Sirkuit UPS Gelombang Sinus 50 Watt

UPS yang dirinci dalam artikel ini dapat memberikan output daya 50 watt secara konsisten, pada 110 volt dengan frekuensi 60 Hz. Output pada dasarnya adalah gelombang sinus yang berperilaku persis seperti daya AC rumah utama standar untuk beban.

Catu daya terintegrasi berfungsi seperti pengisi daya baterai. Meskipun UPS dapat diimplementasikan untuk berbagai aplikasi yang berbeda, ini terutama dirancang untuk menyalakan sistem komputer kecil dan periferal penting, seperti drive disk, untuk memastikan bahwa pemadaman listrik tidak pernah menyebabkan penghapusan data atau gangguan program yang mungkin sedang berjalan saat itu.

Ini menyiratkan bahwa rangkaian UPS 50 watt bertenaga asam timbal ini tidak akan menangani PC yang lebih besar, yang biasanya bekerja dengan daya sebenarnya lebih dari 60 watt.

Salah satu ciri penting ini Sirkuit UPS adalah bahwa ia mengeluarkan daya AC gelombang yang 'bersih': dan kekurangan seperti kebisingan, lonjakan, atau tegangan rendah di dalam saluran jaringan AC tidak akan pernah mempengaruhi fungsi (beban) komputer.

Tahap Pergantian Relai Catu Daya

Tahap catu daya cukup berbeda karena mengambil daya melalui remote Baterai asam timbal 12 volt atau SMF dan juga dari saluran listrik AC Anda, baterai di sini menjadi elemen paling penting untuk fungsi UPS.

Seperti yang ditunjukkan pada Gambar 1 di bawah ini, ketika sakelar CHARGE-OFF-OPERATE S1 diposisikan ke pengaturan CHARGE atau OPERATE, relai RY2 diaktifkan dan kontaknya menyediakan daya AC ke belitan utama transformator daya T1 dan T2.

Arus melalui belitan sekunder diperbaiki melalui dioda D1, D2, D3, dan D4.

Chokes L1 dan L2 membatasi arus pengisian untuk baterai serta melarang lewatnya arus riak.

Diode D5 memberikan 'linggis' Perlindungan beban berlebih fungsinya adalah untuk melindungi banyak komponen yang rentan dengan memicu sekering F1 terbakar jika baterai secara tidak sengaja terhubung dengan polaritas yang salah.

Op amp IC1 dihubungkan dalam bentuk komparator tegangan pembalik yang tegangan referensinya dapat diatur pada kisaran 11 hingga 14 volt melalui potensiometer R3.

Setelah tegangan baterai turun di bawah referensi, opto coupler IC2 diaktifkan, yang menggerakkan relai RY1. Arus yang melewati kontak RY1 mulai mengisi baterai ketika beban tidak terlalu berat.

Sebaliknya, jika UPS bekerja pada atau mendekati potensi 100%, pengisi daya baterai eksternal mungkin diperlukan untuk menyediakan pasokan arus yang memadai, untuk mencegah pengosongan baterai.

UNTUK Pengisi daya baterai 10 ampere disarankan. Mengingat sebagian besar pengisi daya baterai tidak memiliki sistem penyaringan, kapasitor filter bernilai tinggi harus disertakan di antara keluaran pengisi daya dan baterai untuk meminimalkan arus riak.

Untuk mencegah pengisian daya baterai berlebihan , suplai dari pengisi daya harus dihidupkan hanya ketika UPS sedang diisi dengan kapasitas 100%.

Sekring F2 harus kurang dari 10 amp agar sekring primer, F1, tidak boleh rusak saat output 12 volt secara tidak sengaja korsleting.

Tahap Penguat Transistor

Seperti yang disajikan pada Gambar. 2 di bawah ini, output AC UPS dihasilkan dari rangkaian penguat Kelas B yang digabungkan dengan transformator.

4 set Transistor Darlington (Q4-Q8, Q5-Q9, Q6-Q10 dan Q7-Q11) berfungsi seperti jaringan pengikut-emitor untuk mengirimkan tegangan ke belitan primer transformator daya T5 dan T6.

Kapasitor C8 membatalkan semua bahan frekuensi tinggi yang berasal dari distorsi crossover tegangan tinggi atau kliping, dan selain itu menghambat osilasi diri frekuensi tinggi.

Dua dari set Darlington diberi daya secara paralel melalui transformator T3, pasangan lainnya didorong secara paralel melalui T4.

Dioda D11, D12, D13, dan D14 menghasilkan tegangan basis DC konstan yang membiaskan transistor keluaran di sekitar wilayah cutoff.

Itu Pengemudi Kelas A. jaringan yang dibentuk oleh transistor Q2 dan Q3, sama-sama terdiri dari pengikut emitor. Peningkatan tegangan penting diimplementasikan oleh transformator T3 dan T4, yang juga merupakan transformator daya tipikal yang dikonfigurasi dalam urutan terbalik.

Transistor Q1 menggerakkan transistor Q2 dan Q3 secara paralel. Basis Q1 terhubung langsung ke output IC5-d (lihat Gambar 3), yang berada pada 4,5 volt DC.

Pembalikan Fase untuk penggerak dorong-tarik dari tahap keluaran dicapai dengan memasang kabel yang tepat pada transformator T3 dan T4.

Generator Sinewave

Seperti yang terlihat pada Gambar 3 di bawah ini, tahap osilator dikonfigurasi menggunakan IC4, yaitu a 567 detektor nada .

Frekuensi IC diatur oleh resistor R26 dan R27, dan kapasitor C14, dan ditetapkan ke 60 Hz yang tepat. Output gelombang persegi IC4 diubah menjadi gelombang segitiga oleh IC5-b, yang selanjutnya diubah menjadi gelombang sinus dengan IC5-c.

Penguatan Op amp IC5-d diatur oleh potensiometer R35, yang ditetapkan pada tegangan keluaran AC.

Op amp IC5-a mengubah gelombang sinus dari output T2 ke frekuensi 60 Hz.

D15 perlindungan terhadap kerusakan yang mungkin terjadi jika di amp input pembalik kebetulan berubah negatif dengan mengacu pada ground dioda umumnya bias terbalik.

Pulsa 60 Hz, yang terhubung ke IC4 melalui C12 dan D16, memicu osilator untuk mengunci frekuensi jaringan AC. Beberapa tingkat kendali yang tepat sinkronisasi fase dapat dicapai dengan menyempurnakan potensiometer R20.

Setelah di-tweak dengan benar, output AC akan mengunci fase dengan jalur kisi AC input, dan proses penguncian / pembukaan kunci ini selama kegagalan daya input dan pemulihan akan menjadi lembut dan menguntungkan, hampir tidak menghasilkan gangguan.

Itu generator gelombang sinus hadir dengan daya 9 volt yang halus dan bebas riak melalui IC3, IC 7805, regulator 5 V. Pin 3 regulator disimpan pada 4 volt di atas garis tanah dengan bantuan pembagi resistif R16 dan R17 untuk mendapatkan output 9 volt yang tepat.

Sirkuit Meter

Mungkin saja pantau voltase baterai atau tegangan keluaran AC melalui rangkaian meter seperti yang ditunjukkan pada Gambar. 4 di bawah ini.

UNTUK penyearah jembatan terdiri dari empat dioda penyearah mengubah AC menjadi DC, sedangkan kapasitor C19 halus menjadi DC murni.

Sakelar DPDT menghubungkan voltmeter DC 15 V dengan catu 12 V atau pembagi tegangan yang dibuat menggunakan pembagi resistif dari R36 dan R37.

Cara Menguji Pergantian Catu Daya

Mungkin penting untuk uji catu daya bagian sebelum amplifier dipasang. Ini dapat dilakukan bahkan sebelum tahap penguat dipasang.

Untuk ini, Anda dapat menyesuaikan lengan penggeser R3 ke arah ujung yang terhubung ke R4.

Jangan sambungkan kabel listrik dulu ke stopkontak listrik. Pasang 12 V baterai asam timbal ke supply dan posisi S1 ke CHARGE atau OPERATE.

Sekarang, relai RY2 terlihat aktif dan LED1 menyala. Pada titik ini Anda mungkin menemukan sekitar 12 V di pin 2 dan 7 dari IC1.

Pin 6 harus menunjukkan logika rendah. Selanjutnya, sambungkan kabel listrik ke stopkontak AC. Lampu LMP1 sekarang akan menyala. Relai RY1 harus terus dimatikan dan Anda akan menguji sekitar 14 V pada kontak yang biasanya terbuka.

Pin 7 dari IC1 harus menunjukkan sekitar 14 V dan pin 3 sekitar 11 volt. Pin 6 harus menunjukkan logika rendah.

Putar R3 ke ujung sebaliknya untuk mendapatkan 14 V pada pin 3 RY1 pada saat ini harus aktif dengan LED1 mati.

Tegangan di titik-titik baterai sekarang harus terbaca 13 V. Sesuaikan R3 tepat di sekitar level di mana relai RY1 dinonaktifkan.

Tahap pengisi daya harus tetap mati dan hidup saat voltase baterai naik dan turun . Pengaturan akurat R3 mungkin pada titik, di mana output pengisi daya beralih cukup cepat, dan mati secara praktis saat dinyalakan.

Tegangan baterai harus sekitar 12,5 V jika tidak ada suplai pengisian. Ketika tegangan baterai turun, output pengisi daya harus mulai beralih berulang kali kecuali jika baterai sudah sangat kosong sehingga arus penuh pengisi daya tidak dapat mengembalikan tegangan kembali ke 12,5.

Menguji Generator gelombang Sinus

Pengujian tahap generator gelombang sinus dapat dijalankan secara terpisah. Jika Anda merakitnya di PCB yang ditunjukkan tanpa file IC regulator 9 V. , maka Anda dapat menggunakan baterai 9 V PP3 atau sumber daya eksternal yang setara untuk prosedur pengujian.

Mulailah dengan memposisikan lengan slider R20 preset ke sisi tanahnya. Menggunakan lingkup osiloskop harus menampilkan sinyal gelombang persegi pada pin 5 dari IC4.

Dengan menyediakan frekuensi gelombang sinus 60 Hz ke sapuan horizontal scope ini , sesuaikan resistor R27 untuk mendapatkan frekuensi 60 Hz yang akan menghasilkan bentuk gelombang Lissajous persegi.

Frekuensinya tidak harus akurat. Pola bentuk gelombang yang berubah secara bertahap bisa sangat memuaskan. Memiliki ruang lingkup yang ditetapkan untuk sapuan 60 Hz standar, pastikan ruang lingkup menunjukkan gelombang segitiga pada keluaran IC5-b dan gelombang sinus pada keluaran IC5-c.

Gelombang sinus juga harus tersedia pada keluaran IC5-d. Dan amplitudonya harus bervariasi sebagai respons terhadap penyesuaian R35. Jika salah satu pemeriksaan ini cenderung salah, periksa keberadaan DC 4,5 volt di semua pin input dan output.

Selanjutnya, sambungkan sumber AC 12,6 V ke R21, dan sesuaikan R20 hingga Anda menemukan cakupan yang menunjukkan pulsa output dari IC5-a: Frekuensi osilator harus mengunci frekuensi jalur input. Sekarang mengatur ruang lingkup untuk menampilkan kurva Lissajous seperti yang dilakukan sebelumnya dan memantau output IC5-d.

Anda harus melihat pola oval yang hampir tertutup. Anda harus dapat menyempurnakan R20 sedemikian rupa sehingga tampilan cakupan hampir menjadi garis lurus miring, yang menunjukkan bahwa sinyal keluaran sefase dengan garis kisi.

Sekarang, jika Anda memutuskan sinyal input AC dengan mencabut kabel listrik, pola cakupan harus mulai menghasilkan perubahan bertahap ke tampilan bentuk oval yang membuka dan menutup.

Atur ulang potensiometer R27 untuk mengurangi tingkat perubahan di atas. Segera setelah frekuensi input AC dihubungkan kembali, maka tampilan ruang lingkup harus segera kembali ke pola garis miring.

Menguji Sirkuit Meter

Pengujian dan kalibrasi sirkuit meteran dapat diimplementasikan dengan memasang penyearah ke saluran AC grid.

Menekan S2 dalam posisi AC, setel R37 untuk mendapatkan pembacaan meter yang mungkin 1/10 dari tegangan input AC yang diukur secara terpisah melalui pembacaan meter standar.

Jika Anda tidak menemukan pengukuran yang muncul, cari sekitar 130 volt DC di sekitar C19 untuk memastikan penyearah tersambung dengan benar. Ruang lingkup di sini harus menampilkan elemen riak besar karena nilai uF kapasitor C19 yang rendah.

Menguji Amplifier

Mulailah pengujian dengan mengintegrasikan tahap penguat transistor daya dengan sumber daya 12 V dan generator gelombang gelombang input.

Sesuaikan lengan tengah R35 ke arah ujung yang terkait dengan sisi keluaran IC5-d, yang menentukan pengaturan untuk sinyal keluaran nol.

Sekarang geser S1 ke posisi 'OPERATE'. Anda akan melihat pembacaan meter 12,5 V pada pemancar Q2, Q3, Q8, Q9, Q10, dan Q11.

Anda mungkin juga menemukan transistor ini menjadi sedikit lebih hangat, meskipun tidak panas.

Anda seharusnya bisa melihat pembacaan meter sekitar 11 V di dasar Q4, Q5, Q6, dan Q7, dan sekitar 4 V di emitor Q1.

Saat melakukan prosedur pengujian berikut, berhati-hatilah saat mengerjakan keluaran, karena ini akan berada pada tingkat hantaran listrik yang mematikan 117 V.

Hubungkan satu kabel dari masing-masing belitan 120 V dari transformator T5 dan T6 satu sama lain, biarkan yang lainnya tetap tidak terhubung.

Hubungkan Voltmeter AC dengan salah satu belitan trafo dan mengatur meteran ke kisaran lebih dari 110 volt.

Setelah ini, sedikit demi sedikit putar lengan tengah preset R35 sampai Anda melihat tegangan keluaran yang dapat diukur. Jika Anda tidak menemukan ini terjadi, pastikan bahwa penggerak fase ke tahap keluaran dibalik.

Tegangan AC dari basis Q4 atau Q6 ke basis Q5 atau Q7 harus menggandakan pembacaan ke ground. Jika Anda tidak melihat ini, coba tukar sambungan belitan transformator T3 atau T4, tetapi tidak keduanya.

Selanjutnya, pastikan belitan 120 V transformator T5 dan T6 dalam-fase sempurna dan dengan demikian terhubung dengan cara yang tepat. Pasang voltmeter melintasi kabel yang dibiarkan tidak terhubung.

Jika ternyata tegangan dua kali lebih banyak dari pembacaan sebelumnya, maka belitan pasti terhubung secara seri. Cepat membalikkan koneksi salah satu belitan.

Jika Anda gagal melihat pembacaan voltase pada meteran, hubungkan dua kabel lainnya satu sama lain. Hubungkan lampu 15 W pada output, dan atur R35 preset untuk mendapatkan output penuh. Lampu harus menyala dengan kecerahan optimal dan meteran harus menunjukkan sekitar 125 volt AC.

Cara Menggunakan UPS

Saat menerapkan rangkaian UPS 50 watt yang diusulkan, pastikan untuk mengatur S1 pada 'OPERASI' sebelum MENGAKTIFKAN beban.

Verifikasi keluaran AC dari UPS untuk memastikan bahwa itu menghasilkan minimum 120 volt. Tegangan 120 V ini mungkin akan turun sedikit setelah keluaran dimuat.

Jika Anda menemukan tegangan tidak stabil, itu berarti osilator belum mengunci dan disinkronkan dengan saluran listrik jaringan utama. Untuk memperbaiki ini coba atur ulang preset R27 dan R20 setelah beberapa saat, setelah sirkuit sedikit memanas.

Saat Anda men-tweak preset R27 / R20 dengan tepat, Anda akan menemukan osilator terkunci dengan frekuensi listrik AC selama setiap periode saklar ON.

Sekarang, nyalakan sistem dan konfirmasi kembali kondisi tegangan keluaran. Tegangan keluaran bisa turun menjadi 110 volt ketika sedang dioperasikan dalam beban terputus-putus, katakanlah misalnya disk drive atau printer, dan ini mungkin dapat diterima.

Waktu cadangan dari UPS selama pemadaman listrik akan bergantung pada peringkat Ah baterai. Ketika baterai sepeda motor digunakan, harus menyediakan sekitar 15 menit waktu operasional cadangan.

Daftar Pars

Daftar bagian lengkap untuk rangkaian UPS sinewave 50 watt yang dijelaskan di atas disajikan pada gambar berikut:

Bagaimana Membuat Filter L1, L2 tersedak

Jika Anda tidak dapat memperoleh choke L1, L2 yang disarankan dari dealer suku cadang Anda, Anda dapat membuat yang sama menggunakan konfigurasi berikut

Gunakan kawat enamel super 1 mm untuk kumparan