Enkel online UPS-krets

I dette innlegget lærer vi om å lage en enkel online avbruddsfri strømforsyning (UPS) som garanterer en sømløs overføring av vekselstrømforsyning til omformerens strømforsyning for lasten på grunn av fravær av tungvint overføringsbrytere eller reléer.

Hva er en online UPS

Som navnet antyder, forblir et online UPS-system kontinuerlig online, og går aldri frakoblet selv i et brutt sekund, siden batteriforsyningen til UPS-omformeren holdes kontinuerlig tilkoblet, uavhengig av strømnettet.

I perioden strømnettet er tilgjengelig, blir det først konvertert til DC og trappet ned til batterinivået.

Denne likestrømmen lader batteriet og har også forrang foran batteriet for å samtidig drive omformeren på grunn av dens høyere effekt enn batteriet. Omformeren konverterer denne likestrømmen til strømnettet for å drive den tilkoblede belastningen.

I tilfelle strømnettet svikter, blir den trappede vekselstrømmen til strømforsyningen kuttet, og batteriet blir kontinuerlig koblet på linje, og begynner nå å koble omformeren sømløst, uten strømavbrudd.

Online UPS vs Offline UPS

Hovedforskjellen mellom en online UPS og en offline UPS er at, i motsetning til offline UPS, er online UPS ikke avhengig av mekanisk overgangsstafetter eller overføringsbrytere for overføring fra vekselstrøm til vekselstrømomformer under en strømnettfeil (som vist nedenfor).

På den andre siden, Frakoblede UPS-systemer som vist i blokkdiagrammet nedenfor, stole på mekaniske reléer for å overføre UPS til omformermodus, uten fravær av strømforsyning.

I disse systemene, når nettstrøm er tilgjengelig, forsynes strømmen direkte til lasten via et sett med relékontakter, og batteriet holdes i lademodus gjennom et annet sett med relékontakter.

Så snart strømnettet svikter, deaktiverer de aktuelle relékontaktene og slår batteriet fra lademodus til omformermodus , og belastningen fra nett AC til inverter AC.

Dette innebærer at overføringsprosessen har en tendens til å innebære en liten forsinkelse, om enn i millisekunder, mens du skifter fra nettnettet til omformerens hovedstrøm.

Denne forsinkelsen, selv om den er liten, kan være kritisk for sensitivt elektronisk utstyr som f.eks datamaskiner eller mikrokontroller baserte systemer.

Derfor online UPS-system ser ut til å være mer effektiv enn en offline UPS når det gjelder hastighet og jevnhet, under overgangsprosessen fra nett AC til inverter AC for alle typer apparater.

Designe en enkel online UPS / Inverter Circuit

Som diskutert i avsnittene ovenfor ser det ganske enkelt ut å lage en enkel online UPS.

Vi vil ignorere EMI-filteret for enkelhets skyld, og også fordi omformeren i vårt design vil være en lav frekvens (50 Hz) jernkjerne transformator basert omformer, og SMPS allerede innebygd EMI-filtre for nødvendige utbedringer.

Vi trenger følgende materialer for den grunnleggende online UPS-designen:

• En ferdig nettstrøm AC til DC 14 V 5 Amp SMPS-modul.
• Et batteri overladet avskjæringssystem med konstant strøm laderkretser.
• Et batteri over utladningstrinnet.
• Et batteri 12 V / 7Ah
• Noen enkel omformerkrets fra dette nettstedet.

Kretsdiagrammer og scener

De forskjellige kretsstadiene for den foreslåtte online UPS-kretsen kan læres av følgende detaljer:

1) Batterikuttkretser : Kretsen nedenfor viser den meget viktige avkoblingskretsen for batteriet, bygget rundt et par op amp scener .

Venstre side forsterkertrinn er konfigurert til å kontrollere overlading av batteriet. Pinnen nr. 3 på op-amp er koblet til batteriet positivt for å registrere spenningsnivået. Når denne batterispenningen på pinne nr. 3 overstiger den tilsvarende penn nr. 2 zenerverdien, blir utgangspinnen nr. 6 høyt.

Dette aktiverer stafetten via BC547 drivertransistor forårsaker at relékontaktene skifter fra N / C til N / O, noe som kutter ladetilførselen til batteriet, og forhindrer overlading av batteriet.

Tilbakemeldingene hysteresemotstand på tvers av pinne nr. 6 og pinne nr. 3 på den venstre op-forsterkeren, får reléet til å låses i en viss periode, til batterispenningen faller til et nivå under hysteresens holdeterskel, noe som får pinnen # 3 til å gå lavt, og tilsvarende går pin 6 også lavt og slår av reléet. Relékontaktene bytter nå tilbake til N / C, og gjenoppretter ladetilførselen til batteriet.

Overutslipp Kutt krets

Høyre sideforsterker styrer overladningsgrensen for batteriet eller batteriet lite batteri situasjon. Så lenge pin nr. 3-spenningen til denne op-ampen holder seg over referanse-nivået for pin nr. 2 (som angitt av pin nr. 3 forhåndsinnstilt), fortsetter op-amp-utgangen å være høy.

Denne høye effekten på pin # 6 gjør at den tilkoblede MOSFET kan forbli i ledningsmodus, som gjør at omformeren kan slås PÅ gjennom den negative linjen.

Selv om batteriet blir drenert av omformerens belastning, faller op amp pin 3 nivå under pinne nr. 2 referansespenning, noe som får pin 6 til IC til å bli lav, noe som kutter av MOSFET og omformeren .

Nåværende kontrollstadium

BJT assosiert med MOSFET danner en strømstyringskrets for online UPS, som gjør at batteriet kan lades gjennom et konstant strømnivå.

R2 må beregnes for å stille inn det maksimale strømstyringsnivået for batteriet og omformeren. Den kan implementeres ved hjelp av følgende formel:

R2 = 0,7 / maks strøm

2) Inverterkrets : Omformerkretsen for online UPS-system, som må kobles til ovennevnte batterikontrollkrets er vist nedenfor.

Vi har valgt en IC 555-basert krets for enkelhets skyld og også for å sikre tilstrekkelig ytelse.

Denne omformeren vil forbli online så lenge laderkretsen og batteriet forblir funksjonelt, og nettstrøm mates riktig til systemet via en AC til DC SMPS-krets klassifisert til 14V, 5 amp , eller i henhold til den spesifikke effektgraden til systemet, som er fullt tilpassbar.

BJT-tilbakemeldingen over portene til inverter-MOSFET-ene sørger for at utgangsspenningen til omformeren aldri overskrider det sikre nivået og mates på en kontrollert måte.

Dette konkluderer med vår enkle online UPS-kretsdesign, som sikrer kontinuerlig avbruddsfri online strøm til enhver vekselstrøm, som må fungere uten avbrudd uavhengig av inngangsstrømstilgjengelighet.