Zasilacz UPS opisany w tym artykule może zapewniać stałą moc wyjściową 50 watów przy napięciu 110 woltów i częstotliwości 60 Hz. Sygnał wyjściowy jest zasadniczo falą sinusoidalną, która zachowuje się dokładnie tak, jak standardowe zasilanie sieciowe AC dla obciążenia.

Zintegrowany zasilacz działa jak ładowarka baterii. Chociaż zasilacz UPS mógłby zostać wdrożony do wielu różnych zastosowań, jest przeznaczony głównie do tego zasilać mały system komputerowy oraz ważne urządzenie peryferyjne, takie jak napęd dysków, aby zapewnić, że awaria zasilania nigdy nie spowoduje usunięcia danych lub przerwania programu, który może być w danej chwili uruchomiony.

Oznacza to, że ten zasilany kwasem ołowiowym 50-watowy obwód UPS nie poradzi sobie z większymi komputerami, które zwykle pracują z ponad 60 watów rzeczywistej mocy.

Jedna ważna cecha tego Obwód UPS polega na tym, że wysyła on „czystą” sinusoidę zasilania prądem przemiennym: a wady, takie jak szum, skoki lub niskie napięcie w sieci prądu przemiennego, nigdy nie będą miały wpływu na działanie komputera (obciążenia).

Stopień przełączania przekaźnika zasilania

Stopień zasilania jest dość charakterystyczny, ponieważ pobiera moc za pomocą pilota Akumulator kwasowo-ołowiowy 12 V lub akumulator SMF a także z linii zasilającej AC, bateria staje się tutaj najważniejszym elementem dla działania UPS.

Jak pokazano na rys. 1 poniżej, gdy przełącznik S1 ŁADOWANIE-WYŁ-DZIAŁANIE jest ustawiony w położeniu ŁADOWANIE lub PRACA, przekaźnik RY2 jest aktywowany, a jego styki zapewniają zasilanie prądem przemiennym uzwojenia pierwotnego transformatorów mocy T1 i T2.

Prąd płynący przez uzwojenia wtórne jest prostowany przez diody D1, D2, D3 i D4.

Dławiki L1 i L2 ograniczają prąd ładowania akumulatora, jak również uniemożliwiają przepływ prądu tętnienia.

Dioda D5 zapewnia 'łom' ochrona przed przeciążeniem jego funkcją jest ochrona wielu wrażliwych elementów poprzez wyzwolenie bezpiecznika F1 w przypadku przypadkowego podłączenia akumulatora z nieprawidłową biegunowością.

Wzmacniacz operacyjny IC1 jest podłączony w postaci odwracającego komparatora napięcia, którego napięcie odniesienia można regulować w zakresie od 11 do 14 woltów za pomocą potencjometru R3.

Gdy napięcie akumulatora spadnie poniżej wartości odniesienia, aktywowany jest sprzęgacz optyczny IC2, który zasila przekaźnik RY1. Prąd przepływający przez styki RY1 rozpoczyna ładowanie akumulatora, gdy obciążenie nie jest zbyt duże.

Z drugiej strony, jeśli UPS pracuje na swoim 100% potencjale lub blisko niego, może być potrzebna zewnętrzna ładowarka akumulatorów, aby zapewnić odpowiednie zasilanie, aby zapobiec rozładowaniu akumulatora.

DO Ładowarka 10 amperów jest wskazane. Biorąc pod uwagę, że większość ładowarek akumulatorów nie ma systemu filtracji, między wyjściem ładowarki a akumulatorem należy umieścić kondensator filtrujący o dużej wartości, aby zminimalizować prąd tętnienia.

Aby zapobiec przeładowanie akumulatora zasilanie z ładowarki należy włączać tylko wtedy, gdy UPS jest obciążony ze 100% wydajnością.

Bezpiecznik F2 musi być mniejszy niż 10 amperów, aby główny bezpiecznik F1 nie uderzał, gdy wyjście 12 V jest nieumyślnie zwarte.

Stopień wzmacniacza tranzystorowego

Jak pokazano na rys. 2 poniżej, wyjście AC zasilacza UPS jest generowane z obwodu wzmacniacza klasy B sprzężonego z transformatorem.

4 zestawy Tranzystory Darlington (Q4-Q8, Q5-Q9, Q6-Q10 i Q7-Q11) działają podobnie jak sieci nadajnika-wtórnika, aby dostarczyć napięcie do uzwojeń pierwotnych transformatorów mocy T5 i T6.

Kondensator C8 eliminuje wszelkie składniki wysokiej częstotliwości, które powstają w wyniku zniekształcenia lub przesterowania zwrotnicy wysokiego napięcia, a ponadto hamuje oscylacje własne wysokich częstotliwości.

Dwa zestawy Darlingtona są zasilane równolegle przez transformator T3, inna para jest popychana równolegle za pomocą T4.

Diody D11, D12, D13 i D14 wytwarzają stałe napięcie bazowe DC, które polaryzuje wyjściowe tranzystory wokół obszaru odcięcia.

Plik Kierowca klasy A. Sieć utworzona przez tranzystory Q2 i Q3 są podobnie w pełni zbudowane z następców emiterów. Zasadniczy wzrost napięcia jest realizowany przez transformatory T3 i T4, które są również typowymi transformatorami mocy skonfigurowanymi w odwrotnej kolejności.

Tranzystor Q1 równolegle steruje tranzystorami Q2 i Q3. Baza Q1 jest bezpośrednio podłączona do wyjścia IC5-d (patrz rys. 3), które ma napięcie 4,5 V DC.

Odwrócenie fazy dla napędu przeciwsobnego stopnia wyjściowego uzyskuje się poprzez odpowiednie okablowanie części wtórnych transformatorów T3 i T4.

Generator fal sinusoidalnych

Jak pokazano na rys. 3 poniżej, plik stopień oscylatora jest konfigurowany za pomocą IC4, który jest 567 ton detektora .

Częstotliwość układu scalonego jest ustawiana przez rezystory R26 i R27 oraz kondensator C14 i jest ustalona z dokładnością do 60 Hz. Wyjście fali prostokątnej IC4 jest przekształcane na falę trójkątną przez IC5-b, która jest dalej przekształcony w falę sinusoidalną przez IC5-c.

Wzmocnienie wzmacniacza operacyjnego IC5-d jest ustawiane przez potencjometr R35, czyli stałe napięcie wyjściowe AC.

Wzmacniacz operacyjny IC5-a przekształca falę sinusoidalną z wyjścia T2 na częstotliwość 60 Hz.

“do czego służy czujnik tlenu? ”

D15 zabezpiecza przed uszkodzeniami, jakie mogą mieć miejsce w przypadku na wzmacniaczu wejście odwracające zdarza się, że staje się ujemne w odniesieniu do masy, dioda jest zwykle spolaryzowana odwrotnie.

Impulsy 60 Hz, które są podłączone do IC4 przez C12 i D16, wyzwalają oscylator w celu zablokowania częstotliwości sieci AC. Pewna kontrola nad dokładnością synchronizacja faz można osiągnąć za pomocą precyzyjnego potencjometru R20.

Po poprawnym dostrojeniu wyjście prądu przemiennego będzie zsynchronizowane w fazie z wejściową linią sieci prądu przemiennego, a ten proces blokowania / odblokowywania podczas awarii zasilania wejściowego i przywracania będzie miękki i korzystny, prawie nie powodując zakłóceń.

Plik generator fali sinusoidalnej jest dostarczany z płynnym, pozbawionym tętnień zasilaniem 9 V przez IC3, regulator 7805 IC, 5 V. Pin 3 regulatora jest utrzymywany na 4 V powyżej linii uziemienia za pomocą dzielnika rezystancyjnego R16 i R17, aby uzyskać precyzyjne 9 woltów na wyjściu.

Obwód miernika

Może to być możliwe monitorować napięcie akumulatora lub napięcie wyjściowe AC przez obwód miernika, jak pokazano na rys. 4 poniżej.

DO mostek prostowniczy składający się z czterech diod prostowniczych zamienia prąd zmienny na prąd stały, natomiast kondensator C19 wygładza do czystego prądu stałego.

Przełącznik DPDT łączy woltomierz 15 V DC z zasilaniem 12 V lub dzielnik napięcia zbudowany z dzielnik rezystancyjny R36 i R37.

Jak przetestować przełączanie zasilania

Może to być ważne przetestować zasilacz przed podłączeniem wzmacniacza. Można to zrobić jeszcze przed zmontowaniem stopnia wzmacniacza.

W tym celu możesz wyregulować ramię suwaka R3 w kierunku końca, który jest połączony z R4.

Nie podłączaj jeszcze przewodu zasilającego do gniazdka elektrycznego. Podłącz 12 V. akumulator kwasowo-ołowiowy do zasilania i ustawić S1 na ŁADOWANIE lub PRACA.

Teraz można było zobaczyć, jak przekaźnik RY2 jest aktywowany, a dioda LED1 świeci. W tym momencie możesz znaleźć około 12 V na pinach 2 i 7 IC1.

Pin 6 powinien pokazywać stan logiczny niski. Następnie podłącz przewód zasilający do gniazdka sieciowego. Lampka LMP1 zaświeci się teraz. Przekaźnik RY1 powinien nadal być wyłączony, a test ok. 14 V na jego normalnie otwartych stykach.

Pin 7 układu IC1 powinien wskazywać około 14 V, a pin 3 około 11 woltów. Pin 6 powinien wskazywać niski stan logiczny.

Przekręć R3 do jego odwrotnego końca, aby uzyskać 14 V na pinie 3 RY1 w tym momencie musi aktywować się przy zgaszonej diodzie LED1.

Napięcie na punktach akumulatora powinno teraz wynosić 13 V. Wyreguluj R3 tuż wokół poziomu, przy którym przekaźnik RY1 wyłącza się.

Etap ładowania musi wyłączaj i włączaj, gdy napięcie akumulatora rośnie i spada . Dokładne ustawienie R3 może nastąpić w miejscu, w którym wyjście ładowarki przełącza się dość szybko i wyłącza się praktycznie w momencie włączenia.

Napięcie akumulatora powinno wynosić około 12,5 V przy braku źródła ładowania. Gdy napięcie akumulatora spada, wyjście ładowarki musi zacząć się wielokrotnie przełączać, chyba że akumulator jest tak strasznie rozładowany, że pełny prąd ładowarki nie jest w stanie przywrócić napięcia do 12,5.

Testowanie generatora fal sinusoidalnych

Testowanie stopień generatora fali sinusoidalnej można wykonać osobno. W przypadku montażu na pokazanej płytce drukowanej bez 9 V regulator IC , możesz użyć baterii 9 V PP3 lub zewnętrznego równoważnego źródła zasilania do procedury testowej.

Rozpocznij od ustawienia ramienia suwaka presetu R20 na stronę podłoża. Używając oscyloskopu, oscyloskop powinien wyświetlać sygnał prostokątny na pinie 5 układu IC4.

Dostarczając częstotliwość fali sinusoidalnej 60 Hz do zakres poziomy , wyreguluj rezystor R27, aby uzyskać częstotliwość 60 Hz, która wygeneruje prostokątny przebieg Lissajous.

Częstotliwość nie musi być precyzyjnie dokładna. Stopniowo zmieniający się wzór przebiegu może być całkiem zadowalający. Mając oscyloskop nastawiony na standardowe przemiatanie 60 Hz, upewnij się, że oscyloskop wskazuje falę trójkątną na wyjściu IC5-b i falę sinusoidalną na wyjściu IC5-c.

Na wyjściu IC5-d musi być również dostępna fala sinusoidalna. A jego amplituda powinna się zmieniać w odpowiedzi na regulację R35. Jeśli którykolwiek z tych testów wydaje się być nieprawidłowy, sprawdź obecność 4,5 V prądu stałego na wszystkich pinach wejściowych i wyjściowych.

Następnie podłącz źródło 12,6 V AC do R21 i wyreguluj R20, aż znajdziesz zakres pokazujący impulsy wyjściowe z IC5-a: Częstotliwość oscylatora musi być zablokowana na częstotliwości linii wejściowej. Teraz ustawić zakres aby wyświetlić krzywą Lissajous jak poprzednio i monitorować wyjście IC5-d.

Musisz zobaczyć owalny wzór, który jest prawie zamknięty. Musisz być w stanie dostroić R20 tak, aby wyświetlacz oscyloskopu był prawie nachyloną linią prostą, pokazując, że sygnał wyjściowy jest w fazie z linią siatki.

“proste wyjaśnienie obwodu nadajnika fm ”

Teraz, jeśli odłączysz wejściowy sygnał AC przez odłączenie przewodu zasilającego, wzór oscyloskopu musi zacząć stopniowo zmieniać się w owalny kształt, który otwiera się i zamyka.

Ponownie ustaw potencjometr R27, aby zmniejszyć powyższą szybkość zmian. Gdy tylko częstotliwość wejściowa AC zostanie ponownie podłączona, wyświetlacz zakresu musi natychmiast powrócić do ukośnego wzoru linii.

Testowanie obwodu miernika

Testowanie i kalibracja obwód licznika można by zrealizować poprzez podłączenie prostownika do sieci prądu przemiennego.

Wciskając S2 w położenie AC, dostrój R37, aby uzyskać odczyt licznika, który może wynosić 1/10 napięcia wejściowego AC mierzonego oddzielnie za pomocą standardowego odczytu miernika.

Jeśli nie pojawi się żaden pomiar, poszukaj około 130 woltów prądu stałego wokół C19, aby upewnić się, że prostownik jest prawidłowo podłączony. W tym przypadku oscyloskop powinien wykazywać duży element tętnienia ze względu na niską wartość uF kondensatora C19.

Testowanie wzmacniacza

Rozpocznij test od zintegrowania stopnia wzmacniacza tranzystora mocy ze źródłem zasilania 12 V i generatorem przebiegu sinusoidalnego na wejściu.

Ustawić środkowe ramię R35 w kierunku końca związanym ze stroną wyjściową IC5-d, która decyduje o ustawieniu zerowego sygnału wyjściowego.

Teraz przesuń S1 do pozycji „OPERATE”. Powinieneś zobaczyć odczyt licznika 12,5 V na emiterach Q2, Q3, Q8, Q9, Q10 i Q11.

Może się również okazać, że te tranzystory stają się nieco cieplejsze, chociaż nie gorące.

Powinieneś być w stanie zobaczyć odczyt licznika około 11 V na podstawach Q4, Q5, Q6 i Q7 oraz około 4 V na emiterze Q1.

Podczas wykonywania poniższych procedur testowych należy zachować ostrożność podczas pracy z wyjściem, ponieważ byłoby to śmiertelne na poziomie 117 V.

Połącz jeden przewód każdego z uzwojeń 120 V transformatora T5 i T6 ze sobą, pozostawiając pozostałe niepodłączone.

Podłącz Woltomierz AC jednym z uzwojeń transformatora i ustawić miernik na zakres większy niż 110 woltów.

Następnie powoli obracaj wstępnie ustawione ramię środkowe R35, aż zobaczysz mierzalne napięcie wyjściowe. Jeśli nie zauważysz, że tak się dzieje, upewnij się, że napęd fazowy do stopni wyjściowych jest odwrócony.

Napięcie przemienne z podstawy Q4 lub Q6 do podstawy Q5 lub Q7 musi być dwukrotnie większe niż odczyt do masy. Jeśli tego nie widzisz, spróbuj zamienić połączenia uzwojenia transformatora T3 lub T4, ale nie obu.

Następnie upewnij się, że uzwojenia 120 V transformatorów T5 i T6 są idealnie w fazie, a tym samym połączone w odpowiedni sposób. Podłączyć woltomierz do przewodów, które nie były podłączone.

Jeśli okaże się, że napięcie jest dwa razy większe niż wcześniejszy odczyt, to z pewnością uzwojenia są połączone szeregowo. Szybko odwróć połączenie jednego z uzwojeń.

Jeśli nie widzisz odczytu napięcia na mierniku, połącz ze sobą pozostałe dwa przewody. Podłącz lampę 15 W na wyjściu i skonfiguruj ustawienie R35, aby uzyskać pełną moc. Lampa musi świecić z optymalną jasnością, a miernik powinien wskazywać około 125 V AC.

Jak korzystać z UPS

Wdrażając proponowany obwód zasilacza UPS o mocy 50 W, należy ustawić S1 na „OPERATE” przed włączeniem obciążenia.

Sprawdź wyjście prądu przemiennego z zasilacza UPS, aby upewnić się, że wytwarza co najmniej 120 woltów. To napięcie 120 V może nieco spaść, gdy tylko wyjście zostanie załadowane.

Jeśli okaże się, że napięcie jest niestabilne, oznaczałoby to, że oscylator nie został zablokowany i zsynchronizowany z linią zasilania sieciowego. Aby to naprawić, po pewnym czasie spróbuj ponownie wyregulować ustawienia wstępne R27 i R20, gdy obwód nieco się rozgrzeje.

Kiedy odpowiednio dostosujesz ustawienia R27 / R20, zauważysz, że oscylator blokuje się z częstotliwością sieci AC podczas każdego okresu włączenia.

Teraz włącz system i ponownie potwierdź warunki napięcia wyjściowego. Napięcie wyjściowe może spaść do 110 woltów gdy pracuje przy nieciągłym obciążeniu, powiedzmy na przykład w napędzie dyskowym lub drukarce, i może to być dopuszczalne.

Czas podtrzymania z zasilacza UPS podczas przerwy w zasilaniu sieciowym będzie zależał od wartości Ah akumulatora. Gdy używany jest akumulator motocyklowy, powinien zapewniać około 15 minut podtrzymania działania.