Basit Çevrimiçi UPS Devresi

Bu yazıda, kullanışsız transfer anahtarlarının veya rölelerinin bulunmaması nedeniyle, AC şebeke beslemesinin yük için invertör şebeke beslemesine kesintisiz bir şekilde aktarılmasını garanti eden basit bir çevrimiçi kesintisiz güç kaynağının (UPS) yapımını öğreniyoruz.

Çevrimiçi UPS nedir

Adından da anlaşılacağı gibi, çevrimiçi bir UPS sistemi sürekli olarak çevrimiçi kalır ve UPS invertörüne akü beslemesi, şebeke AC durumuna bakılmaksızın sürekli olarak bağlı tutulduğu için bir saniye bile asla çevrimdışı olmaz.

Şebeke AC girişinin mevcut olduğu süre boyunca önce DC'ye dönüştürülür ve pil seviyesine indirilir.

Bu DC, bataryadan daha yüksek güç oranı nedeniyle aynı anda eviriciye güç sağlamak için bataryayı şarj eder ve aynı zamanda bataryadan önceliklidir. Evirici, bağlı yüke güç sağlamak için bu DC'yi ana şebeke AC'ye dönüştürür.

AC şebekesinin arızalanması durumunda, kademeli AC'den DC'ye besleme kesilir ve sürekli olarak hatta bağlanan batarya, yüke giden herhangi bir güç kesintisi olmaksızın inverteri sorunsuz bir şekilde çalıştırmaya başlar.

Çevrim içi UPS vs Çevrimdışı UPS

Çevrimiçi UPS ile çevrimdışı UPS arasındaki temel fark, çevrimdışı UPS'in aksine çevrimiçi UPS'in mekanik değiştirme röleleri veya transfer anahtarları AC şebeke arızası sırasında AC şebekesinden inverter şebeke AC'ye geçiş için (aşağıda gösterildiği gibi).

Diğer yandan, Çevrimdışı UPS sistemleri Aşağıdaki blok şemada gösterildiği gibi, şebeke AC beslemesinin olmadığı zamanlarda KGK'yı inverter moduna geçirmek için mekanik rölelere güvenin.

Bu sistemlerde, şebeke AC mevcut olduğunda, besleme doğrudan yüke bir dizi röle kontağı aracılığıyla sağlanır ve pil, başka bir röle kontağı seti aracılığıyla şarj modunda tutulur.

AC şebekesi kesilir kesilmez, ilgili röle kontakları devre dışı kalır ve pili invertör moduna şarj modu ve şebeke AC'den inverter AC'ye yük.

Bu, transfer işleminin, şebeke şebekesinden invertör ana şebekesine geçerken milisaniyeler içinde de olsa, hafif bir gecikme içerme eğiliminde olduğu anlamına gelir.

Bu gecikme, küçük de olsa, hassas elektronik cihazlar için kritik olabilir. bilgisayarlar veya mikro denetleyici tabanlı sistemler.

Bu nedenle çevrimiçi UPS sistemi Her tür cihaz için şebeke AC'den invertör AC'ye geçiş sürecinde hız ve pürüzsüzlük açısından çevrimdışı bir UPS'den daha verimli görünüyor.

Basit Bir Çevrimiçi UPS / Çevirici Devresi Tasarlama

Yukarıdaki bölümlerde tartışıldığı gibi, basit bir çevrimiçi UPS yapmak aslında oldukça kolay görünüyor.

Basitlik uğruna EMI filtresini görmezden geleceğiz ve ayrıca tasarımımızdaki invertör düşük frekanslı (50 Hz) olacaktır. demir çekirdekli transformatör tabanlı invertör ve SMPS zaten yerleşik içerir EMI filtreleri gerekli düzeltmeler için.

Temel çevrimiçi UPS tasarımı için aşağıdaki malzemelere ihtiyacımız olacak:

• Hazır bir Şebeke AC'den DC'ye 14 V 5 Amp SMPS modülü.
• Akü aşırı şarj kesme sistemi ile sabit akım şarj devresi.
• Akü aşırı deşarj kesme devresi aşaması.
• Bir akü 12 V / 7Ah
• Hiç basit İnvertör devresi bu web sitesinden.

Devre Şemaları ve Aşamaları

Önerilen çevrimiçi UPS devresi için çeşitli devre aşamaları, aşağıdaki ayrıntılardan öğrenilebilir:

1) Akü Kesme Devreleri : Aşağıdaki devre, çok önemli pil aşırı şarj kesme devresini göstermektedir. op amp aşamaları .

Sol taraftaki op amp aşaması, pilin aşırı şarjını kontrol edecek şekilde yapılandırılmıştır. Op amplifikatörün 3 numaralı pini, voltaj seviyesini algılamak için pozitif bataryaya bağlanır. 3. pimdeki bu akü voltajı, ilgili pim # 2 zener değerini aştığında, op amp çıkış pini # 6 yüksek olur.

Bu, röleyi aracılığıyla etkinleştirir. BC547 sürücü transistörü röle kontaklarının N / C'den N / O'ya geçmesine neden olur, bu da pilin şarj beslemesini keserek pilin aşırı şarj olmasını önler.

Geri dönüş histerezis direnci Sol op amplifikatörün 6 numaralı pini ve 3 numaralı pini boyunca, pil voltajı histerezisin tutma eşiğinin altına düşene kadar rölenin belirli bir süre kilitlenmesine neden olur, bu da pim # 3'ün düşük olmasına neden olur ve buna uygun olarak pin # 6 da röleyi kapatarak düşer. Röle kontakları şimdi N / C'ye geri dönerek şarj kaynağını aküye geri yükler.

Aşırı Deşarj Kesme KAPALI Devresi

Sağ taraftaki op amp, pilin aşırı deşarj sınırını veya Düşük pil durum. Bu op amplifikatörün pin # 3 voltajı pin # 2 referans seviyesinin üzerinde kaldığı sürece (pin # 3 ön ayarı ile ayarlandığı gibi), op amp çıkışı yüksek olmaya devam eder.

Pim # 6'daki bu yüksek çıkış, takılı MOSFET'in iletim modunda kalmasını sağlar ve bu da inverterin negatif hat üzerinden AÇIK duruma getirilmesine izin verir.

Pilin invertör yükü tarafından aşırı boşalması durumunda bile, op amp pini # 3 seviyesi pim # 2 referans voltajının altına düşerek IC'nin pinin # 6'sının alçalmasına neden olarak MOSFET ve invertörü keser. .

Mevcut Kontrol Aşaması

MOSFET ile ilişkili BJT, akünün sabit bir akım seviyesiyle şarj edilmesini sağlayan çevrimiçi UPS için bir akım kontrol devresi oluşturur.

Akü ve inverter için maksimum akım kontrol seviyesini ayarlamak için R2 hesaplanmalıdır. Aşağıdaki formül kullanılarak uygulanabilir:

R2 = 0.7 / Maksimum Akım

iki) İnvertör Devresi : Yukarıdakilere bağlanması gereken çevrimiçi UPS sistemi için inverter devresi pil denetleyici devresi aşağıda gösterilmiştir.

Bir seçtik IC 555 tabanlı devre basitlik uğruna ve aynı zamanda yeterli güç çıkışı aralığı sağlamak için.

Bu invertör, şarj devresi ve pil çalışır durumda kaldığı sürece çevrimiçi kalacaktır ve şebeke AC şebeke bir aracılığıyla sisteme uygun şekilde beslenir 14V, 5 amper olarak derecelendirilmiş AC'den DC'ye SMPS devresi veya tamamen özelleştirilebilir sistemin belirli güç değerine göre.

İnvertör MOSFET'lerinin kapıları boyunca BJT geri bildirimi, inverterin çıkış voltajının asla güvenli seviyenin üzerine çıkmamasını ve kontrollü bir şekilde beslenmesini sağlar.

Bu, AC girişinin kullanılabilirliğine bakılmaksızın herhangi bir kesinti olmaksızın işlevsel olması gereken herhangi bir AC yüküne kesintisiz kesintisiz çevrimiçi güç sağlayan basit çevrimiçi UPS devre tasarımımızın sonucudur.