Простая онлайн-схема ИБП

В этом посте мы узнаем о создании простого онлайн-источника бесперебойного питания (ИБП), который гарантирует беспроблемное переключение сетевого питания переменного тока на инверторное сетевое питание нагрузки из-за отсутствия громоздких переключателей или реле.

Что такое онлайн-ИБП

Как следует из названия, онлайн-система ИБП постоянно находится в сети и никогда не отключается даже на долю секунды, поскольку питание инвертора ИБП от батареи постоянно подключено, независимо от ситуации в сети переменного тока.

В течение периода доступности сетевого переменного тока он сначала преобразуется в постоянный ток и понижается до уровня заряда батареи.

Этот постоянный ток заряжает аккумулятор, а также имеет приоритет перед аккумулятором для одновременного питания инвертора из-за его более высокой номинальной мощности, чем аккумулятор. Инвертор преобразует этот постоянный ток обратно в сеть переменного тока для питания подключенной нагрузки.

В случае выхода из строя сети переменного тока подача переменного тока в постоянный прерывается, и батарея, постоянно подключенная к сети, теперь начинает бесперебойно питать инвертор, без прерывания подачи питания на нагрузку.

Онлайн-ИБП против автономного ИБП

Основное различие между онлайн-ИБП и автономным ИБП заключается в том, что, в отличие от автономного ИБП, онлайн-ИБП не зависит от механических реле переключения или же переключатели передачи для перехода от сети переменного тока к сети переменного тока инвертора во время отказа сети переменного тока (как показано ниже).

С другой стороны, Автономные системы ИБП как показано на приведенной ниже блок-схеме, полагайтесь на механические реле для переключения ИБП в инверторный режим при отсутствии сетевого питания переменного тока.

В этих системах, когда имеется сеть переменного тока, питание подается непосредственно на нагрузку через набор контактов реле, а батарея удерживается в режиме зарядки через другой набор контактов реле.

При выходе из строя сети переменного тока соответствующие контакты реле деактивируются и отключают аккумулятор от сети. режим зарядки в инверторный режим , и нагрузка от сети переменного тока до инвертора переменного тока.

Это означает, что процесс переключения имеет тенденцию включать небольшую задержку, хотя и в миллисекундах, при переключении с сети на сеть инвертора.

Эта задержка, хотя и небольшая, может быть критичной для чувствительного электронного оборудования, такого как компьютеры или системы на основе микроконтроллеров.

Поэтому онлайн Система ИБП кажется более эффективным, чем автономный ИБП с точки зрения скорости и плавности во время процесса переключения с сетевого переменного тока на инверторный переменного тока для всех типов устройств.

Проектирование простой онлайн-схемы ИБП / инвертора

Как обсуждалось в разделах выше, создание простого онлайн-ИБП на самом деле выглядит довольно легко.

Мы будем игнорировать фильтр электромагнитных помех для простоты, а также потому, что инвертор в нашей конструкции будет низкочастотным (50 Гц). трансформатор с железным сердечником на базе инвертора, и SMPS уже будет включать встроенный EMI фильтры для необходимых исправлений.

Для базового проектирования онлайн-ИБП нам потребуются следующие материалы:

• Готовый модуль SMPS от сети переменного тока в постоянный, 14 В, 5 А.
• Система отключения заряда аккумулятора с постоянный ток схема зарядного устройства.
• Ступень цепи отключения при чрезмерной разрядке аккумулятора.
• Аккумулятор 12 В / 7 Ач
• Любой простая схема инвертора с этого сайта.

Принципиальные схемы и этапы

Различные этапы схемы для предлагаемой схемы онлайн-ИБП можно узнать из следующих деталей:

1) Цепи отключения батареи : Схема ниже показывает очень важную схему отключения от избыточного заряда батареи, построенную на нескольких каскады операционного усилителя .

Левый каскад операционного усилителя сконфигурирован для управления перезарядкой батареи. Контакт № 3 операционного усилителя соединен с плюсом батареи для измерения уровня ее напряжения. Когда это напряжение батареи на контакте №3 превышает соответствующее значение стабилитрона на контакте №2, выходной контакт №6 операционного усилителя становится высоким.

Это активирует реле через BC547 драйвер транзистора заставляя контакты реле переключаться с N / C на N / O, что прекращает подачу заряда на батарею, предотвращая чрезмерную зарядку батареи.

Отзыв гистерезисный резистор между контактами №6 и №3 левого операционного усилителя вызывает фиксацию реле на определенный период времени, пока напряжение батареи не упадет до уровня ниже порога удержания гистерезиса, что приводит к понижению уровня на контакте №3, и, соответственно, контакт № 6 также переходит в низкий уровень, выключая реле. Контакты реле теперь снова переключаются на НЗ, восстанавливая зарядку аккумулятора.

Цепь отключения при избыточном разряде

Правый операционный усилитель контролирует предел чрезмерной разрядки аккумулятора или низкий заряд батареи ситуация. До тех пор пока штырь # 3 напряжения этого операционного усилителя остается выше контактному # 2 опорного уровня (как установлено штифтовой # 3 предустановки), выход операционного усилителя продолжает оставаться высоким.

Этот высокий выходной сигнал на выводе №6 позволяет подключенному полевому МОП-транзистору оставаться в режиме проводимости, что позволяет включать инвертор через отрицательную линию.

В еще что аккумулятор чрезмерно дренируются инвертор нагрузкой, ОУ штифт # 3 уровня падает ниже опорного напряжения контактного # 2, в результате чего контактного # 6 из интегральной схемы, чтобы перейти на низкий уровень, который отсекается полевой МОП-транзистора и инвертор .

Текущий этап управления

Биполярный транзистор, связанный с полевым МОП-транзистором, образует цепь управления током для онлайн-ИБП, которая позволяет заряжать аккумулятор с помощью постоянного уровня тока.

R2 должен быть рассчитан для установки максимального уровня управления током для батареи и инвертора. Это можно реализовать по следующей формуле:

R2 = 0,7 / максимальный ток

два) Схема инвертора : Схема инвертора для онлайн-системы ИБП, которая должна быть подключена с помощью вышеуказанного схема контроллера батареи показано ниже.

Мы выбрали Схема на базе IC 555 для простоты, а также для обеспечения соответствующего диапазона выходной мощности.

Этот инвертор будет оставаться в сети, пока цепь зарядного устройства и аккумулятор остаются в рабочем состоянии, а сеть сеть переменного тока подается в систему соответствующим образом через Цепь ИИП переменного тока в постоянный, рассчитанная на 14 В, 5 А , или в соответствии с конкретной номинальной мощностью системы, которая полностью настраивается.

Обратная связь BJT на затворах полевых МОП-транзисторов инвертора гарантирует, что выходное напряжение инвертора никогда не превышает безопасного уровня и подается управляемым образом.

На этом мы завершаем нашу простую схему онлайн-ИБП, которая обеспечивает непрерывное бесперебойное питание любой нагрузки переменного тока, которая должна работать без перебоев, независимо от наличия входного переменного тока.