4 가지 간단한 무정전 전원 공급 장치 (UPS) 회로 살펴보기

문제를 제거하기 위해 도구를 사용해보십시오





이 게시물에서는 12V 배터리를 사용하는 4 가지 간단한 220V 주 전원 무정전 전원 공급 장치 (UPS) 설계를 조사합니다. 이는 새로운 애호가가 이해하고 구성 할 수 있습니다. 이러한 회로는 적절하게 선택된 기기 또는 부하를 작동하는 데 사용할 수 있습니다. 회로를 살펴 보겠습니다.

디자인 # 1 : 단일 IC를 사용하는 간단한 UPS

여기에 제시된 간단한 아이디어 집에서 지을 수 있습니다 가장 일반적인 구성 요소를 사용하여 합리적인 출력을 생성합니다. 일반 전기 제품뿐만 아니라 컴퓨터와 같은 정교한 장치에도 전원을 공급하는 데 사용될 수 있습니다. 인버터 회로는 수정 된 사인파 설계를 사용합니다.



정교한 기능을 갖춘 무정전 전원 공급 장치는 정교한 장치의 작동에도 중요하지 않을 수 있습니다. 여기에 제시된 UPS 시스템의 타협 된 설계로도 충분할 수 있습니다. 내장형 범용 스마트 배터리 충전기도 포함되어 있습니다.

UPS와 인버터의 차이점

의 차이점은 무엇입니까 무정전 전원 공급 장치 (UPS) 그리고 인버터? 일반적으로 두 가지 모두 배터리 전압을 AC로 변환하는 기본 기능을 수행하기위한 것입니다. 이는 가정용 AC 전원이 없을 때 다양한 전기 장치를 작동하는 데 사용할 수 있습니다.



그러나 대부분의 경우 인버터에는 많은 자동 전환 기능 일반적으로 UPS와 관련된 안전 조치.

또한 인버터에는 대부분 배터리 충전기가 내장되어 있지 않지만 모든 UPS에는 자동 배터리 충전기가 내장되어있어 주 AC가있을 때 관련 배터리를 즉시 충전하고 인버터 모드의 배터리 전력 순간 입력 전원이 실패합니다.

또한 UPS는 모두 사인파를 가진 AC 또는 적어도 사인파와 매우 유사한 수정 된 구형파를 생성하도록 설계되었습니다. 이것은 아마도 UPS에서 가장 중요한 기능이 될 것입니다.

많은 기능을 가지고있는이 놀라운 장치는 비싸야한다는 데 의심의 여지가 없습니다. 따라서 중산층 범주의 우리 중 많은 사람들이 손을 댈 수 없습니다.

나는 만들려고 노력했다 UPS 설계 전문 제품과 비교할 수 없지만 일단 구축되면 확실히 전원 장애를 상당히 안정적으로 교체 할 수 있으며 출력이 수정 된 구형파이기 때문에 컴퓨터를 비롯한 모든 정교한 전자 장치를 작동하는 데 적합합니다.


여기에있는 모든 디자인은 오프라인 유형입니다. 이것을 시도해 볼 수도 있습니다. 간단한 온라인 UPS 회로


회로 설계 이해

옆의 그림은 쉽게 이해할 수 있지만 중요한 기능을 포함하는 간단한 수정 된 사각형 인버터 설계를 보여줍니다.

IC SN74LVC1G132에는 단일 NAND 게이트 (Schmitt 트리거) 작은 패키지에 캡슐화되어 있습니다. 기본적으로 발진기 단계의 핵심을 형성하며 필요한 발진을 위해 단일 커패시터와 저항 만 필요합니다. 이 두 수동 구성 요소의 값은 오실레이터의 주파수를 결정합니다. 여기에서 크기는 약 250Hz입니다.

위의 주파수는 단일 Johnson의 디케 이드 카운터 / 분배기 IC 4017로 구성된 다음 단계에 적용됩니다. IC는 출력이 5 개의 순차적 논리 고출력 세트를 생성하고 반복하도록 구성됩니다. 입력이 구형파이므로 출력도 구형파로 생성됩니다.

UPS 인버터의 부품 목록

R1 = 20K
R2, R3 = 1K
R4, R5 = 220 옴
C1 = 0.095Uf
C2, C3, C4 = 10UF / 25V
T0 = ​​BC557B
T1, T2 = 8050
T3, T4 = BDY29
IC1 = SN74LVC1G132 또는 IC4093의 단일 게이트
IC2 = 4017
IC3 = 7805
변압기 = 12-0-12V / 10AMP / 230V

배터리 충전기 섹션

두 세트의 Darlington 쌍 고 이득 고전력 트랜지스터의 기본 리드는 IC에 구성되어 대체 출력을 수신하고 전도합니다.

트랜지스터는 이러한 스위칭에 응답하여 (병렬로) 전도되고 해당 고전류 교류 전위가 연결된 변압기 권선의 두 반쪽을 통해 당겨집니다.

IC에서 트랜지스터에 대한 기본 전압이 교대로 건너 뛰기 때문에 결과적으로 발생하는 제곱 임펄스는 변신 로봇 다른 일반 인버터에 비해 평균 값의 절반 만 전달합니다. 생성 된 구형파의이 차원 RMS 평균값은 일반적으로 가정용 전원 소켓에서 사용할 수있는 전원 AC의 평균값과 매우 유사하므로 가장 정교한 전자 장치에 적합하고 유리하게됩니다.

현재 무정전 전원 공급 장치 설계는 완전 자동이며 인버터 모드로 복귀 순간 입력 전원이 실패합니다. 이는 두 개의 릴레이 RL1 및 RL2를 통해 수행됩니다. RL2에는 두 출력 라인을 반전시키기위한 이중 접점 세트가 있습니다.

위에서 설명한대로 UPS는 전압 및 전류도 제어해야하는 내장형 범용 스마트 배터리 충전기를 통합해야합니다.

시스템의 필수 부분 인 다음 그림은 똑똑한 것을 보여줍니다. 자동 배터리 충전기 회로. 회로는 전압으로 제어 될뿐만 아니라 과전류 보호 구성도 포함합니다.

트랜지스터 T1 및 T2는 기본적으로 정확한 전압 센서를 형성하며 충전 전압 상한이 설정된 한계를 초과하지 않도록합니다. 이 제한은 사전 설정 P1을 적절하게 설정하여 고정됩니다.

트랜지스터 T3와 T4는 함께 배터리에 의한 증가하는 전류 유입에 대해“시선”을 유지하고 배터리 수명에 위험하다고 간주 될 수있는 수준에 도달하지 못하도록합니다. 전류가 설정된 레벨 이상으로 드리프트하기 시작하는 경우 R6 양단의 전압은 – 0.6V를 넘어서 T3을 트리거하기에 충분하며 T4의 기본 전압을 초크하여 인출 된 전류의 추가 상승을 제한합니다. R6의 값은 다음 공식을 사용하여 찾을 수 있습니다.

R = 0.6 / I, 여기서 I는 충전 전류 속도입니다.

트랜지스터 T5는 전압 모니터의 기능을 수행하고 주 AC가 고장 나는 순간 릴레이를 작동으로 전환 (비활성화)합니다.

충전기 부품 목록

R1, R2, R3, R4, R7 = 1K
P1 = 4K7 사전 설정, 선형
R6 = 텍스트보기
T1, T2, = BC547
T3 = 8550
T4 = TIP32C
T5 = 8050
RL1 = 12V / 400 옴, SPDT
RL2 = 12V / 400 OHM, SPDT, D1 ~ D4 = 1N5408
D5, D6 = 1N4007
TR1 = 0-12V, 배터리 AH의 현재 1/10
C1 = 2200UF / 25V
C2 = 1uF / 25V

설계 # 2 : 인버터 및 배터리 충전을위한 단일 변압기 UPS

다음 기사에서는 배터리 충전기 회로가 내장 된 간단한 트랜지스터 기반 UPS 회로에 대해 자세히 설명합니다. 무정전 전원 출력 저렴하게, 가정과 사무실, 상점 등에서 회로를 원하는 더 높은 와트 수준으로 업그레이드 할 수 있습니다. 이 아이디어는 Syed Xaidi 씨가 개발했습니다.

이 회로의 가장 큰 장점은 배터리 충전 및 인버터 작동을위한 단일 변압기 . 이 회로에서 배터리를 충전하기 위해 별도의 변압기를 통합 할 필요가 없음을 의미합니다.

다음 데이터는 Mr. Syed가 이메일을 통해 제공했습니다.

나는 사람들이 당신의 게시물을 통해 교육을 받고 있음을 보았습니다. 그래서이 도식에 대해 사람들에게 설명해야한다고 생각합니다.

이 회로에는 트랜지스터를 기반으로 한 안정된 mutivibrator가 있습니다. 커패시터 c1과 c2는 내가 측정했을 때 약 51.xx Hz의 출력 주파수를 얻기위한 0.47이지만 모든 경우에 일정하지는 않습니다.

MOSFET에는 배터리를 충전하는 데 사용되는 역 고전력 다이오드가 있으므로 회로에 특수 다이오드를 추가 할 필요가 없습니다. 회로도에서 릴레이를 사용한 스위칭 원리를 보여주었습니다. RL3은 차단 회로와 함께 사용해야합니다.

이 회로는 매우 간단하며 이미 테스트했습니다. 테스트가 완료되는 즉시 공유 할 다른 디자인을 테스트하겠습니다. 출력 전압을 제어하고 PWM을 사용하여 안정화합니다. 또한 그 디자인에서는 충전을 위해 변압기 140v 권선을 사용하고 충전 암페어를 제어하기 위해 BTA16을 사용하고 있습니다. 선을 희망합시다.

당신은 최선을 다하고 있습니다. 멈추지 말고 멋진 하루 보내십시오.

설계 # 3 : IC 555 기반 UPS 회로

아래에 설명 된 세 번째 설계는 PWM을 사용하는 간단한 UPS 회로로, 컴퓨터, 음악 시스템 등과 같은 정교한 전자 장비를 작동하기에 완벽하게 안전합니다. 전체 장치 비용은 약 $ 3입니다. 배터리를 항상 충전 상태와 대기 모드로 유지하기 위해 내장 충전기도 설계에 포함되어 있습니다. 전체 개념과 회로를 공부합시다.

회로 개념은 매우 기본적이며, 적용된 잘 최적화 된 PWM 펄스에 따라 출력 장치가 전환되도록하는 것입니다. 그러면 표준 AC 사인 파형과 동일한 매개 변수를 갖는 등가 유도 AC 주 전압을 생성하도록 변압기가 전환됩니다.

회로 작동 :

회로도는 다음 사항을 통해 이해할 수 있습니다.

PWM 회로는 필요한 PWM 펄스 생성을 위해 널리 사용되는 IC 555를 사용합니다.

사전 설정 P1 및 P2는 출력 장치에 공급하는 데 필요한대로 정확하게 설정할 수 있습니다.

출력 장치는 555 회로에서 적용된 PWM 펄스에 정확히 응답하므로 사전 설정을 신중하게 최적화하면 표준 AC 파형과 상당히 동등한 것으로 간주 될 수있는 거의 이상적인 PWM 비율이 생성됩니다.

그러나 위에서 논의한 pWM 펄스가 두 개의 개별 채널을 전환하기 위해 배치 된 두 트랜지스터의베이스에 적용되기 때문에 변압기의 두 권선을 함께 전환하고 싶지 않기 때문에 전체적인 혼란을 의미합니다.

50Hz 스위칭 유도를 위해 NOT 게이트 사용

따라서 IC 4049의 몇 개의 NOT 게이트로 구성된 또 다른 단계가 도입되어 장치가 번갈아 전도하거나 전환 할 수 있으며 한 번에 모두 전환되지 않습니다.

N1과 N2로 만든 오실레이터는 완벽한 구형파 펄스를 실행합니다. N3 --- N6에 의해 버퍼링 됨 . 다이오드 D3 및 D4는 장치가 NOT 게이트의 네거티브 펄스에만 응답하도록함으로써 중요한 역할을합니다.

이러한 펄스는 장치를 교대로 끄고 특정 순간에 하나의 채널 만 전도 할 수 있도록합니다.

N1 및 N2와 관련된 사전 설정은 UPS의 출력 AC 주파수를 설정하는 데 사용됩니다. 220V의 경우 50Hz로 설정하고 120V의 경우 60Hz로 설정해야합니다.

UPS 용 부품 목록

R1, R2, R3 R4, R5 = 1K,
P1, P2 = 공식에 따라,
P3 = 100K 사전 설정
D1, D2 = 1N4148,
D3, D4 = 1N4007,
D5, D6 = 1N5402,
D7, D8 = 3v 제너 다이오드
C1 = 1uF / 25V
C2 = 10n,
C3 = 2200uF / 25V
T1, T2 = TIP31C,
T3, T4 = BDY29
IC1 = 555,
N1… N6 = IC 4049, 핀 배치 번호는 데이터 시트를 참조하십시오.
변압기 = 12-0-12V, 15A

배터리 충전기 회로 :

UPS라면 배터리 충전기 회로를 반드시 포함해야합니다.

저렴한 비용과 설계의 단순성을 염두에두고 매우 간단하면서도 합리적으로 정확한 배터리 충전기 설계가이 무정전 전원 공급 장치 회로에 통합되었습니다.

그림을 보면 구성이 얼마나 쉬운 지 간단하게 확인할 수 있습니다.

여기에서 전체 설명을 얻을 수 있습니다. 배터리 충전기 회로 article 두 개의 릴레이 RL1과 RL2는 회로를 완전히 자동으로 만들기 위해 배치되어 있습니다. 주 전원을 사용할 수있을 때 릴레이는 전원을 공급하고 AC 주전원을 N / O 접점을 통해 부하로 직접 전환합니다. 그 동안 배터리도 충전기 회로를 통해 충전되며, AC 전원이 차단되는 순간 릴레이는 전원 라인을 되돌려 분리하고 인버터 변압기로 교체하여 이제 인버터가 전원 전압을 부하에 공급합니다. , 밀리 초 이내.

또 다른 릴레이 RL4가 도입되어 정전시 접점을 뒤집어 충전 모드로 유지되었던 배터리가 필요한 백업 AC 전원 생성을 위해 인버터 모드로 전환됩니다.

충전기 부품 목록

R1 = 1K,
P1 = 10,000
T1 = BC547B,
C1 = 100uF / 25V
D1 --- D4 = 1N5402
D5, 6, 7 = 1N4007,
모든 릴레이 = 12V, 400 Ohm, SPDT

변압기 = 0-12V, 3A

디자인 # 4 : 1kva UPS 디자인

마지막 디자인이지만 지금까지 가장 강력한 것은 직렬로 연결된 12V / 4 AH 배터리의 40 nos를 사용하는 +/- 220V 입력으로 전원이 공급되는 1000W UPS 회로에 대해 설명합니다. 고전압 작동은 시스템을 상대적으로 덜 복잡하고 변압기없이 만듭니다. 이 아이디어는 물병 자리가 요청했습니다.

기술 사양

나는 당신의 팬이며 성공으로 개인적인 사용을 위해 많은 프로젝트를 만들고 많은 즐거움을 얻었습니다. 하나님의 축복이 있기를. 이제는 다른 개념 (고전압 입력 DC가있는 인버터)으로 1000 와트 UPS를 구축하려고합니다.

변압기가없는 인버터의 입력으로 220V 이상의 저장 공간을 제공하기 위해 각 12V / 7Ah 직렬로 18-20 개의 밀봉 된 배터리로 구성된 배터리 뱅크를 사용합니다.

배터리 충전기 + 보호 및 주전원 오류에 의한 자동 전환을 포함해야하는이 개념에 대해 가능한 가장 간단한 회로를 제안 할 수 있습니까? 나중에 태양 광 입력도 포함 할 것입니다.

디자인

제안 된 1000W UPS 회로는 다음 두 회로를 사용하여 구축 할 수 있습니다. 첫 번째 회로는 필요한 자동 전환 릴레이가있는 인버터 섹션입니다. 두 번째 디자인은 자동 배터리 충전기 단계를 제공합니다.

1000 와트 인버터를 나타내는 첫 번째 회로는 세 가지 기본 단계로 구성됩니다.

T1, T2는 관련 구성 요소와 함께 입력 차동 증폭기 단계를 형성하여 사인 발생기 일 수있는 PWM 발생기의 입력 PWM 신호를 증폭합니다.

R5는 차동 단계와 후속 드라이버 단계에 최적의 전류를 제공하기위한 전류 소스가됩니다.

차동 단계 이후의 섹션은 증폭 된 PWM을 차동 단계에서 후속 전력 MOSFET 단계를 트리거하기에 충분한 수준으로 효과적으로 올리는 드라이버 단계입니다.

MOSFET은 2 개의 220V 배터리 뱅크에 걸쳐 푸시 풀 방식으로 정렬되므로 변압기를 통합하지 않고도 필요한 AC 220V 출력을 생성하기 위해 드레인 / 소스 단자의 전압을 전환합니다.

위의 출력은 트리거링 입력이 12V ac / DC 어댑터를 통해 유틸리티 주전원에서 파생되는 12V 10amp DPDT 릴레이로 구성된 릴레이 전환 단계를 통해 부하로 종단됩니다. 이 트리거링 전압은 의도 된 전원에서 인버터로의 전환 동작을 위해 회로에서 사용되는 모든 12V 릴레이의 코일에 적용됩니다.

위의 1000 와트 UPS 회로에 대한 부품 목록

언급되지 않는 한 모든 저항기 CFR 2W 정격.

R1, R3, R10, R11, R8 = 4k7
R2, R4, R5 = 68k
R6, R7 = 4k7
R9 = 10k
R13, R14 = 0.22 옴 2 와트
R12, R15 = 1K, 5 와트
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

릴레이 = DPDT, 12V / 10amp 접점, 400ohm 코일

220V DC 배터리 뱅크를 충전하기위한 배터리 충전기 회로.

이상적으로는 관련 12V 배터리를 14V 전원을 통해 개별적으로 충전해야하지만, 단순성을 고려하여 범용 단일 220V 충전기가 마침내 더 바람직하고 쉽게 구축 할 수있는 것으로 밝혀졌습니다.

아래 다이어그램과 같이 필요한 충전 전압이 260V 부근에 있기 때문에 전원 220V 출력이 목적에 직접 사용되는 것을 볼 수 있습니다.

그러나 전원을 직접 공급하는 것은 엄청난 양의 전류로 인해 배터리에 위험 할 수 있습니다. 200 와트 시리즈 전구를 사용하는 간단한 솔루션이 설계에 포함되어 있습니다.

전원 입력은 단일 1N4007 다이오드와 스위칭 릴레이 접점을 통과하는 200 와트 백열 전구를 통해 적용됩니다.

처음에는 릴레이가 OFF 모드에 있기 때문에 반파 정류 전압이 배터리에 도달 할 수 없습니다.

PB1을 누르면 전원이 일시적으로 배터리에 도달 할 수 있습니다.

이렇게하면 200 와트 전구에 해당하는 전압 수준이 생성되고 광 LED에 의해 감지됩니다.

옵토는 즉시 응답하고 동봉 된 릴레이를 트리거하여 즉시 활성화 및 래치를 켜고 PB1이 해제 된 후에도이를 유지합니다.

200 와트 전구는 배터리 뱅크의 충전 상태에 따라 강도가 약간 씩 빛을 발하는 것을 볼 수 있습니다.

배터리 충전이 시작되면 배터리 완전 충전 수준에 도달하는 즉시 릴레이가 꺼질 때까지 200 와트 전구의 전압이 떨어지기 시작합니다. 이것은 4k7 사전 설정을 설정하여 조정할 수 있습니다.

위 충전기의 출력은 다음 다이어그램과 같이 두 개의 SPDT 릴레이를 통해 배터리 뱅크로 공급됩니다.

릴레이는 주전원 입력을 사용할 수있는 한 배터리가 충전 모드로 전환되고 주전원 입력이 실패하면 인버터 모드로 되돌아갑니다.




이전 : 간단한 12V LED 랜턴 회로를 만드는 방법 다음 : 400W 고전력 인버터 회로를 구축하는 방법