Lihtne veebipõhine UPS-ahel

Selles postituses õpime lihtsa veebipõhise katkematu toiteallika (UPS) tegemisest, mis tagab koormava vahelduvvoolulüliti või -relee puudumise tõttu vahelduvvooluvõrgu sujuva ülekande invertervõrku.

Mis on veebipõhine UPS

Nagu nimest võib järeldada, on online-UPS-süsteem pidevalt võrgus ja ei lähe kunagi võrguühenduseta isegi sekundi murdosa jooksul, kuna aku toiteallikat UPS-i inverteris hoitakse pidevalt ühendatud, olenemata toitevõrgu vahelduvvoolu olukorrast.

Ajal, mil võrgu vahelduvvoolu sisend on saadaval, muundatakse see kõigepealt alalisvooluks ja vähendatakse aku tasemele.

See alalisvool laadib akut ja on ka muunduri üheaegseks toitmiseks aku ees, kuna aku on kõrgem. Inverter muundab selle alalisvoolu ühendatud voolu toiteallikaks.

Juhul, kui vahelduvvooluvõrk ebaõnnestub, katkestatakse alalisvoolu alalisvoolu toide ja alalisvoolu abil ühendatud aku hakkab inverterit nüüd sujuvalt toitama, ilma et koormus oleks katkenud.

Veebipõhine UPS vs võrguühenduseta UPS

Peamine erinevus võrguühenduseta ja võrguühenduseta UPSi vahel on see, et erinevalt võrguühenduseta UPS-ist ei sõltu võrgu-UPS mehaanilisest ümberlülitusreleed või ülekandelülitid üleminekuks vahelduvvooluvõrgust muunduri vahelduvvoolu vahelduvvooluvõrgu rikke ajal (nagu allpool näidatud).

Teiselt poolt, Võrguühenduseta UPS-süsteemid nagu on näidatud allpool oleval plokkskeemil, tuginege UPS-i muundurirežiimile viimisel mehaanilistele releedele, kui vooluvõrgust puudub toiteallikas.

Nendes süsteemides, kui vooluvõrk on saadaval, tarnitakse toiteallikas otse koormusele relee kontaktide komplekti kaudu ja aku hoitakse laadimisrežiimis teise relee kontaktide komplekti kaudu.

Niipea kui vahelduvvooluvõrk rikub, deaktiveeruvad vastavad releekontaktid ja lülitatakse aku välja laadimisrežiim muunduri režiimi ja koormus võrgu vahelduvvoolust muunduri vahelduvvoolu.

See tähendab, et ülekandeprotsess kipub kaasnema väikese viivitusega, ehkki millisekundites, muutudes samal ajal võrguvõrgust muunduri põhivõrku.

See viivitus, ehkki väike, võib olla kriitiline selliste tundlike elektroonikaseadmete jaoks nagu arvutid või mikrokontrolleril põhinevad süsteemid.

Seetõttu veebipõhine UPS-süsteem näib olevat kiiruse ja sujuvuse osas võrguühenduseta UPS-ist tõhusam ülemineku ajal igat tüüpi seadmete võrgu vahelduvvoolu muundurile.

Lihtsa võrgu-UPS / muunduri vooluahela kujundamine

Nagu ülalolevates jaotistes arutati, näeb lihtsa veebipõhise UPSi loomine tegelikult üsna lihtne välja.

Me ignoreerime EMI-filtrit lihtsuse huvides ja ka seetõttu, et meie disainis olev inverter on madala sagedusega (50 Hz) rauast südamikuga trafo põhine inverter ja SMPS sisaldaks juba sisseehitatud EMI filtrid vajalike paranduste tegemiseks.

Peamiseks veebipõhiseks UPS-i kujundamiseks vajame järgmisi materjale:

• Valmisvoolu vahelduvvoolu alalisvoolust 14 V 5 Amp SMPS moodul.
• Aku ülelaadimise väljalülitussüsteem koos pidev vool laadija vooluringid.
• Aku tühjenemise väljalülitusahela etapil.
• Aku 12 V / 7Ah
• Ükskõik lihtne inverterahel sellelt veebisaidilt.

Vooluringi skeemid ja etapid

Kavandatud veebipõhise UPS-ahela erinevaid vooluringide etappe saab teada järgmistest üksikasjadest:

1) Aku väljalülitusahelad : Allpool olev vooluring näitab väga olulist aku ülelaadimise katkestatud vooluahelat, mis on ehitatud paari ümber op amp etapid .

Vasakpoolne op amp astmel on konfigureeritud juhtima aku üle laadimist. Operatsioonivõimendi tihvt nr 3 on ühendatud aku positiivsega, et tajuda selle pingetaset. Kui see aku pinge tihvti nr 3 juures ületab vastava tihvti nr 2 zeneri väärtuse, muutub opvõimendi väljundnupp nr 6 kõrgeks.

See aktiveerib relee BC547 draiveri transistor releekontaktide nihutamine N / C-lt N / O-le, mis katkestab aku laadimise, vältides aku ülelaadimist.

Tagasiside hüstereesitakisti vasaku op-võimendi tihvtide nr 6 ja nr 3 kohal paneb relee teatud aja jooksul lukustuma, kuni aku pinge langeb hüstereesi hoidmislävest madalamale, mis põhjustab tihvti nr 3 madalat taset, ja vastavalt läheb tihvt nr 6 madalaks, lülitades relee välja. Relee kontaktid lülituvad nüüd tagasi N / C-le, taastades aku laadimise.

Ülelaadimine Katkestatud vooluahel

Parempoolne op amp kontrollib aku või aku tühjenemise piiri madal akutase olukorda. Niikaua kui selle võimendi tihvti nr 3 pinge jääb üle tihvti nr 2 võrdlustaseme (nagu pin # 3 eelseadistatud), on opvõimendi väljund jätkuvalt kõrge.

See kõrge väljund tihvti nr 6 juures võimaldab lisatud MOSFET-i jääda juhtimisrežiimi, mis võimaldab inverteri sisselülitamist läbi negatiivse joone.

Isegi kui inverteri koormus tühjendab akut, langeb op-amp-tihvti nr 3 tase tihvti nr 2 võrdluspinge alla, põhjustades mikrolüliti tihvti nr 6 madala taseme, mis katkestab MOSFETi ja inverteri .

Praegune kontrollietapp

MOSFET-iga seotud BJT moodustab veebipõhise UPS-i jaoks voolu juhtimisahela, mis võimaldab akut laadida püsiva voolutaseme kaudu.

R2 tuleb arvutada, et määrata aku ja muunduri maksimaalne voolutugevuse tase. Selle võib rakendada järgmise valemi abil:

R2 = 0,7 / maksimaalne vool

2) Inverterahel : UPS-i võrgu muunduri ahel, mis tuleb ühendada ülaltooduga aku kontrolleri vooluring on näidatud allpool.

Oleme valinud IC 555 põhine ahel lihtsuse huvides ja ka piisava väljundvõimsuse tagamiseks.

See inverter jääb võrku seni, kuni laadija vooluahel ja aku on töökorras ning võrgu vahelduvvooluvõrk söödetakse asjakohaselt süsteemi kaudu a Vahelduvvoolu kuni alalisvoolu SMPS-vooluahel nimiväärtusega 14 V, 5 amp või vastavalt süsteemi konkreetsele võimsusreitingule, mis on täielikult kohandatav.

BJT tagasiside muunduri MOSFET-i väravate kaudu tagab, et muunduri väljundpinge ei ületa kunagi ohutut taset ja seda toidetakse kontrollitult.

Sellega jõuame lõpule meie lihtsa veebipõhise UPS-ahela kujundusega, mis tagab pideva katkematu võrgutoite mis tahes vahelduvvoolu koormusele, mis peab toimima ilma katkestusteta, olenemata sisend-vahelduvvoolu olemasolust.