Yksinkertainen online-UPS-piiri

Tässä viestissä kerrotaan yksinkertaisen online-keskeytymättömän virtalähteen (UPS) valmistamisesta, joka takaa saumattoman vaihtovirtalähteen siirtämisen taajuusmuuttajan verkkovirtaan kuormituksen suhteen, koska hankalia siirtokytkimiä tai -releitä ei ole.

Mikä on online-UPS

Kuten nimestäkin käy ilmi, online-UPS-järjestelmä pysyy jatkuvasti verkossa eikä koskaan mene offline-tilaan edes sekunnin sekunnin ajan, koska UPS-taajuusmuuttajan akun syöttö on jatkuvasti kytkettynä verkkovirrasta riippumatta.

Aikana, jolloin verkkovirta on käytettävissä, se muutetaan ensin tasavirraksi ja vähennetään akun varaustasoksi.

Tämä tasavirta lataa akun ja on myös etusijalla akkuun nähden, jotta taajuusmuuttaja saa samanaikaisesti virtaa, koska sen teho on suurempi kuin akun. Taajuusmuuttaja muuntaa tämän tasavirran takaisin verkkovirraksi kytketyn kuorman virran saamiseksi.

Jos verkkovirta katkeaa, alasajettu AC-tasavirransyöttö katkeaa ja akku, joka on jatkuvasti kytketty linjaan, alkaa syöttää taajuusmuuttajaa saumattomasti katkaisematta kuorman virtaa.

Online-UPS vs. offline-UPS

Tärkein ero online-UPS: n ja offline-UPS: n välillä on, että toisin kuin offline-UPS, online-UPS ei riipu mekaanisesta vaihtoreleet tai siirtokytkimet siirtymiseksi vaihtovirrasta invertteriverkkoon vaihtovirtahäiriön aikana (kuten alla on esitetty).

Toisaalta, Offline-UPS-järjestelmät Kuten alla olevassa lohkokaaviossa on esitetty, luottaa mekaanisiin releisiin UPS: n siirtämisessä invertteritilaan verkkovirran puuttuessa.

Näissä järjestelmissä, kun verkkovirtaa on saatavana, syöttö syötetään suoraan kuormaan relekontaktisarjan kautta, ja akkua pidetään lataustilassa toisen relekontaktisarjan kautta.

Heti kun verkkovirta katkeaa, asiaankuuluvat releen koskettimet deaktivoituvat ja kytkevät akun virtalähteestä lataustila invertteritilaan ja kuormitus verkkovirrasta vaihtovirta-vaihtosuuntaajaan.

Tämä tarkoittaa, että siirtoprosessiin liittyy yleensä pieni viive, vaikkakin millisekunteina, samalla kun se siirtyy verkon pääverkosta invertteripäähän.

Tämä viive, vaikka se onkin pieni, voi olla kriittinen herkkien elektronisten laitteiden, kuten tietokoneita tai mikro-ohjainpohjaiset järjestelmät.

Siksi verkossa UPS-järjestelmä näyttää olevan tehokkaampi kuin offline-UPS nopeuden ja sujuvuuden suhteen vaihdon aikana verkkovirrasta vaihtovirta-vaihtovirtaan kaikentyyppisille laitteille.

Yksinkertaisen online-UPS / invertteripiirin suunnittelu

Kuten edellisissä osioissa keskusteltiin, yksinkertaisen online-UPS: n tekeminen näyttää todella melko helpolta.

EMI-suodatin jätetään huomiotta yksinkertaisuuden vuoksi ja myös siksi, että suunnittelumme muunnin on matalataajuinen (50 Hz) rautasydämen muuntaja taajuusmuuttaja ja SMPS sisältäisi jo sisäänrakennetun EMI-suodattimet tarvittavat korjaukset.

Tarvitsemme seuraavia materiaaleja UPS: n perussuunnitteluun:

• Valmis verkkovirta AC - DC 14 V 5 A: n SMPS-moduuli.
• Akun ylilatauksen katkaisujärjestelmä jatkuva virta laturin piirit.
• Akku purkautumisen katkaisupiirin yli.
• Akku 12 V / 7 Ah
• Minkä tahansa yksinkertainen invertteripiiri tältä verkkosivustolta.

Piirikaaviot ja vaiheet

Ehdotetun online-UPS-piirin eri piirivaiheet voidaan oppia seuraavista yksityiskohdista:

1) Akun katkaisupiirit : Alla oleva piiri osoittaa erittäin tärkeän pariston ylikuormituksen katkaisun piirin, joka on rakennettu parin ympärille op amp vaiheissa .

Vasemmanpuoleinen vahvistin on konfiguroitu ohjaamaan akun ylilatausta. Op-vahvistimen nasta # 3 on kytketty positiiviseen akkuun sen jännitetason havaitsemiseksi. Kun tämä pariston jännite nastassa # 3 ylittää vastaavan nastan # 2 zener-arvon, op-vahvistimen ulostulotapa # 6 kääntyy korkeaksi.

Tämä aktivoi releen BC547-ohjaintransistori aiheuttaa releen koskettimien siirtymisen N / C: stä N / O: een, mikä katkaisee akun lataussyötön, mikä estää akun ylilataamisen.

Palautetta hystereesivastus vasemman op-vahvistimen nastojen # 6 ja nastojen # 3 poikki rele lukittuu tietyn ajan, kunnes akun jännite laskee hystereesin pitokynnyksen alapuolelle, mikä saa nastan # 3 laskemaan, ja vastaavasti tappi # 6 laskee myös matalaksi kytkemällä releen pois päältä. Releen koskettimet siirtyvät nyt takaisin N / C-tilaan palauttamalla akun latauksen.

Ylipurkaus Katkaise virtapiiri

Oikeanpuoleinen op-vahvistin ohjaa akun tai lähes tyhjä akku tilanne. Niin kauan kuin tämän op-vahvistimen nasta # 3 -jännite pysyy nastan 2 vertailutason yläpuolella (kuten nasta # 3 -asetus on määritetty), op-vahvistimen lähtö on edelleen korkea.

Tämä korkea lähtö napalla # 6 mahdollistaa liitetyn MOSFETin pysymisen johtamistilassa, mikä sallii taajuusmuuttajan kytkemisen päälle negatiivisen linjan kautta.

Tasasuuntaisesti, kun invertterikuormitus tyhjentää akun, op-vahvistimen nastan nro 3 taso putoaa nastan 2 vertailujännitteen alle, jolloin IC: n nasta # 6 laskee, mikä katkaisee MOSFETin ja invertterin .

Nykyinen ohjausvaihe

MOSFETiin liittyvä BJT muodostaa online-UPS: n virranohjauspiirin, joka sallii akun lataamisen vakiovirralla.

R2 on laskettava akun ja invertterin maksimivirran ohjaustason asettamiseksi. Se voidaan toteuttaa seuraavalla kaavalla:

R2 = 0,7 / suurin virta

2) Invertteripiiri : Online-UPS-järjestelmän taajuusmuuttajapiiri, joka on kytkettävä yllä olevaan akun ohjainpiiri näkyy alla.

Olemme valinneet IC 555 -pohjainen piiri yksinkertaisuuden vuoksi ja myös riittävän tehoalueen varmistamiseksi.

Tämä invertteri pysyy verkossa niin kauan kuin laturipiiri ja akku ovat toimintakykyisiä ja verkkovirta verkkovirtaan syötetään järjestelmään asianmukaisesti a: n kautta AC - DC SMPS -piiri nimellisjännitteellä 14 V, 5 ampeeria , tai järjestelmän tietyn teholuokituksen mukaan, joka on täysin muokattavissa.

BJT-takaisinkytkentä taajuusmuuttajan MOSFET-porttien yli varmistaa, että taajuusmuuttajan lähtöjännite ei koskaan ylitä turvallista tasoa ja syötetään hallitusti.

Tämä päättää yksinkertaisen online-UPS-piirisuunnittelumme, joka takaa jatkuvan keskeytymättömän online-virran mille tahansa vaihtovirtakuormalle, jonka on toimittava keskeytyksettä tulon AC-saatavuudesta riippumatta.