Kesintisiz Güç Kaynağı (UPS) Devresi Nasıl Tasarlanır

Bu kısa eğitimde nasıl yapılacağını öğreniyoruz özelleştirilmiş bir UPS devresi tasarlayın evde birkaç NAND IC ve bazı röleler gibi sıradan bileşenler kullanarak.

UPS nedir

Kesintisiz güç kaynağı anlamına gelen UPS, ani güç kesintileri veya dalgalanmalar veya hatta elektrik kesintileri ne olursa olsun, bağlı bir yüke en ufak bir kesinti olmaksızın kesintisiz bir AC şebeke gücü sağlamak için tasarlanmış invertörlerdir.

Bir UPS, kritik veri işlemeyi içeren ve hayati bir veri işleme işlemi sırasında ana güç kesintisini karşılayamayan PC'ler ve diğer bu tür ekipmanlar için yararlı hale gelir.

Bu ekipmanlar için UPS, yüke anında yedek güç sağlaması ve kullanıcıya gerçek şebeke gücü geri gelene kadar bilgisayarın önemli verilerini kaydetmesi için yeterli zaman sağlaması nedeniyle çok kullanışlı hale gelir.

Bu, bir UPS'in ana şebekeden eviriciye (yedekleme modu) ve olası bir şebeke gücü arızası sırasında tam tersi geçişte son derece hızlı olması gerektiği anlamına gelir.

Bu makalede, tüm çıplak asgari özelliklere sahip basit bir UPS'nin nasıl yapılacağını öğreniyoruz, yukarıdaki temellere uymasını ve operasyonları boyunca kullanıcıya kaliteli kesintisiz güç sağladığını garanti ediyoruz.

UPS Aşamaları

Temel bir UPS devresi aşağıdaki temel aşamalara sahip olacak:

1) Bir invertör devresi

2) Bir Pil

3) Bir pil şarj cihazı devresi

4) Röleleri veya triyaklar veya SSR'ler gibi diğer cihazları kullanan bir geçiş devre aşaması.

Şimdi, makul derecede iyi bir uygulama için yukarıdaki devre aşamalarının nasıl inşa edilip entegre edilebileceğini öğrenelim. UPS sistemi .

Blok Şeması

Kesintisiz bir güç kaynağı ünitesinin belirtilen işlevsel aşamaları, aşağıdaki blok diyagram aracılığıyla ayrıntılı olarak anlaşılabilir:

Burada ana UPS değiştirme fonksiyonunun birkaç DPDT röle aşaması tarafından gerçekleştirildiğini görebiliriz.

Her iki DPDT rölesi de 12 V AC'den DC güç kaynağına veya adaptörüne güç alır.

Sol taraftaki DPDT rölesi pil şarj cihazını kontrol ederken görülebilir. Akü şarj cihazı, AC şebekesi üst röle kontakları aracılığıyla mevcut olduğunda güç alır ve şarj girişini bataryaya alt röle kontakları yoluyla sağlar. AC şebekesi arızalandığında, röle kontakları N / C kontaklarına geçer. Üst röle kontakları, akü şarj cihazına giden gücü KAPATIR, alt kontaklar ise inverter modu çalışmasını başlatmak için aküyü invertöre bağlar.

Sağ taraftaki röle kontakları, şebeke AC şebekesinden invertör AC şebekesine geçiş yapmak için kullanılır ve bunun tersi de geçerlidir.

Pratik Bir UPS Tasarımı

Aşağıdaki tartışmada pratik bir UPS devresini anlamaya ve tasarlamaya çalışacağız.

1) İnvertör.

Bir UPS, çok önemli ve hassas elektronik cihazlarla uğraşmak zorunda olduğu için, ilgili invertör aşaması dalga formuyla makul ölçüde ilerletilmelidir, başka bir deyişle sıradan bir kare dalga invertör bir UPS için tavsiye edilmeyebilir ve bu nedenle tasarımımız için bu durum uygun bir şekilde halledilir.

Göndermeme rağmen birçok invertör devresi bu web sitesinde, sofistike dahil PWM sinüs dalgası türleri , burada makaleyi daha ilginç hale getirmek için tamamen yeni bir tasarım seçiyoruz ve listeye yeni bir invertör devresi ekliyoruz

UPS tasarımı, yalnızca tek bir IC 4093 ve yine de iyi bir PWM modifiye sinüs dalgası yürütebilir çıktıdaki fonksiyonlar.

Parça listesi

• IC 4093'ten N1 --- N3 NAND kapıları
• Mosfets = IRF540
• Transformatör = 9-0-9V / 10 amper / 220V veya 120V
• R3 / R4 = 220k pot
• C1 / C2 = 0.1uF / 50V
• Tüm dirençler 1K 1/4 watt'tır

İnvertör Devresi Çalışması

IC 4093, 4 Schmidt tipi NAND geçidinden oluşur bu kapılar, gerekli spesifikasyonları uygulamak için yukarıda gösterilen çevirici devresinde uygun şekilde yapılandırılır ve düzenlenir.

Kapılardan biri N1, 200 Hz üretmek için bir osilatör olarak teçhiz edilirken, başka bir N2 kapısı 50Hz darbeler üretmek için ikinci osilatör olarak kablolanmıştır.

N1'den gelen çıktı, bağlı mosfetleri 200Hz hızında sürmek için kullanılırken, N2 kapısı ek kapılar N3 / N4 ile birlikte, 50Hz hızında dönüşümlü olarak mosfetleri değiştirir.

Bu, mosfetlerin hiçbir zaman N1 çıktısından aynı anda yapılmasına izin verilmemesini sağlamak içindir.

N3, N4 çıkışları, N1'den 200Hz'yi, amaçlanan 220V'da bir PWM AC üretmek için transformatör tarafından işlenen alternatif darbe bloklarına böler.

Bu, UPS yapım eğitimimiz için invertör aşamasını tamamlıyor.

Bir sonraki aşama, değiştirme rölesi devresi ve şebeke arızası sırasında otomatik invertör yedekleme ve akü şarj işlemlerini kolaylaştırmak için yukarıdaki invertörün değiştirme röleleri ile nasıl kablolanması gerektiği ve bunun tersi.

Röle Değiştirme Aşaması ve Akü Şarj Devresi

Aşağıdaki resim, evirici devresinin transformatör bölümünün, önerilen UPS tasarımı için otomatik geçişi uygulamak için birkaç röle ile nasıl yapılandırılabileceğini göstermektedir.

Şekilde ayrıca bir basit otomatik akü şarj devresi diyagramın sol tarafındaki IC 741'i kullanarak.

Öncelikle enversör rölelerin nasıl kablolanacağını öğrenelim ve ardından akü şarj cihazı açıklamasına geçelim.

Toplamda, bu aşamada kullanılan 3 set röle vardır:

1) RL1 ve RL2 şeklinde 2 adet SPDT rölesi

2) RL3a ve RL3b olarak bir DPDT rölesi.

RL1, akü şarj devresine bağlıdır ve akü için yüksek / düşük kesim şarj seviyesi kesilmesini kontrol eder ve akünün invertör için ne zaman kullanılmaya hazır olduğunu ve ne zaman çıkarılması gerektiğini belirler.

SPDT RL2 ve DPDT (RL3a ve RL3b), bir elektrik kesintisi ve geri yükleme sırasında anında geçiş eylemleri için kullanılır. RL2 kontakları, şebeke mevcudiyetine veya yokluğuna bağlı olarak transformatörün orta musluğunu batarya ile bağlamak veya ayırmak için kullanılır.

DPDT rölesinin iki kontak seti olan RL3a ve RLb, güç kesintileri veya geri yükleme dönemlerinde yükü inverter şebekesi veya şebeke şebekesi üzerinden anahtarlamaktan sorumlu hale gelir.

RL2 ve DPDT RL3a / RL3b'nin bobinleri bir 14V ile birleştirilir güç kaynağı böylece bu röleler giriş şebeke durumuna bağlı olarak hızlı bir şekilde etkinleşir ve devre dışı kalır ve gerekli değiştirme eylemlerini gerçekleştirir. Bu 14V besleme, şebeke gücü varken inverter pilini şarj etmek için kaynak olarak da kullanılır.

RL1 bobini, bataryanın batarya şarjını kontrol eden ve bataryaya 14V kaynaktan beslemenin aynı değere ulaşır ulaşmaz kesilmesini sağlayan opamp devresine bağlı olarak görülebilir.

Ayrıca batarya inverter modundayken ve yük tarafından tüketilirken, daha düşük deşarj seviyesinin asla 11V'un altına inmemesini sağlar ve bu seviyeye ulaştığında bataryayı inverterden keser. Her iki işlem de opamp komutlarına yanıt olarak RL1 rölesi tarafından yürütülür.

Yukarıdaki UPS akü şarj cihazı devresinin kurulum prosedürü, bu makaleden öğrenilebilir. IC 741 kullanarak düşük yüksek kesimli pil şarj cihazı nasıl yapılır

Şimdi basitçe, düzgün görünümlü küçük bir UPS yürütmek için yukarıdaki tüm aşamaları bir araya getirmesi gerekiyor; bu, PC'nize veya benzer bir cihaza kesintisiz bir güç sağlamak için kullanılabilir.

İşte bu kadar, bu, yukarıdaki ayrıntılı kılavuzu izleyerek herhangi bir yeni hobisi tarafından kolayca yapılabilen kişisel bir UPS devresi tasarlama eğitimimizi tamamlıyor.