حلبة UPS بسيطة عبر الإنترنت

في هذا المنشور ، نتعرف على إنشاء مصدر طاقة غير منقطع عبر الإنترنت (UPS) يضمن النقل السلس لمصدر التيار المتردد إلى مصدر التيار الكهربائي العاكس للحمل ، بسبب عدم وجود مفاتيح تحويل أو مرحلات مرهقة.

ما هو UPS على الإنترنت

كما يوحي الاسم ، يظل نظام UPS عبر الإنترنت متصلاً بالإنترنت بشكل مستمر ، ولا ينقطع الاتصال بالإنترنت أبدًا حتى لجزء من الثانية ، حيث يتم توصيل مصدر البطارية إلى محول UPS باستمرار ، بغض النظر عن حالة التيار المتردد.

خلال الفترة التي يكون فيها مدخل التيار المتردد الكهربائي متاحًا ، يتم تحويله أولاً إلى تيار مستمر وتنحي إلى مستوى البطارية.

يقوم هذا التيار المستمر بشحن البطارية وأيضًا له الأسبقية على البطارية لتشغيل العاكس في وقت واحد نظرًا لتصنيف الطاقة الأعلى من البطارية. يقوم العاكس بتحويل هذا التيار المستمر إلى التيار المتردد الرئيسي لتشغيل الحمل المتصل.

في حالة فشل أنابيب التيار المتردد ، يتم قطع التيار المتردد المتناقص إلى مصدر التيار المستمر ، وتبدأ البطارية باستمرار في توصيل الطاقة للعاكس بسلاسة ، دون أي انقطاع في الطاقة عن الحمل.

UPS على الإنترنت مقابل UPS غير المتصل

يتمثل الاختلاف الرئيسي بين UPS عبر الإنترنت و UPS غير المتصل في أنه ، على عكس UPS غير المتصل بالإنترنت ، لا يعتمد UPS عبر الإنترنت على الميكانيكية مرحلات التحويل أو مفاتيح التحويل للانتقال من أنابيب التيار المتردد إلى أنابيب التيار المتردد العاكسة أثناء فشل التيار الكهربائي المتردد (كما هو موضح أدناه).

على الجانب الآخر، أنظمة UPS غير المتصلة كما هو موضح في الرسم البياني أدناه ، اعتمد على المرحلات الميكانيكية لنقل UPS إلى وضع العاكس ، أثناء غياب مصدر التيار المتردد.

في هذه الأنظمة ، عندما يتوفر التيار المتردد الرئيسي ، يتم توفير الإمداد مباشرة للحمل عبر مجموعة من جهات اتصال الترحيل ، ويتم الاحتفاظ بالبطارية في وضع الشحن من خلال مجموعة أخرى من جهات اتصال الترحيل.

بمجرد فشل أنابيب التيار المتردد ، يتم إلغاء تنشيط جهات اتصال الترحيل ذات الصلة وتبديل البطارية من وضع الشحن إلى وضع العاكس ، والحمل من شبكة التيار المتردد إلى التيار المتردد العاكس.

هذا يعني أن عملية النقل تميل إلى أن تنطوي على تأخير طفيف ، وإن كان ذلك في أجزاء من الثانية أثناء التغيير من الشبكة الرئيسية إلى العاكس الرئيسي.

هذا التأخير على الرغم من صغره قد يكون حاسمًا للمعدات الإلكترونية الحساسة مثل أجهزة الكمبيوتر أو الأنظمة القائمة على أجهزة التحكم الدقيقة.

لذلك على الإنترنت نظام UPS يبدو أنه أكثر كفاءة من UPS غير المتصل من حيث السرعة والنعومة ، أثناء عملية التحويل من التيار المتردد الشبكي إلى التيار المتردد العاكس لجميع أنواع الأجهزة.

تصميم حلبة عاكس / UPS بسيطة على الإنترنت

كما تمت مناقشته في الأقسام السابقة ، فإن إنشاء UPS بسيط عبر الإنترنت يبدو في الواقع أمرًا سهلاً للغاية.

سنتجاهل مرشح EMI من أجل البساطة وأيضًا لأن العاكس في تصميمنا سيكون بتردد منخفض (50 هرتز) محول قلب الحديد العاكس القائم ، و SMPS ستشمل بالفعل بنيت في مرشحات EMI للتصحيحات اللازمة.

سنحتاج إلى المواد التالية لتصميم UPS الأساسي عبر الإنترنت:

• تيار متردد جاهز إلى وحدة تيار مستمر 14 فولت 5 أمبير SMPS.
• بطارية أكثر من نظام قطع الشحن مع تيار مستمر شاحن الدوائر.
• بطارية فوق مرحلة دائرة قطع التفريغ.
• بطارية 12 فولت / 7 أمبير
• أي دارة عاكس بسيطة من هذا الموقع.

مخططات الدوائر والمراحل

يمكن تعلم مراحل الدائرة المختلفة لدائرة UPS عبر الإنترنت المقترحة من التفاصيل التالية:

1) دوائر قطع البطارية : تُظهر الدائرة أدناه الدائرة المهمة جدًا للبطارية التي تم قطع الشحن الزائد لها ، والتي تم إنشاؤها حول زوجين مراحل المرجع .

تم تكوين مرحلة المرجع الجانبي الأيسر للتحكم في الشحن الزائد للبطارية. يتم توصيل دبوس # 3 من المرجع أمبير بالبطارية الإيجابية لاستشعار مستوى الجهد. عندما يتجاوز جهد البطارية هذا في الدبوس رقم 3 قيمة زينر رقم 2 المقابلة ، يتحول دبوس خرج المرجع رقم 6 إلى الارتفاع.

هذا ينشط التتابع عبر الترانزستور سائق BC547 مما يتسبب في انتقال جهات اتصال الترحيل من N / C إلى N / O ، مما يؤدي إلى قطع إمداد الشحن عن البطارية ، مما يمنع الشحن الزائد للبطارية.

المراجعات المقاوم التباطؤ عبر الدبوس رقم 6 والدبوس رقم 3 من أمبير المرجع الأيسر يتسبب في انغلاق المرحل لفترة معينة من الوقت ، حتى ينخفض ​​جهد البطارية إلى مستوى أقل من عتبة التباطؤ ، مما يؤدي إلى انخفاض الدبوس رقم 3 ، وبالمقابل ، ينخفض ​​رقم التعريف الشخصي 6 أيضًا ، مما يؤدي إلى إيقاف تشغيل التتابع. تعود جهات اتصال الترحيل الآن إلى N / C ، مما يؤدي إلى استعادة مصدر الشحن إلى البطارية.

الإفراط في تفريغ قطع الدائرة

يتحكم الجانب الأيمن op amp في حد التفريغ الزائد للبطارية أو البطارية ضعيفة قارة. طالما ظل جهد الدبوس رقم 3 لهذا المرجع أعلى من المستوى المرجعي للدبوس رقم 2 (كما تم تعيينه بواسطة الإعداد المسبق للدبوس رقم 3) ، يظل خرج المرجع أمبير مرتفعًا.

هذا الإخراج المرتفع عند الطرف رقم 6 يمكّن MOSFET المرفق من البقاء في وضع التوصيل ، مما يسمح بتبديل العاكس عبر الخط السالب.

حتى في حالة الإفراط في استنزاف البطارية بسبب حمل العاكس ، ينخفض ​​مستوى op amp pin # 3 أسفل الجهد المرجعي للدبوس رقم 2 ، مما يتسبب في انخفاض دبوس # 6 من IC ، مما يؤدي إلى قطع MOSFET والعاكس .

مرحلة التحكم الحالية

يشكل BJT المرتبط بـ MOSFET دائرة تحكم حالية لـ UPS عبر الإنترنت ، مما يسمح بشحن البطارية من خلال مستوى تيار ثابت.

يجب حساب R2 لتعيين الحد الأقصى لمستوى التحكم الحالي للبطارية والعاكس. يمكن تنفيذه باستخدام الصيغة التالية:

R2 = 0.7 / ماكس الحالي

اثنين) دائرة العاكس : دائرة العاكس لنظام UPS على الإنترنت ، والتي يجب توصيلها بما سبق دائرة تحكم البطارية هو مبين أدناه.

لقد اخترنا IC 555 الدائرة القائمة من أجل البساطة وأيضًا لضمان نطاق خرج طاقة مناسب.

سيظل هذا العاكس متصلاً بالإنترنت طالما أن دائرة الشاحن والبطارية تعملان ، وسيظل شبكة التيار المتردد يتم إطعامها بشكل مناسب للنظام عبر أ تم تصنيف دائرة التيار المتردد إلى تيار مستمر SMPS عند 14 فولت ، 5 أمبير ، أو وفقًا لتصنيف الطاقة الخاص بالنظام ، والذي يمكن تخصيصه بالكامل.

تضمن ردود الفعل BJT عبر بوابات MOSFET العاكس أن الجهد الناتج للعاكس لا يتجاوز أبدًا المستوى الآمن ، ويتم تغذيته بطريقة محكومة.

هذا يختتم تصميمنا البسيط لدائرة UPS عبر الإنترنت ، والذي يضمن طاقة مستمرة غير منقطعة عبر الإنترنت لأي حمل تيار متردد ، والذي يجب أن يكون وظيفيًا دون أي انقطاع بغض النظر عن توفر التيار المتردد.