UPS krug od 50 W sinusnog vala

Isprobajte Naš Instrument Za Uklanjanje Problema





UPS koji je detaljno opisan u ovom članku može neprekidno pružati izlaznu snagu od 50 W pri 110 V s frekvencijom od 60 Hz. Izlaz je u osnovi sinusni val koji se ponaša točno poput standardne mrežne izmjenične struje za opterećenje.

Integrirano napajanje djeluje poput punjača baterija. Iako se UPS može implementirati za brojne različite aplikacije, uglavnom je dizajniran za napajanje malog računalnog sustava i važan periferni uređaj, poput diskovnog pogona, kako bi se osiguralo da prekidi napajanja nikada ne uzrokuju brisanje podataka ili prekid programa koji se trenutno može pokrenuti.



To implicira da ovaj 50-vatni UPS krug napajan olovnom kiselinom neće rukovati većim računalima koja obično rade sa preko 60 vata stvarne snage.

Jedna važna karakteristika ovoga UPS krug jest da on daje 'čistu' sinusnu izmjeničnu struju: a nedostaci poput buke, zvukova ili niskog napona unutar mrežne mreže nikada neće utjecati na rad računala (opterećenja).



Preklopna faza releja napajanja

Stupanj napajanja prilično je osebujan jer napajanje uzima putem daljinskog upravljača 12-voltna olovna kiselina ili SMF baterija a također i iz vašeg AC napajanja, baterija ovdje postaje najvažniji element za funkcioniranje UPS-a.

Kao što je prikazano na slici 1 u nastavku, kada je prekidač CHARGE-OFF-OPERATE S1 postavljen na postavku CHARGE ili OPERATE, aktivira se relej RY2 i njegovi kontakti daju izmjeničnu struju primarnim namotima energetskih transformatora T1 i T2.

Struja kroz sekundarne namote ispravlja se kroz diode D1, D2, D3 i D4.

Prigušnice L1 i L2 ograničavaju struju punjenja akumulatora, kao i zabranjuju prolazak valovite struje.

Dioda D5 isporučuje 'željezna poluga' zaštita od preopterećenja njegova je funkcija zaštititi mnoge ranjive komponente pokretanjem pregaranja osigurača F1 u slučaju da je baterija slučajno spojena s pogrešnim polaritetom.

Op amp IC1 spojen je u obliku usporedne kompenzacije napona čiji se referentni napon može namjestiti u rasponu od 11 do 14 volti pomoću potenciometra R3.

Jednom kada napon akumulatora padne ispod referentnog, aktivira se opto spojnica IC2, koja napaja relej RY1. Struja koja prolazi kroz kontakte RY1 počinje puniti bateriju kada opterećenje nije previše veliko.

S druge strane, ako UPS radi sa ili je blizu 100% potencijala, možda će biti potreban vanjski punjač akumulatora kako bi se osigurala odgovarajuća struja kako bi se spriječilo pražnjenje baterije.

DO Punjač akumulatora od 10 ampera je poželjno. S obzirom na to da većina punjača baterija nema sustav filtracije, između izlaza punjača i baterije mora biti uključen kondenzator filtra velike vrijednosti kako bi se smanjila valovita struja.

Kako bi se spriječilo prekomjerno punjenje baterije , napajanje iz punjača mora se uključiti samo kad se UPS puni svojim 100% kapacitetom.

Osigurač F2 mora biti manji od 10 ampera kako primarni osigurač F1 ne bi mogao udariti kada je nenamjenski prekinut 12-voltni izlaz.

Stupanj pojačala tranzistora

Kao što je prikazano na slici 2 dolje, izmjenični izlaz UPS-a generira se iz transformatora spojenog kruga pojačala razreda B.

4 seta Tranzistori iz Darlingtona (Q4-Q8, Q5-Q9, Q6-Q10 i Q7-Q11) rade poput mreža sljednika emitera za isporuku napona primarnim namotima energetskih transformatora T5 i T6.

Kondenzator C8 poništava sve visokofrekventne sastojke koji potječu od visokonaponskog križnog izobličenja ili odsijecanja, a uz to inhibira visokofrekventne samokolebacije.

Dva se Darlingtonova kompleta napajaju paralelno putem transformatora T3, a drugi par paralelno se gura pomoću T4.

Diode D11, D12, D13 i D14 proizvode konstantni istosmjerni osnovni napon koji odstupa od izlaznih tranzistora oko rezne regije.

The Vozač klase A Mrežu koju čine tranzistori Q2 i Q3, na sličan su način u potpunosti sačinjavaju sljednici emitera. Osnovno pojačanje napona provode transformatori T3 i T4, koji su također tipični energetski transformatori konfigurirani obrnutim redoslijedom.

Tranzistor Q1 paralelno pokreće tranzistore Q2 i Q3. Baza Q1 izravno je povezana s IC5-d izlazom (vidi sliku 3), koji je na 4,5 V DC.

Preokret faze za push-pull pogon izlaznog stupnja postiže se odgovarajućim ožičenjem sekundarnih transformatora transformatora T3 i T4.

Generator sinusnih valova

Kao što je prikazano na slici 3 u nastavku, stupanj oscilatora je konfiguriran pomoću IC4, što je 567 tonski detektor .

Frekvenciju IC-a postavljaju otpornici R26 i R27 i kondenzator C14 i fiksiran je na preciznih 60 Hz. IC4-izlazni izlaz IC4 kvadratnog vala transformira se u val trokuta, što je dalje pretvorena u sinusni val od IC5-c.

Pojačanje opcijskog pojačala IC5-d postavlja se pomoću potenciometar R35, koji je fiksiran na izmjeničnom izlaznom naponu.

Op amp IC5-a pretvara sinusni val s T2 izlaza u frekvenciju od 60 Hz.

D15 mjere zaštite od štete koja se može dogoditi u slučaju na pojačalu invertiranje ulaza pretvara se u negativno u odnosu na masu, dioda je uglavnom obrnuto pristrana.

Impulsi od 60 Hz, koji su povezani s IC4 preko C12 i D16, pokreću oscilator da se zaključa na mrežnu frekvenciju izmjenične struje. Do određene mjere kontrola nad preciznim fazna sinkronizacija je moguće postići preciznim podešavanjem potenciometra R20.

Jednom ispravno dotjeran, izlaz izmjenične struje zaključat će se u fazi s ulaznom mrežnom mrežom, a taj postupak zaključavanja / otključavanja tijekom nestanka i obnove ulaznog napajanja bio bi mekan i povoljan, ne proizvodeći gotovo nikakve smetnje.

The generator sinusnog vala dolazi s glatkom snagom od 9 volti bez mreškanja kroz IC3, 7805 IC, 5 V regulator. Pin 3 regulatora drži se na 4 volta iznad crte zemlje uz pomoć otpornog razdjelnika R16 i R17 da bi se dobio precizni izlaz od 9 volti.

Krug mjerača

Možda je moguće nadgledajte bilo napon baterije ili izmjenični izlazni napon kroz mjerni krug kako je prikazano na slici 4 dolje.

DO ispravljač mosta koji se sastoji od četiri ispravljačke diode pretvara izmjenični u istosmjerni, dok se kondenzator C19 zaglađuje u čisti istosmjerni.

DPDT prekidač spaja voltmetar od 15 V istosmjerne struje s 12 V napajanjem ili podijeljenim naponom otporni djelitelj od R36 i R37.

Kako testirati izmjenu napajanja

Možda je važno testirajte napajanje odjeljak prije nego što je pojačalo ožičeno. To se može provesti i prije nego što se sklopi pojačalo.

Za to možete prilagoditi klizač R3 prema kraju koji je povezan s R4.

Još nemojte spajati mrežni kabel u električnu utičnicu. Pričvrstite 12 V olovna kiselina baterija na napajanje i položaj S1 ili na NAPUNJENO ili U RADU.

Sada se mogao vidjeti relej RY2 aktiviran i osvijetljen LED1. U ovom trenutku možete pronaći oko 12 V na pinovima 2 i 7 IC1.

Pin 6 trebao bi pokazati nisku logiku. Zatim spojite mrežni kabel u utičnicu za naizmjeničnu struju. Sada će se upaliti lampica LMP1. Relej RY1 trebao bi i dalje biti ISKLJUČEN i testirali biste približno 14 V na njegovim normalno otvorenim kontaktima.

Pin 7 IC1 trebao bi označavati oko 14 V, a pin 3 oko 11 volti. Pin 6 trebao bi ukazivati ​​na logičku nisku vrijednost.

Okrenite R3 na njegov obrnuti kraj da dobijete 14 V na pinu 3. RY1 u ovom trenutku mora se aktivirati s isključenim LED1.

Napon na točkama akumulatora trebao bi sada iznositi 13 V. Podesite R3 oko nivoa na kojem se relej RY1 deaktivira.

Faza punjača mora nastavite se isključivati ​​i uključivati ​​kako se napon akumulatora povećava i smanjuje . Točna postavka R3 može biti na mjestu gdje se izlaz punjača prilično brzo prekida i isključuje praktički u trenutku kad se uključi.

Napon akumulatora trebao bi biti oko 12,5 V ako nema napajanja. Kad napon akumulatora padne, izlaz punjača mora se početi neprestano prebacivati, osim ako se baterija naravno toliko užasno isprazni da puna struja punjača ne može vratiti napon natrag do 12,5.

Ispitivanje generatora sinusnog vala

Ispitivanje stupanj generatora sinusnog vala može se izvršiti zasebno. U slučaju da ga sastavite na prikazanoj pločici bez IC od 9 V regulatora , tada za postupak ispitivanja možete koristiti 9 V PP3 bateriju ili vanjski ekvivalentni izvor napajanja.

Započnite postavljanjem unaprijed postavljenog klizača R20 na zemlju. Korištenje opsega osciloskopa trebao bi prikazati kvadratni valni signal na pinu 5 IC4.

Dostavljanjem frekvencije sinusnog vala od 60 Hz na horizontalni zamah opsega , prilagodite otpor R27 da dobijete frekvenciju od 60 Hz koja će generirati pravokutni Lissajousov valni oblik.

Frekvencija ne mora biti precizna. Postupno mijenjanje uzorka valnog oblika može biti sasvim zadovoljavajuće. Imajući opseg postavljen za standardni zamah od 60 Hz, osigurajte da opseg pokazuje val trokuta na izlazu IC5-b i sinusni val na izlazu IC5-c.

Sinusni val mora biti dostupan i na izlazu IC5-d. A amplituda bi mu trebala varirati kao odgovor na podešavanje R35. U slučaju da bilo koja od ovih provjera ima tendenciju da bude netočna, ispitajte prisutnost istosmjerne struje od 4,5 volta na svim ulaznim i izlaznim klinovima.

Zatim spojite 12,6 V izvor izmjenične struje na R21 i prilagodite R20 dok ne pronađete opseg koji prikazuje izlazne impulse iz IC5-a: Frekvencija oscilatora mora se zaključati na ulaznu frekvenciju vodova. Sada postaviti opseg za prikaz Lissajousove krivulje kao što je prethodno učinjeno i praćenje IC5-d izlaza.

Morate vidjeti ovalni uzorak koji je gotovo zatvoren. Morate biti u mogućnosti fino podesiti R20 tako da prikaz opsega bude gotovo kosa ravna crta, pokazujući da je izlazni signal u fazi s mrežnom linijom.

Ako odspojite ulazni izmjenični signal iskopčavanjem mrežnog kabela, uzorak opsega mora započeti s postupnom promjenom prikaza ovalnog oblika koji se otvara i zatvara.

Ponovno poravnajte potenciometar R27 kako biste smanjili gornju brzinu promjene. Čim se ulazna frekvencija izmjenične struje ponovo poveže, prikaz opsega mora se odmah vratiti na uzorak kosog crta.

Ispitivanje kruga mjerača

Ispitivanje i umjeravanje krug brojila može se implementirati pričvršćivanjem ispravljača na mrežni naizmjenični vod.

Gurajući S2 u AC položaj, fino podesite R37 da biste dobili očitanje brojača koje može biti 1/10 od AC ulaznog napona mjereno zasebno kroz standardno očitanje brojila.

Ako primijetite da se mjerenje ne pojavljuje, potražite oko 130 V DC oko C19 kako biste bili sigurni da je ispravljač pravilno spojen. Ovdje bi opseg trebao prikazivati ​​veliki mreškasti element zbog male uF vrijednosti kondenzatora C19.

Ispitivanje pojačala

Započnite ispitivanje integriranjem stupnja pojačala snage tranzistora s izvorom napajanja od 12 V i ulaznim generatorom valnog oblika sinusnog vala.

Podesite središnji krak R35 prema kraju povezanom s izlaznom stranom IC5-d, koji odlučuje o postavci za nulti izlazni signal.

Sada pomaknite S1 u položaj 'OPERATE'. Trebali biste vidjeti očitanje brojača od 12,5 V na emiterima Q2, Q3, Q8, Q9, Q10 i Q11.

Možda će vam se dogoditi da ovi tranzistori postaju malo topliji, iako nisu vrući.

Trebali biste moći vidjeti očitanje brojača od oko 11 V na bazama Q4, Q5, Q6 i Q7 i oko 4 V na emitoru Q1.

Tijekom provođenja sljedećih postupaka ispitivanja, budite oprezni dok radite s izlazom, jer bi to bilo na smrtonosnoj razini od 117 V u mreži.

Spojite po jednu žicu na svakom od 120 V namotaja transformatora T5 i T6, a ostali ostaju nepovezani.

Spojite an AC voltmetar s jednim od namota transformatora i namjestite mjerač na raspon veći od 110 volti.

Nakon toga, malo po malo okrećite unaprijed postavljeni središnji krak R35 dok ne vidite mjerljivi izlazni napon. Ako se ovo ne dogodi, osigurajte da je fazni pogon u izlaznim fazama obrnut.

Izmjenični napon s baze Q4 ili Q6 na bazu Q5 ili Q7 mora biti dvostruko očitan na masu. Ako to ne vidite, pokušajte zamijeniti spojeve namotaja transformatora T3 ili T4, ali ne oba.

Zatim osigurajte da su namoti od 120 V transformatora T5 i T6 savršeno u fazi i da su na taj način povezani na odgovarajući način. Priključite voltmetar na elektrode koji nisu povezani.

Ako utvrdite da je napon dva puta veći od ranijeg očitanja, tada su namoti sigurno spojeni u seriju. Brzo preokrenite vezu jednog od namota.

Ako na mjeraču ne vidite očitanje napona, spojite druga dva kabela jedan s drugim. Povežite žarulju od 15 W na izlazu i postavite unaprijed postavljeni R35 da biste dobili puni izlaz. Žarulja mora svijetliti optimalnom svjetlinom, a mjerač treba pokazivati ​​oko 125 V AC.

Kako se koristi UPS

Tijekom primjene predloženog UPS kruga od 50 vata, pobrinite se da postavite S1 na 'OPERATE' prije uključivanja tereta.

Provjerite AC napon iz UPS-a kako biste bili sigurni da proizvodi najmanje 120 volti. Ovaj napon od 120 V može se malo smanjiti čim se učita izlaz.

Ako utvrdite da je napon nestabilan, to bi značilo da se oscilator nije zaključao i sinkronizirao s mrežnom mrežom. Da biste to ispravili, pokušajte ponovno prilagoditi unaprijed postavljene postavke R27 i R20 nakon nekog vremena, nakon što se krug malo zagrije.

Kada pravilno prilagodite postavke R27 / R20, oscilator će se zaključati s mrežnom frekvencijom izmjenične struje tijekom svakog razdoblja UKLJ.

Sada UKLJUČITE sustav i ponovo potvrdite uvjete izlaznog napona. Izlazni napon može pasti na 110 volti dok se koristi s prekidnim opterećenjem, recimo na primjer disk pogon ili pisač, i to može biti prihvatljivo.

Vrijeme izrade sigurnosne kopije iz UPS-a tijekom prekida napajanja ovisit će o Ah vrijednosti baterije. Kada se koristi motociklistička baterija, trebala bi osigurati približno 15 minuta sigurnosnog kopiranja.

Popis Pars

Cjelovit popis dijelova za gore objašnjeni 50-vatni sinewave UPS krug predstavljen je na sljedećoj slici:

Kako se konstruiraju prigušnice filtera L1, L2

Ako ne možete dobiti predložene prigušnice L1, L2 od svog dobavljača dijelova, možete ih konstruirati pomoću sljedeće konfiguracije

Za zavojnice koristite 1 mm super emajliranu žicu




Prethodno: Sklop kruga za mjerenje broja okretaja u minuti za automobilski motor - analogni tahometar Dalje: Jednostavni linijski krug vozila sljedbenika pomoću opcijskih pojačala