nostru UPS online, care asigură o alimentare online continuă neîntreruptibilă pentru orice încărcare de curent alternativ, care trebuie să fie funcțională fără nicio întrerupere, indiferent de disponibilitatea de intrare CA.