Enkel UPS-krets online

I det här inlägget lär vi oss om tillverkningen av en enkel online avbrottsfri strömförsörjning (UPS) som garanterar en sömlös överföring av växelströmsförsörjning till växelriktarens nätförsörjning för lasten på grund av frånvaron av besvärliga överföringsbrytare eller reläer.

Vad är en online-UPS

Som namnet antyder stannar ett online-UPS-system kontinuerligt online och går aldrig offline även under en bråkdels sekund, eftersom batteriförsörjningen till UPS-omvandlaren hålls kontinuerligt ansluten, oavsett nätström.

Under den period elnätet är tillgängligt, omvandlas det först till DC och steg ner till batterinivån.

Denna likström laddar batteriet och har också företräde framför batteriet för att samtidigt driva omformaren på grund av dess högre effekt än batteriet. Omformaren omvandlar denna likström till nätströmmen för att driva den anslutna belastningen.

I händelse av att nätström misslyckas, bryts den nedgångna växelströmmen till likströmsförsörjningen och batteriet är kontinuerligt anslutet i linje börjar nu strömförsörjningen av växelriktaren sömlöst utan att strömmen avbryts.

Online UPS vs Offline UPS

Den största skillnaden mellan en online-UPS och en offline-UPS är att, till skillnad från offline-UPS, online-UPS inte är beroende av mekanisk övergångsreläer eller överföringsbrytare för överföring från växelström till växelströmsnät vid växelström (som visas nedan).

Å andra sidan, Offline UPS-system som visas i nedanstående blockschema, lita på mekaniska reläer för att överföra UPS till växelriktarläge under frånvaro av nätströmförsörjning.

I dessa system, när nätström är tillgänglig, matas matningen direkt till lasten via en uppsättning reläkontakter och batteriet hålls i laddningsläget genom en annan uppsättning reläkontakter.

Så snart nätströmmen misslyckas avaktiveras de relevanta reläkontakterna och stänger av batteriet laddningsläge till växelriktarläge och belastningen från nät AC till växelriktare AC.

Detta innebär att överföringsprocessen tenderar att involvera en liten fördröjning, om än i millisekunder medan man byter från nätnätet till växelriktaren.

Denna fördröjning, även om den är liten, kan vara kritisk för känslig elektronisk utrustning som datorer eller mikrokontroller baserade system.

Därför online UPS-system verkar vara effektivare än en offline UPS när det gäller hastighet och jämnhet, under övergångsprocessen från nätström till växelströmsväxel för alla typer av apparater.

Designa en enkel UPS / Inverter-krets online

Som diskuteras i ovanstående avsnitt ser det faktiskt ganska enkelt ut att göra en enkel online-UPS.

Vi kommer att ignorera EMI-filtret för enkelhets skull och också för att växelriktaren i vår design kommer att vara lågfrekvent (50 Hz) transformator för järnkärna baserad växelriktare, och SMPS skulle redan inkludera inbyggd EMI-filter för nödvändiga korrigeringar.

Vi behöver följande material för den grundläggande online-UPS-designen:

• En färdiggjord nätström AC till DC 14 V 5 A SMPS-modul.
• Ett batteri över laddningsavstängningssystem med konstant ström laddarkretsar.
• Ett batteri över urladdningsgränssnittet.
• Ett batteri 12 V / 7Ah
• Några enkel växelriktarkrets från denna webbplats.

Kretsdiagram och scener

De olika kretsstegen för den föreslagna online-UPS-kretsen kan läras av följande detaljer:

1) Batterikopplingskretsar : Kretsen nedan visar den mycket viktiga batterikapaciteten för överladdning, byggd runt ett par op amp-steg .

Vänster sida på förstärkaren är konfigurerad för att kontrollera överladdningen av batteriet. Stift nr 3 på op-förstärkaren är ansluten till batteriet positivt för att känna av dess spänningsnivå. När denna batterispänning vid stift # 3 överstiger motsvarande stift nr 2 zenervärde, blir förstärkarens utgångsstift # 6 hög.

Detta aktiverar reläet via BC547 drivrutintransistor orsakar att reläkontakterna flyttas från N / C till N / O, vilket avbryter laddningstillförseln till batteriet, vilket förhindrar överladdning av batteriet.

Återkopplingen hysteresmotstånd över stift nr 6 och stift nr 3 på vänster op-förstärkare får reläet att spärras under en viss tidsperiod tills batterispänningen sjunker till en nivå under hysteresens hålltröskel, vilket gör att stift nr 3 går lågt, och motsvarande stift nr 6 går också lågt och stänger av reläet. Reläkontakterna växlar nu tillbaka till N / C, vilket återställer laddningen till batteriet.

Överladdning Stoppad krets

Den högra sidoförstärkaren styr batteriets eller batteriets överladdningsgräns låg batterinivå situation. Så länge stift nr 3-spänningen för denna op-förstärkare förblir över referensnivån för stift nr 2 (som ställs in av stift nr 3 förinställd), fortsätter op-förstärkarens utgång att vara hög.

Denna höga utgång vid stift nr 6 gör det möjligt för den anslutna MOSFET att förbli i ledningsläge, vilket gör att växelriktaren kan sättas PÅ via den negativa linjen.

I en jämn takt att batteriet dräneras av växelriktarens belastning sjunker nivån på förstärkarens stift nr 3 under referensspänningen för stift nr 2, vilket gör att stift nr 6 på IC går lågt, vilket avbryter MOSFET och växelriktaren .

Nuvarande kontrollstadium

Den BJT som är associerad med MOSFET bildar en strömstyrkrets för online-UPS: n, vilket gör att batteriet kan laddas genom en konstant strömnivå.

R2 måste beräknas för att ställa in den maximala strömstyrningsnivån för batteriet och växelriktaren. Det kan implementeras med följande formel:

R2 = 0,7 / Max ström

två) Inverterkrets : Omformarkretsen för online-UPS-system, som måste anslutas till ovanstående batteristyrkrets visas nedan.

Vi har valt en IC 555-baserad krets för enkelhets skull och även för att säkerställa adekvat effekteffekt.

Denna växelriktare förblir online så länge laddarkretsen och batteriet förblir funktionella och nätnät matas på lämpligt sätt till systemet via en AC till DC SMPS-krets märkt 14V, 5 amp , eller enligt systemets specifika effekt, vilket är helt anpassningsbart.

BJT-återkopplingen över grindarna till växelriktarens MOSFET garanterar att växelriktarens utgångsspänning aldrig överstiger den säkra nivån och matas på ett kontrollerat sätt.

Detta avslutar vår enkla online UPS-kretsdesign, som säkerställer en kontinuerlig oavbruten onlineström till alla växelströmsbelastningar, som måste fungera utan avbrott oavsett ingångs AC-tillgänglighet.