ИБП, подробно описанный в этой статье, может обеспечить выходную мощность 50 Вт при напряжении 110 вольт и частоте 60 Гц. По сути, выходной сигнал представляет собой синусоидальную волну, которая ведет себя точно так же, как стандартная домашняя сеть переменного тока для нагрузки.

Встроенный блок питания работает как зарядное устройство. Несмотря на то, что ИБП можно использовать для множества различных приложений, он в основном предназначен для питание небольшой компьютерной системы и важное периферийное устройство, такое как дисковод, чтобы гарантировать, что отключение электроэнергии никогда не приведет к удалению данных или прерыванию программы, которая может выполняться в данный момент.

Это означает, что эта 50-ваттная схема ИБП с свинцово-кислотным питанием не будет работать с более крупными ПК, которые обычно работают с фактической мощностью более 60 Вт.

Одна важная особенность этого Схема ИБП заключается в том, что он выдает «чистую» синусоидальную переменную мощность: и такие дефекты, как шум, скачки или низкое напряжение в сети переменного тока, никогда не повлияют на работу компьютера (нагрузки).

Этап переключения реле источника питания

Этап источника питания весьма своеобразен, потому что он получает питание через удаленный Свинцово-кислотная батарея 12 В или аккумулятор SMF а также от вашей сети переменного тока, аккумулятор становится наиболее важным элементом для работы ИБП.

Как показано на рис. 1 ниже, когда переключатель S1 ЗАРЯДКА-ВЫКЛ-РАБОТА находится в положении ЗАРЯДКА или РАБОТА, реле RY2 активируется, и его контакты подают питание переменного тока на первичные обмотки силовых трансформаторов T1 и T2.

Ток через вторичные обмотки выпрямляется через диоды D1, D2, D3 и D4.

Дроссели L1 и L2 ограничивают ток зарядки аккумулятора, а также препятствуют прохождению тока пульсаций.

Диод D5 доставляет лом защита от перегрузки. Его функция заключается в защите многих уязвимых компонентов путем срабатывания предохранителя F1, который перегорает в случае, если батарея случайно подключится с неправильной полярностью.

ОУ IC1 соединен в виде компаратора напряжения инвертирующего которого опорное напряжение может быть отрегулировано по диапазону от 11 до 14 вольт через потенциометр R3.

После того, как напряжение батареи падает ниже ссылки, опто соединитель IC2 активируется, что полномочия реле RY1. Ток, проходящий через контакты RY1, начинает заряжать аккумулятор, когда нагрузка не слишком велика.

С другой стороны, если ИБП работает со 100% -ным потенциалом или близким к нему, может потребоваться внешнее зарядное устройство для обеспечения адекватного источника тока и предотвращения разряда аккумулятора.

К Зарядное устройство на 10 ампер желательно. Учитывая, что большинство зарядных устройств аккумуляторов не имеют системы фильтрации, между выходом зарядного устройства и аккумулятором должен быть установлен конденсатор фильтра высокой емкости, чтобы минимизировать ток пульсаций.

Чтобы предотвратить перезарядка аккумулятора , питание от зарядного устройства должно включаться только тогда, когда ИБП загружается на 100% мощности.

Предохранитель F2 должен быть меньше 10 ампер, чтобы основной предохранитель F1 не сработал при непреднамеренном коротком замыкании на выходе 12 В.

Ступень транзисторного усилителя

Как показано на рисунке 2 ниже, выход переменного тока ИБП генерируется схемой усилителя класса B с трансформаторной связью.

4 комплекта Транзисторы Дарлингтона (Q4-Q8, Q5-Q9, Q6-Q10 и Q7-Q11) работают как сети с эмиттерным повторителем для подачи напряжения на первичные обмотки силовых трансформаторов T5 и T6.

Конденсатор C8 нейтрализует любые высокочастотные составляющие, возникающие из-за искажения или ограничения кроссовера высокого напряжения, и, кроме того, подавляет высокочастотные автоколебания.

Две установки Дарлингтона запитываются параллельно через трансформатор T3, другая пара включается параллельно посредством T4.

Диоды D11, D12, D13 и D14 создают постоянное базовое напряжение постоянного тока, которое смещает выходные транзисторы примерно в области отсечки.

В Водитель класса А Сеть, образованная транзисторами Q2 и Q3, аналогично полностью состоит из эмиттерных повторителей. Существенное повышение напряжения осуществляется трансформаторами T3 и T4, которые также являются типичными силовыми трансформаторами, сконфигурированными в обратном порядке.

Транзистор Q1 управляет транзисторами Q2 и Q3 параллельно. База Q1 напрямую подключена к выходу IC5-d (см. Рис. 3), который находится под напряжением 4,5 В постоянного тока.

Реверс фаз для двухтактного привода выходного каскада достигается соответствующим подключением вторичных обмоток трансформаторов Т3 и Т4.

Генератор синусоидальных волн

Как показано на Рис. 3 ниже, каскад генератора настроен с использованием IC4, который является 567 детектор тона .

Частота ИС устанавливается резисторами R26 и R27 и конденсатором C14 и фиксируется на точном уровне 60 Гц. Выходная прямоугольная волна IC4 преобразуется в треугольную волну с помощью IC5-b, которая далее преобразованный в синусоиду пользователя IC5-c.

Усиление операционного усилителя IC5-d устанавливается потенциометр R35, который фиксируется при выходном переменном напряжении.

Операционный усилитель IC5-a преобразует синусоидальную волну с выхода T2 в частоту 60 Гц.

“a__________ используется для подключения компьютеров к локальной сети Ethernet. ”

D15 защищает от повреждений, которые могут произойти в случае на усилителе инвертирующий вход оказывается отрицательным относительно земли, диод обычно имеет обратное смещение.

Импульсы 60 Гц, которые подключены к IC4 через C12 и D16, запускают синхронизацию генератора с частотой переменного тока сети. Некоторая степень контроля над точным фазовая синхронизация достигается потенциометром точной настройки R20.

После правильной настройки выход переменного тока будет синхронизироваться по фазе с линией входной сети переменного тока, и этот процесс блокировки / разблокировки во время сбоя входного питания и восстановления будет мягким и благоприятным, почти не создавая помех.

В генератор синусоидальной волны Поставляется с плавным, бесперебойным питанием 9 В через IC3, 7805 IC, стабилизатор 5 В. Контакт 3 регулятора поддерживается на уровне 4 вольт над линией заземления с помощью резистивного делителя R16 и R17 для получения точного выходного напряжения 9 вольт.

Схема счетчика

Может быть возможно контролировать напряжение аккумулятора или выходное напряжение переменного тока через схему счетчика, как показано на рисунке 4 ниже.

К мостовой выпрямитель состоящий из четырех выпрямительных диодов, преобразует переменный ток в постоянный ток, а конденсатор C19 сглаживает постоянный ток.

Переключатель DPDT подключает вольтметр 15 В постоянного тока к источнику питания 12 В или делителю напряжения, построенному с использованием резистивный делитель из R36 и R37.

Как проверить переключение источника питания

Может быть важно проверить источник питания раздел перед подключением усилителя. Это можно сделать еще до того, как будет собран усилительный каскад.

Для этого вы можете отрегулировать рычаг ползунка R3 к концу, который связан с R4.

Пока не подключайте сетевой шнур к розетке. Подключите 12 В свинцово-кислотная батарея к источнику питания и установите S1 в положение ЗАРЯДКА или РАБОТА.

Теперь видно, что реле RY2 активировано, а светодиод LED1 горит. На этом этапе вы можете найти около 12 В на выводах 2 и 7 микросхемы IC1.

Контакт 6 должен показать низкий логический уровень. Затем подключите сетевой шнур к розетке переменного тока. Лампа LMP1 загорится. Реле RY1 должно оставаться выключенным, и вы должны проверить примерно 14 В на его нормально разомкнутых контактах.

Вывод 7 микросхемы IC1 должен показывать около 14 В, а вывод 3 - около 11 В. Контакт 6 должен указывать на низкий логический уровень.

Поверните R3 в обратном направлении, чтобы получить 14 В на контакте 3. RY1 в этот момент должен активироваться, а светодиод LED1 выключен.

Напряжение на выводах батареи должно теперь составить 13 В. Отрегулируйте R3 примерно до уровня, при котором реле RY1 отключается.

Этап зарядного устройства должен продолжайте выключаться и включать по мере того, как напряжение батареи повышается и уменьшается . Точная настройка R3 может быть в той точке, где выход зарядного устройства переключается довольно быстро и выключается практически в момент включения.

Напряжение аккумулятора должно быть около отметки 12,5 В при отсутствии источника питания. Когда напряжение батареи падает, выход зарядного устройства должен начать многократно переключаться, если, конечно, батарея не разряжена настолько сильно, что полный ток зарядного устройства не может восстановить напряжение до 12,5.

Тестирование генератора синусоидальной волны

Тестирование каскад генератора синусоидальной волны могут быть выполнены отдельно. Если вы собираете его на показанной плате без ИС регулятора 9 В , то вы можете использовать батарею PP3 9 В или внешний эквивалентный источник питания для процедуры тестирования.

Начните с размещения рычага ползунка предустановки R20 на земле. Использование осциллографа должно отображать прямоугольный сигнал на выводе 5 IC4.

Подавая синусоидальную частоту 60 Гц на горизонтальная стреловидность прицела , отрегулируйте резистор R27, чтобы получить частоту 60 Гц, которая будет генерировать прямоугольную форму волны Лиссажу.

Частота не обязательно должна быть точной. Постепенно изменяющаяся форма волны может быть вполне удовлетворительной. Установив осциллограф на стандартную развертку 60 Гц, убедитесь, что осциллограф показывает треугольную волну на выходе IC5-b и синусоиду на выходе IC5-c.

На выходе IC5-d также должна быть синусоида. А его амплитуда должна меняться в ответ на регулировку R35. В случае, если какая-либо из этих проверок будет неправильной, проверьте наличие постоянного напряжения 4,5 В на всех входных и выходных контактах.

Затем подключите источник переменного тока 12,6 В к R21 и регулируйте R20 до тех пор, пока вы не найдете осциллограф, показывающий выходные импульсы от IC5-a: Частота генератора должна синхронизироваться с частотой входной линии. Сейчас же установить объем для отображения кривой Лиссажу, как это было сделано ранее, и отслеживания выходного сигнала IC5-d.

Вы должны увидеть почти закрытый овальный узор. Вы должны иметь возможность точно настроить R20 так, чтобы дисплей осциллографа представлял собой почти наклонную прямую линию, показывая, что выходной сигнал синфазен с линией сетки.

“символ однополюсного двухпозиционного переключателя ”

Теперь, если вы отключите входной сигнал переменного тока, отсоединив сетевой шнур, шаблон осциллографа должен начать постепенно переходить к отображению овальной формы, которое открывается и закрывается.

Повторно выровняйте потенциометр R27, чтобы уменьшить указанную скорость изменения. Как только входная частота переменного тока будет восстановлена, отображение объема должен немедленно вернуться к образцу наклонной линии.

Тестирование цепи измерителя

Тестирование и калибровка схема счетчика может быть реализован путем подключения выпрямителя к сети переменного тока.

Нажав S2 в положение переменного тока, выполните точную настройку R37, чтобы получить показание измерителя, которое может составлять 1/10 входного напряжения переменного тока, измеренного отдельно с помощью стандартного показания измерителя.

Если вы не обнаружите, что измерения не отображаются, найдите около 130 В постоянного тока около C19, чтобы убедиться, что выпрямитель правильно подключен. Осциллограф здесь должен отображать большой элемент пульсации из-за низкого значения мкФ конденсатора C19.

Тестирование усилителя

Начните испытание с интеграции каскада усилителя силового транзистора с источником питания 12 В и генератором входных синусоидальных сигналов.

Отрегулируйте центральный рычаг R35 по направлению к концу, связанному с выходной стороной IC5-d, которая определяет настройку нулевого выходного сигнала.

Теперь переведите S1 в положение «РАБОТА». Вы должны увидеть показания измерителя 12,5 В на эмиттерах Q2, Q3, Q8, Q9, Q10 и Q11.

Вы также можете обнаружить, что эти транзисторы немного нагреваются, хотя и не нагреваются.

Вы должны увидеть показания измерителя около 11 В на базах Q4, Q5, Q6 и Q7 и около 4 В на эмиттере Q1.

При проведении следующих процедур тестирования будьте осторожны при работе с выходом, так как это может привести к летальному исходу в сети 117 В.

Соедините по одному проводу каждой из обмоток 120 В трансформатора T5 и T6 друг с другом, оставив остальные не подключенными.

Подключить Вольтметр переменного тока с одной из обмоток трансформатора и установите измеритель на диапазон более 110 вольт.

После этого постепенно поворачивайте центральный рычаг R35 до тех пор, пока не увидите измеримое выходное напряжение. Если вы не обнаружите, что это происходит, убедитесь, что фаза на выходных каскадах перевернута.

Напряжение переменного тока от базы Q4 или Q6 до базы Q5 или Q7 должно быть вдвое больше, чем значение относительно земли. Если вы этого не видите, попробуйте поменять местами соединения обмоток трансформатора T3 или T4, но не обоих.

Затем убедитесь, что обмотки 120 В трансформаторов T5 и T6 идеально синфазны и, следовательно, подключены надлежащим образом. Присоедините вольтметр к проводам, которые остались неподключенными.

Если вы обнаружите, что напряжение в два раза больше, чем ранее показанное, то обмотки обязательно подключены последовательно. Быстро поменять местами одну из обмоток.

Если вы не видите показания напряжения на измерителе, соедините два других провода друг с другом. Подключите лампу мощностью 15 Вт на выходе и установите предустановку R35 для получения полной мощности. Лампа должна светиться с оптимальной яркостью, а измеритель должен показывать около 125 вольт переменного тока.

Как использовать ИБП

При реализации предлагаемой схемы ИБП на 50 Вт не забудьте установить S1 на «РАБОТА» перед включением нагрузки.

Проверьте выход переменного тока ИБП, чтобы убедиться, что он выдает минимум 120 вольт. Это напряжение 120 В может немного уменьшиться, как только выход будет загружен.

Если вы обнаружите, что напряжение нестабильно, это будет означать, что генератор не заблокирован и не синхронизирован с линией электросети. Чтобы исправить это, попробуйте изменить настройки R27 и R20 через некоторое время, когда схема немного нагреется.

Когда вы соответствующим образом настраиваете предустановки R27 / R20, вы обнаружите, что генератор блокируется с частотой сети переменного тока во время каждого периода включения.

Теперь включите систему и еще раз подтвердите условия выходного напряжения. Выходное напряжение может упасть до 110 вольт пока он работает с прерывистой нагрузкой, например, дисковый накопитель или принтер, и это может быть приемлемо.

Время поддержки от ИБП во время отключения электросети будет зависеть от емкости аккумулятора в Ач. Когда используется аккумуляторная батарея мотоцикла, она должна обеспечивать приблизительно 15 минут резервного времени работы.