4 enkle UPS-kretser (Uninterruptible Power Supply) Undersøkelser

Prøv Instrumentet Vårt For Å Eliminere Problemer





Under dette innlegget undersøker vi 4 enkle 220V strømforsyningsdesign (UPS) med 12V batteri, som kan forstås og konstrueres av enhver ny entusiast. Disse kretsene kan brukes til å betjene et riktig valgt apparat eller last, la oss utforske kretsene.

Design nr. 1: Enkel UPS ved bruk av en enkelt IC

En enkel idé presentert her kan bygges hjemme bruker de fleste vanlige komponenter for å produsere rimelige utganger. Den kan brukes til å drive ikke bare vanlige elektriske apparater, men også sofistikerte dingser som datamaskiner. Inverterkretsen bruker en modifisert sinusbølgedesign.



En avbruddsfri strømforsyning med forseggjorte funksjoner er kanskje ikke kritisk nødvendig for drift av selv de sofistikerte gadgets. En kompromittert design av et UPS-system som presenteres her, kan godt være tilstrekkelig med behovene. Den inkluderer også en innebygd universell smart batterilader.

Forskjellen mellom UPS og en inverter

Hva er forskjellen mellom en avbruddsfri strømforsyning (UPS) og en inverter? I det store og hele er begge ment å utføre den grunnleggende funksjonen med å konvertere batterispenning til vekselstrøm, som kan brukes til å betjene de forskjellige elektriske dingsene i fravær av vår innenlandske vekselstrøm.



I de fleste tilfeller er det imidlertid ikke sikkert at en inverter er utstyrt med mange automatiske omstillingsfunksjoner og sikkerhetstiltak som normalt er knyttet til en UPS.

Videre har omformere for det meste ikke en innebygd batterilader, mens alle UPS-er har en innebygd automatisk batterilader for å lette øyeblikkelig lading av det aktuelle batteriet når strømforsyningen er til stede og tilbakestiller batteristrøm i omformermodus øyeblikket inngangseffekten svikter.

UPS-er er alle designet for å produsere en vekselstrøm med en sinusbølgeform eller i det minste en modifisert firkantbølge som ligner på sin sinusmotpart. Dette blir kanskje den viktigste funksjonen med UPS-er.

Med så mange funksjoner i hånden, er det ingen tvil om at disse fantastiske enhetene burde bli dyre, og derfor klarer mange av oss i middelklassekategorien ikke å legge hendene på dem.

Jeg har prøvd å lage en UPS-design Selv om den ikke er sammenlignbar med de profesjonelle, men når den er bygget, vil den definitivt kunne erstatte strømbrudd ganske pålitelig, og siden utgangen er en modifisert firkantbølge, er den egnet for å betjene alle sofistikerte elektroniske apparater, til og med datamaskiner.


Alle designene her er offline, du vil kanskje også prøve dette enkel online UPS-krets


Forstå kretsdesign

Figuren ved siden viser en enkel modifisert firkantet inverterdesign, som er lett forståelig, men som inneholder viktige funksjoner.

IC SN74LVC1G132 har en enkelt NAND-port (Schmitt Trigger) innkapslet i en liten pakke. Det danner i utgangspunktet hjertet til oscillatortrinnet og krever bare en enkelt kondensator og en motstand for de nødvendige svingningene. Verdien av disse to passive komponentene bestemmer oscillatorens frekvens. Her er det dimensjonert til rundt 250 Hz.

Ovennevnte frekvens brukes til neste trinn som består av en enkelt Johnsons tiårteller / divider IC 4017. IC er konfigurert slik at utgangene produserer og gjentar et sett med fem sekvensielle logiske høye utganger. Siden inngangen er en firkantbølge, blir utgangene også generert som firkantbølger.

Deleliste for UPS-omformeren

R1 = 20K
R2, R3 = 1K
R4, R5 = 220 ohm
C1 = 0,095Uf
C2, C3, C4 = 10UF / 25V
T0 = ​​BC557B
T1, T2 = 8050
T3, T4 = BDY29
IC1 = SN74LVC1G132 eller en enkelt gate fra IC4093
IC2 = 4017
IC3 = 7805
TRANSFORMER = 12-0-12V / 10AMP / 230V

Batteriladerseksjonen

Baseledningene til to sett med Darlington paret høy forsterkning, høyeffekttransistorer er konfigurert til IC slik at den mottar og leder til de alternative utgangene.

Transistorene leder (i tandem) som svar på denne svitsjen, og et tilsvarende vekselpotensial med høy strøm blir trukket gjennom de to halvdelene av de tilkoblede transformatorviklingene.

Siden basisspenningene til transistorene fra IC skiftes vekselvis, blir den resulterende firkantimpulsen fra transformator bærer bare halvparten av gjennomsnittsverdien sammenlignet med de andre vanlige omformerne. Denne dimensjonerte RMS-gjennomsnittsverdien til de genererte firkantbølgene ligner veldig gjennomsnittsverdien til strømnettet som normalt er tilgjengelig i våre stikkontakter hjemme og blir dermed passende og gunstig for de mest sofistikerte elektroniske gadgets.

Den nåværende avbruddsfrie strømforsyningsdesignen er helautomatisk og vil gå tilbake til omformermodus øyeblikket inngangseffekten svikter. Dette gjøres gjennom et par reléer RL1 og RL2 RL2 har et dobbelt sett med kontakter for å reversere begge utgangslinjene.

Som forklart ovenfor bør en UPS også ha en innebygd universell smart batterilader som også skal være spennings- og strømstyrt.

Den neste figuren som er en integrert del av systemet viser en smart liten automatisk batterilader krets. Kretsen er ikke bare spenningsstyrt, men inkluderer også en overstrømsbeskyttelseskonfigurasjon.

Transistor T1 og T2 danner i utgangspunktet en nøyaktig spenningssensor og lar aldri den øvre grensen for ladespenningen overskride den angitte grensen. Denne grensen løses ved å stille forhåndsinnstillingen P1 riktig.

Transistor T3 og T4 sammen holder et øye med det økende strøminntaket fra batteriet og lar det aldri nå nivåer som kan betraktes som farlige for batteriets levetid. Hvis strømmen begynner å gå utover det innstilte nivået, krysser spenningen over R6 over - 0,6 volt, nok til å utløse T3, som igjen kveler basespenningen til T4, og dermed begrenser ytterligere økning i den trukkede strømmen. Verdien av R6 kan bli funnet ved hjelp av formelen:

R = 0,6 / I, hvor jeg er ladestrømmen.

Transistor T5 utfører funksjonen til en spenningsovervåker og kobler (deaktiverer) reléene til handling, i det øyeblikket nettstrømmen svikter.

Deleliste for laderen

R1, R2, R3, R4, R7 = 1K
P1 = 4K7 PRESET, LINEAR
R6 = SE TEKST
T1, T2, = BC547
T3 = 8550
T4 = TIP32C
T5 = 8050
RL1 = 12V / 400 OHM, SPDT
RL2 = 12V / 400 OHM, SPDT, D1 — D4 = 1N5408
D5, D6 = 1N4007
TR1 = 0-12V, AKTUELL 1/10 AV BATTERIET AH
C1 = 2200UF / 25V
C2 = 1uF / 25V

Design nr. 2: Enkel transformator UPS for omformer og batterilading

Den neste artikkelen beskriver en enkel transistorbasert UPS-krets med en innebygd batteriladerkrets, som kan brukes til å få en uavbrutt strømuttak billig, hjemme og på kontoret, i butikker osv. Kretsen kan oppgraderes til ønsket høyere wattnivå. Ideen ble utviklet av Mr. Syed Xaidi.

Den største fordelen med denne kretsen er at den bruker en enkelt transformator for lading av batteriet samt for drift av omformeren . Det betyr at du ikke trenger å innlemme en separat transformator for å lade batteriet i denne kretsen

Følgende data ble gitt av Mr. Syed via e-post:

Jeg så at folk blir utdannet av innlegget ditt. Så jeg tror du burde forklare folk om dette skjemaet.

Denne kretsen har en fantastisk mutivibrator basert på transistorer som du gjorde. Kondensatorene c1 og c2 er 0,47 for å få utgangsfrekvensen ca 51 x Hz som jeg målte, men den er ikke konstant i alle tilfeller.

MOSFET har omvendt høyeffektsdiode som brukes til å lade batteriet. Det er ikke nødvendig å legge til en spesiell diode i kretsen. Jeg har vist bytteprinsippet med reléer i skjematisk. RL3 må brukes med en avstengningskrets.

Denne kretsen er veldig enkel, og jeg har testet den allerede. Jeg skal teste et annet design av meg som vil deles med deg så snart testen er ferdig. Den styrer utgangsspenningen og stabiliserer det ved bruk av PWM. Også i det designet bruker jeg transformator 140v vikling for lading og BTA16 for å kontrollere ladestrømene. Lar håpe på det gode.

Du klarer deg best. Aldri slutte, Ha en fantastisk dag.

Design nr. 3: IC 555-basert UPS-krets

Den tredje designen som er forklart nedenfor, er enkel UPS-krets ved bruk av PWM, og therfeore blir helt trygt for drift av sofistikert elektronisk utstyr som datamaskiner, musikksystem osv. Hele enheten koster deg rundt $ 3. En innebygd lader er også inkludert i designet for å holde batteriet alltid i toppet tilstand og i standby-modus. La oss studere hele konseptet og kretsen.

Kretsbegrepet er ganske grunnleggende, det handler om å få utgangsenhetene til å bytte i henhold til de anvendte, godt optimaliserte PWM-pulser, som igjen bytter transformatoren til å generere en ekvivalent indusert vekselstrømspenning som har identiske parametere til en standard vekselstrømssinebølgeform.

Kretsoperasjon:

Kretsskjemaet kan forstås ved hjelp av følgende punkter:

PWM-kretsen bruker den meget populære IC 555 for den nødvendige generasjonen av PWM-pulser.

Forhåndsinnstillingene P1 og P2 kan stilles inn nøyaktig etter behov for mating av utgangsenhetene.

Utgangsenhetene vil svare nøyaktig på de påførte PWM-pulsene fra 555-kretsen, derfor bør en forsiktig optimalisering av forhåndsinnstillingene resultere i nesten et ideelt PWM-forhold som kan betraktes som ganske ekvivalent med en standard vekselstrømsbølgeform.

Men siden de ovennevnte pWM-pulser påføres basene til begge transistorene som er plassert for å bytte to separate kanaler, vil det bety et totalt rot, da vi aldri vil ønske å bytte begge viklingene på transformatoren sammen.

Bruker IKKE porter for å indusere 50Hz-bryteren

Derfor er det innført et annet stadium som består av noen få IKKE porter fra IC 4049, som sikrer at enhetene leder eller bytter vekselvis og aldri alt om gangen.

Oscillatoren laget av N1 og N2 utfører perfekte firkantbølgepulser, som er videre bufret av N3 --- N6 . Diodene D3 og D4 spiller også en viktig rolle ved å få enhetene til å svare bare på de negative impulsene fra IKKE portene.

Disse pulser slår av enhetene vekselvis, slik at bare en kanal kan lede på et bestemt øyeblikk.

Forhåndsinnstillingen knyttet til N1 og N2 brukes til å stille UPS-utgangsfrekvensen til UPS. For 220 volt må den være satt til 50 Hz og for 120 volt må den være satt til 60 Hz.

Deleliste for UPS

R1, R2, R3 R4, R5 = 1K,
P1, P2 = i henhold til formel,
P3 = 100K forhåndsinnstilt
D1, D2 = 1N4148,
D3, D4 = 1N4007,
D5, D6 = 1N5402,
D7, D8 = 3v zenerdiode
C1 = 1uF / 25V
C2 = 10n,
C3 = 2200uF / 25V
T1, T2 = TIP31C,
T3, T4 = BDY29
IC1 = 555,
N1 ... N6 = IC 4049, vennligst se databladet for å finne ut tallene.
Transformator = 12-0-12V, 15 ampere

Batteriladerkretsen:

Hvis det er en UPS, er det viktig å inkludere en batteriladerkrets.

Med tanke på de lave kostnadene og enkelheten i designet, har en veldig enkel, men rimelig nøyaktig batteriladerdesign blitt innlemmet i denne avbruddsfrie strømforsyningskretsen.

Ser vi på figuren kan vi enkelt være vitne til hvor enkel konfigurasjonen er.

Du kan få hele forklaringen i dette batteriladerkrets artikkel De to reléene RL1 og RL2 er posisjonert for å gjøre kretsen fullstendig automatisk. Når nettstrøm er tilgjengelig, aktiveres reléene og bytter strømnettet direkte til belastningen via N / O-kontaktene. I mellomtiden blir batteriet også ladet gjennom laderkretsen. I det øyeblikket vekselstrømmen svikter, går reléene tilbake og kobler fra strømledningen og erstatter den med inverterstransformatoren, slik at omformeren nå tar ansvaret for å levere netspenningen til lasten. , innen millisekunder.

Et annet relé RL4 er introdusert for å snu kontaktene under strømbrudd, slik at batteriet som ble holdt i lademodus blir skiftet til omformermodus for den nødvendige genereringen av reservestrømmen.

Deleliste for laderen

R1 = 1K,
P1 = 10K
T1 = BC547B,
C1 = 100uF / 25V
D1 --- D4 = 1N5402
D5, 6, 7 = 1N4007,
Alle reléer = 12 volt, 400 Ohm, SPDT

Transformator = 0-12V, 3 ampere

Design # 4: 1kva UPS Design

Den siste designen, men den klart kraftigste, diskuterer en 1000 watts UPS-krets drevet med +/- 220V inngang, ved bruk av 40 nos 12V / 4 AH batterier i serie. Høyspenningsoperasjonen gjør systemet relativt mindre komplekst og transformerfritt. Ideen ble etterspurt av Vannmannen.

Tekniske spesifikasjoner

Jeg er din fan og har bygget mange prosjekter for personlig bruk med suksess og hadde mye glede. Gud velsigne deg. Nå har jeg tenkt å bygge en 1000 watt UPS med et annet konsept (inverter med høyspent inngang DC).

Jeg vil bruke en batteribank på 18 til 20 forseglede batterier i serie hver på 12 volt / 7 Ah for å gi en lagring på 220+ volt som inngang til en transformatorløs omformer.

Kan du foreslå en enklest mulig krets for dette konseptet, som skal inkludere en batterilader + beskyttelse og automatisk bytte ved strømbrudd. Senere vil jeg også inkludere en solenergiinngang.

Designet

Den foreslåtte UPS-kretsen på 1000 watt kan bygges ved å bruke følgende to kretser der den første er omformerseksjonen med de nødvendige automatiske vekslingsreléene. Det andre designet gir den automatiske batteriladertrinnet.

Den første kretsen som viser omformeren på 1000 watt består av tre grunnleggende trinn.

T1, T2 danner sammen med de tilknyttede komponentene inngangsdifferensialforsterkerstrinnet som forsterker inngangspWM-signalene fra en PWM-generator som kan være en sinusgenerator.

R5 blir den nåværende kilden for å gi optimal strøm til differensialtrinnet og til det påfølgende drivertrinnet.

Seksjonen etter differensieltrinnet er førertrinnet som effektivt løfter den forsterkede PWM fra differensieltrinnet til tilstrekkelige nivåer for å utløse det påfølgende kraftmosfettrinnet.

Mosfets er justert på en trykk-trekk måte over de to 220V batteribankene, og bytter derfor spenningene over avløp / kilde terminalene for å produsere den nødvendige AC 220V utgangen uten å innlemme en transformator.

Ovennevnte utgang blir avsluttet til belastningen via et reléomkoblingstrinn som består av et 12V 10amp DPDT-relé hvis utløsende inngang kommer fra strømnettet via en 12V veksel- / DC-adapter. Denne utløsende spenningen påføres spolene til alle 12V-reléene som brukes i kretsen for den tiltenkte strømforsyningen til omformeren.

Deleliste for ovennevnte UPS-krets på 1000 watt

All motstand CFR 2 watt klassifisert med mindre det er oppgitt.

R1, R3, R10, R11, R8 = 4k7
R2, R4, R5 = 68k
R6, R7 = 4k7
R9 = 10k
R13, R14 = 0,22 ohm 2 watt
R12, R15 = 1K, 5 watt
C1 = 470pF
C2 = 47uF / 100V
C3 = 0,1 uF / 100V
C4, C5 = 100 pF
D1, D2 = 1N4148
T1, T2 = BC556
T5, T6 = MJE350
T3, T4 = MJE340
Q1 = IRF840
Q2 = FQP3P50

relé = DPDT, 12V / 10amp kontakter, 400 ohm spole

Batteriladerkrets for lading av 220V DC batteribanker.

Selv om de involverte 12V-batteriene ideelt sett bør lades individuelt via en 14V-forsyning, ble det endelig funnet at en universell enkelt 220V lader var mer ønskelig og enkel å bygge.

Som vist i diagrammet nedenfor, siden den nødvendige ladningsspenningen er i nærheten av 260V, kan 220V-utgangen sees direkte brukt til formålet.

Imidlertid kan bruk av strømnettet direkte være farlig for batteriene på grunn av den enorme mengden strøm det innebærer, en enkel løsning med en 200 watts seriepære er inkludert i designet.

Strøminngangen tilføres via en enkelt 1N4007-diode og gjennom en 200 watts glødelampe som passerer gjennom en koblingsrelékontakt.

Opprinnelig kan den halvbølgeforbedrede spenningen ikke nå batteriene på grunn av at reléet er i avslått modus.

Når du trykker på PB1, får strømforsyningen nå batteriene.

Dette ber om et tilsvarende spenningsnivå som skal genereres over 200 watt-pæren og blir registrert av opto-LED.

Optoen reagerer øyeblikkelig og utløser det medfølgende reléet som øyeblikkelig aktiveres og låses PÅ og opprettholder det selv etter at PB1 er utgitt.

200 watt-pæren kunne sees glødende noe hvis intensitet vil avhenge av batteribankens ladede tilstand.

Når batteriene begynner å lade, begynner spenningen over 200 watt-pæren å synke til reléet slås AV så snart batteriets fulladede nivå er nådd. Dette kan justeres ved å sette opp 4k7 forhåndsinnstillingen.

Utgangen fra laderen over mates til batteribanken gjennom et par SPDT-reléer som vist i følgende diagram.

Reléene sørger for at batteriene settes i lademodus så lenge strøminngangen er tilgjengelig og settes tilbake til omformermodus når strøminngangen mislykkes.




Forrige: Hvordan lage en enkel 12 Volt LED-lanternekrets Neste: Hvordan bygge en 400 Watt inverterkrets med høy effekt