طراحی مدار یو پی اس

چگونگی استفاده از اجزای معمولی برای طراحی مدار یو پی اس در عمل، موضوعی است که نکاتی جالبی را در دل خود جای داده است. یو پی اس یا منبع تغذیه بدون وقفه، اینورتری است که بدون در نظر گرفتن قطع ناگهانی برق یا نوسان، یک جریان برق متناوب را بدون کم ترین وقفه در یک مدار ایجاد می کند.

یو پی اس به طور عمده برای رایانه های شخصی و سایر تجهیزاتی که شامل امکاناتی چون انتقال داده های حیاتی هستند، بسیار کاربردی است. در واقع از یو پی اس می توان به عنوان یک پشتیبان گیر در مقابل قطعی کوتاه برق، استفاده کرد.

در این بخش ما با شرح ساخت و طراحی یک UPS، نکاتی را در اختیار شما قرار می دهیم که به طور معمول لازم است این نکات در مدارهای ساخت یو پی اس ها رعایت شود.

طراحی مدار یو پی اس

مراحل ساخت و طراحی مدار یو پی اس

به طور کلی طراحی مدار UPS دارای موارد اساسی زیر است:

  1. یک مدار اینورتر
  2. یک باتری
  3. یک مدار شارژر باتری
  4. یک مدار تغییر با استفاده از رله ها یا دستگاه های جانبی دیگر مانند SSR.

بدون شک اگر فقط یک آشنایی سطحی با سیستم های الکتریکی و تولید برق داشته باشید، موارد بالا برای شما موضوعاتی عجیبی نخواهند بود. اما ما برای اینکه موضوع را موشکافانه تر برای شما شرح دهیم، به تحلیل یک مدار بلوکی بر اساس موارد اساسی ذکر شده، در ادامه خواهیم پرداخت. توضیحات ما بر اساس تصاویری خواهد بود که مشاهده خواهید کرد.

طراحی مدار یو پی اس و مراحل ساخت

نمودار بلوکی برای بررسی طراحی مدار یو پی اس

 مراحل ذکر شده در بالا، بر اساس تصویر در قالب یک نمودار، طراحی مدار UPS را نشان می دهد. عملکرد اصلی تغییر UPS توسط چند مرحله رله DPDT انجام می شود. هر دو رله، از منبع تغذیه یا یک آداپتور 12 ولتی متناوب با جریان مستقیم، قابل تغذیه هستند.

رله سمت چپ به طور معمول برای کنترل شارژ باتری است و وقتی که شارژر باتری در شرایط اتصال های رله بالایی در دسترس باشد، شارژ صورت می پذیرد. در حقیقت رله سمت چپ، ورودی شارژها را از طریق کنتاکت های رله پایین به باتری منتقل می کند. در صورت خرابی شبکه برق AC، دریافت کننده های مخاطب رله، به مخاطبین N/C تغییر می کنند.

مخاطبین رله بالاییT برق خاموش را به شارژر باتری خاموش متصل می کنند، در حالی که مخاطبین پایین باتری، به اینورتر متصل می شوند. این کار برای آغاز عملیات اینورتر لازم است.

باید در نظر داشته باشید که کانتاکت های رله سمت راست، برای تغییر از شبکه AC به شبکه برق اینورتر و بالعکس، قابل استفاده هستند. در ادامه به بررسی یک طراحی عملی برای ساخت مدار UPS خواهیم پرداخت.

طراحی مدار یو پی اس و طراحی عملی

طراحی عملی مدار UPS

از آنجایی که یو پی اس مجبور است با وسایل الکتریکی مهم و حساس در ارتباط باشد، مرحله اینورتر باید کاملا پیشرفته در نظر گرفته شود. به عبارت دیگر برای طراحی مدار یو پی اس باید به شکل کاملا مناسبی، احتیاط های لازم را انجام دهیم.

به منظور ایجاد یک اینورتر ایمن، معمولا پیشنهاد می شود که از قطعات زیر استفاده شود:

N1—N3 NAND gates from IC 4093

Mosfets = IRF540

ترانسفورماتور = 9-0-9V / 10 amps / 220V or 120V

R3/R4 = 220k pot

C1/C2 = 0.1uF/50V

تمامی مقاومت ها = 1K 1/4 watt

خروجی از N1، برای هدایت شبکه های متصل شده، از سرعت 200 هرتز باید استفاده کند. در حالی که در N2 به همراه N3 و N4، شبکه ها باید به طور متناوب با سرعت 50 هرتز تغییر کنند. این امر برای اطمینان از این است که مافست ها اجازه ندارند همزمان با خروج از N1، رفتاری مشابه سایر قطعات، انجام دهند.

در رابطه با رله باید به این موضوع توجه کرد که اینورتر باید با چه تغییراتی به منظور تسهیل در پشتیبان گیری خودکار، عملیات شارژ را انجام دهد. برای فهم این موضوع به تصویر مندرج، دقت کنید. نحوه پیکر بندی بخش ترانسفورماتور مدار اینورتر، با چند رله برای اجرای تغییر خودکار نشان داده شده است. همچنین در شکل یک مدار ساده شارژ باتری به شکل اتوماتیک با استفاده از IC 741 در سمت چپ وجود دارد که نقش مهمی را ایفا می کند.

پیشنهاد این است که برای درک بهتر طراحی مدار یو پی اس بر اساس شکل، چگونگی رله های تغییر سیم کشی را نیز بیاموزیم که در ادامه توضیح داده خواهد شد.

طراحی مدار یو پی اس و رله های تغییر

چگونگی رله های تغییر سیم کشی در مدار UPS

 به طور کلی 3 مجموعه رله وجود دارد:

  • دو عدد رله SPDT به صورت RL1 و RL2
  1. یک رله DPDT به صورت RL3a و RL3b.

برای اقدامات تغییر فوری در هنگام برق موارد بالا هم از نوع SPDT و DPDT استفاده می شوند.

RL1، به مدار شارژ باتری متصل است و قطع سطح شارژ باتری را کنترل می کند. همچنین تعیین می کند که چه زمانی باتری برای استفاده در اینورتر آماده شده است.

RL2، بسته به دسترس بودن یا نبودن شبکه برقی، برای اتصال یا قطع جریان مرکزی ترانسفورماتورها با باتری، قابل استفاده است.

RL3a و RLb، دو مجموعه تماس رله DPDT هستند که وظیفه تعویض بار را از طریق شبکه اینورتر در هنگام قطع برق یا دوره های ترمیم به عهده دارند که باید در طراحی مدار یو پی اس در نظر بگیرید.

سیم پیچ های RL2 و DPDT RL3a / RL3b باید به یک منبع تغذیه 14 ولت وصل شوند به طوری که این رله ها، بسته به وضعیت شبکه اصلی ورودی، به شکلی سریع، فعال یا غیرفعال عمل کنند تا اقدامات لازم برای تغییر، صورت بپذیرد.

منبع 14 ولتی به عنوان منبع شارژ باتری اینورتر، در حالی که برق اصلی موجود باشد نیز استفاده می شود.

همچنان در انتها لازم است اطمینان حاصل کنید که باتری در حالت اینورتر است و میزان تخلیه پایین آن هرگز به زیر 11 ولت نمی رسد.

در آخر..

باید در نظر داشته باشید که طراحی مدار یو پی اس را می توانید به شکل های گوناگونی تشریح کرد. ما در اینجا سعی کردیم، عمده ترین روش را در اختیار شما بگذاریم، البته که این روش در واقع یک روش پیشنهادی برای ساخت و تحلیل طراحی مدارهای UPS محسوب می شود.

منظور از روش پیشنهادی، یعنی اینکه شما با توجه به اطلاعات و علمی که دارید، می توانید با قطعاتی که به طرح اصلی‌تان نزدیک تر است، طرح خود را بسازید. در صورت پیروی از بررسی های این مقاله، با کمی دقت و ریز بینی، می توانید مداری بسازید که وظیفه تامین برق اضطراری را برای رایانه یا سایر دستگاه ها به دوش بکشد.

منبع: homemade-circuits

دیدگاه‌ خود را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

اسکرول به بالا