4 Sirkuit Simple Uninterruptible Power Supply (UPS) Dijelajahi

Di bawah posting ini kami menyelidiki 4 desain sederhana Sumber Daya Listrik Tanpa Gangguan (UPS) 220V menggunakan baterai 12V, yang dapat dipahami dan dibangun oleh penggemar baru. Sirkuit ini dapat digunakan untuk mengoperasikan alat atau beban yang dipilih dengan tepat, mari jelajahi sirkuitnya.

Desain # 1: UPS Sederhana menggunakan IC Tunggal

Ide sederhana disajikan di sini bisa dibangun di rumah menggunakan sebagian besar komponen biasa untuk menghasilkan keluaran yang wajar. Ini dapat digunakan untuk menyalakan tidak hanya peralatan listrik biasa tetapi juga gadget canggih seperti komputer. Rangkaian inverternya menggunakan desain gelombang sinus yang dimodifikasi.

Catu daya yang tidak pernah terputus dengan fitur yang rumit mungkin tidak sangat diperlukan untuk pengoperasian gadget yang canggih sekalipun. Desain sistem UPS yang dikompromikan yang disajikan di sini mungkin mencukupi kebutuhan. Ini juga termasuk pengisi daya baterai pintar universal built-in.

Perbedaan Antara UPS dan Inverter

Apa perbedaan antara file catu daya tak terputus (UPS) dan inverter? Nah, secara garis besar keduanya dimaksudkan untuk menjalankan fungsi fundamental mengubah tegangan baterai menjadi AC yang dapat digunakan untuk mengoperasikan berbagai gadget listrik tanpa adanya daya AC rumah tangga kita.

Namun, dalam banyak kasus, inverter mungkin tidak dilengkapi banyak fungsi pergantian otomatis dan langkah-langkah keamanan yang biasanya dikaitkan dengan UPS.

Selain itu, kebanyakan inverter tidak membawa pengisi daya baterai bawaan sedangkan semua UPS memiliki pengisi daya baterai otomatis yang terintegrasi dengan mereka untuk memfasilitasi pengisian instan baterai yang bersangkutan saat ada AC utama dan mengembalikan daya baterai dalam mode inverter saat daya input gagal.

Juga UPS semuanya dirancang untuk menghasilkan AC yang memiliki bentuk gelombang sinus atau setidaknya gelombang persegi yang dimodifikasi menyerupai gelombang sinusnya. Ini mungkin menjadi fitur terpenting dengan UPS.

Dengan begitu banyak fitur di tangan, tidak diragukan lagi perangkat luar biasa ini akan menjadi mahal dan oleh karena itu banyak dari kita di kategori kelas menengah tidak dapat menggunakannya.

Saya telah mencoba membuat file Desain UPS Meski tidak sebanding dengan yang profesional tetapi sekali dibangun pasti akan dapat menggantikan kerusakan listrik dengan cukup andal dan juga karena keluarannya adalah gelombang persegi yang dimodifikasi, cocok untuk mengoperasikan semua gadget elektronik canggih, bahkan komputer.

Semua desain di sini adalah tipe offline, Anda mungkin juga ingin mencobanya rangkaian UPS online sederhana

Memahami Desain Sirkuit

Gambar di samping menunjukkan desain inverter persegi yang dimodifikasi sederhana, yang mudah dimengerti, namun memiliki fitur penting.

IC SN74LVC1G132 memiliki gerbang NAND tunggal (Schmitt Trigger) dikemas dalam paket kecil. Ini pada dasarnya membentuk jantung dari tahap osilator dan hanya membutuhkan satu kapasitor dan resistor untuk osilasi yang diperlukan. Nilai kedua komponen pasif ini menentukan frekuensi osilator. Ini dimensinya sekitar 250 Hz.

Frekuensi di atas diterapkan ke tahap berikutnya yang terdiri dari satu IC penghitung / pembagi dekade Johnson tunggal 4017. IC dikonfigurasi sehingga keluarannya menghasilkan dan mengulang satu set lima keluaran logika berurutan tinggi. Karena input adalah gelombang persegi, output juga dihasilkan sebagai gelombang persegi.

Daftar komponen untuk UPS Inverter

R1 = 20K
R2, R3 = 1K
R4, R5 = 220 Ohm
C1 = 0,095Uf
C2, C3, C4 = 10UF / 25V
T0 = ​​BC557B
T1, T2 = 8050
T3, T4 = BDY29
IC1 = SN74LVC1G132 atau gerbang tunggal dari IC4093
IC2 = 4017
IC3 = 7805
TRANSFORMER = 12-0-12V / 10AMP / 230V

Bagian Pengisi Baterai

Kabel dasar dari dua set transistor gain tinggi berpasangan Darlington, transistor daya-tinggi dikonfigurasikan ke IC sehingga ia menerima dan berjalan ke keluaran alternatif.

Transistor berjalan (bersama-sama) sebagai respons terhadap sakelar ini dan potensial bolak-balik arus tinggi yang sesuai ditarik melalui dua bagian dari belitan transformator yang terhubung.

Karena tegangan basis ke transistor dari IC dilewati secara bergantian, impuls persegi yang dihasilkan dari transformator hanya membawa setengah nilai rata-rata dibandingkan dengan inverter biasa lainnya. Nilai rata-rata RMS yang berdimensi dari gelombang persegi yang dihasilkan sangat mirip dengan nilai rata-rata AC listrik yang biasanya tersedia di soket listrik rumah kita dan dengan demikian menjadi sesuai dan disukai untuk gadget elektronik paling canggih.

Desain catu daya yang tidak pernah terputus saat ini sepenuhnya otomatis dan sesuai keinginan kembali ke mode inverter saat daya input gagal. Hal ini dilakukan melalui beberapa relai RL1 dan RL2 RL2 memiliki dua set kontak untuk membalikkan kedua jalur keluaran.

Seperti yang dijelaskan di atas, UPS juga harus menggabungkan pengisi daya baterai pintar universal built-in yang juga harus dikontrol tegangan dan arus.

Gambar selanjutnya yang merupakan bagian integral dari sistem menunjukkan sedikit pintar pengisi daya baterai otomatis sirkuit. Rangkaian ini tidak hanya mengontrol tegangan tetapi juga mencakup konfigurasi perlindungan arus berlebih.

Transistor T1 dan T2 pada dasarnya membentuk sensor tegangan yang akurat dan tidak pernah memungkinkan batas atas tegangan pengisian melebihi batas yang ditetapkan. Batas ini ditetapkan dengan mengatur P1 preset secara tepat.

Transistor T3 dan T4 bersama-sama menjaga 'mata' atas asupan arus yang meningkat oleh baterai dan tidak pernah membiarkannya mencapai level yang dapat dianggap berbahaya bagi masa pakai baterai. Dalam hal arus mulai melayang di luar level yang ditetapkan, tegangan melintasi R6 melintasi - 0,6 volt, cukup untuk memicu T3, yang pada gilirannya mencekik tegangan basis T4, sehingga membatasi kenaikan lebih lanjut dalam arus yang ditarik. Nilai R6 dapat ditemukan menggunakan rumus:

R = 0,6 / I, di mana I adalah laju arus pengisian.

Transistor T5 menjalankan fungsi monitor tegangan dan mengaktifkan (menonaktifkan) relai saat listrik mati.

Daftar bagian untuk Charger

R1, R2, R3, R4, R7 = 1K
P1 = 4K7 PRESET, LINEAR
R6 = LIHAT TEKS
T1, T2, = BC547
T3 = 8550
T4 = TIP32C
T5 = 8050
RL1 = 12V / 400 OHM, SPDT
RL2 = 12V / 400 OHM, SPDT, D1 — D4 = 1N5408
D5, D6 = 1N4007
TR1 = 0-12V, SAAT INI 1/10 DARI BATERAI AH
C1 = 2200UF / 25V
C2 = 1uF / 25V

Desain # 2: UPS Transformer Tunggal untuk Inverter dan Pengisian Baterai

Artikel selanjutnya merinci rangkaian UPS berbasis transistor sederhana dengan rangkaian pengisi daya baterai built-in, yang dapat digunakan untuk mendapatkan output daya listrik yang tidak pernah terputus murah, di rumah dan kantor Anda, toko dll. Sirkuit ini dapat ditingkatkan ke tingkat watt lebih tinggi yang diinginkan. Ide tersebut dikembangkan oleh Mr. Syed Xaidi.

Keuntungan utama dari sirkuit ini adalah menggunakan a trafo tunggal untuk pengisian baterai serta untuk mengoperasikan inverter . Artinya Anda tidak perlu memasukkan trafo terpisah untuk mengisi daya baterai di sirkuit ini

Berikut data yang diberikan oleh Bp Syed melalui email:

Saya melihat bahwa orang-orang dididik oleh pos Anda. Jadi, saya pikir Anda harus menjelaskan kepada orang-orang tentang skema ini.

Sirkuit ini memiliki mutivibrator astabil berdasarkan transistor seperti yang Anda lakukan. Kapasitor c1 dan c2 adalah 0,47 untuk mendapatkan frekuensi keluaran sekitar 51.xx Hz seperti yang saya ukur tetapi tidak konstan dalam semua kasus.

MOSFET memiliki dioda daya tinggi terbalik yang digunakan untuk mengisi baterai, tidak perlu menambahkan dioda khusus ke rangkaian. Saya telah menunjukkan prinsip switching dengan relai dalam skema. RL3 harus digunakan dengan sirkuit cutt off.

Sirkuit ini sangat sederhana dan saya sudah mengujinya. Saya akan menguji desain lain yang akan saya bagikan dengan Anda segera setelah pengujian selesai. Ini mengontrol tegangan output dan menstabilkannya menggunakan PWM. Juga dalam desain itu saya menggunakan belitan transformator 140v untuk pengisian daya dan BTA16 untuk mengontrol ampere pengisian daya. Mari berharap untuk Kebaikan.

Anda melakukan yang terbaik. Never Quit, Semoga harimu menyenangkan.

Desain # 3: Sirkuit UPS Berbasis IC 555

Desain ketiga yang dijelaskan di bawah ini adalah rangkaian UPS sederhana menggunakan PWM, dan sisanya menjadi sangat aman untuk mengoperasikan peralatan elektronik canggih seperti komputer, sistem musik, dll. Seluruh unit akan dikenakan biaya sekitar $ 3. Pengisi daya internal juga disertakan dalam desain untuk menjaga baterai selalu dalam kondisi penuh dan dalam mode siaga. Mari kita pelajari seluruh konsep dan sirkuitnya.

Konsep rangkaian cukup mendasar, ini semua tentang membuat perangkat output beralih sesuai dengan pulsa PWM yang dioptimalkan dengan baik yang diterapkan, yang pada gilirannya mengubah transformator untuk menghasilkan tegangan listrik AC induksi yang setara yang memiliki parameter identik dengan bentuk gelombang Sinus AC standar.

Operasi Sirkuit:

Diagram sirkuit dapat dipahami dengan bantuan poin-poin berikut:

Sirkuit PWM menggunakan IC 555 yang sangat populer untuk pembangkitan pulsa PWM yang diperlukan.

Preset P1 dan P2 dapat diatur secara tepat seperti yang diperlukan untuk memberi makan perangkat output.

Perangkat keluaran akan merespon dengan tepat pulsa PWM yang diterapkan dari rangkaian 555, oleh karena itu pengoptimalan preset yang cermat akan menghasilkan rasio PWM yang hampir ideal yang dapat dianggap cukup setara dengan bentuk gelombang AC standar.

Namun karena pulsa pWM yang dibahas di atas diterapkan ke basis dari kedua transistor yang diposisikan untuk mengganti dua chennel terpisah akan berarti kekacauan total, karena kita tidak akan pernah ingin mengganti kedua belitan transformator bersama-sama.

Menggunakan gerbang NOT untuk Menginduksi Pengalihan 50Hz

Oleh karena itu tahap lain yang terdiri dari beberapa gerbang NOT dari IC 4049 telah diperkenalkan, yang memastikan bahwa perangkat melakukan atau beralih secara bergantian dan tidak pernah sekaligus.

Osilator yang dibuat dari N1 dan N2 menjalankan pulsa gelombang persegi sempurna, yang selanjutnya buffered oleh N3 --- N6 . Dioda D3 dan D4 juga memainkan peran penting dengan membuat perangkat hanya merespons pulsa negatif dari gerbang NOT.

Pulsa ini mematikan perangkat secara bergantian, memungkinkan hanya satu saluran untuk berjalan pada saat tertentu.

Preset yang terkait dengan N1 dan N2 digunakan untuk mengatur frekuensi output AC dari UPS. Untuk 220 volt, harus disetel pada 50 Hz dan untuk 120 volt, harus disetel pada 60 Hz.

Daftar Suku Cadang untuk UPS

R1, R2, R3 R4, R5 = 1K,
P1, P2 = sesuai rumus,
P3 = 100K preset
D1, D2 = 1N4148,
D3, D4 = 1N4007,
D5, D6 = 1N5402,
D7, D8 = 3v dioda zener
C1 = 1uF / 25V
C2 = 10n,
C3 = 2200uF / 25V
T1, T2 = TIP31C,
T3, T4 = BDY29
IC1 = 555,
N1… N6 = IC 4049, silakan lihat lembar data untuk nomor pin out.
Transformer = 12-0-12V, 15 Amps

Sirkuit pengisi baterai:

Jika ini adalah UPS, penyertaan sirkuit pengisi daya baterai menjadi keharusan.

Dengan mempertimbangkan biaya rendah dan kesederhanaan desain, desain pengisi daya baterai yang sangat sederhana namun cukup akurat telah digabungkan dalam rangkaian catu daya yang tidak pernah terputus ini.

Melihat gambarnya, kita dapat menyaksikan betapa mudahnya konfigurasinya.

Anda bisa mendapatkan penjelasan lengkapnya di sini sirkuit pengisi daya baterai Artikel Dua relai RL1 dan RL2 diposisikan untuk membuat rangkaian sepenuhnya otomatis. Ketika daya listrik tersedia, relai memberi energi dan mengalihkan listrik AC langsung ke beban melalui kontak N / O yang ada. Sementara itu, baterai juga akan terisi melalui rangkaian charger. Pada saat listrik AC mati, relai mengembalikan dan memutus aliran listrik dan menggantinya dengan trafo inverter sehingga sekarang inverter bertugas menyuplai tegangan listrik ke beban. , dalam milidetik.

Relai lain RL4 diperkenalkan untuk membalik kontaknya selama listrik mati, sehingga baterai yang disimpan dalam mode pengisian daya dialihkan ke mode inverter untuk menghasilkan daya AC cadangan yang diperlukan.

Daftar Bagian untuk Pengisi Daya

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

Transformer = 0-12V, 3 Amps

Desain # 4: Desain UPS 1kva

Desain terakhir tetapi sejauh ini yang paling kuat membahas rangkaian UPS 1000 watt yang ditenagai dengan input +/- 220V, menggunakan baterai 40 nos 12V / 4 AH secara seri. Operasi tegangan tinggi menjadikan sistem relatif kurang kompleks dan tanpa trafo. Ide itu diminta oleh Aquarius.

Spesifikasi teknis

Saya adalah penggemar Anda & telah membangun banyak proyek untuk penggunaan pribadi saya dengan sukses & memiliki banyak kesenangan. Tuhan memberkati Anda. Sekarang saya berniat membangun UPS 1000 watt dengan konsep yang berbeda (inverter dengan input tegangan tinggi dc).

Saya akan menggunakan bank baterai 18 hingga 20 baterai tersegel secara seri masing-masing 12 volt / 7 Ah untuk memberikan penyimpanan 220+ volt sebagai input ke inverter tanpa transformator.

Bisakah Anda menyarankan rangkaian yang sesederhana mungkin untuk konsep ini yang harus mencakup pengisi daya baterai + perlindungan dan peralihan otomatis dengan kegagalan listrik. Nanti saya akan memasukkan input tenaga surya juga.

Desain

Rangkaian UPS 1000 watt yang diusulkan dapat dibangun dengan menggunakan dua rangkaian berikut di mana yang pertama adalah bagian inverter dengan relai pergantian otomatis yang diperlukan. Desain kedua menyediakan tahap pengisi daya baterai otomatis.

Rangkaian pertama yang menggambarkan inverter 1000 watt terdiri dari tiga tahap dasar.

T1, T2 bersama dengan komponen terkait membentuk tahap penguat diferensial input yang memperkuat sinyal input PWM dari generator PWM yang dapat menjadi generator sinus.

R5 menjadi sumber arus untuk menyediakan arus optimal ke tahap diferensial dan ke tahap driver berikutnya.

Bagian setelah tahap diferensial adalah tahap driver yang secara efektif menaikkan PWM yang diperkuat dari tahap diferensial ke tingkat yang cukup untuk memicu tahap daya mosfet berikutnya.

MOSFET disejajarkan dengan cara tarik dorong melintasi dua bank baterai 220V dan oleh karena itu mengalihkan voltase ke terminal drain / sumbernya untuk menghasilkan output AC 220V yang diperlukan tanpa memasukkan transformator.

Output di atas diakhiri ke beban melalui tahap pergantian relai yang terdiri dari relai DPDT 12V 10amp yang input pemicunya berasal dari sumber listrik melalui adaptor 12V ac / DC. Tegangan pemicu ini diterapkan ke kumparan semua relai 12V yang digunakan di sirkuit untuk sumber listrik yang dimaksudkan untuk tindakan pergantian inverter.

Parts List untuk rangkaian UPS 1000 watt diatas

Semua resistor CFR 2 watt diberi nilai kecuali dinyatakan.

R1, R3, R10, R11, R8 = 4k7
R2, R4, R5 = 68k
R6, R7 = 4k7
R9 = 10k
R13, R14 = 0,22 ohm 2 watt
R12, R15 = 1K, 5 watt
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

relai = DPDT, kontak 12V / 10amp, koil 400 ohm

Sirkuit pengisi baterai untuk pengisian bank baterai DC 220V.

Meskipun idealnya baterai 12V yang terlibat harus diisi secara individual melalui pasokan 14V, dengan tetap mempertimbangkan kesederhanaan, pengisi daya 220V tunggal universal akhirnya ditemukan lebih diinginkan dan mudah dibuat.

Seperti yang ditunjukkan pada diagram di bawah ini, karena tegangan pengisian yang diperlukan berada di sekitar 260V, output listrik 220V dapat dilihat langsung digunakan untuk tujuan tersebut.

Namun demikian, penggunaan listrik secara langsung dapat membahayakan baterai karena arus yang sangat besar, solusi sederhana dengan menggunakan bohlam seri 200 watt disertakan dalam desain.

Input listrik diterapkan melalui dioda 1N4007 tunggal dan melalui bola lampu pijar 200 watt yang melewati kontak relai switching.

Awalnya tegangan yang diperbaiki setengah gelombang tidak dapat mencapai baterai karena relai dalam mode OFF.

Saat menekan PB1, suplai untuk sementara diizinkan mencapai baterai.

Ini meminta tingkat tegangan yang sesuai yang akan dihasilkan di seluruh bohlam 200 watt dan dirasakan oleh LED opto.

Opto langsung merespons dan memicu relai pengiring yang langsung mengaktifkan dan mengunci ON serta mempertahankannya bahkan setelah PB1 dilepaskan.

Bohlam 200 watt terlihat bersinar sedikit yang intensitasnya bergantung pada kondisi pengisian daya bank baterai.

Saat baterai mulai diisi, voltase pada bohlam 200 watt mulai turun hingga relai dimatikan segera setelah level pengisian penuh baterai tercapai. Ini dapat disesuaikan dengan menyiapkan preset 4k7.

Output dari pengisi daya di atas diumpankan ke bank baterai melalui beberapa relai SPDT seperti yang ditunjukkan pada diagram berikut.

Relai memastikan bahwa baterai dimasukkan ke mode pengisian selama input listrik tersedia dan dikembalikan ke mode inverter ketika input listrik gagal.