Kā izveidot nepārtrauktas barošanas avota (UPS) ķēdi

Šajā īsajā apmācībā mēs uzzinām, kā to izdarīt noformēt pielāgotu UPS ķēdi mājās, izmantojot parastos komponentus, piemēram, dažus NAND IC un dažus relejus.

Kas ir UPS

UPS, kas apzīmē nepārtrauktas barošanas avotu, ir invertori, kas paredzēti, lai nodrošinātu vienmērīgu maiņstrāvas strāvu pieslēgtai slodzei bez mazākiem pārtraukumiem neatkarīgi no pēkšņām strāvas padeves pārtraukumiem vai svārstībām vai pat brūnas izlādes.

UPS kļūst noderīgs personālajiem datoriem un citām šādām iekārtām, kas saistītas ar kritisku datu apstrādi un nevar atļauties strāvas padeves pārtraukumu vitāli svarīgas datu apstrādes darbības laikā.

Šīm iekārtām UPS kļūst ļoti ērts, pateicoties momentānai jaudas rezerves nodrošināšanai ar slodzi un nodrošinot lietotājam pietiekami daudz laika, lai saglabātu datora izšķirošos datus, līdz tiek atjaunota faktiskā tīkla enerģija.

Tas nozīmē, ka UPS ir jābūt ļoti ātram, pārejot no tīkla uz invertoru (rezerves režīms) un otrādi iespējamās tīkla strāvas darbības traucējumu laikā.

Šajā rakstā mēs uzzinām, kā izveidot vienkāršu UPS ar visām minimālajām iespējām, nodrošinot, ka tas atbilst iepriekšminētajiem pamatprincipiem un nodrošina lietotājam labas kvalitātes nepārtrauktu strāvu visā tā darbības laikā.

UPS posmi

Pamata UPS ķēde būs šādi pamatposmi:

1) invertora ķēde

2) Akumulators

3) Akumulatora lādētāja ķēde

4) pārslēgšanas ķēdes posms, izmantojot relejus vai citas ierīces, piemēram, triacus vai SSR.

Tagad uzzināsim, kā iepriekš minētos ķēdes posmus var veidot un integrēt, lai īstenotu samērā pienācīgu UPS sistēma .

Blokshēma

Minētos nepārtrauktās barošanas bloka funkcionālos posmus var detalizēti izprast, izmantojot šādu blokshēmu:

Šeit mēs varam redzēt, ka galveno UPS maiņas funkciju veic pāris DPDT releja posmi.

Abi DPDT releji tiek darbināti no 12 V maiņstrāvas līdz līdzstrāvas barošanas avota vai adaptera.

Kreisajā pusē esošo DPDT releju var redzēt, vadot akumulatora lādētāju. Akumulatora lādētājs tiek darbināts, kad maiņstrāva ir pieejama caur augšējiem releja kontaktiem, un lādēšanas ievadi akumulatoram piegādā caur apakšējiem releja kontaktiem. Kad maiņstrāvas tīkls neizdodas, releja kontakti tiek pārslēgti uz N / C kontaktiem. Augšējie releja kontakti izslēdz akumulatora lādētāja strāvu, savukārt apakšējie kontakti tagad savieno akumulatoru ar invertoru, lai sāktu invertora režīma darbību.

Labās puses releja kontaktus izmanto, lai pārslēgtos no tīkla maiņstrāvas uz invertora maiņstrāvu un otrādi.

Praktisks UPS dizains

Turpmākajā diskusijā mēs centīsimies izprast un noformēt praktisku UPS shēmu.

1) invertors.

Tā kā UPS ir jānodarbojas ar izšķirošām un jutīgām elektroniskām ierīcēm, iesaistītajam invertora posmam ir jābūt saprātīgi attīstītam ar tā viļņu formu, citiem vārdiem sakot, parasto kvadrātveida viļņu invertoru UPS var nebūt ieteicams lietot, un tāpēc mūsu konstrukcijai mēs pārliecināmies, ka šis nosacījums tiek pienācīgi rūpēts.

Lai gan esmu ievietojis daudzas invertora shēmas šajā vietnē, ieskaitot izsmalcinātu PWM sinewave tipi , šeit mēs izvēlamies pilnīgi jaunu dizainu, lai tikai padarītu rakstu interesantāku, un sarakstā pievienojam jaunu invertora shēmu

UPS dizains izmanto tikai vienu IC 4093 un tomēr spēj izpildīt labu PWM modificētu sinusa vilni funkcijas pie izejas.

Detaļu saraksts

• N1 --- N3 NAND vārti no IC 4093
• Mosfets = IRF540
• Transformators = 9-0-9V / 10 ampēri / 220V vai 120V
• R3 / R4 = 220k katls
• C1 / C2 = 0,1 uF / 50 V
• Visi rezistori ir 1K 1/4 vati

Invertora ķēdes darbība

The IC 4093 sastāv no 4 Šmita tipa NAND vārtiem , šie vārti ir atbilstoši konfigurēti un sakārtoti iepriekš parādītajā invertora ķēdē, lai ieviestu nepieciešamās specifikācijas.

Viens no vārtiem N1 ir noregulēts kā oscilators, lai radītu 200 Hz, bet citi vārti N2 ir vadi kā otrie oscilatori, lai radītu 50Hz impulsus.

N1 izeju izmanto pievienoto mosfetu vadīšanai ar ātrumu 200Hz, savukārt vārti N2 kopā ar papildu vārtiem N3 / N4 pārmaiņus pārslēdz mosfetus ar ātrumu 50Hz.

Tas ir paredzēts, lai nodrošinātu, ka mosfets nekad nedrīkst vienlaikus vadīt no N1 izejas.

N3, N4 izejas pārtrauc 200Hz no N1 alternatīvos impulsu blokos, kurus transformators apstrādā, lai iegūtu PWM maiņstrāvu paredzētajā 220 V.

Tas noslēdz invertora posmu mūsu UPS izgatavošanas apmācībai.

Nākamais posms izskaidro pārslēgšanas releja ķēde , un kā iepriekšminētais invertors ir jāpieslēdz ar pārslēgšanas relejiem, lai atvieglotu automātiskā invertora dublēšanu un akumulatora uzlādes darbības tīkla traucējumu laikā un otrādi.

Releja pārslēgšanas posms un akumulatora lādētāja ķēde

Zemāk redzamajā attēlā parādīts, kā invertora ķēdes transformatora sadaļu var konfigurēt ar dažiem relejiem, lai ieviestu automātisko pāreju ierosinātajam UPS projektam.

Attēlā redzams arī a vienkārša automātiska akumulatora lādētāja ķēde izmantojot IC 741 diagrammas kreisajā pusē.

Vispirms uzzināsim, kā tiek pārslēgti pārslēgšanas releji, un pēc tam varēsim turpināt paskaidrot akumulatora lādētāju.

Šajā posmā tiek izmantoti 3 releju komplekti:

1) 2 SPDT releju noslēpes RL1 un RL2 formā

2) Viens DPDT relejs kā RL3a un RL3b.

RL1 ir pievienots akumulatora lādētāja ķēdei, un tas kontrolē akumulatora augstā / zemākā līmeņa uzlādes līmeņa ierobežojumu un nosaka, kad akumulatora vajadzības ir gatavas lietošanai invertorā un kad tas ir jānoņem.

SPDT RL2 un DPDT (RL3a un RL3b) tiek izmantotas tūlītējām pārslēgšanās darbībām strāvas padeves pārtraukuma un atjaunošanas laikā. RL2 kontaktus izmanto, lai savienotu vai atvienotu transformatora centrālo krānu ar akumulatoru atkarībā no tīkla pieejamības vai neesamības.

RL3a un RLb, kas ir divi DPDT releja kontaktu komplekti, kļūst atbildīgi par slodzes pārslēgšanu invertora tīklā vai tīkla tīklā strāvas padeves pārtraukumu vai atjaunošanas periodu laikā.

RL2 un DPDT RL3a / RL3b spoles ir savienotas ar 14V enerģijas padeve tā, ka šie releji ātri aktivizējas un deaktivizējas atkarībā no ieejas tīkla stāvokļa un veic nepieciešamās nomaiņas darbības. Šo 14 V barošanas avotu izmanto arī kā avotu invertora akumulatora uzlādēšanai, kamēr ir pieejama tīkla strāva.

RL1 spoli var redzēt savienotu ar opamp ķēdi, kas kontrolē akumulatora uzlādi un nodrošina, ka akumulatora padeve no 14 V avota tiek pārtraukta, tiklīdz tā sasniedz to pašu vērtību.

Tas arī pārliecinās, ka, kamēr akumulators ir invertora režīmā un slodze to patērē, tā zemākais izlādes līmenis nekad nesasniedz zemāku par 11 V, un, sasniedzot ap šo līmeni, tas nogriež akumulatoru no invertora. Abas šīs darbības veic relejs RL1, atbildot uz opamp komandām.

Iepriekš aprakstītās UPS akumulatora lādētāja ķēdes iestatīšanas procedūru var uzzināt no šī raksta, kurā tiek diskutēts kā padarīt zemu, ļoti nogrieztu akumulatora lādētāju, izmantojot IC 741

Tagad tam vienkārši jāintegrē visi iepriekš minētie posmi, lai izpildītu pienācīga izskata mazu UPS, ko varētu izmantot nepārtrauktas enerģijas nodrošināšanai jūsu datoram vai jebkuram citam līdzīgam sīkrīkam.

Tas ir viss, ar to tiek pabeigta mūsu apmācība personīgās UPS shēmas projektēšanai, ko viegli var izdarīt jebkurš jauns hobijs, ievērojot iepriekš sniegto detalizēto rokasgrāmatu.