תחת פוסט זה אנו בוחנים 4 עיצובים פשוטים של 220 וולט אספקת חשמל ללא הפסקה (UPS) באמצעות סוללת 12 וולט, שאותם ניתן להבין ולבנות על ידי כל חובב חדש. ניתן להשתמש במעגלים אלה להפעלת מכשיר או עומס שנבחרו כראוי, בואו נחקור את המעגלים.

תכנון מס '1: UPS פשוט באמצעות IC יחיד

רעיון פשוט המוצג כאן ניתן לבנות בבית שימוש ברוב הרכיבים הרגילים להפקת תפוקות סבירות. זה עשוי לשמש להפעלת לא רק מכשירי החשמל הרגילים אלא גם גאדג'טים מתוחכמים כמו מחשבים. מעגל המהפך שלו משתמש בתכנון גלי סינוס שונה.

ספק כוח ללא הפרעה עם תכונות משוכללות לא יכול להידרש באופן קריטי להפעלת אפילו הגאדג'טים המתוחכמים. תכנון נפגע של מערכת UPS המוצג כאן עשוי בהחלט להספיק את הצרכים. הוא כולל גם מטען סוללות חכם אוניברסלי מובנה.

ההבדל בין UPS לבין מהפך

מה ההבדל בין ספק כוח ללא הפרעה (UPS) ומהפך? ובכן, באופן כללי שניהם נועדו לבצע את הפונקציה הבסיסית של המרת מתח הסוללה לזרם זרם, אשר עשוי לשמש להפעלת הגאדג'טים החשמליים השונים בהעדר כוח הזרם המקומי שלנו.

עם זאת, ברוב המקרים מהפך לא יכול להיות מצויד פונקציות מעבר אוטומטיות רבות ואמצעי בטיחות הקשורים בדרך כלל ל- UPS.

יתר על כן, ממירים לרוב אינם נושאים מטען סוללות מובנה ואילו לכל מכשירי ה- UPS יש מטען סוללות אוטומטי מובנה כדי לאפשר טעינה מיידית של הסוללה הרלוונטית כאשר זרם החשמל קיים ולהחזיר את כוח סוללה במצב מהפך ברגע שעוצמת הקלט נכשלת.

כמו כן UPSs כולם נועדו לייצר זרם חילופין בעל צורת גל סינוס או לפחות גל ריבועי שונה הדומה למקבילו לגל סינוס. זה אולי הופך לתכונה החשובה ביותר עם UPS.

עם כל כך הרבה תכונות ביד, אין ספק שהמכשירים המדהימים האלה צריכים להיות יקרים ולכן רבים מאיתנו בקטגוריית המעמד הבינוני לא מסוגלים לשים עליהם את היד.

ניסיתי להכין עיצוב UPS אם כי לא ניתן להשוות עם המקצועיים אך לאחר שנבנו, בהחלט יוכל להחליף תקלות ברשת באופן מהימן למדי, וכיוון שהפלט הוא גל מרובע שונה, הוא מתאים להפעלת כל הגאדג'טים האלקטרוניים המתוחכמים, אפילו המחשבים.

כל העיצובים כאן הם במצב לא מקוון, מומלץ גם לנסות זאת מעגל UPS מקוון פשוט

הבנת עיצוב המעגלים

האיור לצד מראה עיצוב מהפך מרובע פשוט שונה, שניתן להבין אותו בקלות, אך כולל תכונות מכריעות.

ל- IC SN74LVC1G132 יש שער NAND יחיד (שמיט טריגר) עטוף באריזה קטנה. זה בעצם מהווה את לב שלב התנודות ודורש רק קבלים בודדים ונגד לתנודות הנדרשות. הערך של שני המרכיבים הפסיביים הללו קובע את תדירות המתנד. כאן זה מימד לסביבות 250 הרץ.

התדר הנ'ל מוחל על השלב הבא המורכב ממונה / מחלק יחיד של עשור של ג'ונסון IC 4017. ה- IC מוגדר כך שהפלטים שלו מייצרים וחוזרים על קבוצה של חמש יציאות לוגיות עוקבות. מכיוון שהקלט הוא גל מרובע, הפלטים נוצרים גם כגלים מרובעים.

רשימת חלקים עבור מהפך UPS

R1 = 20K
R2, R3 = 1K
R4, R5 = 220 אוהם
C1 = 0.095Uf
C2, C3, C4 = 10UF / 25V
T0 = BC557B
T1, T2 = 8050
T3, T4 = BDY29
IC1 = SN74LVC1G132 או שער יחיד מ- IC4093
IC2 = 4017
IC3 = 7805
שנאי = 12-0-12 וולט / 10 אמפר / 230 וולט

מדור מטען סוללות

המוליכים הבסיסיים של שתי קבוצות של טרלינג טרנזיסטורים בעלי כוח רווח גבוה מזווג דרלינגטון מוגדרים ל- IC כך שהוא יקבל ויוביל ליציאות החלופיות.

הטרנזיסטורים מתנהלים (במקביל) כתגובה למיתוג אלה ופוטנציאל מתחלף זרם גבוה מתאים נמשך דרך שני חצאי פיתולי השנאי המחוברים.

מכיוון שמתחי הבסיס לטרנזיסטורים מה- IC מדלגים לסירוגין, הדחף המרובע המתקבל מה- שַׁנַאי נושא רק מחצית מהערך הממוצע בהשוואה לשאר הממירים הרגילים. ערך ממוצע RMS ממדי זה של הגלים המרובעים שנוצרו דומה מאוד לערך הממוצע של זרם החשמל הזמין בדרך כלל בשקעי החשמל הביתיים שלנו וכך הופך להיות מתאים ונוח ביותר לגאדג'טים האלקטרוניים המתוחכמים ביותר.

עיצוב אספקת החשמל ללא הפרעה הנוכחי הוא אוטומטי לחלוטין ויהיה רצון חזור למצב המהפך ברגע שעוצמת הקלט נכשלת. זה נעשה באמצעות כמה ממסרים RL1 ו- RL2 ל- RL2 יש סט כפול של אנשי קשר להיפוך שני קווי הפלט.

כפי שהוסבר לעיל UPS צריך לשלב גם מטען סוללות חכם אוניברסלי מובנה שגם עליו להיות נשלט על מתח וזרם.

הנתון הבא שהוא חלק בלתי נפרד מהמערכת מראה מעט חכם מטען סוללות אוטומטי מעגל חשמלי. המעגל אינו רק מבוקר מתח אלא כולל גם תצורת הגנה מפני זרם יתר.

טרנזיסטור T1 ו- T2 מהווים בעצם חיישן מתח מדויק ולעולם אינו מאפשר למגבלת העליונה של מתח הטעינה לחרוג מהמגבלה שנקבעה. מגבלה זו קבועה על ידי הגדרת P1 מוגדרת מראש כראוי.

טרנזיסטור T3 ו- T4 ביחד שומרים על 'עין' על צריכת הזרם העולה על ידי הסוללה ולעולם אינם מאפשרים לו להגיע לרמות העשויות להיחשב מסוכנות לחיי הסוללה. במקרה שהזרם מתחיל לנסוע מעבר לרמה שנקבעה, המתח על פני R6 עובר - 0.6 וולט, מספיק כדי להפעיל את T3, שבתורו חונק את מתח הבסיס של T4, ובכך מגביל כל עלייה נוספת בזרם הנמשך. ניתן למצוא את הערך של R6 באמצעות הנוסחה:

“החלפת שולחן אמת עם כפכפים ”

R = 0.6 / I, כאשר אני הוא התעריף הנוכחי.

טרנזיסטור T5 מבצע את הפונקציה של צג מתח ומעביר (מנטרל) את הממסרים לפעולה, ברגע שזרם החשמל נכשל.

רשימת חלקים למטען

R1, R2, R3, R4, R7 = 1K
P1 = 4K7 PRESET, LINEAR
R6 = ראה טקסט
T1, T2, = BC547
T3 = 8550
T4 = TIP32C
T5 = 8050
RL1 = 12V / 400 אוהם, SPDT
RL2 = 12V / 400 OHM, SPDT, D1 — D4 = 1N5408
D5, D6 = 1N4007
TR1 = 0-12V, זרם 1/10 מהסוללה אה
C1 = 2200UF / 25V
C2 = 1uF / 25V

עיצוב מס '2: UPS שנאי יחיד לטעינת מהפך וסוללה

המאמר הבא מפרט מעגל UPS מבוסס טרנזיסטור פשוט עם מעגל סוללות מובנה, שיכול לשמש לקבלת תפוקת חשמל ללא הפרעה בזול, בבתים ובמשרד, בחנויות וכו 'ניתן לשדרג את המעגל לכל רמת הספק גבוהה יותר רצויה. הרעיון פותח על ידי מר סייד קסאידי.

היתרון העיקרי של מעגל זה הוא שהוא משתמש ב- שנאי יחיד לטעינת הסוללה וכן להפעלת המהפך . כלומר אינך צריך לשלב שנאי נפרד לטעינת הסוללה במעגל זה

הנתונים הבאים נמסרו על ידי מר סייד באמצעות דוא'ל:

ראיתי שאנשים מתחנכים לפי ההודעה שלך. אז אני חושב שכדאי שתסבירו אנשים על הסכימה הזו.

במעגל זה יש מוטיברטור מדהים המבוסס על טרנזיסטורים כמוך. הקבלים c1 ו- c2 הם 0.47 לקבלת תדר פלט כ- 51.xx הרץ כפי שנמדדתי אך הוא אינו קבוע בכל המקרים.

ל- MOSFET יש דיודת הספק גבוהה הפוכה המשמשת להטענת הסוללה אין צורך להוסיף דיודה מיוחדת למעגל. הראיתי את עיקרון המיתוג עם ממסרים בתרשים. יש להשתמש ב- RL3 עם מעגל כיבוי.

המעגל הזה פשוט מאוד ובדקתי אותו כבר. אני הולך לבדוק עיצוב אחר שלי ישתף אתכם ברגע שנעשה הבדיקה. הוא שולט על מתח המוצא ומייצב את זה באמצעות PWM. גם בתכנון זה אני משתמש בשנאי 140 וולט המתפתל לטעינה וב- BTA16 לבקרת אמפר הטעינה. מאפשר לקוות לטוב.

אתה עושה הכי טוב. לעולם אל תפסיק, שיהיה לך יום נפלא.

תכנון מס '3: מעגל UPS מבוסס IC 555

התכנון השלישי שמוסבר להלן הוא מעגל UPS פשוט המשתמש ב- PWM, ו- therfeore הופך להיות בטוח לחלוטין להפעלת ציוד אלקטרוני מתוחכם כמו מחשבים, מערכת מוסיקה וכו '. היחידה כולה תעלה לכם בסביבות 3 $. מטען מובנה כלול גם בתכנון לשמירה על הסוללה תמיד במצב מלא ומצבו במצב המתנה. בואו נלמד את כל הקונספט והמעגל.

תפיסת המעגל היא בסיסית למדי, הכל על הפיכת מכשירי הפלט למתג בהתאם לפולסי ה- PWM המיושמים היטב, אשר בתורם ממתג את השנאי ליצור מתח זרם זרם זרם שווה ערך עם פרמטרים זהים לצורת גל סינוס AC רגילה.

מבצע מעגל:

ניתן להבין את תרשים המעגל בעזרת הנקודות הבאות:

מעגל ה- PWM משתמש ב- IC 555 הפופולרי ביותר לדור הנדרש של פעימות ה- PWM.

ניתן להגדיר את הגדרות המוקדמות P1 ו- P2 במדויק כנדרש להזנת התקני הפלט.

“מהי גישה ישירה לזיכרון dma ”

התקני הפלט יגיבו בדיוק לפולסי ה- PWM שהופעלו ממעגל 555, ולכן אופטימיזציה מדוקדקת של ההגדרות הקבועות מראש אמורה לגרום כמעט ליחס PWM אידיאלי שיכול להיחשב שווה ערך לצורת גל AC רגילה.

עם זאת מכיוון שפולסי ה- PWM הנדונים לעיל מוחלים על בסיסי הטרנזיסטורים הממוקמים להחלפת שני תאים נפרדים, פירושם בלגן מוחלט, מכיוון שלעולם לא נרצה להחליף את שני פיתולי השנאי יחד.

שימוש בשערים לא להפעלת מיתוג 50 הרץ

לכן הוצג שלב נוסף המורכב משערים לא מעטים מה- IC 4049, מה שמבטיח שהמכשירים יתנהלו או יתחלפו לסירוגין ולעולם לא כל פעם.

המתנד המיוצר מ- N1 ו- N2 מבצע פעימות גל מרובעות מושלמות, שהן רחוקות יותר שנאגר על ידי N3 --- N6 . גם הדיודות D3 ו- D4 ממלאות תפקיד חשוב בכך שהמכשירים מגיבים רק לדופקים השליליים משערי ה- NOT.

פעימות אלה מכבות את המכשירים לסירוגין, ומאפשרות לערוץ אחד בלבד להתנהל ברגע מסוים.

ההגדרה הקבועה מראש המשויכת ל- N1 ו- N2 משמשת לקביעת תדר AC הפלט של ה- UPS. עבור 220 וולט, זה חייב להיות מוגדר על 50 הרץ ועל 120 וולט, זה חייב להיות כוון על 60 הרץ.

רשימת חלקים ל- UPS

R1, R2, R3 R4, R5 = 1K,
P1, P2 = לפי הנוסחה,
P3 = 100K קבוע מראש
D1, D2 = 1N4148,
D3, D4 = 1N4007,
D5, D6 = 1N5402,
D7, D8 = דיודת זנר 3v
C1 = 1uF / 25V
C2 = 10n,
C3 = 2200uF / 25V
T1, T2 = TIP31C,
T3, T4 = BDY29
IC1 = 555,
N1 ... N6 = IC 4049, אנא עיין בגליון הנתונים עבור מספרי סיכות.
שנאי = 12-0-12V, 15 אמפר

מעגל מטען הסוללות:

אם מדובר ב- UPS, הכללה של מעגל מטען סוללות הופכת להיות הכרחית.

בהקפדה על העלות הנמוכה והפשטות של העיצוב, עיצוב מטען סוללות פשוט מאוד אך מדויק למדי שולב במעגל אספקת החשמל ללא הפרעה זה.

כשמסתכלים על הדמות נוכל לחזות בפשטות עד כמה התצורה קלה.

אתה יכול לקבל את כל ההסבר בזה מעגל מטען סוללות מאמר שני הממסרים RL1 ו- RL2 ממוקמים כדי להפוך את המעגל לאוטומטי לחלוטין. כאשר כוח החשמל זמין, הממסרים מפעילים אנרגיה ומחליפים את זרם החשמל ישירות לעומס דרך מגעי N / O. בינתיים, הסוללה נטענת גם דרך מעגל המטען. ברגע שכוח החשמל נכשל, הממסרים חוזרים ומנתקים את קו החשמל ומחליפים אותו בשנאי המהפך, כך שכעת המהפך לוקח על עצמו את אספקת מתח החשמל לעומס. , תוך אלפיות השנייה.

ממסר RL4 נוסף מוצג כדי להעיף את המגעים שלו במהלך הפסקת חשמל, כך שהסוללה שנשמרה במצב הטעינה מועברת למצב המהפך לדור הנדרש של כוח הגיבוי.

רשימת חלקים למטען

R1 = 1K,
P1 = 10K
T1 = BC547B,
C1 = 100uF / 25V
D1 --- D4 = 1N5402
D5, 6, 7 = 1N4007,
כל הממסרים = 12 וולט, 400 אוהם, SPDT

שנאי = 0-12 וולט, 3 אמפר

עיצוב מס '4: עיצוב UPS 1kva

התכנון האחרון אך ללא ספק החזק ביותר דן במעגל UPS של 1000 וואט המופעל עם כניסת +/- 220 וולט, תוך שימוש ב -40 ננו של סוללות 12V / 4 AH בסדרה. פעולת המתח הגבוה הופכת את המערכת למורכבת יחסית וחסרת שנאים. הרעיון התבקש על ידי דלי.

מפרט טכני

אני מעריץ שלך ובניתי פרויקטים רבים לשימוש עצמי בהצלחה והיה לי הרבה הנאה. אלוהים יברך אותך. כעת אני מתכוון לבנות UPS של 1000 וואט עם קונספט אחר (מהפך עם כניסת מתח גבוהה).

אני אשתמש בבנק סוללות של 18 עד 20 סוללות אטומות בסדרה כל אחת 12 וולט / 7 אה כדי לתת אחסון של 220+ וולט כקלט למהפך ללא שנאי.

האם אתה יכול להציע מעגל פשוט ביותר אפשרי למושג זה, אשר צריך לכלול מטען סוללות + הגנה ומיתוג אוטומטי על ידי תקלה ברשת. בהמשך אשלב גם קלט כוח סולארי.

העיצוב

ניתן לבנות את מעגל ה- UPS המוצע 1000 וואט באמצעות שני המעגלים הבאים כאשר הראשון הוא קטע המהפך עם ממסרי ההחלפה האוטומטיים הנדרשים. העיצוב השני מספק את שלב מטען הסוללות האוטומטי.

המעגל הראשון המתאר את מהפך 1000 וואט מורכב משלושה שלבים בסיסיים.

T1, T2 יחד עם הרכיבים המשויכים יוצרים את שלב מגבר ההפרש הקלט המגביר את אותות ה- PWM הקלטים מחולל PWM שיכול להיות מחולל סינוס.

R5 הופך למקור הנוכחי למתן זרם אופטימלי לשלב ההפרש ולשלב הנהג הבא.

החלק לאחר שלב ההפרש הוא שלב הנהג אשר מעלה למעשה את ה- PWM המוגבר משלב הדיפרנציאל לרמות מספיקות להפעלת שלב מוסף הכוח שלאחר מכן.

המוספטים מיושרים במשיכת דחיפה על שני בנקי הסוללה 220V ולכן מעבירים את המתח על מסופי הניקוז / מקור שלהם כדי לייצר את תפוקת AC 220V הנדרשת מבלי לשלב שנאי.

התפוקה הנ'ל מסתיימת בעומס באמצעות שלב החלפת ממסר המורכב מממסר DPDT 10 וולט 10 אמפר, אשר קלט ההפעלה שלו נגזר מרשת החשמל באמצעות מתאם 12 וולט AC / DC. מתח הפעלה זה מוחל על סלילי כל ממסרי ה -12 וולט המשמשים במעגל עבור פעולות המעבר להמרת מהפך.

רשימת חלקים למעגל ה- UPS של מעל 1000 וואט

כל הנגד CFR 2 וואט מדורג, אלא אם כן צוין.

“מהו מד אוהם ”

R1, R3, R10, R11, R8 = 4k7
R2, R4, R5 = 68k
R6, R7 = 4k7
R9 = 10k
R13, R14 = 0.22 אוהם 2 וואט
R12, R15 = 1K, 5 וואט
C1 = 470pF
C2 = 47uF / 100V
C3 = 0.1uF / 100V
C4, C5 = 100pF
D1, D2 = 1N4148
T1, T2 = BC556
T5, T6 = MJE350
T3, T4 = MJE340
Q1 = IRF840
Q2 = FQP3P50

ממסר = DPDT, אנשי קשר 12V / 10amp, סליל 400 אוהם

מעגל מטען סוללות להטענת בנקי הסוללה 220 וולט DC.

אם כי באופן אידיאלי יש לטעון את סוללות ה- 12V המעורבות בנפרד באמצעות אספקת 14V, תוך שמירה על פשטות בחשבון מטען 220V אוניברסלי יחיד נמצא לבסוף רצוי וקל יותר לבנייה.

כפי שמוצג בתרשים שלהלן, מכיוון שמתח הטעינה הנדרש נמצא בסביבות 260 וולט, ניתן לראות את פלט 220 וולט החשמלי המשמש ישירות למטרה זו.

עם זאת, יישום החשמל ישירות עלול להיות מסוכן עבור הסוללות בגלל כמות הזרם העצומה הכרוכה בו, פתרון פשוט באמצעות נורה מסדרת 200 וואט כלול בתכנון.

קלט הרשת מוחל באמצעות דיודה אחת 1N4007 ודרך נורת ליבון 200 וואט העוברת דרך אנשי קשר ממסר מיתוג.

בתחילה המתח המתוקן מחצי הגל אינו מסוגל להגיע לסוללות בגלל שהממסר נמצא במצב כבוי.

בלחיצה על ה- PB1, אספקה מותרת לרגע להגיע לסוללות.

זה מצביע על רמת מתח המתאימה שייווצר על פני נורת 200 וואט והיא מורגשת על ידי נורית הנורה.

האופטו מגיב באופן מיידי ומפעיל את הממסר המלווה המפעיל ונעוץ באופן מיידי ומתחזק אותו גם לאחר שחרור PB1.

ניתן היה לראות את נורת 200 וואט זוהרת מעט שעוצמתה תלויה במצב טעון בנק הסוללה.

כאשר הסוללות מתחילות להיטען, המתח על פני נורת 200 וואט מתחיל לרדת עד לכיבוי הממסר ברגע שמגיעים לרמת הטעינה המלאה של הסוללה. זה יכול להיות מותאם על ידי הגדרת קביעת 4k7 מראש.