U ovom postu istražujemo 4 jednostavna dizajna neprekinutog napajanja (UPS) od 220 V koji koriste bateriju od 12 V, što svaki novi entuzijast može razumjeti i konstruirati. Ti se krugovi mogu koristiti za rad s odgovarajuće odabranim uređajem ili opterećenjem, istražimo krugove.

Dizajn # 1: Jednostavni UPS pomoću jednog IC-a

Ovdje predstavljena jednostavna ideja može se graditi kod kuće koristeći najobičnije komponente za postizanje razumnih rezultata. Može se koristiti za napajanje ne samo uobičajenih električnih uređaja već i sofisticiranih uređaja poput računala. Njegov krug pretvarača koristi modificirani dizajn sinusnog vala.

Neprekinuti izvor napajanja s razrađenim značajkama možda neće biti kritično potreban za rad čak i sofisticiranih uređaja. Kompromitirani dizajn ovdje predstavljenog UPS sustava možda će biti dovoljan potrebama. Uključuje i ugrađeni univerzalni pametni punjač baterija.

Razlika između UPS-a i pretvarača

Koja je razlika između neprekidno napajanje (UPS) i pretvarač? Pa, široko govoreći, obje su namijenjene obavljanju temeljne funkcije pretvaranja napona baterije u izmjenični, što se može koristiti za rad različitih električnih uređaja u nedostatku naše domaće izmjenične struje.

Međutim, u većini slučajeva pretvarač možda nije opremljen mnoge funkcije automatskog prebacivanja i sigurnosne mjere koje su obično povezane s UPS-om.

Štoviše, pretvarači uglavnom nemaju ugrađeni punjač za baterije, dok svi UPS-ovi imaju ugrađeni automatski punjač za baterije kako bi se olakšalo trenutno punjenje dotične baterije kada je mrežni naizmjenični strujni sustav vraćen i vraćen baterija u načinu pretvarača trenutak otkaza ulazne snage.

Također su svi UPS-ovi dizajnirani za proizvodnju izmjeničnog napona koji ima sinusni oblik ili barem modificirani četvrtasti val koji nalikuje nalik na njegov sinusni val. To možda postaje najvažnija značajka UPS-a.

S toliko značajki u ruci, nema sumnje da bi ovi nevjerojatni uređaji trebali postati skupi, pa stoga mnogi od nas u kategoriji srednje klase ne možemo položiti ruke na njih.

Pokušao sam napraviti UPS dizajn iako nije usporediv sa profesionalnim, ali kad se jednom izgradi, definitivno će moći pouzdano nadomjestiti kvarove na mreži, a budući da je izlaz modificirani kvadratni val, pogodan je za rad sa svim sofisticiranim elektroničkim uređajima, čak i računalima.

Svi su dizajni ovdje izvanmrežni, možda biste mogli i probati ovo jednostavan mrežni UPS krug

Razumijevanje dizajna sklopa

Na slici je prikazan jednostavan modificirani dizajn četvrtastog pretvarača, koji je lako razumljiv, ali uključuje ključne značajke.

IC SN74LVC1G132 ima pojedinačna NAND vrata (Schmitt Trigger) kapsulirano u malom pakiranju. U osnovi čini srce stupnja oscilatora i za potrebne oscilacije potreban je samo jedan kondenzator i otpornik. Vrijednost ove dvije pasivne komponente određuje frekvenciju oscilatora. Ovdje je dimenzioniran na oko 250 Hz.

Gornja frekvencija primjenjuje se na sljedeću fazu koja se sastoji od jednog Johnsonovog brojača / razdjelnika desetljeća IC 4017. IC je konfiguriran tako da njegovi izlazi proizvode i ponavljaju niz od pet uzastopnih logičkih izlaza. Budući da je ulaz kvadratni val, izlazi se također generiraju kao kvadratni valovi.

Popis dijelova za UPS pretvarač

R1 = 20K
R2, R3 = 1K
R4, R5 = 220 ohma
C1 = 0,095Uf
C2, C3, C4 = 10 UF / 25V
T0 = BC557B
T1, T2 = 8050
T3, T4 = BDY29
IC1 = SN74LVC1G132 ili pojedinačna vrata s IC4093
IC2 = 4017
IC3 = 7805
TRANSFORMATOR = 12-0-12V / 10AMP / 230V

Odjeljak za punjač baterija

Osnovni kabeli dvaju skupova Darlingtonovih uparenih tranzistora s visokim naponom visoke snage konfigurirani su na IC tako da prima i vodi na alternativne izlaze.

Tranzistori se provode (u tandemu) kao odgovor na to prebacivanje i odgovarajući izmjenični potencijal velike struje izvlači se kroz dvije polovice povezanih namotaja transformatora.

Budući da se osnovni naponi na tranzistorima s IC-a naizmjenično preskaču, rezultirajući kvadratni impuls iz transformator nosi samo polovicu prosječne vrijednosti u usporedbi s ostalim običnim pretvaračima. Ova dimenzionirana RMS prosječna vrijednost generiranih kvadratnih valova vrlo sliči prosječnoj vrijednosti mrežnog napajanja koje je obično dostupno u našim kućnim utičnicama i tako postaje prikladna i povoljna za najsofisticiranije elektroničke uređaje.

Sadašnji dizajn neprekidnog napajanja potpuno je automatski i hoće vratite se na način pretvarača trenutak otkaza ulazne snage. To se postiže kroz nekoliko releja RL1 i RL2. RL2 ima dvostruki set kontakata za okretanje oba izlazna voda.

Kao što je gore objašnjeno, UPS bi također trebao imati ugrađeni univerzalni pametni punjač baterija koji bi također trebao biti pod nadzorom napona i struje.

Sljedeća slika koja je sastavni dio sustava pokazuje malo pametnog automatski punjač baterija sklop. Krug se ne kontrolira samo naponom, već uključuje i konfiguraciju prenaponske zaštite.

Tranzistor T1 i T2 u osnovi čine točan osjetnik napona i nikada ne dopuštaju da gornja granica napona punjenja prijeđe zadanu granicu. Ovo se ograničenje fiksira odgovarajućim podešavanjem unaprijed postavljenog P1.

Tranzistor T3 i T4 zajedno nadgledaju porast usisa struje u akumulatoru i nikada ne dopuštaju da dosegne razinu koja se može smatrati opasnom po životni vijek baterije. U slučaju da struja počne zanositi iznad zadane razine, napon na R6 prijeđe preko - 0,6 volti, dovoljno da pokrene T3, koji zauzvrat guši osnovni napon T4, čime se ograničava svaki daljnji porast povučene struje. Vrijednost R6 može se pronaći pomoću formule:

“na generatoru sinusnog vala pojačala ”

R = 0,6 / I, gdje I je brzina struje punjenja.

Tranzistor T5 vrši funkciju monitora napona i uključuje (deaktivira) releje u rad, u trenutku kada mrežni napon ne uspije.

Popis dijelova za punjač

R1, R2, R3, R4, R7 = 1K
P1 = 4K7 PRETHODNO, LINEARNO
R6 = POGLEDAJTE 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, STRUJA 1/10 BATERIJE AH
C1 = 2200 UF / 25V
C2 = 1uF / 25V

“Visokopropusni filter 1. reda ”

Dizajn # 2: UPS za jedan transformator za punjenje pretvarača i baterija

Sljedeći članak detaljno opisuje jednostavan UPS krug zasnovan na tranzistoru s ugrađenim krugom punjača baterija, koji se može koristiti za dobivanje neprekidna mrežna izlazna snaga jeftino, u vašim domovima i uredu, trgovinama itd. Krug se može nadograditi na bilo koju željenu višu razinu snage. Ideju je razvio gospodin Syed Xaidi.

Glavna prednost ovog kruga je što koristi a pojedinačni transformator za punjenje baterije kao i za rad pretvarača . To znači da u ovaj krug ne morate ugraditi zasebni transformator za punjenje baterije

Gospodin Syed putem e-pošte pružio je sljedeće podatke:

Vidio sam da se ljudi obrazuju uz vašu poštu. Dakle, mislim da biste trebali objasniti ljudima o ovoj shemi.

Ovaj krug ima nestabilni mutivibrator zasnovan na tranzistorima kao i vi. Kondenzatori c1 i c2 su 0,47 za dobivanje izlazne frekvencije od oko 51.xx Hz koliko sam izmjerio, ali nije konstantna u svim slučajevima.

MOSFET ima obrnutu diodu velike snage koja se koristi za punjenje baterije, pa u krug nije potrebno dodavati posebnu diodu. U shemi sam prikazao princip prebacivanja s relejima. RL3 se mora koristiti s prekinutim krugom.

Ovaj je sklop vrlo jednostavan i već sam ga testirao. Idem testirati još jedan svoj dizajn koji ću podijeliti s vama čim test bude gotov. Upravlja izlaznim naponom i stabilizira ga pomoću PWM-a. Također u tom dizajnu koristim namotaj transformatora 140v za punjenje i BTA16 za kontrolu ampera za punjenje. Nadajmo se dobru.

Ide ti najbolje. Nikad nemojte prestati, želim vam prekrasan dan.

Dizajn # 3: UPS krug zasnovan na IC 555

Treći dolje objašnjeni dizajn jednostavan je UPS sklop koji koristi PWM, a therfeore postaje savršeno siguran za rad sa sofisticiranom elektroničkom opremom poput računala, glazbenog sustava itd. Cijela jedinica koštat će vas oko 3 dolara. Ugrađeni punjač također je uključen u dizajn kako bi se baterija održavala uvijek u dopunom stanju i u stanju pripravnosti. Proučimo cijeli koncept i sklop.

Koncept sklopa prilično je osnovni, sve je u tome da se izlazni uređaji prebace u skladu s primijenjenim dobro optimiziranim PWM impulsima, koji zauzvrat prebacuju transformator da generiraju ekvivalentni inducirani mrežni napon izmjenične struje koji ima identične parametre kao i standardni oblik sinusnog vala AC.

Kružni rad:

Dijagram sklopa može se razumjeti uz pomoć sljedećih točaka:

PWM krug koristi vrlo popularni IC 555 za potrebnu generaciju PWM impulsa.

Unaprijed postavljene postavke P1 i P2 mogu se točno postaviti prema potrebi za napajanje izlaznih uređaja.

Izlazni uređaji će točno reagirati na primijenjene PWM impulse iz kruga 555, stoga bi pažljiva optimizacija unaprijed postavljenih vrijednosti trebala rezultirati gotovo idealnim omjerom PWM-a koji se može smatrati sasvim ekvivalentnim standardnom izmjeničnom valnom obliku.

Međutim, budući da se gore spomenuti pWM impulsi primjenjuju na baze oba tranzistora postavljena za prebacivanje dva odvojena konela, značilo bi totalni nered, jer nikada nećemo htjeti preklopiti oba namota transformatora.

Korištenje NOT ulaza za indukciju prebacivanja od 50 Hz

Stoga je uvedena još jedna faza koja se sastoji od nekoliko NOT ulaza s IC 4049, koji osiguravaju da se uređaji izmjenjuju ili prebacuju naizmjenično i nikada odjednom.

Oscilator izrađen od N1 i N2 izvodi savršeni impulsi četvrtastog vala, koji su dalje me uspremnik N3 --- N6 . Diode D3 i D4 također igraju važnu ulogu čineći da uređaji reagiraju samo na negativne impulse s vrata NE.

Ti impulsi naizmjenično ISKLJUČUJU uređaje, omogućujući provođenje samo jednog kanala u bilo kojem trenutku.

Unaprijed postavljena postavka povezana s N1 i N2 koristi se za podešavanje izlazne AC frekvencije UPS-a. Za 220 volti mora biti postavljeno na 50 Hz, a za 120 volti mora biti postavljeno na 60 Hz.

Popis dijelova za UPS

R1, R2, R3 R4, R5 = 1K,
P1, P2 = prema formuli,
P3 = 100K unaprijed postavljeno
D1, D2 = 1N4148,
D3, D4 = 1N4007,
D5, D6 = 1N5402,
D7, D8 = 3v cener dioda
C1 = 1uF / 25V
C2 = 10n,
C3 = 2200uF / 25V
T1, T2 = TIP31C,
T3, T4 = BDY29
IC1 = 555,
N1… N6 = IC 4049, molimo pogledajte tablicu s podacima o pin pin brojevima.
Transformator = 12-0-12V, 15 ampera

Krug punjača akumulatora:

Ako se radi o UPS-u, uključivanje kruga punjača akumulatora postaje imperativ.

Imajući na umu nisku cijenu i jednostavnost dizajna, u ovaj krug neprekidnog napajanja ugrađen je vrlo jednostavan, ali razumno precizan dizajn punjača baterija.

Gledajući sliku možemo jednostavno svjedočiti koliko je jednostavna konfiguracija.

Cjelokupno objašnjenje možete dobiti u ovome krug punjača akumulatora članak Dva su releja RL1 i RL2 postavljena tako da čine krug potpuno automatskim. Kad je dostupna mrežna struja, releji se napajaju i prebacuju izmjeničnu mrežu izravno u opterećenje putem tamošnjih N / O kontakata. U međuvremenu se baterija puni i kroz krug punjača. U trenutku kada nestane izmjeničnog napajanja, releji se vraćaju i odspajaju mrežni vod i zamjenjuju ga pretvaračem pretvarača, tako da pretvarač sada preuzima napajanje mrežnog napona na teret , unutar milisekundi.

Uveden je još jedan relej RL4 koji prebacuje svoje kontakte tijekom nestanka struje, tako da se baterija koja je bila u načinu punjenja premjestila u način pretvarača za potrebno generiranje rezervnog izmjeničnog napajanja.

Popis dijelova za punjač

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

Transformator = 0-12V, 3 ampera

“kako ic radi ”

Dizajn # 4: 1kva UPS dizajn

Posljednji dizajn, ali daleko najsnažniji, govori o UPS krugu od 1000 vata napajanom s ulazom +/- 220V, koristeći serijski 40 nosača 12V / 4 AH baterija. Visokonaponski rad čini sustav relativno manje složenim i bez transformatora. Ideju je zatražio Aquarius.

Tehničke specifikacije

Ja sam vaš obožavatelj i s uspjehom sam izgradio mnoge projekte za svoju osobnu upotrebu i imao puno zadovoljstva. Bog te blagoslovio. Sada namjeravam izgraditi UPS snage 1000 vata s drugačijim konceptom (pretvarač s visokonaponskim ulaznim istosmjernim napajanjem).

Upotrijebit ću bateriju od 18 do 20 zatvorenih baterija u seriji, svaka po 12 volti / 7 Ah, kako bih osigurao spremnik od 220 volti kao ulaz u pretvarač bez transformatora.

Možete li predložiti najjednostavniji mogući sklop za ovaj koncept koji bi trebao uključivati punjač akumulatora + zaštitu i automatsko prebacivanje zbog kvara na mreži. Kasnije ću uključiti i solarnu snagu.

Dizajn

Predloženi UPS krug od 1000 vata može se izraditi pomoću sljedeća dva kruga, gdje je prvi dio pretvarača s potrebnim automatskim preklopnim relejima. Drugi dizajn pruža stupanj automatskog punjenja baterija.

Prvi krug koji prikazuje pretvarač snage 1000 W sastoji se od tri osnovna stupnja.

T1, T2 zajedno s pripadajućim komponentama čine ulazni diferencijalni pojačavač koji pojačava ulazne PWM signale iz PWM generatora koji bi mogao biti sinusni generator.

R5 postaje izvor struje za pružanje optimalne struje do stupnja diferencijala i do slijedećeg stupnja pogona.

Odsjek nakon stupnja diferencijala je stupanj pokretača koji učinkovito podiže pojačani PWM iz stupnja diferencijala na dovoljne razine za aktiviranje sljedećeg stupnja snage MOSFET-a.

MOSFET-ovi su poravnati na push-pull način kroz dvije 220V baterije, pa prebacuju napone na njihovim odvodnim / izvornim stezaljkama kako bi proizveli potreban AC 220V izlaz bez ugrađenog transformatora.

Gore navedeni izlaz prekida se na opterećenje preko stupnja prebacivanja releja koji se sastoji od DPDT releja od 12V od 10amp čiji se okidački ulaz izvodi iz mrežne mreže putem 12V ac / DC adaptera. Ovaj okidački napon primjenjuje se na zavojnice svih 12V releja koji se koriste u krugu za predviđene mreže za izmjenu pretvarača.

Popis dijelova za gornji UPS krug od 1000 vata

Svi otpornici CFR od 2 vata, ako nisu navedeni.

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

relej = DPDT, kontakti 12V / 10amp, zavojnica 400 ohma

Krug punjača akumulatora za punjenje 220V DC baterija.

Iako bi se idealno uključene 12V baterije trebale puniti pojedinačno putem napajanja od 14V, imajući u vidu jednostavnost, konačno je utvrđeno da je univerzalni pojedinačni punjač od 220V poželjniji i lakši za izradu.

Kao što je prikazano na donjem dijagramu, budući da je potreban napon punjenja u blizini 260V, izlaz mrežne struje 220V mogao bi se vidjeti izravno korišten u tu svrhu.

Međutim, izravna primjena mreže može biti opasna za baterije zbog velike količine struje koju uključuje, u dizajn je uključeno jednostavno rješenje pomoću žarulje serije 200 W.

Mrežni ulaz se primjenjuje putem jedne diode 1N4007 i kroz žarulju sa žarnom niti od 200 W koja prolazi kroz kontakte preklopnog releja.

Prvotno naponski ispravljeni napon ne može doći do baterija jer je relej u isključenom načinu rada.

Pritiskom na PB1, opskrba na trenutak dopušta da dođe do baterija.

To traži odgovarajuću razinu napona koji će se generirati na žarulji od 200 vata, a osjetit će ga opto LED.

Opto trenutno reagira i aktivira prateći relej koji se odmah aktivira i zaključa i održava čak i nakon otpuštanja PB1.

Vidjelo se kako žarulja od 200 vata svijetli lagano čiji bi intenzitet ovisio o napunjenom stanju baterije.

Kako se baterije počinju puniti, napon na žarulji od 200 vata počinje padati sve dok se relej ne isključi čim se dostigne puna razina napunjenosti baterije. To se može prilagoditi postavljanjem 4k7 unaprijed postavljene postavke.