Διάγραμμα απλής αδιάλειπτης παροχής ρεύματος. Ρύθμιση της οριακής τάσης. Επιλογές για την κατασκευή διαγραμμάτων λειτουργίας UPS
Εκπληκτικός πλήρης απουσίαπληροφορίες σχετικά με κοινές συσκευές ως πηγές αδιάκοπη παροχή ενέργειας. Ξεπερνάμε τον αποκλεισμό πληροφοριών και αρχίζουμε να δημοσιεύουμε υλικό για το σχεδιασμό και την επισκευή τους. Από το άρθρο θα πάρετε μια γενική ιδέα για υπάρχοντες τύπουςαδιάλειπτη παροχή ρεύματος και πιο αναλυτικά, σε επίπεδο σχηματικό διάγραμμα, - για τα πιο κοινά μοντέλα Smart-UPS.
Η αξιοπιστία των υπολογιστών καθορίζεται σε μεγάλο βαθμό από την ποιότητα ηλεκτρικό δίκτυο. Διακοπές ρεύματος όπως υπερτάσεις, υπερτάσεις, βυθίσεις και απώλεια ισχύος μπορεί να έχουν ως αποτέλεσμα κλείδωμα του πληκτρολογίου, απώλεια δεδομένων ή ζημιά στο μητρική πλακέτακ.λπ. Για την προστασία των ακριβών υπολογιστών από προβλήματα που σχετίζονται με δίκτυο ηλεκτρικής ενέργειας, χρησιμοποιήστε αδιάλειπτα τροφοδοτικά (UPS). Το UPS σάς επιτρέπει να απαλλαγείτε από προβλήματα που σχετίζονται με την κακή ποιότητα τροφοδοσίας ή την προσωρινή απουσία του, αλλά δεν είναι μακροπρόθεσμο εναλλακτική πηγήτροφοδοτικό, σαν γεννήτρια.
Σύμφωνα με το ειδικό-αναλυτικό κέντρο «SK PRESS», το 2000, ο όγκος πωλήσεων της UPS σε ρωσική αγοράανήλθε σε 582 χιλιάδες μονάδες. Εάν συγκρίνουμε αυτές τις εκτιμήσεις με δεδομένα για τις πωλήσεις υπολογιστών (1,78 εκατομμύρια μονάδες), αποδεικνύεται ότι το 2000, κάθε τρίτος υπολογιστής που αγοραζόταν ήταν εξοπλισμένος με ένα μεμονωμένο UPS.
Η συντριπτική πλειοψηφία της ρωσικής αγοράς UPS καταλαμβάνεται από προϊόντα έξι εταιρειών: APC, Chloride, Invensys, IMV, Liebert, Powercom. Τα προϊόντα APC διατηρούν ηγετική θέση στη ρωσική αγορά UPS εδώ και πολλά χρόνια.
Τα UPS χωρίζονται σε τρεις κύριες κατηγορίες: Off-line (ή stand-by), Line-interactive και On-line. Αυτές οι συσκευές έχουν διαφορετικά σχέδια και χαρακτηριστικά.
Ρύζι. 1. Μπλοκ διάγραμμα ενός UPS κλάσης Off-line
Το μπλοκ διάγραμμα ενός UPS κλάσης Off-line φαίνεται στο Σχ. 1. Όταν εργάζεστε σε κανονική λειτουργίατο φορτίο τροφοδοτείται με φιλτραρισμένη τάση δικτύου. Για την καταστολή ηλεκτρομαγνητικών παρεμβολών και παρεμβολών ραδιοσυχνοτήτων στα κυκλώματα εισόδου, χρησιμοποιούνται φίλτρα θορύβου EMI/RFI σε βαρίστορ μεταλλικού οξειδίου. Εάν η τάση εισόδου γίνει χαμηλότερη ή μεγαλύτερη από την καθορισμένη τιμή ή εξαφανιστεί τελείως, ο μετατροπέας είναι ενεργοποιημένος, ο οποίος είναι συνήθως σε κατάσταση απενεργοποίησης. Μεταμορφώνοντας σταθερή πίεσημπαταρίες σε AC, ο μετατροπέας τροφοδοτεί το φορτίο από τις μπαταρίες. Το σχήμα της τάσης εξόδου του είναι ορθογώνιοι παλμοί θετικής και αρνητικής πολικότητας με πλάτος 300 V και συχνότητα 50 Hz. Τα UPS κλάσης off-line λειτουργούν αντιοικονομικά σε ηλεκτρικά δίκτυα με συχνές και σημαντικές αποκλίσεις τάσης από την ονομαστική τιμή, καθώς η συχνή εναλλαγή σε λειτουργία μπαταρίας μειώνει τη διάρκεια ζωής της μπαταρίας. Η ισχύς του μοντέλου Back-UPS Off-line UPS που παράγεται από την APC είναι στην περιοχή των 250...1250 VA και του μοντέλου Back-UPS Pro είναι στην περιοχή των 2S0...1400 VA.
Ρύζι. 2. Μπλοκ διάγραμμα UPS κατηγορίας Line-interactive
Το μπλοκ διάγραμμα ενός UPS κλάσης Line-interactive φαίνεται στο Σχ. 2. Ακριβώς όπως τα UPS κλάσης Off-line, αναμεταδίδουν AC τάσητροφοδοσία ρεύματος στο φορτίο, ενώ απορροφά σχετικά μικρές υπερτάσεις τάσης και εξομαλύνει τις παρεμβολές. Τα κυκλώματα εισόδου χρησιμοποιούν φίλτρο θορύβου EMI/RFI Varistor Oxide Metal για την καταστολή των EMI και RFI. Εάν συμβεί ατύχημα στο ηλεκτρικό δίκτυο, το UPS ταυτόχρονα, χωρίς απώλεια της φάσης ταλάντωσης, ενεργοποιεί τον μετατροπέα για να τροφοδοτήσει το φορτίο από τις μπαταρίες, ενώ το ημιτονοειδές σχήμα της τάσης εξόδου επιτυγχάνεται φιλτράροντας την ταλάντωση PWM. Το κύκλωμα χρησιμοποιεί έναν ειδικό μετατροπέα για την επαναφόρτιση της μπαταρίας, ο οποίος λειτουργεί επίσης κατά τις υπερτάσεις ισχύος. Το εύρος λειτουργίας χωρίς σύνδεση μπαταρίας διευρύνεται λόγω της χρήσης ενός αυτομετασχηματιστή με δυνατότητα μεταγωγής περιέλιξης στα κυκλώματα εισόδου του UPS. Η αλλαγή στην τροφοδοσία της μπαταρίας συμβαίνει όταν η τάση δικτύου βγει εκτός εύρους. Η ισχύς του Line-interactive UPS Smart-UPS κατηγορίας που κατασκευάζεται από την APC είναι 250...5000 VA.
Ρύζι. 3. Μπλοκ διάγραμμα ενός UPS κλάσης On-line
Το μπλοκ διάγραμμα ενός UPS κλάσης On-line φαίνεται στο Σχ. 3. Αυτά τα UPS μετατρέπουν την τάση εισόδου AC σε DC, η οποία στη συνέχεια μετατρέπεται ξανά σε AC με σταθερές παραμέτρους χρησιμοποιώντας έναν μετατροπέα PWM. Δεδομένου ότι το φορτίο τροφοδοτείται πάντα από τον μετατροπέα, δεν υπάρχει ανάγκη εναλλαγής εξωτερικό δίκτυοστον μετατροπέα και ο χρόνος μεταγωγής είναι μηδέν. Λόγω της αδρανειακής ζεύξης συνεχές ρεύμα, που είναι η μπαταρία, το φορτίο είναι απομονωμένο από ανωμαλίες δικτύου και πολύ σταθερό τάση εξόδου. Ακόμη και με μεγάλες αποκλίσεις στην τάση εισόδου, το UPS συνεχίζει να τροφοδοτεί το φορτίο με καθαρή ημιτονοειδή τάση με απόκλιση όχι μεγαλύτερη από +5% από την ονομαστική τιμή που έχει ορίσει ο χρήστης. Τα UPS κλάσης APC On-line έχουν τις ακόλουθες ισχύς εξόδου: Μοντέλα UPS Matrix - 3000 και 5000 VA, μοντέλα Symmetra Power Array - 8000, 12000 και 16000 VA.
Τα μοντέλα Back-UPS δεν χρησιμοποιούν μικροεπεξεργαστή, αλλά τα μοντέλα Back-UPS Pro, Smart-UPS, Smart/VS, Matrix και Symmetna χρησιμοποιούν μικροεπεξεργαστή.
Οι συσκευές που χρησιμοποιούνται ευρέως είναι: Back-UPS, Back-UPS pro, Smart-UPS, Smart-UPS/VS.
Συσκευές όπως το Matrix και το Symmetna χρησιμοποιούνται κυρίως για τραπεζικά συστήματα.
Σε αυτό το άρθρο θα δούμε τη σχεδίαση και το διάγραμμα των μοντέλων Smart-UPS 450VA...700VA που χρησιμοποιούνται για τροφοδοσία ρεύματος προσωπικούς υπολογιστές(PC) και διακομιστές. Τα τεχνικά χαρακτηριστικά τους δίνονται στον πίνακα. 1.
Τραπέζι 1. ΠροδιαγραφέςΜοντέλα Smart-UPS από την APC
| Μοντέλο | 450 VA | 620VA | 700VA | 1400VA |
|---|---|---|---|---|
| Επιτρεπόμενη τάση εισόδου, V | 0...320 | |||
| Τάση εισόδου κατά τη λειτουργία από το δίκτυο *, V | 165...283 | |||
| Τάση εξόδου *, V | 208...253 | |||
| Προστασία υπερφόρτωσης κυκλώματος εισόδου | Επιστρεφόμενο σε Αρχική θέσηδιακόπτης κυκλώματος | |||
| Εύρος συχνότητας κατά τη λειτουργία από το δίκτυο, Hz | 47...63 | |||
| Χρόνος εναλλαγής σε ισχύ μπαταρίας, ms | 4 | |||
| Μέγιστη ισχύς φορτίου, VA (W) | 450(280) | 620(390) | 700(450) | 1400(950) |
| Τάση εξόδου κατά τη λειτουργία με μπαταρία, V | 230 | |||
| Συχνότητα κατά τη λειτουργία με ισχύ μπαταρίας, Hz | 50 ± 0,1 | |||
| Κυματομορφή όταν λειτουργεί με μπαταρία | Ημιτονοειδές κύμα | |||
| Προστασία υπερφόρτωσης κυκλώματος εξόδου | Προστασία υπερφόρτωσης και βραχυκύκλωμα, όταν υπερφορτωθεί, απενεργοποιήστε με μάνδαλο | |||
| Τύπος Μπαταρίας | Σφραγισμένο με μόλυβδο, χωρίς συντήρηση | |||
| Αριθμός μπαταριών x τάση, V, | 2 x 12 | 2 x 6 | 2 x 12 | 2 x 12 |
| Χωρητικότητα μπαταρίας, Αχ | 4,5 | 10 | 7 | 17 |
| Διάρκεια μπαταρίας, χρόνια | 3...5 | |||
| χρόνος πλήρης φόρτιση, η | 2...5 | |||
| Διαστάσεις UPS (ύψος x πλάτος x μήκος), cm | 16,8x11,9x36,8 | 15,8x13,7x35,8 | 21,6x17x43,9 | |
| Καθαρό βάρος (μεικτό), kg | 7,30(9,12) | 10,53(12,34) | 13,1(14,5) | 24,1(26,1) |
*Δυνατότητα ρύθμισης από το χρήστη που χρησιμοποιεί λογισμικό PowerChute.
Το UPS Smart-UPS 450VA...700VA και το Smart-UPS 1000VA...1400VA έχουν το ίδιο ηλεκτρικό διάγραμμακαι διαφέρουν ως προς τη χωρητικότητα της μπαταρίας, τον αριθμό των τρανζίστορ εξόδου στον μετατροπέα, την ισχύ μετασχηματιστής ισχύοςκαι διαστάσεις.
Ας εξετάσουμε τις παραμέτρους που χαρακτηρίζουν την ποιότητα της ηλεκτρικής ενέργειας, καθώς και την ορολογία και τις ονομασίες.
Τα προβλήματα ισχύος μπορούν να εκφραστούν ως εξής:
Στη Ρωσία, οι πτώσεις τάσης, οι πτώσεις και οι υπερτάσεις, τόσο πάνω όσο και προς τα κάτω, αντιπροσωπεύουν περίπου το 95% των αποκλίσεων από τον κανόνα, ενώ το υπόλοιπο είναι θόρυβος, κρουστικός θόρυβος(βελόνες), εκπομπές υψηλής συχνότητας.
Οι μονάδες που χρησιμοποιούνται για τη μέτρηση της ισχύος είναι Volt-Amps (VA, VA) και Watts (W, W). Διαφέρουν ως προς τον συντελεστή ισχύος PF (Συντελεστής ισχύος):
Συντελεστής ισχύος για εξοπλισμός υπολογιστώνισούται με 0,6...0,7. Αριθμός στην ονομασία μοντέλου Εταιρεία UPSΤο APC σημαίνει μέγιστη ισχύ σε VA. Για παράδειγμα, το μοντέλο Smart-UPS 600VA έχει ισχύ 400 W και το μοντέλο 900VA έχει ισχύ 630 W.
Το μπλοκ διάγραμμα των μοντέλων Smart-UPS και Smart-UPS/VS φαίνεται στην Εικ. 4. Η τάση δικτύου παρέχεται στο φίλτρο εισόδου EM/RFI, το οποίο χρησιμεύει για την καταστολή παρεμβολών από το δίκτυο. Στην ονομαστική τάση δικτύου, ενεργοποιούνται τα ρελέ RY5, RY4, RY3 (ακίδες 1, 3), RY2 (ακίδες 1, 3), RY1 και η τάση εισόδου περνά στο φορτίο. Τα ρελέ RY3 και RY2 χρησιμοποιούνται για τη λειτουργία ρύθμισης τάσης εξόδου BOOST/TRIM. Για παράδειγμα, εάν η τάση δικτύου έχει αυξηθεί και έχει ξεπεράσει το επιτρεπόμενο όριο, τα ρελέ RY3 και RY2 συνδέουν το πρόσθετο τύλιγμα W1 σε σειρά με το κύριο τύλιγμα W2. Σχηματίζεται ένας αυτομετασχηματιστής με αναλογία μετασχηματισμού
Κ = Π2/(Π2 + Ε1)
λιγότερο από ένα και η τάση εξόδου πέφτει. Σε περίπτωση μείωσης της τάσης δικτύου, η πρόσθετη περιέλιξη W1 αντιστρέφεται από τις επαφές του ρελέ RY3 και RY2. Αναλογία μετασχηματισμού
Κ = Π2/(Π2 - Ε1)
γίνεται μεγαλύτερη από τη μονάδα και η τάση εξόδου αυξάνεται. Το εύρος ρύθμισης είναι ±12%, η τιμή υστέρησης επιλέγεται από το πρόγραμμα Power Chute.
Όταν η τάση εισόδου αποτύχει, τα ρελέ RY2...RY5 απενεργοποιούνται, ένας ισχυρός μετατροπέας PWM που τροφοδοτείται από την μπαταρία είναι ενεργοποιημένος και μια ημιτονοειδής τάση 230 V, 50 Hz παρέχεται στο φορτίο.
Το φίλτρο καταστολής θορύβου τροφοδοσίας πολλαπλών συνδέσμων αποτελείται από βαρίστορ MV1, MV3, MV4, επαγωγέα L1, πυκνωτές C14...C16 (Εικ. 5). Ο μετασχηματιστής CT1 αναλύει στοιχεία υψηλής συχνότητας της τάσης του δικτύου. Ο μετασχηματιστής CT2 είναι ένας αισθητήρας ρεύματος φορτίου. Τα σήματα από αυτούς τους αισθητήρες, καθώς και από τον αισθητήρα θερμοκρασίας RTH1, αποστέλλονται σε μετατροπέας αναλογικού σε ψηφιακό IC10 (ADC0838) (Εικ. 6).
Ο μετασχηματιστής T1 είναι ένας αισθητήρας τάσης εισόδου. Η εντολή για την ενεργοποίηση της συσκευής (AC-OK) αποστέλλεται από τον συγκριτή δύο επιπέδων IC7 στη βάση Q6. Transformer T2 - αισθητήρας τάσης εξόδου για λειτουργία Smart TRIM/BOOST. Από τις ακίδες 23 και 24 του επεξεργαστή IC1 2 (Εικ. 6), τα σήματα BOOST και TRIM παρέχονται στις βάσεις των τρανζίστορ Q43 και Q49 για τη μεταγωγή των ρελέ RY3 και RY2, αντίστοιχα.
Το σήμα συγχρονισμού φάσης (PHAS-REF) από τον ακροδέκτη 5 του μετασχηματιστή T1 πηγαίνει στη βάση του τρανζίστορ Q41 και από τον συλλέκτη του στον ακροδέκτη 14 του επεξεργαστή IC12 (Εικ. 6).
Το μοντέλο Smart-UPS χρησιμοποιεί έναν μικροεπεξεργαστή IC12 (S87C654) που:
Το τσιπ μνήμης EEPROM IC13 αποθηκεύει τις εργοστασιακές ρυθμίσεις, καθώς και τις βαθμονομημένες ρυθμίσεις για τα επίπεδα σήματος συχνότητας, την τάση εξόδου, τα όρια μετάβασης και την τάση φόρτισης της μπαταρίας.
Ο μετατροπέας ψηφιακού σε αναλογικό IC15 (DAC-08CN) δημιουργεί ένα ημιτονοειδές σήμα αναφοράς στον ακροδέκτη 2, το οποίο χρησιμοποιείται ως αναφορά για το IC17 (APC2010).
Το σήμα PWM παράγεται από το IC14 (APC2020) μαζί με το IC17. Ισχυρός τρανζίστορ εφέ πεδίου Q9...Q14, Q19...Q24 αποτελούν έναν μετατροπέα γέφυρας. Κατά το θετικό μισό κύμα του σήματος PWM, τα Q12...Q14 και Q22...Q24 είναι ανοιχτά και τα Q19...Q21 και Q9...Q11 είναι κλειστά. Κατά το αρνητικό μισό κύμα, τα Q19...Q21 και Q9...Q11 είναι ανοιχτά και τα Q12...Q14 και Q22...Q24 είναι κλειστά. Τα τρανζίστορ Q27...Q30, Q32, Q33, Q35, Q36 σχηματίζουν οδηγούς push-pull που παράγουν σήματα ελέγχου για ισχυρά τρανζίστορ φαινομένου πεδίου με μεγάλη χωρητικότητα εισόδου. Το φορτίο του μετατροπέα είναι η περιέλιξη του μετασχηματιστή, συνδέεται με καλώδια W5 (κίτρινο) και W6 (μαύρο). Μια ημιτονοειδής τάση 230 V, 50 Hz δημιουργείται στη δευτερεύουσα περιέλιξη του μετασχηματιστή για την τροφοδοσία του συνδεδεμένου εξοπλισμού.
Η λειτουργία του μετατροπέα σε λειτουργία «αντίστροφη» χρησιμοποιείται για τη φόρτιση της μπαταρίας με παλμικό ρεύμα κατά τη διάρκεια κανονική λειτουργία UPS.
Το UPS διαθέτει μια ενσωματωμένη υποδοχή SNMP, η οποία σας επιτρέπει να συνδέσετε πρόσθετες κάρτες για να επεκτείνετε τις δυνατότητες του UPS:
Το UPS έχει αρκετές τάσεις που είναι απαραίτητες για την κανονική λειτουργία της συσκευής: 24 V, 12 V, 5 V και -8 V. Για να τις ελέγξετε, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε τον πίνακα. 2. Μετρήστε την αντίσταση από τους ακροδέκτες των μικροκυκλωμάτων στο κοινό καλώδιο με το UPS απενεργοποιημένο και τον πυκνωτή C22 αποφορτισμένο. Τυπικές βλάβες UPS Smart-Ups 450VA...700VA και μέθοδοι για την εξάλειψή τους δίνονται στον πίνακα. 3.
Πίνακας 3. Τυπικές βλάβες Smart-Ups 450VA...700VA UPS
| Σύντομη περιγραφή του ελαττώματος | Πιθανή αιτία | Μέθοδος αντιμετώπισης προβλημάτων |
|---|---|---|
| Το UPS δεν ανάβει | Οι μπαταρίες δεν είναι συνδεδεμένες | Συνδέστε τις μπαταρίες |
| Κακή ή ελαττωματική μπαταρία, η χωρητικότητά της είναι χαμηλή | Αντικαταστήστε την μπαταρία. Η χωρητικότητα μιας φορτισμένης μπαταρίας μπορεί να ελεγχθεί χρησιμοποιώντας μια λάμπα μεγάλης σκάλας από ένα αυτοκίνητο (12 V, 150 W) | |
| Τα ισχυρά τρανζίστορ φαινομένου πεδίου του μετατροπέα έχουν σπάσει | Σε αυτήν την περίπτωση, δεν υπάρχει τάση στους ακροδέκτες της μπαταρίας που είναι συνδεδεμένοι στην πλακέτα του UPS. Ελέγξτε με ένα ωμόμετρο και αντικαταστήστε τα τρανζίστορ. Ελέγξτε τις αντιστάσεις στα κυκλώματα πύλης τους. Αντικαταστήστε το IC16 | |
| Σπασμένο εύκαμπτο καλώδιο που συνδέει την οθόνη | Αυτό το πρόβλημα μπορεί να προκαλείται από βραχυκύκλωμα των ακροδεκτών εύκαμπτου καλωδίου στο πλαίσιο του UPS. Αντικαταστήστε το εύκαμπτο καλώδιο που συνδέει την οθόνη με την κύρια πλακέτα του UPS. Ελέγξτε τη δυνατότητα συντήρησης της ασφάλειας F3 και του τρανζίστορ Q5 | |
| Το κουμπί λειτουργίας είναι πατημένο | Αντικαταστήστε το κουμπί SW2 | |
| Το UPS ενεργοποιείται μόνο από την μπαταρία | Η ασφάλεια F3 κάηκε | Αντικαταστήστε το F3. Ελέγξτε τη δυνατότητα συντήρησης των τρανζίστορ Q5 και Q6 |
| Το UPS δεν ξεκινά. Η ένδειξη αντικατάστασης μπαταρίας ανάβει | Εάν η μπαταρία είναι καλή, το UPS δεν εκτελεί σωστά το πρόγραμμα. | Βαθμονόμηση της τάσης της μπαταρίας χρησιμοποιώντας ένα αποκλειστικό πρόγραμμα της APC |
| Το UPS δεν συνδέεται στη γραμμή | Σχισμένο καλώδιο δικτύουή η επαφή έχει σπάσει | Συνδέστε το καλώδιο δικτύου. Ελέγξτε τη δυνατότητα συντήρησης του αυτόματου βύσματος με ένα ωμόμετρο. Ελέγξτε τη σύνδεση του θερμού-ουδέτερου καλωδίου |
| Ψυχρή συγκόλληση στοιχείων σανίδων | Ελέγξτε τη δυνατότητα συντήρησης και την ποιότητα της συγκόλλησης των στοιχείων L1, L2 και ειδικά T1 | |
| Τα βαρίστορ είναι ελαττωματικά | Ελέγξτε ή αντικαταστήστε τα βαρίστορ MV1...MV4 | |
| Όταν το UPS είναι ενεργοποιημένο, το φορτίο απορρίπτεται | Ο αισθητήρας τάσης T1 είναι ελαττωματικός | Αντικαταστήστε το T1. Ελέγξτε τη δυνατότητα συντήρησης των στοιχείων: D18...D20, C63 και C10 |
| Οι ενδείξεις της οθόνης αναβοσβήνουν | Η χωρητικότητα του πυκνωτή C17 έχει μειωθεί | Αντικαταστήστε τον πυκνωτή C17 |
| Πιθανή διαρροή πυκνωτή | Αντικαταστήστε το C44 ή το C52 | |
| Οι επαφές του ρελέ ή τα στοιχεία της πλακέτας είναι ελαττωματικά | Αντικαταστήστε το ρελέ. Αντικαταστήστε τα IC3 και D20. Είναι καλύτερα να αντικαταστήσετε τη δίοδο D20 με 1N4937 | |
| Υπερφόρτωση UPS | Η ισχύς του συνδεδεμένου εξοπλισμού υπερβαίνει την ονομαστική ισχύ | Μειώστε το φορτίο |
| Ο μετασχηματιστής T2 είναι ελαττωματικός | Αντικαταστήστε το T2 | |
| Ο τρέχων αισθητήρας ST1 είναι ελαττωματικός | Αντικαταστήστε το ST1. Αντίσταση μεγαλύτερη από 4 ohms υποδηλώνει ελαττωματικό αισθητήρα ρεύματος | |
| Το IC15 είναι ελαττωματικό | Αντικαταστήστε το IC15. Ελέγξτε την τάση -8 V και 5 V. Ελέγξτε και αντικαταστήστε εάν χρειάζεται: IC12, IC8, IC17, IC14 και τρανζίστορ πεδίου ισχύος μετατροπέα. Ελέγξτε τις περιελίξεις του μετασχηματιστή ισχύος | |
| Η μπαταρία δεν φορτίζει | Το πρόγραμμα UPS δεν λειτουργεί σωστά | Βαθμονόμηση της τάσης της μπαταρίας ιδιόκτητο πρόγραμμααπό το ΑΡΣ. Ελέγξτε τις σταθερές 4, 5, 6, 0. Η σταθερά 0 είναι κρίσιμη για κάθε μοντέλο UPS. Ελέγξτε τη σταθερά μετά την αντικατάσταση της μπαταρίας |
| Το κύκλωμα φόρτισης της μπαταρίας είναι ελαττωματικό | Αντικαταστήστε το IC14. Ελέγξτε την τάση των 8 V στον πείρο. 9 IC14, εάν λείπει, αντικαταστήστε το C88 ή το IC17 | |
| Η μπαταρία είναι ελαττωματική | Αντικαταστήστε την μπαταρία. Η χωρητικότητά του μπορεί να ελεγχθεί με μια λάμπα μεγάλης σκάλας από αυτοκίνητο (12 V, 150 W) | |
| Ο μικροεπεξεργαστής IC12 είναι ελαττωματικός | Αντικαταστήστε το IC12 | |
| Όταν είναι ενεργοποιημένο, το UPS δεν ξεκινά, ακούγεται ένας ήχος κλικ | Η επαναφορά του κυκλώματος είναι ελαττωματικό | Ελέγξτε τη δυνατότητα συντήρησης και αντικαταστήστε τα ελαττωματικά στοιχεία: IC11, IC15, Q51...Q53, R115, C77 |
| Ελάττωμα ένδειξης | Το κύκλωμα ένδειξης είναι ελαττωματικό | Ελέγξτε και αντικαταστήστε το ελαττωματικό Q57...Q60 στην πλακέτα ενδείξεων |
| Το UPS δεν λειτουργεί σε λειτουργία on-line | Ελαττωματικά στοιχεία πλακέτας | Αντικαταστήστε το Q56. Ελέγξτε τη δυνατότητα συντήρησης των στοιχείων: Q55, Q54, IC12. Το IC13 είναι ελαττωματικό ή θα χρειαστεί να επαναπρογραμματιστεί. Το πρόγραμμα μπορεί να ληφθεί από ένα λειτουργικό UPS |
| Όταν μετακομίζετε στην εργασία από Μπαταρίες UPSσβήνει και ενεργοποιείται αυθόρμητα | Το τρανζίστορ Q3 είναι σπασμένο | Αντικαταστήστε το τρανζίστορ Q3 |
Το δεύτερο μέρος του άρθρου θα συζητηθεί Συσκευή UPSΗλεκτρονικό μάθημα,
ΣΥΣΚΕΥΗ OFF-LINE Class UPS
Τα off-line UPS της APC περιλαμβάνουν μοντέλα Back-UPS. Τα UPS αυτής της κατηγορίας είναι χαμηλού κόστους και έχουν σχεδιαστεί για να προστατεύουν προσωπικούς υπολογιστές, σταθμούς εργασίας, εξοπλισμός δικτύου, τερματικά συναλλαγών και μετρητών. Η ισχύς των παραγόμενων μοντέλων Back-UPS είναι από 250 έως 1250 VA. Τα βασικά τεχνικά δεδομένα των πιο κοινών μοντέλων UPS παρουσιάζονται στον πίνακα. 3.
Πίνακας 3. Βασικά τεχνικά στοιχεία UPS κλάσης Back-UPS
| Μοντέλο | BK250I | BK400I | BK600I |
|---|---|---|---|
| Ονομαστική τάση εισόδου, V | 220...240 | ||
| Ονομαστική συχνότητα δικτύου, Hz | 50 | ||
| Ενέργεια των απορροφούμενων εκπομπών, J | 320 | ||
| Ρεύμα αιχμής υπέρτασης, Α | 6500 | ||
| Τιμές υπέρτασης τάσης IEEE 587 Κατ. Χάθηκαν στην Κανονική λειτουργία. A 6kVA, % | <1 | ||
| Τάση μεταγωγής, V | 166...196 | ||
| Τάση εξόδου κατά τη λειτουργία από μπαταρίες, V | 225 ± 5% | ||
| Συχνότητα εξόδου κατά τη λειτουργία από μπαταρίες, Hz | 50 ± 3% | ||
| Μέγιστη ισχύς, VA (W) | 250(170) | 400(250) | 600(400) |
| Συντελεστής ισχύος | 0,5. ..1,0 | ||
| Συντελεστής κορυφογραμμής | <5 | ||
| Ονομαστικός χρόνος μεταγωγής, ms | 5 | ||
| Αριθμός μπαταριών x τάση, V | 2x6 | 1x12 | 2x6 |
| Χωρητικότητα μπαταρίας, Αχ | 4 | 7 | 10 |
| 90% χρόνος επαναφόρτισης μετά την εκφόρτιση στο 50%, ώρα | 6 | 7 | 10 |
| Ακουστικός θόρυβος σε απόσταση 91 cm από τη συσκευή, dB | <40 | ||
| Χρόνος λειτουργίας UPS σε πλήρη ισχύ, ελάχ | >5 | ||
| Μέγιστες διαστάσεις (Υ x Π x Β), mm | 168x119x361 | ||
| Βάρος, kg | 5,4 | 9,5 | 11,3 |
Ο δείκτης "I" (Διεθνές) στα ονόματα των μοντέλων UPS σημαίνει ότι τα μοντέλα έχουν σχεδιαστεί για τάση εισόδου 230 V. Οι συσκευές είναι εξοπλισμένες με σφραγισμένες μπαταρίες χωρίς μόλυβδο χωρίς συντήρηση με διάρκεια ζωής 3... 5 χρόνια σύμφωνα με το πρότυπο Euro Bat. Όλα τα μοντέλα είναι εξοπλισμένα με φίλτρα περιορισμού που καταστέλλουν υπερτάσεις και παρεμβολές υψηλής συχνότητας στην τάση του δικτύου. Οι συσκευές εκπέμπουν κατάλληλα ηχητικά σήματα όταν χάνεται η τάση εισόδου, οι μπαταρίες είναι χαμηλές ή υπάρχει υπερφόρτωση. Η τιμή κατωφλίου της τάσης δικτύου, κάτω από την οποία το UPS μεταβαίνει σε λειτουργία μπαταρίας, ρυθμίζεται από διακόπτες στο πίσω πλαίσιο της συσκευής. Τα μοντέλα BK400I και BK600I διαθέτουν μια θύρα διασύνδεσης που συνδέεται με έναν υπολογιστή ή διακομιστή για αυτόματη απενεργοποίηση του συστήματος, έναν δοκιμαστικό διακόπτη και έναν διακόπτη βομβητή.
Το μπλοκ διάγραμμα των Back-UPS 250I, 400I και 600I φαίνεται στην Εικ. 8. Η τάση δικτύου τροφοδοτείται στο φίλτρο εισόδου πολλαπλών σταδίων μέσω ενός διακόπτη κυκλώματος. Ο διακόπτης κυκλώματος έχει σχεδιαστεί ως διακόπτης κυκλώματος στο πίσω πλαίσιο του UPS. Σε περίπτωση σημαντικής υπερφόρτωσης, αποσυνδέει τη συσκευή από το δίκτυο, ενώ η στήλη επαφής του διακόπτη ωθείται προς τα πάνω. Για να ενεργοποιήσετε το UPS μετά από υπερφόρτωση, είναι απαραίτητο να επαναφέρετε τη στήλη επαφής του διακόπτη στην αρχική της θέση. Το φίλτρο εισόδου-περιοριστή ηλεκτρομαγνητικών και ραδιοσυχνοτήτων χρησιμοποιεί συνδέσμους LC και βαρίστορ μεταλλικού οξειδίου. Κατά την κανονική λειτουργία, οι επαφές 3 και 5 του ρελέ RY1 είναι κλειστές και το UPS μεταδίδει την τάση δικτύου στο φορτίο, φιλτράροντας τις παρεμβολές υψηλής συχνότητας. Το ρεύμα φόρτισης ρέει συνεχώς όσο υπάρχει τάση στο δίκτυο. Εάν η τάση εισόδου πέσει κάτω από την καθορισμένη τιμή ή εξαφανιστεί τελείως ή αν είναι πολύ θορυβώδης, οι επαφές 3 και 4 του ρελέ κλείνουν και το UPS τίθεται σε λειτουργία από τον μετατροπέα, ο οποίος μετατρέπει την τάση συνεχούς ρεύματος των μπαταριών σε AC. Ο χρόνος μεταγωγής είναι περίπου 5 ms, κάτι που είναι αρκετά αποδεκτό για σύγχρονα τροφοδοτικά μεταγωγής για υπολογιστές. Το σχήμα του σήματος φορτίου είναι ορθογώνιοι παλμοί θετικής και αρνητικής πολικότητας με συχνότητα 50 Hz, διάρκεια 5 ms, πλάτος 300 V, ενεργή τάση 225 V. Στο ρελαντί, η διάρκεια των παλμών μειώνεται και η Η πραγματική τάση εξόδου πέφτει στα 208 V. Σε αντίθεση με τα Smart μοντέλα -UPS, το Back-UPS δεν διαθέτει μικροεπεξεργαστή· χρησιμοποιούνται συγκριτές και λογικά τσιπ για τον έλεγχο της συσκευής.
Το σχηματικό διάγραμμα του Back-UPS 250I, 400I και 600I UPS φαίνεται σχεδόν πλήρως στην Εικ. 9...11. Το φίλτρο καταστολής θορύβου τροφοδοσίας πολλαπλών συνδέσμων αποτελείται από βαρίστορ MOV2, MOV5, τσοκ L1 και L2, πυκνωτές C38 και C40 (Εικ. 9). Ο μετασχηματιστής T1 (Εικ. 10) είναι ένας αισθητήρας τάσης εισόδου. Η τάση εξόδου του χρησιμοποιείται για τη φόρτιση μπαταριών (D4...D8, IC1, R9...R11, C3 και VR1 χρησιμοποιούνται σε αυτό το κύκλωμα) και για την ανάλυση της τάσης δικτύου.
Εάν εξαφανιστεί, τότε το κύκλωμα στα στοιχεία IC2...IC4 και IC7 συνδέει έναν ισχυρό μετατροπέα που τροφοδοτείται από μπαταρία. Η εντολή ACFAIL για την ενεργοποίηση του μετατροπέα παράγεται από το IC3 και το IC4. Ένα κύκλωμα που αποτελείται από συγκριτικό IC4 (ακίδες 6, 7, 1) και ηλεκτρονικό κλειδί IC6 (ακίδες 10, 11, 12) επιτρέπει στον μετατροπέα να λειτουργεί με σήμα καταγραφής. Το "1" φτάνει στις ακίδες 1 και 13 του IC2.
Ένας διαχωριστής που αποτελείται από αντιστάσεις R55, R122, R1 23 και διακόπτη SW1 (ακίδες 2, 7 και 3, 6), που βρίσκεται στην πίσω πλευρά του UPS, καθορίζει την τάση δικτύου, κάτω από την οποία το UPS μεταβαίνει σε τροφοδοσία μπαταρίας. Αυτή η τάση έχει ρυθμιστεί από το εργοστάσιο στα 196 V. Σε περιοχές όπου η τάση του δικτύου κυμαίνεται συχνά, με αποτέλεσμα συχνές μεταφορές UPS στην ισχύ της μπαταρίας, η τάση κατωφλίου πρέπει να ρυθμιστεί σε χαμηλότερο επίπεδο. Η λεπτή ρύθμιση της τάσης κατωφλίου πραγματοποιείται από την αντίσταση VR2.
Κατά τη λειτουργία της μπαταρίας, το IC7 παράγει παλμούς διέγερσης μετατροπέα PUSHPL1 και PUSHPL2. Τα τρανζίστορ πεδίου ισχύος Q4...Q6 και Q36 είναι εγκατεστημένα στον ένα βραχίονα του μετατροπέα και τα Q1...Q3 και Q37 στον άλλο. Τα τρανζίστορ φορτώνονται με τους συλλέκτες τους στον μετασχηματιστή εξόδου. Μια παλμική τάση με πραγματική τιμή 225 V και συχνότητα 50 Hz δημιουργείται στη δευτερεύουσα περιέλιξη του μετασχηματιστή εξόδου, η οποία χρησιμοποιείται για την τροφοδοσία του εξοπλισμού που είναι συνδεδεμένος στο UPS. Η διάρκεια των παλμών ρυθμίζεται από τη μεταβλητή αντίσταση VR3 και η συχνότητα από την αντίσταση VR4 (Εικ. 10). Η ενεργοποίηση και απενεργοποίηση του μετατροπέα συγχρονίζεται με την τάση δικτύου μέσω ενός κυκλώματος στα στοιχεία IC3 (ακίδες 3...6), IC6 (ακίδες 3...5, 6, 8, 9) και IC5 (ακίδες 1... 3 και 11... 13). Κύκλωμα βασισμένο στα στοιχεία SW1 (ακίδες 1 και 8), IC5 (ακίδες 4...V και 8...10), IC2 (ακίδες 8...10), IC3 (ακίδες 1 και 2), IC10 (ακίδες 12 και 13), D30, D31, D18, Q9, BZ1 (Εικ. 11) ενεργοποιεί ένα ηχητικό σήμα για να προειδοποιήσει το χρήστη για προβλήματα τροφοδοσίας. Κατά τη λειτουργία της μπαταρίας, το UPS εκπέμπει ένα ηχητικό σήμα κάθε 5 δευτερόλεπτα για να υποδείξει την ανάγκη αποθήκευσης αρχείων χρήστη, επειδή Η χωρητικότητα της μπαταρίας είναι περιορισμένη. Όταν λειτουργεί με ισχύ μπαταρίας, το UPS παρακολουθεί τη χωρητικότητά του και εκπέμπει ένα συνεχές ηχητικό σήμα για ορισμένο χρονικό διάστημα προτού αποφορτιστεί. Εάν οι ακίδες 4 και 5 του διακόπτη SW1 είναι ανοιχτές, τότε αυτός ο χρόνος είναι 2 λεπτά, εάν είναι κλειστοί - 5 λεπτά. Για να απενεργοποιήσετε το ηχητικό σήμα, πρέπει να κλείσετε τις ακίδες 1 και 8 του διακόπτη SW1.
Όλα τα μοντέλα Back-UPS, με εξαίρεση το BK250I, διαθέτουν θύρα αμφίδρομης επικοινωνίας για επικοινωνία με υπολογιστή. Το λογισμικό Power Chute Plus επιτρέπει στον υπολογιστή τόσο να παρακολουθεί το UPS όσο και να τερματίζει με ασφάλεια αυτόματα το λειτουργικό σύστημα (Novell, Netware, Windows NT, IBM OS/2, Lan Server, Scounix και UnixWare, Windows 95/98), διατηρώντας τα αρχεία χρήστη. Στο Σχ. 11 αυτή η θύρα ονομάζεται J14. Σκοπός των ακίδων του: 1 - UPS SHUTDOWN. Το UPS απενεργοποιείται εάν εμφανιστεί ένα αρχείο καταγραφής σε αυτόν τον ακροδέκτη. "1" για 0,5 δευτ.
2 - AC FAIL. Κατά τη μετάβαση σε τροφοδοσία μπαταρίας, το UPS δημιουργεί ένα αρχείο καταγραφής σε αυτόν τον ακροδέκτη. "1".
3 - CC AC FAIL. Κατά τη μετάβαση σε τροφοδοσία μπαταρίας, το UPS δημιουργεί ένα αρχείο καταγραφής σε αυτόν τον ακροδέκτη. "0". Ανοιχτή έξοδος συλλέκτη.
4, 9 - DB-9 GROUND. Κοινό καλώδιο για σήματα εισόδου/εξόδου. Η έξοδος έχει αντίσταση 20 Ohms σε σχέση με το κοινό καλώδιο του UPS.
5 - CC ΧΑΜΗΛΗ ΜΠΑΤΑΡΙΑ. Σε περίπτωση χαμηλής μπαταρίας, το UPS δημιουργεί ένα αρχείο καταγραφής σε αυτήν την έξοδο. "0". Ανοιχτή έξοδος συλλέκτη.
6 - OS AC FAIL Κατά τη μετάβαση σε τροφοδοσία μπαταρίας, το UPS δημιουργεί ένα αρχείο καταγραφής σε αυτόν τον ακροδέκτη. "1". Ανοιχτή έξοδος συλλέκτη.
7, 8 - δεν είναι συνδεδεμένο.
Οι έξοδοι ανοιχτού συλλέκτη μπορούν να συνδεθούν σε κυκλώματα TTL. Η χωρητικότητα φορτίου τους είναι έως 50 mA, 40 V. Εάν πρέπει να συνδέσετε ένα ρελέ σε αυτά, τότε η περιέλιξη θα πρέπει να παρακαμφθεί με μια δίοδο.
Ένα κανονικό καλώδιο "null modem" δεν είναι κατάλληλο για επικοινωνία με αυτήν τη θύρα· μαζί με το λογισμικό παρέχεται ένα αντίστοιχο καλώδιο διασύνδεσης RS-232 με υποδοχή 9 ακίδων.
ΒΑΘΜΟΝΟΜΗΣΗ ΚΑΙ ΕΠΙΣΚΕΥΗ UPS
Ρύθμιση της συχνότητας τάσης εξόδου
Για να ρυθμίσετε τη συχνότητα της τάσης εξόδου, συνδέστε έναν παλμογράφο ή έναν μετρητή συχνότητας στην έξοδο του UPS. Θέστε το UPS σε λειτουργία μπαταρίας. Κατά τη μέτρηση της συχνότητας στην έξοδο του UPS, ρυθμίστε την αντίσταση VR4 στα 50 ± 0,6 Hz.
Ρύθμιση της τιμής της τάσης εξόδου
Θέστε το UPS σε λειτουργία μπαταρίας χωρίς φορτίο. Συνδέστε ένα βολτόμετρο στην έξοδο του UPS για να μετρήσετε την πραγματική τιμή τάσης. Ρυθμίζοντας την αντίσταση VR3, ρυθμίστε την τάση στην έξοδο του UPS στα 208 ± 2 V.
Ρύθμιση της οριακής τάσης
Ρυθμίστε τους διακόπτες 2 και 3 που βρίσκονται στην πίσω πλευρά του UPS στη θέση OFF. Συνδέστε το UPS σε μετασχηματιστή τύπου LATR με συνεχώς ρυθμιζόμενη τάση εξόδου. Ρυθμίστε την τάση στην έξοδο LATR στα 196 V. Περιστρέψτε την αντίσταση VR2 αριστερόστροφα μέχρι να σταματήσει και, στη συνέχεια, γυρίστε αργά την αντίσταση VR2 δεξιόστροφα έως ότου το UPS μεταβεί στην τροφοδοσία της μπαταρίας.
Ρύθμιση της τάσης φόρτισης
Ρυθμίστε την τάση στην είσοδο του UPS στα 230 V. Αποσυνδέστε το κόκκινο καλώδιο που πηγαίνει στον θετικό πόλο της μπαταρίας. Χρησιμοποιώντας ένα ψηφιακό βολτόμετρο, ρυθμίστε την αντίσταση VR1 για να ρυθμίσετε την τάση σε αυτό το καλώδιο στα 13,76 ± 0,2 V σε σχέση με το κοινό σημείο του κυκλώματος και, στη συνέχεια, επαναφέρετε τη σύνδεση με την μπαταρία.
Τυπικές βλάβες
Τα τυπικά σφάλματα και οι μέθοδοι για την εξάλειψή τους δίνονται στον πίνακα. 4 και στον πίνακα. 5 - ανάλογα των εξαρτημάτων που αποτυγχάνουν συχνότερα.
Πίνακας 4. Τυπικά σφάλματα Back-UPS 250I, 400I και 600I
| Εκδήλωση ελαττώματος | Πιθανή αιτία | Μέθοδος εύρεσης και εξάλειψης ελαττώματος |
|---|---|---|
| Μυρίζει καπνό, το UPS δεν λειτουργεί | Το φίλτρο εισόδου είναι ελαττωματικό | Ελέγξτε τη δυνατότητα συντήρησης των εξαρτημάτων MOV2, MOV5, L1, L2, C38, C40, καθώς και των αγωγών πλακέτας που τα συνδέουν |
| Το UPS δεν ανάβει. Η ένδειξη δεν ανάβει | Ο διακόπτης κυκλώματος εισόδου (αυτόματος διακόπτης κυκλώματος) του UPS είναι απενεργοποιημένος | Μειώστε το φορτίο στο UPS απενεργοποιώντας μέρος του εξοπλισμού και, στη συνέχεια, ενεργοποιήστε τον διακόπτη κυκλώματος πατώντας τη στήλη επαφής του διακόπτη κυκλώματος |
| Οι μπαταρίες είναι ελαττωματικές | Αντικαταστήστε τις μπαταρίες | |
| Οι μπαταρίες δεν έχουν συνδεθεί σωστά | Ελέγξτε ότι οι μπαταρίες είναι συνδεδεμένες σωστά | |
| Ελαττωματικός μετατροπέας | Ελέγξτε τη δυνατότητα συντήρησης του μετατροπέα. Για να το κάνετε αυτό, αποσυνδέστε το UPS από το δίκτυο εναλλασσόμενου ρεύματος, αποσυνδέστε τις μπαταρίες και την χωρητικότητα εκφόρτισης C3 με μια αντίσταση 100 Ohm, δοκιμάστε τα κανάλια πηγής αποστράγγισης των ισχυρών τρανζίστορ φαινομένου πεδίου Q1...Q6, Q37, Q36 με ένα ωμόμετρο. Εάν η αντίσταση είναι αρκετά ohms ή μικρότερη, τότε αντικαταστήστε τα τρανζίστορ. Ελέγξτε τις αντιστάσεις στις πύλες R1...R3, R6...R8, R147, R148. Ελέγξτε τη δυνατότητα συντήρησης των τρανζίστορ Q30, Q31 και των διόδων D36...D38 και D41. Ελέγξτε τις ασφάλειες F1 και F2 | |
| Αντικαταστήστε το IC2 | ||
| Όταν είναι ενεργοποιημένο, το UPS απενεργοποιεί το φορτίο | Ο μετασχηματιστής T1 είναι ελαττωματικός | Ελέγξτε τη δυνατότητα συντήρησης των περιελίξεων του μετασχηματιστή T1. Ελέγξτε τις ράγες στην πλακέτα που συνδέουν τις περιελίξεις T1. Ελέγξτε την ασφάλεια F3 |
| Το UPS λειτουργεί με μπαταρίες παρά το γεγονός ότι υπάρχει τάση δικτύου | Η τάση τροφοδοσίας είναι πολύ χαμηλή ή παραμορφωμένη | Ελέγξτε την τάση εισόδου χρησιμοποιώντας δείκτη ή μετρητή. Εάν αυτό είναι αποδεκτό για το φορτίο, μειώστε την ευαισθησία του UPS, π.χ. αλλάξτε το όριο απόκρισης χρησιμοποιώντας διακόπτες που βρίσκονται στο πίσω τοίχωμα της συσκευής |
| Το UPS ανάβει, αλλά δεν παρέχεται τάση στο φορτίο | Το ρελέ RY1 είναι ελαττωματικό | Ελέγξτε τη δυνατότητα συντήρησης του ρελέ RY1 και του τρανζίστορ Q10 (BUZ71). Ελέγξτε τη δυνατότητα συντήρησης των IC4 και IC3 και την τάση τροφοδοσίας στους ακροδέκτες τους |
| Ελέγξτε τα κομμάτια στην πλακέτα που συνδέει τις επαφές του ρελέ | ||
| Το UPS βουίζει ή/και κλείνει το φορτίο χωρίς να παρέχει τον αναμενόμενο χρόνο δημιουργίας αντιγράφων ασφαλείας | Ο μετατροπέας ή ένα από τα στοιχεία του είναι ελαττωματικό | Ανατρέξτε στην υποκατηγορία «Μετατροπέας ελαττωματικός» |
| Το UPS δεν παρέχει τον αναμενόμενο χρόνο εφεδρικής ισχύος | Οι μπαταρίες είναι αποφορτισμένες ή έχουν χάσει τη χωρητικότητά τους | Φορτίστε τις μπαταρίες. Απαιτούν επαναφόρτιση μετά από παρατεταμένες διακοπές ρεύματος. Επιπλέον, οι μπαταρίες γερνούν γρήγορα όταν χρησιμοποιούνται συχνά ή σε περιβάλλοντα υψηλής θερμοκρασίας. Εάν οι μπαταρίες πλησιάζουν στο τέλος της διάρκειας ζωής τους, συνιστάται η αντικατάστασή τους, ακόμη και αν ο συναγερμός αντικατάστασης μπαταριών δεν έχει ηχήσει ακόμη. Ελέγξτε τη χωρητικότητα της φορτισμένης μπαταρίας με μια λάμπα μεγάλης σκάλας αυτοκινήτου 12 V, 150 W |
| Το UPS είναι υπερφορτωμένο | Μειώστε τον αριθμό των καταναλωτών στην έξοδο του UPS | |
| Το UPS δεν ενεργοποιείται μετά την αντικατάσταση των μπαταριών | Λανθασμένη σύνδεση των μπαταριών κατά την αντικατάστασή τους | Ελέγξτε ότι οι μπαταρίες είναι συνδεδεμένες σωστά |
| Όταν είναι ενεργοποιημένο, το UPS εκπέμπει έναν δυνατό τόνο, μερικές φορές με έναν φθίνοντα τόνο | Ελαττωματικές ή σοβαρά αποφορτισμένες μπαταρίες | Φορτίστε τις μπαταρίες για τουλάχιστον τέσσερις ώρες. Εάν το πρόβλημα παραμένει μετά την επαναφόρτιση, οι μπαταρίες πρέπει να αντικατασταθούν. |
| Οι μπαταρίες δεν φορτίζονται | Η δίοδος D8 είναι ελαττωματική | Ελέγξτε τη δυνατότητα συντήρησης του D8. Το αντίστροφο ρεύμα του δεν πρέπει να υπερβαίνει τα 10 μA |
| Τάση φόρτισης κάτω από το απαιτούμενο επίπεδο | Βαθμονόμηση της τάσης φόρτισης της μπαταρίας |
Πίνακας 5. Ανάλογα για την αντικατάσταση ελαττωματικών εξαρτημάτων
| Ονομασία κυκλώματος | Ελαττωματικό εξάρτημα | Πιθανή αντικατάσταση |
|---|---|---|
| IC1 | LM317T | LM117H, LM117K |
| IC2 | CD4001 | K561LE5 |
| IC3, IC10 | 74С14 | Αποτελείται από δύο μικροκυκλώματα K561TL1, τα συμπεράσματα των οποίων συνδέονται σύμφωνα με το pinout στο μικροκύκλωμα |
| IC4 | LM339 | K1401SA1 |
| IC5 | CD4011 | K561LA7 |
| IC6 | CD4066 | K561KT3 |
| D4...D8, D47, D25...D28 | 1N4005 | 1N4006, 1N4007, BY126, BY127, BY133, BY134, 1N5618... 1N5622, 1N4937 |
| Q10 | BUZ71 | BUZ10, 2SK673, 2SK971, BUK442...BUK450, BUK543...BUK550 |
| Ε22 | IRF743 | IRF742, MTP10N35, MTP10N40, 2SK554, 2SK555 |
| Q8, Q21, Q35, Q31, Q12, Q9, Q27, Q28, Q32, Q33 | PN2222 | 2N2222, BS540, BS541, BSW61...BSW 64, 2N4014 |
| Q11, Q29, Q25, Q26, Q24 | PN2907 | 2N2907, 2N4026...2N4029 |
| Q1...Q6, Q36, Q37 | IRFZ42 | BUZ11, BUZ12, PRFZ42 |
Gennady Yablonin
"Επισκευή ηλεκτρονικού εξοπλισμού"
Αδιάλειπτη πηγή ρεύματος
Σε πολλές περιοχές σήμερα, προγραμματισμένες και μη προγραμματισμένες διακοπές ρεύματος γίνονται συχνά για αρκετά μεγάλο χρονικό διάστημα. Ως αποτέλεσμα, οι άνθρωποι που είναι συνηθισμένοι στην αφθονία πληροφοριών βρίσκονται για κάποιο διάστημα σε ένα είδος κενού, όταν όχι μόνο δεν υπάρχει φωτισμός, αλλά και η τηλεόραση, το ραδιόφωνο και ο υπολογιστής δεν λειτουργούν. Σε τέτοιες περιπτώσεις, είναι πολύ χρήσιμο να υπάρχει μια εναλλακτική πηγή ενέργειας. Μπορεί να είναι επαναφορτιζόμενη μπαταρία εάν την εξοπλίσετε με μετατροπέα τάσης DC σε AC (inverter) και αυτοματισμό που παρακολουθεί την υγεία του δικτύου, την κατάσταση φόρτισης της μπαταρίας και επίσης αλλάζει αμέσως το φορτίο στην τροφοδοσία από το δικτύου ή μπαταρίας και ελέγχει την επαναφόρτιση της τελευταίας.
Επί του παρόντος, διατίθενται προς πώληση εισαγόμενα αδιάλειπτα τροφοδοτικά (UPS, στα αγγλικά UPS) που παράγονται από διάφορες εταιρείες. Συνήθως, έχουν σχεδιαστεί για να αποτρέπουν τα σφάλματα του υπολογιστή και την απώλεια πολύτιμων δεδομένων που είναι αποθηκευμένα σε αυτούς σε συνθήκες αναξιόπιστης παροχής ρεύματος. Ωστόσο, τέτοια UPS έχουν σχεδιαστεί για να τροφοδοτούν ενεργά ή ενεργά χωρητικά φορτία και η χωρητικότητα της μπαταρίας τους είναι αρκετή για λίγα μόνο λεπτά λειτουργίας του υπολογιστή. Ο σχεδιασμός και ο σχεδιασμός των προσιτών εισαγόμενων UPS είναι τέτοια που είναι σχεδόν αδύνατο να προσαρμοστούν, για παράδειγμα, για να τροφοδοτήσουν μια τηλεόραση για αρκετές ώρες.
Μπορείτε να φτιάξετε μόνοι σας ένα UPS με τις απαραίτητες παραμέτρους. Μια τέτοια συσκευή πρέπει να παρέχει αδιάλειπτη παροχή ρεύματος σε φορτίο έως 300 W. Αυτό είναι αρκετό για να «τραβήξει» οποιαδήποτε τηλεόραση, από φορητή έως «μαστόδον» ULPTST. Ως εφεδρική πηγή, συνιστάται η χρήση μπαταρίας αυτοκινήτου χωρητικότητας 55...60 Ah, που δεν είναι δύσκολο να αγοραστεί. Όσοι διαθέτουν επιβατικό αυτοκίνητο έχουν ήδη μια τέτοια μπαταρία.
Ο χρόνος συνεχούς παροχής ρεύματος στο φορτίο από την μπαταρία μπορεί εύκολα να υπολογιστεί χρησιμοποιώντας τον τύπο: T=kQU/P, όπου T είναι ο χρόνος συνεχούς λειτουργίας, h; k=0,8...0,9 - απόδοση μετατροπέα; Q— χωρητικότητα μπαταρίας, Ah; U—τάση μπαταρίας, V; P – ισχύς φορτίου W.
Με τα αρχικά δεδομένα που αναφέρονται παραπάνω, θα είναι λίγο περισσότερο από δύο ώρες και με φορτίο χαμηλότερης ισχύος θα αυξηθεί ανάλογα. Για παράδειγμα, ένας συμβατικός υπολογιστής με επεξεργαστή Pentium 166MMX μπορεί να λειτουργεί με μπαταρία για σχεδόν έξι ώρες.
Είναι επιθυμητό η κυματομορφή της τάσης εξόδου του UPS να παραμένει ημιτονοειδής σε οποιοδήποτε τρόπο λειτουργίας. Αλλά για να επιτευχθεί αυτό, θα ήταν απαραίτητο να αυξηθεί σημαντικά η μάζα και το κόστος της συσκευής. Η πρακτική έχει δείξει ότι οι συνηθισμένες οικιακές ηλεκτρικές συσκευές λειτουργούν κανονικά όταν τροφοδοτούνται από ορθογώνια παλμική τάση, το κόστος παραγωγής της οποίας είναι πολύ χαμηλότερο. Σε περίπτωση έκτακτης ανάγκης, μπορείτε να συνδέσετε το φορτίο στο UPS μέσω ενός σταθεροποιητή σιδηροσυντονισμού, ο οποίος, περνώντας την πρώτη αρμονική της τάσης παλμού, θα καταστείλει όλα τα άλλα. Για να προστατεύσετε την μπαταρία και τα στοιχεία του UPS από υπερφόρτωση, ειδικά στις λειτουργίες εκκίνησης, χρειάζεστε τόσο προστασία από ηλεκτρονικό ρεύμα ταχείας δράσης όσο και περισσότερη προστασία από αδράνεια με τη χρήση ασφαλειών.
Σχεδιασμένο λαμβάνοντας υπόψη τα παραπάνω, το προτεινόμενο UPS λειτουργεί ως βηματικός ρυθμιστής σε τάση δικτύου 165...242 V, διατηρώντας τάση εξόδου 220 V +10%. Σε αντίθεση με τις εισαγόμενες συσκευές, οι περισσότερες από τις οποίες αντιδρούν μόνο σε μείωση της τάσης, αλλάζει αυτόματα στη λειτουργία τροφοδοσίας από την μπαταρία όταν η τάση δικτύου υπερβαίνει τα καθορισμένα όρια προς οποιαδήποτε κατεύθυνση. Η διαδικασία μεταγωγής δεν διαρκεί περισσότερο από 20 ms, μετά την οποία εμφανίζεται μια παλμική τάση με συχνότητα 50 Hz στην έξοδο του UPS, η πραγματική τιμή της οποίας διατηρείται στα 220 V + 10% μέχρι να αποκατασταθεί η κανονική τάση στο δικτύου ή η μπαταρία αποφορτίζεται στα 10,8 V. Στην τελευταία περίπτωση, η παροχή ρεύματος στο φορτίο διακόπτεται, καθώς η περαιτέρω εκφόρτιση είναι επικίνδυνη για την μπαταρία. Η αυτόματη επιστροφή στη λειτουργία ρυθμιστή βήματος συμβαίνει περίπου ένα δευτερόλεπτο μετά την αποκατάσταση της κανονικής τάσης στο δίκτυο.
Το διάγραμμα UPS φαίνεται στο Σχ. 1. Κατά την ανάπτυξή του, αποφασίστηκε να χρησιμοποιηθεί ο ίδιος μετασχηματιστής Τ2 σε όλους τους τρόπους λειτουργίας. Αυτό απαιτούσε τη χρήση πρόσθετων κυκλωμάτων μεταγωγής και μια πιο περίπλοκη συσκευή ελέγχου, αλλά βελτίωσε σημαντικά τα χαρακτηριστικά βάρους και μεγέθους του UPS και μείωσε το κόστος του.
Ο κόμβος Α1, μέσω του μετασχηματιστή υποβάθμισης και αποσύνδεσης Τ1, παρακολουθεί συνεχώς την τάση στο ηλεκτρικό δίκτυο στο οποίο είναι συνδεδεμένο το βύσμα XP1. Ανάλογα με την τιμή της τάσης, ο κόμβος παράγει ένα σήμα NETWORK OK και δίνει εντολή να ενεργοποιηθούν τα ρελέ Κ1 και Κ2.
Στη συνέχεια, μέσω ενός ηλεκτρονικού διακόπτη - μια γέφυρα διόδου VD7-VD10 με οπτοθυρίστορ U1 στη διαγώνιο - η τάση δικτύου τροφοδοτείται στα συνδεδεμένα σε σειρά περιελίξεις IV και V ή μόνο στην περιέλιξη IV του μετασχηματιστή T2 (ανάλογα με τη θέση του επαφές του ρελέ Κ2). Ο κόμβος A6 παρακολουθεί, μέσω της πτώσης τάσης στην αντίσταση R12, που διακλαδίζεται από τη δίοδο VD11, το ρεύμα που ρέει μέσω του οπτοθυρίστορ U1, και ελλείψει αυτού, δημιουργεί ένα σήμα NO CURRENT, απαραίτητο για τη λειτουργία του αυτοματισμού UPS. Η υποδοχή εξόδου XS1, στην οποία είναι συνδεδεμένο το φορτίο, δέχεται τάση από τις περιελίξεις IV και V του μετασχηματιστή Τ2.
Ο βαθμός φόρτισης της μπαταρίας GB1 με βάση την τάση της ελέγχεται από τον κόμβο A3. Αφού εντοπίσει ότι η τάση είναι κάτω από 12,9 V, εάν το δίκτυο λειτουργεί σωστά, εκδίδει την εντολή CHARGE και την ακυρώνει αφού αυξηθεί η τάση στα 14,3 V ως αποτέλεσμα της επαναφόρτισης. Εάν το δίκτυο είναι ελαττωματικό και το φορτίο τροφοδοτείται από η μπαταρία, ο κόμβος Α3 δεν επιτρέπει την υπερβολική εκφόρτιση της τελευταίας και, σε τάση μικρότερη από 10,8 V, διακόπτει το κύκλωμα της περιέλιξης του ρελέ K, μεταφέροντας το UPS σε κατάσταση αναμονής.
Ο μετατροπέας αποτελείται από μια ισχυρή βαθμίδα εξόδου push-pull που βασίζεται σε τρανζίστορ πεδίου VT3-VT9 και οδηγό A5 που παράγει παλμούς που παρέχονται στις πύλες τους. Τα κυκλώματα αποστράγγισης κάθε ομάδας τρανζίστορ περιλαμβάνουν τα μισά των περιελίξεων I και III του μετασχηματιστή Τ2 συνδεδεμένα σε σειρά. Το τύλιγμα II, η γέφυρα διόδου VD12-VD15 και το τρανζίστορ VT9 έχουν σχεδιαστεί για να σχηματίζουν παύσεις μεταξύ των παλμών τάσης εξόδου. Στην ονομαστική τάση της μπαταρίας GB1 (12,6 V), η διάρκεια παύσης είναι περίπου η μισή της διάρκειας παλμού, η οποία αντιστοιχεί στο ελάχιστο της τρίτης αρμονικής στο φάσμα της τάσης εξόδου του μετατροπέα. Η πραγματική τιμή μιας τέτοιας τάσης είναι 1,23 φορές μικρότερη από το πλάτος (για ένα ημιτονοειδές ο λόγος αυτός είναι 1,41).
Ανάλογα με την κατάσταση φόρτισης της μπαταρίας GB1, η τάση της και το πλάτος της τάσης εξόδου ανάλογη με αυτήν αλλάζουν κατά 30%, ωστόσο, η πραγματική τιμή της τελευταίας λόγω διαμόρφωσης πλάτους παλμού (PWM) διατηρείται σχεδόν αμετάβλητη, η οποία έχει ευεργετική επίδραση στη λειτουργία των συσκευών φωτισμού και ηλεκτρικής θέρμανσης, συμπεριλαμβανομένων των νημάτων ηλεκτρονικών σωλήνων και σωλήνων εικόνας. Η πρακτική έχει δείξει ότι οι αλλαγές στο πλάτος της τάσης τροφοδοσίας σε μεγάλο εύρος δεν έχουν ουσιαστικά καμία επίδραση στη λειτουργία τηλεοράσεων και υπολογιστών, τα τροφοδοτικά των οποίων είναι, κατά κανόνα, εξοπλισμένα με σταθεροποιητές τάσης.
Οι πυκνωτές οξειδίου χαρακτηρίζονται από αυξημένες απώλειες λόγω του γεγονότος ότι μία από τις πλάκες είναι ηλεκτρολύτης με σχετικά μεγάλη αντίσταση ενεργού όγκου. Επομένως, κατά την επανάληψη του σχεδιασμού με πυκνωτές διαφορετικούς από αυτούς που συνιστώνται, είναι απαραίτητο να ληφθούν υπόψη οι συστάσεις που αναφέρονται και τα χαρακτηριστικά των πυκνωτών του χρησιμοποιούμενου τύπου.
Εκτός από τις διόδους VD16, VD17, η ανορθωτική γέφυρα του φορτιστή περιλαμβάνει οπτοθυρίστορ U2, U3, έτσι λειτουργεί όταν ρέει ρεύμα μέσα από τις διόδους εκπομπής των τελευταίων και απενεργοποιείται διαφορετικά. Τα κυκλώματα ελέγχου για το φορτιστή και άλλα εξαρτήματα του UPS βρίσκονται στη μονάδα αυτοματισμού A4.
Εάν η συσκευή είναι συνδεδεμένη στο δίκτυο και η τάση σε αυτό είναι εντός 165...242 V, μετά το κλείσιμο των επαφών του διακόπτη SA2 "On". Ο κόμβος A1 θα δώσει εντολή ενεργοποίησης του ρελέ K1, οι κλειστές επαφές του οποίου θα ενεργοποιήσουν το UPS και το τελευταίο θα μεταβεί σε λειτουργία ρυθμιστή τάσης βήματος. Το κουμπί SB1 "Start" χρησιμοποιείται για την εκκίνηση του UPS απουσία κανονικής τάσης στο δίκτυο. Αφού πατήσετε αυτό το κουμπί, όλα τα εξαρτήματα του UPS τροφοδοτούνται με τάση τροφοδοσίας απευθείας από την μπαταρία GB1 ή μέσω του σταθεροποιητή A2. Εάν η τάση της μπαταρίας είναι μεγαλύτερη από 12,2 V, ο κόμβος A3 θα ενεργοποιήσει το ρελέ Κ1 μέσω των κλειστών επαφών του διακόπτη SA1. Τώρα μπορεί να απελευθερωθεί το κουμπί SB1. Απενεργοποιώντας το SA1, μπορείτε να αποτρέψετε τη λειτουργία του UPS όταν το δίκτυο είναι ελαττωματικό. Αυτό γίνεται εάν δεν υπάρχει ανάγκη εφεδρικής τροφοδοσίας, για παράδειγμα, όταν όλα τα φορτία είναι απενεργοποιημένα και το ίδιο το UPS παραμένει συνδεδεμένο στο δίκτυο, επαναφορτίζοντας περιοδικά την μπαταρία.
Όταν το δίκτυο λειτουργεί σωστά, το ρεύμα ρέει μέσω της διόδου εκπομπής του οπτοθυρίστορ U1 και η τάση τροφοδοτείται στην υποδοχή XS1. Η λειτουργία του μετατροπέα εμποδίζεται από το χαμηλό επίπεδο του σήματος ENABLE που παράγεται στη μονάδα αυτοματισμού A4. Εάν η τάση δικτύου είναι κάτω από 195 V, το σήμα από τον κόμβο Α1 ενεργοποιεί το ρελέ Κ2 και ο μετασχηματιστής Τ2 μετατρέπεται σε αυτομετασχηματιστή, αυξάνοντας την τάση στο φορτίο κατά 1,2 φορές. Ως αποτέλεσμα, παραμένει ίσο με 220 V +10%.
Αφού η τάση στο δίκτυο ξεπεράσει τα επιτρεπτά όρια, δεν μπορείτε να ενεργοποιήσετε τον μετατροπέα UPS χωρίς να περιμένετε να κλείσει το θυρίστορ U1, κάτι που δεν θα συμβεί πριν το ρεύμα πέσει σχεδόν στο μηδέν, λόγω της ενέργειας που συσσωρεύεται στις επαγωγές του μετασχηματιστή 2 και το φορτίο. Αυτή η περίσταση καθιστά αδύνατον τον συνήθη συγχρονισμό του κύριου ταλαντωτή του μετατροπέα με την τάση δικτύου και αναγκάζει κάποιον να επιλέξει τη στιγμή αλλαγής του τρόπου λειτουργίας του UPS, λαμβάνοντας υπόψη την υπολειπόμενη επαγωγή στο μαγνητικό κύκλωμα του μετασχηματιστή Τ2 (τα μαγνητικά κυκλώματα του επαγωγικού τα στοιχεία φορτίου βρίσκονται σε παρόμοιες συνθήκες).
Η οργάνωση της διαδικασίας μεταγωγής θα περιγραφεί λεπτομερώς στην ενότητα που είναι αφιερωμένη στη λειτουργία της μονάδας αυτοματισμού Α4.
Η μονάδα παρακολούθησης τάσης δικτύου (A1) συναρμολογείται σύμφωνα με το διάγραμμα που φαίνεται στο Σχ. 2. Μια τάση ανάλογη με την τάση του δικτύου παρέχεται από την περιέλιξη II του μετασχηματιστή T (βλ. Εικ. 1) στη γέφυρα ανορθωτή VD19 και στη συνέχεια, μετατρέπεται σε παλμική τάση, σε τρεις πανομοιότυπους συγκριτές που συναρμολογούνται στα τσιπ CMOS DD1-DD3. Το αποτέλεσμα της επεξεργασίας των σημάτων εξόδου των συγκριτών στα μικροκυκλώματα DD1 και DD2 είναι το λογικό επίπεδο στην έξοδο των παράλληλα συνδεδεμένων στοιχείων DD2.5, DD2.6. Μια υψηλή υποδηλώνει ότι η τάση του δικτύου είναι εντός της περιοχής των 165...242 V, μια χαμηλή υποδηλώνει ότι έχει ξεπεράσει αυτές τις τιμές. Στην τελευταία περίπτωση, ο πυκνωτής C24 εκφορτίζεται γρήγορα μέσω της διόδου VD29 και το λογικό επίπεδο στην έξοδο της σκανδάλης Schmitt από τα στοιχεία DD4.1-DD4.3 γίνεται χαμηλό, ενημερώνοντας όλους τους κόμβους UPS ότι η συνθήκη NETWORK OK δεν ικανοποιείται.
Αφού αποκατασταθεί η κανονική τάση και ένα υψηλό λογικό επίπεδο στο δίκτυο στις εξόδους των στοιχείων DD2.5, DD2.6, η δίοδος VD29 κλείνει, ο πυκνωτής C24 αρχίζει να φορτίζει αργά μέσω της αντίστασης R42. Ως αποτέλεσμα, με καθυστέρηση περίπου 1 s, θα ρυθμιστεί το υψηλό επίπεδο του σήματος NETWORK OK. Η καθυστέρηση είναι απαραίτητη έτσι ώστε η τροφοδοσία του φορτίου του UPS από την μπαταρία να σταματήσει μόνο μετά το τέλος πιθανών μεταβατικών φαινομένων στο δίκτυο. Το σήμα εξόδου των στοιχείων DD2.5, DD2.6 ελέγχει επίσης το ρελέ K1 (βλ. Εικ. 1) μέσω ενός διακόπτη στο τρανζίστορ VT10.
Για να μην αποφορτιστεί η μπαταρία σε κατάσταση αναμονής, τα μικροκυκλώματα DD1 και DD2 του κόμβου A1 τροφοδοτούνται απευθείας από το δίκτυο μέσω του μετασχηματιστή T1, της γέφυρας διόδου VD19, της διόδου VD18 και ενός σταθεροποιητή που βασίζεται στα στοιχεία R19, VD20.
Το όριο απόκρισης του συγκριτή στο τσιπ DD3 αντιστοιχεί σε τάση δικτύου 195 V. Εάν είναι μικρότερη, το στοιχείο DD5.1 κλείνει το κύκλωμα ισχύος της περιέλιξης του ρελέ K2 και αλλάζει τις περιελίξεις του μετασχηματιστή T2 ( βλέπε Εικ. 1). Για να διασφαλιστεί ότι αυτό συμβαίνει μόνο όταν λειτουργεί το δίκτυο, μία από τις εισόδους του στοιχείου DD5.1 παρέχεται με το σήμα NETWORK OK από τις εξόδους των στοιχείων DD4.2, DD4.3.
Όταν μιλάμε για τάση δικτύου, συνήθως εννοούμε την ενεργή τιμή (rms) της, η άμεση μέτρηση της οποίας είναι δύσκολη. Το σχήμα της εναλλασσόμενης τάσης στο δίκτυο είναι αρκετά κοντά στο ημιτονοειδές (ο αρμονικός συντελεστής συνήθως δεν υπερβαίνει το 6%), το πλάτος της Um και η πραγματική τιμή Ueff σχετίζονται με τη σχέση Ueff = 0,707 Um. Επομένως, αρκεί να παρακολουθείτε το πλάτος. Η δυσκολία είναι ότι το ημιτονοειδές φτάνει την τιμή πλάτους του για μικρό χρονικό διάστημα και το σήμα εξόδου του συγκριτή πρέπει να είναι συνεχές.
Δεδομένου ότι και οι τρεις συγκριτές είναι πανομοιότυποι, θα αναλύσουμε τη λειτουργία ενός από αυτούς - στο τσιπ DD1. Μόλις η τιμή της στιγμιαίας τάσης υπερβεί το όριο ενεργοποίησης της σκανδάλης Schmitt στα στοιχεία DD1.1, DD1.2, θα εκφορτίσει τον πυκνωτή C20 μέσω της διόδου VD24, η οποία θα ενεργοποιήσει τη δεύτερη σκανδάλη Schmitt στα στοιχεία DD1.3 και DD1.4 . Ωστόσο, μετά τη μείωση της στιγμιαίας τιμής τάσης σε τιμή μικρότερη από το όριο απελευθέρωσης της πρώτης σκανδάλης, η δεύτερη θα παραμείνει ενεργοποιημένη μέχρι να φορτιστεί ο πυκνωτής C20 μέσω της αντίστασης R32.
Οι τιμές αυτών των στοιχείων επιλέγονται με τέτοιο τρόπο ώστε η καθυστέρηση απελευθέρωσης της δεύτερης σκανδάλης να είναι ελαφρώς μεγαλύτερη από 10 ms - το ήμισυ της περιόδου της τάσης δικτύου. Επομένως, ενώ το πλάτος της ελεγχόμενης τάσης είναι πάνω από το όριο, η εκφόρτιση του πυκνωτή C20 επαναλαμβάνεται σε κάθε μισό κύκλο και η τάση σε αυτόν δεν έχει χρόνο να φτάσει το κατώφλι απελευθέρωσης της δεύτερης σκανδάλης. Η έξοδος του στοιχείου DD1.4 παραμένει σε σταθερό υψηλό επίπεδο. Θα αλλάξει σε χαμηλό εάν το πλάτος της τάσης εισόδου έχει μειωθεί και ο πυκνωτής C20 καταφέρει να φορτίσει στον επόμενο μισό κύκλο.
Τα χαρακτηριστικά των ψηφιακών μικροκυκλωμάτων της σειράς K561 στα οποία συναρμολογούνται οι συγκριτές είναι αρκετά σταθερά. Στο εύρος θερμοκρασίας +15...35 "C, τυπικό για κατοικίες, τα καθορισμένα όρια αλλάζουν όχι περισσότερο από 0,6%, κάτι που είναι αρκετά αρκετό για ένα UPS.
Ο σταθεροποιητής τάσης +5 V (A2) έχει σχεδιαστεί για να τροφοδοτεί όλα τα ψηφιακά μικροκυκλώματα UPS, με εξαίρεση τα DD1 και DD2. Το διάγραμμα του φαίνεται στο Σχ. 3. Ο ενσωματωμένος σταθεροποιητής DA1 περιλαμβάνεται σύμφωνα με το τυπικό κύκλωμα. Οι πυκνωτές C27-C44 μπλοκάρουν. Τοποθετούνται σε κοντινή απόσταση από τους ακροδέκτες ισχύος κάθε μικροκυκλώματος.
Μονάδα ελέγχου τάσης μπαταρίας (A3). Το διάγραμμα κόμβων φαίνεται στο Σχ. 4. Ως συγκριτές χρησιμοποιούνται χρονόμετρα K1006VI1 (DA2 DA3). Οι αντιστάσεις R50-R58 ορίζουν τα όρια απόκρισης και απελευθέρωσης. Οι πυκνωτές C45 και C47 χρησιμοποιούνται για την καταστολή του παλμικού θορύβου. Ενώ η τάση της μπαταρίας είναι πάνω από 10,8 V, το εσωτερικό τρανζίστορ του τσιπ DA2 είναι ανοιχτό, ο συλλέκτης του οποίου είναι συνδεδεμένος στην ακίδα 7. Μόλις γίνει μικρότερη από την καθορισμένη, το τρανζίστορ θα κλείσει και θα ανοίξει ξανά μόνο αφού αυξηθεί η τάση της μπαταρίας έως 12,2 V.
Η λειτουργία ενός παρόμοιου συγκριτή στο τσιπ DA3 επιτρέπεται μόνο όταν το επίπεδο του σήματος RS που λαμβάνεται στην είσοδό του είναι υψηλό: ΤΟ ΔΙΚΤΥΟ ΕΙΝΑΙ ΟΚ. Η έξοδος σύγκρισης ενεργοποιεί και απενεργοποιεί το φορτιστή μπαταρίας. Τα κατώφλια ενεργοποίησης και απελευθέρωσης είναι 12,9 και 14,3 V, αντίστοιχα.
Μονάδα αυτοματισμού (Α4). Για να ενεργοποιηθεί ο μετατροπέας UPS στη σωστή φάση μετά από διακοπή ρεύματος, είναι απαραίτητο να γνωρίζετε την κατεύθυνση της υπολειπόμενης επαγωγής στο μαγνητικό κύκλωμα του μετασχηματιστή Τ2. Όπως είναι γνωστό, η τάση στην περιέλιξη ενός μετασχηματιστή είναι ανάλογη με το ρυθμό μεταβολής της μαγνητικής επαγωγής στο μαγνητικό του κύκλωμα. Επομένως, μπορεί να μετρηθεί έμμεσα ενσωματώνοντας την τάση. Αυτή η λειτουργία εκτελείται από το κύκλωμα ολοκλήρωσης R59C49C50C51 (Εικ. 5). Οι δίοδοι VD31, VD32 προστατεύουν τους πυκνωτές οξειδίου C50, C51 από τάση εσφαλμένης πολικότητας.
Όταν η τάση ανάλογη με την επαγωγή στην έξοδο του κυκλώματος ολοκλήρωσης είναι θετική, το τρανζίστορ VT11 είναι ανοιχτό, η σκανδάλη DD6.1 ρυθμίζεται στην κατάσταση που αντιστοιχεί στο ημερολόγιο. 1 στην ακίδα 5 του. Διαφορετικά, τα τρανζίστορ VT12 και VT13 θα είναι ανοιχτά και η κατάσταση ενεργοποίησης θα είναι αντίθετη. Έτσι, το λογικό επίπεδο στην έξοδο της σκανδάλης σχετίζεται μοναδικά με την κατεύθυνση της μαγνητικής ροής στο μαγνητικό κύκλωμα του μετασχηματιστή Τ2. Μετά την απενεργοποίηση του δικτύου, η σκανδάλη DD6.1 παραμένει σε κατάσταση που αντιστοιχεί στην υπολειπόμενη επαγωγή.
Ο διακόπτης στο τρανζίστορ VT14 παράγει ορθογώνιους παλμούς από την τάση δικτύου που παρέχεται στην είσοδό του από τη δευτερεύουσα περιέλιξη του μετασχηματιστή T1 (βλ. Εικ. 1). Το στοιχείο DD7.1 συγκρίνει τη φάση τους με τη φάση επαγωγής. Εάν υπάρχει σύμπτωση, το υψηλό λογικό επίπεδο στην έξοδό του και το ίδιο - το σήμα NETWORK OK, ρυθμίζουν τη σκανδάλη λειτουργίας DD6.2 μέσω του στοιχείου DD8.1 σε μια κατάσταση που αντιστοιχεί στη λειτουργία του UPS από το δίκτυο. Ως αποτέλεσμα, ένα χαμηλό σήμα ENABLE εμποδίζει τη λειτουργία του μετατροπέα. Ταυτόχρονα, τα λογικά στοιχεία DD8.3, DD11.1, DD12.1 και DD12.2 παράγουν σήματα που ενεργοποιούν το οπτοθυρίστορ U1 του ηλεκτρονικού διακόπτη και σε υψηλό επίπεδο του σήματος CHARGE, επίσης το οπτοθυρίστορ U2 και U3 (βλ. Εικ. 1).
(mospagebreak)
Κούτσουρο. Το 1 στην έξοδο του στοιχείου DD7.2 εμφανίζεται όταν συμπίπτουν οι φάσεις επαγωγής και οι ταλαντώσεις του κύριου ταλαντωτή του μετατροπέα. Ωστόσο, αυτό δεν αρκεί για να αλλάξετε τη σκανδάλη DD6.2 και να αλλάξετε το UPS σε λειτουργία μπαταρίας. Ο λογικός κόμβος, ο οποίος περιλαμβάνει τις διόδους VD33 και VD34 με αντίσταση R67, στοιχεία DD4.4—DD4.6, DD8.2, εγγυάται ότι η μεταγωγή θα γίνει μόνο όταν το επίπεδο σήματος NETWORK είναι χαμηλό, όταν το σήμα είναι υψηλό - NO CURRENT και πάντα τη στιγμή της εξόδου της κύριας γεννήτριας του μετατροπέα του επόμενου παλμού.
Όταν αλλάζει το επίπεδο σήματος MODE, δημιουργούνται παλμοί στην έξοδο του στοιχείου DD7.3, επιτρέποντας στη γεννήτρια να λειτουργεί στα στοιχεία του μικροκυκλώματος DD9 για περίπου 1 δευτερόλεπτο. Ως αποτέλεσμα, ο πιεζοηλεκτρικός πομπός BQ1 παράγει ηχητικά σήματα που υποδεικνύουν αλλαγή στον τρόπο λειτουργίας του UPS και σε περίπτωση διακοπής ρεύματος, το σήμα ακούγεται λίγο περισσότερο από ό,τι όταν αποκατασταθεί.
Το πρόγραμμα οδήγησης μετατροπέα (A5) είναι κατασκευασμένο σύμφωνα με το κύκλωμα που φαίνεται στο Σχ. 6. Τσιπ DA4 - κύριος ταλαντωτής. Το κύκλωμα σύνδεσής του είναι τυπικό για το χρονόμετρο K1006VI1· περιγράφεται λεπτομερώς στο. Όταν το επίπεδο σήματος MODE είναι χαμηλό, ο ρυθμός επανάληψης των παραγόμενων παλμών είναι 100 Hz. Διαφορετικά, παράλληλα με τις αντιστάσεις χρονισμού R76 και R77 της γεννήτριας, μια αντίσταση σχετικά χαμηλής αντίστασης R75 συνδέεται μέσω μιας ανοιχτής διόδου VD35 και η συχνότητα αυξάνεται στα 2500 Hz περίπου. Κατά συνέπεια, η φάση ταλάντωσης του κύριου ταλαντωτή, που απαιτείται τη στιγμή που το UPS μεταβαίνει στην τροφοδοσία του φορτίου από την μπαταρία, θα συμβεί πιο γρήγορα.
Όπως αναφέρθηκε ήδη, η πραγματική τιμή της τάσης εξόδου του μετατροπέα σταθεροποιείται χρησιμοποιώντας PWM. Η τάση της μπαταρίας, μέσω της διόδου zener VD38 και του φίλτρου R84C56, τροφοδοτεί το κύκλωμα χρονισμού της μονάδας μίας λήψης που είναι συναρμολογημένη στο τσιπ DA5. Ως αποτέλεσμα, η διάρκεια των παλμών που παράγονται από αυτό σε απόκριση σε κάθε παλμό του κύριου ταλαντωτή μειώνεται με την αύξηση αυτής της τάσης. Η προκατάληψη που δημιουργείται από τη δίοδο zener VD38 φέρνει αυτήν την εξάρτηση πιο κοντά σε αυτήν που απαιτείται για τη σταθεροποίηση της πραγματικής τιμής της τάσης εξόδου και η αντίσταση R82 αυξάνει το ρεύμα που ρέει μέσω της δίοδος zener στην απαιτούμενη τιμή.
Η σκανδάλη DD13.2 διαιρεί τη συχνότητα παλμού του κύριου ταλαντωτή κατά δύο. Ως αποτέλεσμα, οι παλμοί μιας βολής διέρχονται από τα λογικά στοιχεία DD10.3, DD10.4. Τα DD11.3, DD11.4 και διακόπτες στα τρανζίστορ VT19, VT20 με συχνότητα 50 Hz μπαίνουν εναλλάξ στις πύλες των τρανζίστορ ισχύος VT3-VT5 και VT6-VT8 (βλ. Εικ. 1) και τα ανοίγουν. Κατά τις παύσεις μεταξύ των παλμών, το τρανζίστορ VT9 είναι ανοιχτό, το σήμα στην πύλη του παρέχεται μέσω των στοιχείων DD8.4 και DD11.2 και του διακόπτη τρανζίστορ VT18. Η λειτουργία του μετατροπέα μπορεί να αποκλειστεί από ένα χαμηλό σήμα ENABLE. Σε αυτήν την κατάσταση, δεν υπάρχουν παλμοί ξεκλειδώματος στις πύλες όλων των τρανζίστορ ισχύος.
Η τρέχουσα μονάδα προστασίας για τρανζίστορ ισχύος αποτελείται από διόδους VD36, VD37, αντιστάσεις R79—R81, R83, τρανζίστορ VT17 και σκανδάλη DD13.1. Κατά την κανονική λειτουργία του μετατροπέα, το τρανζίστορ VT17 είναι κλειστό. Η σκανδάλη DD13.1, χάρη στους παλμούς του κύριου ταλαντωτή που φτάνουν στην είσοδο S, βρίσκεται σε κατάσταση που αντιστοιχεί σε υψηλό επίπεδο εξόδου. Η τάση στο σημείο σύνδεσης των ανόδων των διόδων VD36 και VD37 σχετίζεται γραμμικά με τη χαμηλότερη τάση στις αποχετεύσεις των τρανζίστορ στα οποία συνδέονται οι κάθοδοι τους (η δίοδος που συνδέεται με εκείνες τις αποχετεύσεις όπου η τάση είναι υψηλότερη είναι κλειστή).
Η χαμηλότερη τάση βρίσκεται πάντα στις αποχετεύσεις των τρανζίστορ που είναι ανοιχτά αυτή τη στιγμή και είναι ανάλογη με το ρεύμα που ρέει στα κανάλια τους. Οι τιμές των αντιστάσεων R79-R81 επιλέγονται με τέτοιο τρόπο ώστε όταν το ρεύμα αυξάνεται στα 120 A, η τάση στη βάση του τρανζίστορ VT17 φτάνει το όριο ανοίγματος. Ως αποτέλεσμα, ένα χαμηλό λογικό επίπεδο από τον συλλέκτη του ανοιχτού τρανζίστορ θα πάει στην είσοδο R της σκανδάλης DD13.1 και θα το αλλάξει. Τα επίπεδα στις εξόδους της σκανδάλης και του στοιχείου DD10.2 θα γίνουν χαμηλά. Αυτό θα διακόψει τον παλμό ανοίγματος στις πύλες των τρανζίστορ ισχύος, γεγονός που θα οδηγήσει στην προστατευτική απενεργοποίηση τους.
Όλα τα τρανζίστορ θα παραμείνουν κλειστά μόνο μέχρι τον επόμενο παλμό του κύριου ταλαντωτή, ο οποίος θα φτάσει στην είσοδο S της σκανδάλης DD13.1 στην αρχή του επόμενου μισού κύκλου. Η διάρκεια του παλμού είναι 200 μs και όλο αυτό το διάστημα η στάθμη στον ακροδέκτη 5 της σκανδάλης θα είναι υψηλή ανεξάρτητα από την κατάσταση εισόδου R. Το βραχυπρόθεσμο μπλοκάρισμα της προστασίας ρεύματος που επιτυγχάνεται με αυτόν τον τρόπο επιτρέπει στο UPS να λειτουργεί σταθερά σε χωρητικό φορτία (για παράδειγμα, τροφοδοτικά χωρίς μετασχηματιστή για ηλεκτρονικό εξοπλισμό), αλλά εξαιρούνται οι ζημιές που προκαλούνται από βραχυκύκλωμα φορτίου.
Μονάδα ελέγχου ρεύματος (Α6), το διάγραμμα της οποίας φαίνεται στο Σχ. 7, διατηρεί ένα χαμηλό επίπεδο του σήματος NO CURRENT στην έξοδό του έως ότου η στιγμιαία τιμή του ρεύματος που ρέει μέσω του ηλεκτρονικού διακόπτη μειωθεί σε μια τιμή επαρκή για να κλείσει το οπτοθυρίστορ U1 (βλ. Εικ. 1). Ο αισθητήρας είναι η αντίσταση R11, συνδεδεμένη σε σειρά με το U1. Η δίοδος VD11 είναι απαραίτητη για τον περιορισμό της υπερβολικής πτώσης τάσης στην αντίσταση στις τιμές του ρεύματος λειτουργίας. Ο Optocoupler U4 απομονώνει το κύκλωμα εξόδου του κόμβου από τα υπόλοιπα κυκλώματά του που βρίσκονται υπό τάση δικτύου. Ενώ το ρεύμα ρέει μέσω της αντίστασης R11, το τρανζίστορ VT21 και το φωτοτρανζίστορ του οπτοζεύκτη U4 θα είναι ανοιχτά, η δίοδος εκπομπής του οποίου συνδέεται με το κύκλωμα συλλέκτη του τρανζίστορ VT21.
Για την τροφοδοσία της μονάδας χρησιμοποιείται ένα ειδικά σχεδιασμένο τύλιγμα VI του μετασχηματιστή T2, η τάση του οποίου ανορθώνει τη γέφυρα διόδου VD40 και σταθεροποιεί το κύκλωμα R99VD41. Η κύρια λειτουργία του πυκνωτή C59 είναι να εξομαλύνει τους κυματισμούς της ανορθωμένης τάσης. Ωστόσο, η ενέργεια που αποθηκεύεται σε αυτό είναι αρκετή για να τροφοδοτήσει τη μονάδα ελέγχου ρεύματος κατά την αλλαγή της λειτουργίας UPS, όταν δεν υπάρχει πλέον τάση στο δίκτυο και ο μετατροπέας δεν λειτουργεί ακόμη.
Λεπτομέρειες και σχέδιο. Τα περισσότερα εξαρτήματα, εκτός από τα ηλεκτρικά και τα μεγάλα, τοποθετούνται σε μια κοινή πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος χωρίς να χωρίζονται σε λειτουργικές μονάδες. Οι διακόπτες SA1, SA2, το κουμπί SB1, οι λυχνίες LED HL1-HL4, η υποδοχή XS1 βρίσκονται στο μπροστινό μέρος και οι ακροδέκτες για τη σύνδεση της μπαταρίας GB1 και οι θήκες ασφαλειών FU1, FU2 βρίσκονται στο πίσω ή στο πλαϊνό πάνελ του UPS.
Τα στοιχεία καυσίμου τοποθετούνται σε έξι ψύκτρες από φύλλο αλουμινίου με πάχος τουλάχιστον 3 mm. Παρακάτω αναφέρονται τα εξαρτήματα που βρίσκονται σε καθένα από αυτά, σε παρένθεση είναι οι διαστάσεις της ψύκτρας σε χιλιοστά: VT3—VT5 (150x50); VT6—VT8 (150x50); VT9, VD12—VD15 (150x50); U2, VD16 (150x80); U3. VD17 (150x80); DA1 (30x30).
Αντί για τα τρανζίστορ IRFZ44 που υποδεικνύονται στο διάγραμμα, KP723A ή άλλες δομές MOSFET με μέγιστο ρεύμα αποστράγγισης που προκαλείται από το κανάλι p τουλάχιστον 40 A, μέγιστη τάση αποστράγγισης προς πηγή τουλάχιστον 55 V και αντίσταση ανοιχτού καναλιού όχι περισσότερα από 0,025 Ohm είναι κατάλληλα ως VT3-VT9. Τα υπόλοιπα τρανζίστορ μπορούν να αντικατασταθούν με οποιοδήποτε διπολικό τρανζίστορ χαμηλής ισχύος της κατάλληλης δομής.
Οι πυκνωτές C2, C4—C6 είναι πυκνωτές φιλμ K73-17, οι υπόλοιποι (με εξαίρεση τους οξειδίου) είναι οποιοιδήποτε κεραμικοί, για παράδειγμα, KM-5, KM-6 ή K10-17. Πυκνωτές οξειδίου - K50-ZB, K50-6, K50-16. Οι πυκνωτές C7-C14 απαιτούν ιδιαίτερη προσοχή. Διαρρέει εναλλασσόμενο ρεύμα περίπου 5,5 A. Ο υπολογισμός δείχνει ότι σε αυτήν την περίπτωση η εσωτερική θερμοκρασία των πυκνωτών K50-6, που έχουν τις τιμές που υποδεικνύονται στο Σχ. 1 η τάση και η χωρητικότητα λειτουργίας θα παραμείνουν εντός αποδεκτών ορίων σε θερμοκρασία περιβάλλοντος όχι μεγαλύτερη από 50 C, κάτι που είναι αρκετά αποδεκτό για μια συσκευή που χρησιμοποιείται σε κατοικημένη περιοχή. Εάν δεν βρεθούν τέτοιοι πυκνωτές, θα πρέπει να εγκατασταθεί μεγαλύτερος αριθμός πυκνωτών μικρότερης χωρητικότητας, διατηρώντας αμετάβλητη τη συνολική χωρητικότητα. Σε αυτή την περίπτωση, η μείωση του αριθμού των παράλληλα συνδεδεμένων πυκνωτών αυξάνοντας την χωρητικότητα του καθενός είναι απαράδεκτη. Δεν μπορούν να χρησιμοποιηθούν πυκνωτές που έχουν σχεδιαστεί για σταθερή τάση μικρότερη από 50 V.
Ο μετασχηματιστής T1 έχει ειδικές απαιτήσεις. Η κύρια περιέλιξή του, συνεχώς συνδεδεμένη στο δίκτυο, πρέπει να αντέχει σε αυξημένη τάση έως 380 V για μεγάλο χρονικό διάστημα. Για το λόγο αυτό, το UPS που κατασκευάζεται από τον συγγραφέα χρησιμοποιεί έναν μετασχηματιστή 380/26 V από μια συσκευή σχεδιασμένη να παρακολουθεί την παρουσία τριφασικής τάσης. Εάν δεν μπορείτε να βρείτε κάτι τέτοιο, θα πρέπει να πάρετε δύο πανομοιότυπους μετασχηματιστές χαμηλής ισχύος 220/9 V (για παράδειγμα, από τροφοδοτικά δικτύου για ραδιόφωνα ή κονσόλες βιντεοπαιχνιδιών) και να συνδέσετε την κύρια και τη δευτερεύουσα περιέλιξή τους σε σειρά. Η διαφορά στην αναλογία μετασχηματισμού λαμβάνεται εύκολα υπόψη κατά τη ρύθμιση των συγκριτών του κόμβου Α1. Δεδομένα για αυτοπαραγωγή του μετασχηματιστή T1: μαγνητικός πυρήνας - Ш12x16, περιέλιξη I - 6910 στροφές σύρματος PEV-2 0,06. περιέλιξη II - 473 στροφές σύρματος PEV-2 0,21..
Ο μαγνητικός πυρήνας του μετασχηματιστή Τ2 είναι η ταινία ШЛ32х50. Οι περιελίξεις τυλίγονται με αύξουσα σειρά των αριθμών που υποδεικνύονται στο διάγραμμα (βλ. Εικ. 1). Τα τυλίγματα I και III περιέχουν το καθένα 24 στροφές ενός χάλκινου ζυγού με διατομή 10 mm. Περιέλιξη II - 44 στροφές σύρματος PEV-2 1,62, IV - 446 στροφές σύρματος PEV-2 0,9, V - 90 στροφές σύρματος PEV-2 0,9, VI - 44 στροφές σύρματος PEV-2 0,38. Κάθε στρώμα πληγής συμπιέζεται χρησιμοποιώντας σφυρί και στοπ και στη συνέχεια εμποτίζεται με μονωτικό βερνίκι (σε ακραίες περιπτώσεις, κόλλα BF). Μεταξύ των περιελίξεων III και IV, καθώς και V και VI, πρέπει να κατασκευαστούν μονωτικά παρεμβύσματα. Το έτοιμο πηνίο στεγνώνει σε θάλαμο θέρμανσης χρησιμοποιώντας τεχνολογία που αντιστοιχεί στο χρησιμοποιούμενο υλικό εμποτισμού.
Το τσοκ L1 τυλίγεται με σύρμα PEV-2 0,72 μέχρι να γεμίσει η κοιλότητα του θωρακισμένου μαγνητικού πυρήνα B-36 από φερρίτη 2000 NM. Κατά τη συναρμολόγηση, ένα παρέμβυσμα πάχους 0,5 mm από μη μαγνητικό υλικό (για παράδειγμα, χαρτί) εισάγεται ανάμεσα στα κύπελλα φερρίτη.
Ρελέ K1 - διαβατήριο RES15 RS4.591.004 ή παρόμοιο για 12 V, K2 - εισαγόμενο JZC-20F (4088) 10ADC12V με αντίσταση περιέλιξης 400 Ohms. Αντίθετα, είναι κατάλληλα τα ρελέ RP21, RPU-2 με τάση λειτουργίας 12 V και επαφές σχεδιασμένες για εναλλαγή εναλλασσόμενου ρεύματος έως 10 A σε τάση 220 V. Το BQ1 είναι ένας πιεζοκεραμικός εκπομπός ήχου οποιουδήποτε τύπου. Ως σύνδεσμος ασφάλειας RJ1, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε ένα κομμάτι σύρμα χαλκού με διάμετρο 0,72 και μήκος 15...20 mm.
Ρύθμιση UPS. Για να το εκτελέσετε, χρειάζεστε ρυθμιζόμενες πηγές άμεσης (0...15 V, 1 A) και εναλλασσόμενης τάσης (0...250 V, 1 A, 50 Hz), έναν παλμογράφο, ένα αμπερόμετρο DC 10 A, DC βολτόμετρα (0. ..15 V) και εναλλασσόμενη (0...300V) τάση. Όταν εργάζεστε με εναλλασσόμενο ρεύμα υψηλής τάσης, πρέπει να λαμβάνονται προφυλάξεις.
Το βολτόμετρο AC πρέπει να είναι ηλεκτρομαγνητικού συστήματος, για παράδειγμα, πίνακα E377. Όργανα άλλων συστημάτων, συμπεριλαμβανομένων των συμβατικών αβόμετρων, κατά τη μέτρηση της παλμικής τάσης που παράγεται από τον μετατροπέα, δίνουν μετρήσεις που δεν συνάδουν πλήρως με την πραγματικότητα.
Η εγκατάσταση ξεκινά μετά τη συναρμολόγηση και τον έλεγχο της εγκατάστασης του UPS, χωρίς τη σύνδεση του μετασχηματιστή T2 και της μπαταρίας GB1 σε αυτό. Αντί για περιελίξεις μετασχηματιστή, αντιστάσεις με ισχύ τουλάχιστον 1 W (για παράδειγμα, MLT-1) και αντίσταση 470... 1000 Ohm συνδέονται προσωρινά μεταξύ των αποχετεύσεων των τρανζίστορ VT3-VT5, VT6-VT8 και του + Κύκλωμα 12 V. Μια παρόμοια αντίσταση είναι εγκατεστημένη μεταξύ αυτού του κυκλώματος και της αποστράγγισης του τρανζίστορ VT9. Σε αυτό συνδέεται μια ρυθμιζόμενη πηγή τάσης DC, παρακάμπτοντας τις επαφές του διακόπτη SA1 και του ρελέ Κ1.
Πρώτα απ 'όλα, ελέγξτε τον ρυθμιστή τάσης +5 V (DA1). Θα πρέπει να παραμείνει πρακτικά αμετάβλητη όταν ρυθμίζετε την τάση πηγής εντός 10...15 V. Στη συνέχεια, συνδέοντας τον παλμογράφο στην ακίδα 3 του τσιπ DA2, χρησιμοποιώντας την αντίσταση R50, βεβαιωθείτε ότι σε τάση κάτω από 10,8 V, το χαμηλό λογικό επίπεδο εδώ αντικαθίσταται από ένα υψηλό. Μετά από αυτό, ρυθμίστε την τάση στα 12,6 V στο κύκλωμα +12 V και συνδέστε την πηγή εναλλασσόμενης τάσης στην περιέλιξη I του μετασχηματιστή T1, έχοντας προηγουμένως αποσυνδεθεί από όλα τα άλλα κυκλώματα. Ρυθμίζοντας την εναλλασσόμενη τάση εντός 160...250 V, βεβαιωθείτε ότι η τάση στη δίοδο zener VD20 παραμένει σταθερή, η οποία θα πρέπει να παραμείνει περίπου 5,6 V.
Συνδέοντας τον παλμογράφο στον ακροδέκτη 8 του τσιπ DD1, χρησιμοποιώντας την αντίσταση R15, βεβαιωθείτε ότι το χαμηλό επίπεδο αλλάζει σε υψηλό επίπεδο όταν η εναλλασσόμενη τάση υπερβαίνει τα 242 V. Ίσως χρειαστεί να επιλέξετε την τιμή της αντίστασης R17 για αυτό. Η εναλλαγή πρέπει να είναι καθαρή, χωρίς «αναπηδήσεις», διαφορετικά τοποθετήστε την αντίσταση R31 ελαφρώς μεγαλύτερης τιμής. Οι συγκριτές στα μικροκυκλώματα DD2 και DD3 ρυθμίζονται με παρόμοιο τρόπο, διασφαλίζοντας ότι λειτουργούν σε τάσεις 165 και 195 V, αντίστοιχα. Μαζί με τον συγκριτή στο τσιπ DD3, θα πρέπει να λειτουργεί το ρελέ K2.
Στη συνέχεια, ρυθμίστε την τάση πηγής AC στα 220 V και συνδέστε τον παλμογράφο στον ακροδέκτη 3 του τσιπ DA3. Περιστρέφοντας τον άξονα της αντίστασης κοπής R55, διασφαλίζουν ότι όταν η τάση στο κύκλωμα +12 V αυξάνεται πάνω από 14,3 V, η υψηλή λογική στάθμη σε αυτόν τον πείρο αλλάζει σε χαμηλή. Ταυτόχρονα, το LED HL4 θα πρέπει να σβήσει. Όταν η τάση στην κύρια περιέλιξη του μετασχηματιστή T1 είναι μεγαλύτερη από 242 ή μικρότερη από 165 V, η λυχνία LED HL2 θα πρέπει να ανάψει, σηματοδοτώντας ότι το UPS βρίσκεται σε λειτουργία τροφοδοσίας ρεύματος στο φορτίο από την μπαταρία.
Συνδέοντας έναν παλμογράφο στον ακροδέκτη 3 του τσιπ DA2, βεβαιωθείτε ότι υπάρχουν παλμοί με ρυθμό επανάληψης περίπου 2500 Hz. Αφού ρυθμίσετε ξανά την εναλλασσόμενη τάση στην ονομαστική τάση (220 V), βεβαιωθείτε ότι η λυχνία LED HL2 έχει σβήσει και η συχνότητα ταλάντωσης του πολυδονητή DA2 έχει μειωθεί στα 100 Hz. Μπορεί να ρυθμιστεί με ακρίβεια συγχρονίζοντας τη σάρωση του παλμογράφου με το δίκτυο και χρησιμοποιώντας την αντίσταση περικοπής R76 για να διασφαλιστεί ότι το παλμογράφημα των παλμών στην οθόνη είναι ακίνητο.
Τα παλμογράμματα τάσης στις αποχετεύσεις των τρανζίστορ VT3-VT9 πρέπει να αντιστοιχούν σε αυτά που φαίνονται στο Σχ. 8. Η λειτουργία της προστασίας ρεύματος ελέγχεται αφαιρώντας τις διόδους VD36 και VD37. Μετά από αυτό, οι αρνητικοί παλμοί στις αποχετεύσεις των τρανζίστορ VT3-VT5 και VT6-VT8 θα πρέπει να γίνουν πολύ στενοί. Στο τέλος της δοκιμής, μην ξεχάσετε να αντικαταστήσετε τις διόδους.
Συνιστάται να ενεργοποιήσετε το UPS για πρώτη φορά συνδέοντας την μπαταρία σε αυτό μέσω ενός αμπερόμετρου και τοποθετώντας μια ασφαλειοθήκη με ρεύμα λειτουργίας 5... 10 A ως FU1. Χωρίς να εισάγετε το βύσμα XP1 στην πρίζα , θέστε το διακόπτη SA2 στη θέση "On". και πατήστε το κουμπί "Έναρξη" SB1. Οι λυχνίες LED HL3 "On" πρέπει να ανάψουν. και HL2 «Μπαταρία». Το γεγονός ότι ο μετατροπέας UPS έχει αρχίσει να λειτουργεί μπορεί να προσδιοριστεί από τον χαρακτηριστικό ήχο που παράγεται από τον μετασχηματιστή T2. Το ρεύμα εκφόρτισης της μπαταρίας χωρίς φορτίο δεν πρέπει να υπερβαίνει τα 0,4 A.
Συνδέοντας ένα βολτόμετρο στην πρίζα XS1, χρησιμοποιώντας μια αντίσταση περικοπής R86, βεβαιωθείτε ότι δείχνει 220 V. Πιο συγκεκριμένα, η ονομαστική τάση εξόδου του μετατροπέα μπορεί να ρυθμιστεί χρησιμοποιώντας μια λάμπα πυρακτώσεως ισχύος 50... 150 W. Εναλλακτικά, συνδέοντάς το στην υποδοχή XS1 και στην έξοδο ενός ρυθμιζόμενου αυτομετασχηματιστή με τάση 220 V, ρυθμίστε τον άξονα της αντίστασης R86 σε μια θέση όπου η φωτεινότητα της λάμπας είναι ίδια και στις δύο περιπτώσεις.
Στη συνέχεια, τοποθετήστε το βύσμα XP1 στην πρίζα. Ένα δευτερόλεπτο μετά από αυτό, ο μετατροπέας θα πρέπει να απενεργοποιηθεί αυτόματα και το UPS θα πρέπει να μεταβεί σε λειτουργία σταδιακής ρύθμισης της τάσης δικτύου. Όταν αλλάζετε τη λειτουργία, η λυχνία LED "Μπαταρία" HL2 σβήνει, η λυχνία LED "Δίκτυο" HL1 ανάβει και ακούγεται ένα ηχητικό σήμα. Εάν η τάση της μπαταρίας είναι μικρότερη από 12,9 V, η λυχνία LED «Φόρτιση» HL4 θα πρέπει να ανάψει και το αμπερόμετρο να δείχνει ρεύμα φόρτισης 4...6 A.
Εάν η τάση της μπαταρίας είναι υψηλότερη από την καθορισμένη, ο φορτιστής δεν θα ενεργοποιηθεί. Για να το ελέγξετε, η μπαταρία θα πρέπει να αποφορτιστεί μερικώς συνδέοντας ένα φορτίο τουλάχιστον 50 W στην πρίζα XS1, αποσυνδέοντας το βύσμα XP1 από το δίκτυο και αφήνοντας το UPS να λειτουργήσει σε αυτήν τη λειτουργία μέχρι να πέσει η τάση της μπαταρίας στα 12 V. Μετά από αυτό, επανατοποθετώντας το βύσμα XP1 στην πρίζα, βεβαιωθείτε ότι η μπαταρία έχει αρχίσει να φορτίζεται. Όταν η τάση του ανέβει στα 14,3 V, η φόρτιση θα σταματήσει αυτόματα. Έχοντας ολοκληρώσει όλους τους ελέγχους, εγκαταστήστε το σύνδεσμο ασφαλειών FU1 με ρεύμα 50 A στο UPS και ξεκινήστε την πλήρη λειτουργία του.
ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ
1. Evseev A. Αυτόματος φορτιστής μπαταριών: Σάββ.: «Για να βοηθήσω τον ραδιοερασιτέχνη», μτφ. 83, σελ. 12-17. - Μ.: DOSAAF. 1983.
2. Nyvelt G. Πηγές ισχύος για ραδιοηλεκτρονικό εξοπλισμό. - Μ.: Ραδιόφωνο και Επικοινωνίες, 1986.
3. Anufriev Yu Gusev V., Smirnov V. Λειτουργικά χαρακτηριστικά και αξιοπιστία ηλεκτρικών πυκνωτών. - Μ.: Ενέργεια, 1976.
4. Zeldin E. Ψηφιακά ολοκληρωμένα κυκλώματα στον εξοπλισμό πληροφοριών και μετρήσεων. - Λ.: Energoatomizda, 1986.
5. Traister R. Ραδιοερασιτεχνικά κυκλώματα με βάση IC τύπου 555. - Μ.: Μιρ. 1988.
6. Μικροκυκλώματα για οικιακό ραδιοεξοπλισμό. Ευρετήριο. - Μ.: Ραδιόφωνο και Επικοινωνίες, 1989.
V. VOLODIN, Οδησσός, Ουκρανία
Ραδιόφωνο 5-6 2001
Το άρθρο εξετάζει τους τύπους UPS, τις αρχές λειτουργίας του UPS και παρέχει επίσης πραγματικούς παλμογράφους των τάσεων εξόδου.
Αρχικά, κάποια γενική ορολογία. Τα αδιάλειπτα τροφοδοτικά (συντομογραφία UPS) ονομάζονται επίσης UPS, από την αγγλική συντομογραφία Uninterruptable Power Supply (αδιάλειπτη παροχή ρεύματος). Επομένως, λένε και UPS και UPS, όποιο σας βολεύει περισσότερο. Στο άρθρο θα το ονομάσω έτσι κι έτσι.
Γιατί χρειάζεστε ένα UPS (UPS)
Η αρχή λειτουργίας ενός UPS αποκαλύπτεται στο όνομα - είναι μια πηγή της οποίας η έξοδος υπάρχει πάντα ένταση. Αλλά είμαστε τεχνικοί ρεαλιστές μαζεμένοι εδώ και καταλαβαίνουμε ότι τίποτα δεν είναι αιώνιο, επομένως παρακάτω θα καταλάβουμε την αρχή της δράσης.
Τα UPS χρησιμοποιούνται κυρίως όταν μια διακοπή ρεύματος μπορεί να προκαλέσει αρνητικές συνέπειες. Για παράδειγμα, τροφοδοσία για υπολογιστές και διακομιστές, τροφοδοσία για συσκευές επικοινωνίας και διανομής σήματος (δρομολογητές), τροφοδοσία για συσκευές των οποίων η αυτόματη επανεκκίνηση (επανεκκίνηση) είναι αδύνατη χωρίς ανθρώπινη παρέμβαση.
Πώς ο αναγνώστης μου τροποποίησε το UPS για ένα στρατηγικά σημαντικό σύστημα (2 διακομιστές κ.λπ.). Επιπλέον, βελτίωσα το κύκλωμα και πρόσθεσα τη δυνατότητα χρήσης κανονικής μπαταρίας αυτοκινήτου.
Για οικιακά είδη, αυτά είναι κυρίως υπολογιστές και συστήματα θέρμανσης.
Πρέπει να γίνει κατανοητό ότι τα UPS επιλέγονται για χρόνο λειτουργίας φορτίου 10-15 λεπτών, σπάνια έως μισή ώρα. Υποτίθεται ότι κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου θα εμφανιστεί η ισχύς ή το άτομο (διαχειριστής) θα λάβει τις απαραίτητες ενέργειες (αποθηκεύστε τα δεδομένα, καλέστε την ενεργειακή υπηρεσία της επιχείρησης, ολοκληρώστε την τεχνολογική διαδικασία).
Το UPS δεν πρέπει να θεωρείται ως εφεδρική πηγή τροφοδοσίας. Είναι μόνο μια πηγή έκτακτης ανάγκης και στην καλύτερη περίπτωση χρησιμοποιείται πολύ σπάνια, συνολικά για όχι περισσότερο από 10 λεπτά το χρόνο (αρκετές φορές, για περίοδο όχι μεγαλύτερη από ένα λεπτό). Εάν αυτός ο χρόνος είναι μεγαλύτερος, τότε θα πρέπει να σκεφτείτε τη βελτίωση της ποιότητας του τροφοδοτικού.
Εφεδρική πηγή τροφοδοσίας μπορούν να θεωρηθούν εκείνες οι πηγές που μπορούν να αντικαταστήσουν πλήρως το κύριο τροφοδοτικό για μεγάλο χρονικό διάστημα, από αρκετές ώρες έως αρκετές ημέρες. Αυτή θα μπορούσε να είναι μια άλλη γραμμή (βλ. άρθρο σχετικά), μια ανεμογεννήτρια. Θεωρητικά, ένα UPS μπορεί να χρησιμεύσει για αυτούς τους σκοπούς, αλλά αυτό απαιτεί μπαταρίες τεράστιας χωρητικότητας, οι οποίες θα επηρεάσουν σημαντικά την τιμή ενός τέτοιου συστήματος.
Τύποι τροφοδοτικών αδιάλειπτης ισχύος
Οι τύποι (τύποι) UPS έχουν πολλά ονόματα, αλλά εξακολουθούν να υπάρχουν ακριβώς τρία από αυτά. Ας το καταλάβουμε.
Έτσι, υπάρχουν τρεις κύριοι τύποι UPS:
Back UPS
Άλλα ισοδύναμα ονόματα είναι Off-line UPS, Standby UPS, Standby UPS. Τα πιο κοινά UPS χρησιμοποιούνται για τους περισσότερους τύπους οικιακού εξοπλισμού και υπολογιστών.
Το Back απλώς αλλάζει το φορτίο σε ισχύ μπαταρίας όταν η τάση εισόδου ξεφεύγει από το εύρος. Το κατώτερο όριο για διαφορετικά μοντέλα είναι περίπου 180V, το ανώτερο όριο είναι περίπου 250V. Οι μεταβάσεις στην μπαταρία και πίσω γίνονται με υστέρηση. Δηλαδή, για παράδειγμα, όταν μειώνεται, η μετάβαση στην μπαταρία θα γίνει στα 180 V ή λιγότερο, και πίσω στα 185 V ή περισσότερο. Η ίδια αρχή ισχύει για όλους τους τύπους UPS.
Μου θυμίζει κάτι από αυτά απενεργοποιείφόρτωση, αλλά το Back UPS δεν αποσυνδέεται, αλλά διακόπτεςστην μπαταρία, που του επιτρέπει να λειτουργεί για κάποιο χρονικό διάστημα.
Έξυπνο UPS
Άλλα ονόματα: Line-Interactive, διαδραστικού τύπου UPS. Η αρχή της λειτουργίας δεν απέχει πολύ από το Back.
Το Smart UPS λειτουργεί πιο έξυπνα, όπως υποδηλώνει το όνομα. Επίσης αλλάζουν επιπλέον τον εσωτερικό αυτομετασχηματιστή, σταθεροποιώντας κατά μία έννοια την τάση εισόδου. Και μόνο ως τελευταία λύση αλλάζουν σε μπαταρία.
Έτσι, η νόρμα τάσης εξόδου διατηρείται ακόμη και με μεγαλύτερες αποκλίσεις στην είσοδο (150...300V). Ο αυτόματος μετασχηματιστής έχει πολλά στάδια μεταγωγής, επομένως το Smart UPS αλλάζει τους ακροδέκτες του αυτομετασχηματιστή μέχρι την τελευταία στιγμή, ενεργοποιώντας την μπαταρία μόνο την τελευταία στιγμή. Αυτό σας επιτρέπει να εξοικονομήσετε την μπαταρία ενεργοποιώντας την μόνο όταν υπάρχει πλήρης διακοπή ρεύματος.
Αυτή η συσκευή μοιάζει με τη σταδιακή εναλλαγή των περιελίξεων ενός αυτομετασχηματιστή. Η μόνη διαφορά είναι ότι όταν ξεπεράσει τα όρια λειτουργίας, ο σταθεροποιητής θα είναι ανίσχυρος και το "έξυπνο κορίτσι" μας θα θέσει σε λειτουργία την μπαταρία και η ισχύς δεν θα χαθεί.
Online UPS
Άλλες ονομασίες: online, τροφοδοτικό αδιάλειπτης διπλής μετατροπής, μετατροπέας. Μια εντελώς διαφορετική αρχή λειτουργίας, για τους λάτρεις του καθαρού ημιτονοειδούς. Η ενέργεια από την είσοδο μετατρέπεται σε άμεση τάση και παρέχεται στον μετατροπέα, ο οποίος παράγει καθαρό ημιτονοειδές κύμα. Και ταυτόχρονα διατηρεί την μπαταρία σε ετοιμότητα 100%. Εάν είναι απαραίτητο, ο μετατροπέας συνεχίζει να λειτουργεί με τον ίδιο τρόπο, μόνο που λαμβάνει ρεύμα από την μπαταρία.
Χρησιμοποιείται για τροφοδοσία έκτακτης ανάγκης εξοπλισμού που είναι ευαίσθητος στο σχήμα της τάσης εξόδου - για παράδειγμα, λέβητες αερίου, διακομιστές, επαγγελματικός εξοπλισμός ήχου-βίντεο και άλλος στρατηγικά σημαντικός εξοπλισμός.
Υπάρχουν δύο μειονεκτήματα του online UPS - τιμή και αποτελεσματικότητα. Η απόδοση είναι χαμηλή, γιατί ένα τέτοιο UPS είναι συνεχώς αναμμένο, όπως υποδηλώνει το όνομα. Σε αντίθεση με τους άλλους δύο τύπους.
Τι νέο υπάρχει στην ομάδα VK; SamElectric.ru ?
Εγγραφείτε και διαβάστε το άρθρο περαιτέρω:
Υπάρχουν ποικιλίες διαδικτυακών UPS που χρησιμοποιούν το λεγόμενο «μέσω μηδέν» για τη σωστή λειτουργία των ηλεκτρικών λεβήτων αερίου. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι τέτοιοι λέβητες είναι ευαίσθητοι στην παρουσία πραγματικού μηδενός για σωστή ανάφλεξη.
Εξέταση UPS με χρήση παλμογράφου
Και τώρα - το πιο ενδιαφέρον μέρος.
Τάση εξόδου Back UPS
Έκανα μια μελέτη χρησιμοποιώντας έναν παλμογράφο Fluke 124. Παραθέτω και σχολιάζω τους παλμογράφους (το σχήμα των παλμών και των ταλαντώσεων στην έξοδο ups) παρακάτω.
Τι μπορείτε να δείτε από αυτό το διάγραμμα χρονισμού; Περίοδος 20ms, συχνότητα 50Hz, πλάτος 315V. Αξίζει να σημειωθεί ότι η φάση του ημιτονοειδούς και των παραγόμενων παλμών συμπίπτουν, κάτι που είναι καλό. Όταν η τάση του δικτύου αποτύχει, το UPS διστάζει για 5-7 ms και στη συνέχεια υπάρχουν παλμοί που ονομάζονται «οιονεί ημιτονοειδής». Εδώ είναι:
Back UPS. Τάση εξόδου όταν τροφοδοτείται από μπαταρίες.
Ο παλμογράφος μέτρησε την τάση RMS (μέσο τετράγωνο ρίζας), αντιστοιχεί στον κανόνα. Ωστόσο, όταν μέτρησα την ίδια τάση με ένα πολύμετρο, πήρα μια τιμή 155 V. Γιατί η έξοδος του UPS είναι χαμηλή τάση;
Το γεγονός είναι ότι το πολύμετρο μετρά μόνο την πρώτη αρμονική με συχνότητα 50 Hz. Για το ιγμόρειο όλα είναι ομαλά. Αλλά αν μετρήσετε την τάση τέτοιων παλμών, είναι απαραίτητο να μετρήσετε το RMS, το μέσο τετράγωνο της ρίζας, διαφορετικά δεν θα ληφθούν υπόψη οι ακόλουθες αρμονικές - 100, 150, 200 Hz. Και αποτελούν σημαντικό μέρος της ενέργειας, έως και 30%. Οι κατασκευαστές UPS γνωρίζουν αυτό το χαρακτηριστικό και για να μην ενοχλούν (και να μην αυξάνουν την τιμή των προϊόντων τους), εκδίδουν τέτοιους παλμούς με πλάτος περίπου 370V στις συσκευές μας.
Μάθετε περισσότερα σχετικά με τη μέτρηση της μέσης τετραγωνικής μη ημιτονοειδούς τάσης στο βίντεο:
Ακολουθεί ένα μεγεθυσμένο γράφημα, όπου μπορείτε να δείτε ότι η τάση μετά την αλλαγή πρώτα αυξάνεται για μισό δευτερόλεπτο στα 400 V και στη συνέχεια σταθεροποιείται:
Back UPS. Έξοδος, διάρκεια 2 δευτερόλεπτα
Και δείτε πώς αλλάζει το σχήμα της τάσης στην έξοδο Back-UPS κατά την εναλλαγή από την μπαταρία στο δίκτυο:
Back UPS, – Τάση στην έξοδο του UPS κατά τη μετάβαση από την μπαταρία στο δίκτυο. Ups σχήμα παλμού εξόδου
Η φάση επίσης δεν αλλάζει, όλα καλά. Συνέδεσα ένα UPS στην έξοδο, άλλαξα τις λειτουργίες τροφοδοσίας εμπρός και πίσω - η μίζα τραβήχτηκε αξιόπιστα, χωρίς προβλήματα.
Το υποκείμενο της δοκιμής ήταν ένα APC Back-500-RS UPS, οι παράμετροι στην παρακάτω φωτογραφία:
Παράμετροι πίσω UPS - πίσω πίνακας
Έξυπνη τάση εξόδου UPS
Τώρα, για λόγους πληρότητας, θα δώσω ένα παλμογράφο της τάσης στην έξοδο του Smart UPS. Το UPS Ippon Smart Power Pro 1000 δοκιμάστηκε.
Έξυπνο UPS_Δίκτυο-μπαταρία
Ο χρόνος μεταγωγής είναι επίσης ασήμαντος για όλο τον σύγχρονο εξοπλισμό - λιγότερο από 7 ms.
Δεν άλλαξα ομαλά την τάση εισόδου, αφού δεν υπήρχε τέτοιος στόχος. Πιστεύω ότι σε αυτή την περίπτωση το Smart UPS συμπεριφέρεται ακριβώς όπως ένας σταθεροποιητής τάσης ρελέ.
Οι μελέτες αυτές πραγματοποιήθηκαν στο πλαίσιο ενός έργου σε ένα βιομηχανικό ψυγείο.
Πολλές βιομηχανίες και οικιακές συσκευές απαιτούν σταθερή τάση. Προτείνουμε να εξετάσουμε τι είναι μια βιομηχανική αδιάλειπτη παροχή ρεύματος για λέβητα και υπολογιστή, το διάγραμμα σύνδεσης της συσκευής, καθώς και την αρχή λειτουργίας του UPS.
Χρήσιμες πληροφορίες για την αδιάλειπτη παροχή ρεύματος
Αδιάλειπτη τροφοδοσία OKVED 73.10 74.20.1 (UPS, URS, UPS) είναι μια ηλεκτρική συσκευή που παρέχει ισχύ έκτακτης ανάγκης στο φορτίο εάν το σήμα από το δίκτυο διακοπεί ή εξασθενήσει. Ένα UPS διαφέρει από μια βοηθητική γεννήτρια, μια γεννήτρια τροφοδοσίας έκτακτης ανάγκης ή αναμονής στο ότι παρέχει σχεδόν στιγμιαία προστασία από εισερχόμενες διακοπές ρεύματος παρέχοντας ενέργεια αποθηκευμένη σε μπαταρίες, πυκνωτές ή σφόνδυλους.
Ο χρόνος λειτουργίας των αδιάλειπτων τροφοδοτικών από μια μπαταρία είναι σχετικά σύντομος (μόνο λίγα λεπτά), αλλά επαρκεί για να ενεργοποιήσετε μια εφεδρική παροχή ρεύματος ή να κλείσετε σωστά τον προστατευμένο εξοπλισμό. Πρέπει να σημειωθεί ότι ο σταθεροποιητής έχει άλλες λειτουργίες, αλλά πολλοί άνθρωποι τις μπερδεύουν.
Φωτογραφία - Τροφοδοτικά αδιάλειπτης ισχύοςΓενικά, η πιο κοινή χρήση μιας αδιάλειπτης παροχής ρεύματος σε ένα οικιακό περιβάλλον είναι για υπολογιστές, προστασία υλικού, κέντρα δεδομένων, τηλεπικοινωνιακό εξοπλισμό ή άλλες ηλεκτρικές εφαρμογές όπου μια απροσδόκητη διακοπή ρεύματος μπορεί να οδηγήσει σε τραυματισμό, θάνατο, σοβαρή διακοπή της παραγωγής ή απώλεια δεδομένων (ραδιοφωνικός σταθμός, Η/Υ, φορητός υπολογιστής, βάση δεδομένων, διακομιστής, αυτόματο τηλεφωνικό κέντρο, αντλία, για λέβητες θέρμανσης αερίου).
Τα αδιάλειπτα τροφοδοτικά διακομιστή κυμαίνονται σε μεγέθη από μία μονάδα, έως την προστασία ενός μόνο υπολογιστή χωρίς οθόνη βίντεο (περίπου 200 volt-amp), έως μεγάλες εγκαταστάσεις που τροφοδοτούν ολόκληρα κέντρα δεδομένων ή κτίρια.
Φωτογραφία - Τροφοδοτικά Περιοχή χρήσης
Ο πρωταρχικός ρόλος οποιουδήποτε UPS είναι να παρέχει βραχυπρόθεσμη ισχύ όταν η είσοδος ρεύματος αποτυγχάνει. Ωστόσο, τα περισσότερα UPS είναι επίσης ικανά, σε διάφορους βαθμούς, να διορθώνουν κοινά προβλήματα τροφοδοσίας:
- Αύξηση τάσης ή καθυστερημένη υπέρταση.
- Βραχυπρόθεσμη ή παρατεταμένη πτώση της τάσης εισόδου.
- Ο θόρυβος, ο οποίος ορίζεται ως μεταβατικό ή ταλάντωση υψηλής συχνότητας, εισάγεται συνήθως σύμφωνα με τον κοντινό εξοπλισμό.
- Αστάθεια συχνότητας δικτύου.
- Αρμονική παραμόρφωση: Ορίζεται ως απόκλιση από την ιδανική ημιτονοειδή κυματομορφή σε μια γραμμή.
Για βιομηχανικές επιχειρήσεις, χρησιμοποιούνται συχνότερα τριφασικά αδιάλειπτα τροφοδοτικά υψηλής ισχύος· μπορούν να ελέγχουν τεράστια συστήματα, έως 1000va, που αντιπροσωπεύονται από τις μάρκες Electronix, Compact, SUA1500RMI2U, APC (APS) Back-UPS ES 400VA.
Φωτογραφία - Πώς να συνδέσετε σωστά ένα UPS Οι οικιακές συσκευές χρησιμοποιούνται συχνά για σηματοδότηση.
Τεχνικά χαρακτηριστικά των πηγών:
- Ταχύτητα εναλλαγής από 1 χιλιοστό του δευτερολέπτου.
- Εργαστείτε με οποιοδήποτε ημιτονοειδές.
- Μεταδίδουν ισχύ από 1 kW (FORT F55, RIP-12, BIRP-12/4) σε αρκετές εκατοντάδες (Resanta UBP-300, BBP-20, Shtil, UPSRT8000).
- Χαμηλός βαθμός ηλεκτρομαγνητικής παρεμβολής και ακουστικού θορύβου.
- Μπορεί να εγκατασταθεί σε ράφι.
- Ρεύμα εισόδου με μειωμένη αρμονική παραμόρφωση.
- Ασχολούνται με τη μετατροπή ηλεκτρικής ενέργειας, τη σταθεροποίηση του φορτίου και την παροχή σταθερού ρεύματος 0,5 Amperes.
Φωτογραφία - Διάγραμμα UPS Βίντεο: απλό τροφοδοτικό DIY
Τύποι σταθεροποιητών
Τα σύγχρονα συστήματα UPS χωρίζονται σε τρεις κύριες κατηγορίες:
- Online (Διαδικτυακό, διαδραστικό)
- Διαδραστική γραμμή (σε κατάσταση αναμονής).
- Σύγχρονος.
ΣΕ online UPSχρησιμοποιεί μια μέθοδο "διπλής μετατροπής" λήψης εναλλασσόμενου ρεύματος, διορθώνοντάς το σε συνεχές ρεύμα για να περάσει μέσα από επαναφορτιζόμενες μπαταρίες (ή διαμερίσματα μπαταριών) και στη συνέχεια το ρεύμα γίνεται 120V/230V AC για να τροφοδοτήσει τον εξοπλισμό που προστατεύεται. Τυπικός χρόνος προστασίας: 5-30 λεπτά.
Φωτογραφία - Διάγραμμα αδιάλειπτης παροχής ρεύματος μεγάλο frost-interactive (inverter) UPSδιατηρεί τον μετατροπέα στη γραμμή και ανακατευθύνει τις μπαταρίες DC από την κανονική λειτουργία φόρτισης στην παροχή ρεύματος όταν διακοπεί η ισχύς. Σε κατάσταση αναμονής ("off-line"), το φορτίο του συστήματος τροφοδοτείται απευθείας από την τροφοδοσία εισόδου και το εφεδρικό, αυτός ο συνδυασμός τροφοδοσίας καλείται μόνο εάν η τροφοδοσία AC δεν μπορεί να απενεργοποιηθεί. Τα περισσότερα UPS κάτω του 1 kVA (τροφοδοτικά αδιάλειπτης ισχύος για υπολογιστές IPPON, EATON) είναι ένας τύπος αλληλεπιδραστικής συσκευής γραμμής ή αδιάλειπτης παροχής ρεύματος σε κατάσταση αναμονής. Η συσκευή εκτός σύνδεσης/δημιουργίας αντιγράφων ασφαλείας έχει τυπικό χρόνο προστασίας 0-20 λεπτά.
Φωτογραφία – UPS Fort Για μεγάλες μονάδες ισχύος, μερικές φορές χρησιμοποιούνται δυναμικά αδιάλειπτα τροφοδοτικά. Σύγχρονος κινητήρας/γεννήτριασυνδέεται στο δίκτυο μέσω τσοκ. Η ενέργεια αποθηκεύεται στον σφόνδυλο. Όταν διακοπεί η παροχή ρεύματος από το δίκτυο, ο μηχανισμός δινορευμάτων παρέχει ρύθμιση και διατηρεί την ισχύ στο φορτίο μέχρι να εξαντληθεί η ενέργεια του σφονδύλου. Τα σύγχρονα μηχανήματα (Delta, Powerware, SURT10000RMXLI, TRUST power 600VA UPS155 AVR) μερικές φορές συνδυάζονται ή ενσωματώνονται με μια γεννήτρια ντίζελ, η οποία ανάβει μετά από μικρή καθυστέρηση, σχηματίζοντας μια περιστροφική αδιάλειπτη παροχή ρεύματος diesel.
Φωτογραφία - Αδιάλειπτη παροχή ρεύματος Το Standby UPS προσφέρει μόνο βασικές λειτουργίες, παρέχοντας προστασία από υπερτάσεις, μπορούν να αντικαταστήσουν την εφεδρική μπαταρία. Ο προστατευμένος εξοπλισμός συνήθως συνδέεται απευθείας στο εισερχόμενο ηλεκτρικό δίκτυο. Όταν η τάση εισόδου πέσει κάτω ή ανέβει πάνω από ένα προκαθορισμένο επίπεδο, η πηγή περιστρέφεται γύρω από το εσωτερικό της κύκλωμα μετατροπέα DC, μετατρέποντάς την σε AC. Στη συνέχεια, το UPS αλλάζει μηχανικά τον συνδεδεμένο εξοπλισμό στην έξοδο του μετατροπέα ρεύματος. Ο χρόνος εναλλαγής μπορεί να διαρκέσει έως και 25.
Πολλοί τύποι εξοπλισμού χρησιμοποιούν μπαταρία για αδιάλειπτη παροχή ρεύματος (IBM για ψυγείο), εργασία με επεξεργαστές, ορισμένα μοντέλα μπαταριών για χρήση στο σπίτι ή στον κήπο περικλείονται σε μια ειδική σφραγισμένη μονάδα (Smart, Mustek, SUA2200RMI2U, SUA3000RMI2U).
Αρχή λειτουργίας
Το UPS εισάγει ισχύ χρησιμοποιώντας έναν μετατροπέα, αλλάζοντας τη ροή του ρεύματος μέσω του κυκλώματος και στη συνέχεια μετατρέποντας το ρεύμα συνεχούς ρεύματος σε ημιτονοειδές κύμα υψηλής ποιότητας. Μετά από αυτούς τους χειρισμούς, η ενέργεια πηγαίνει στις επαφές εξόδου μέσω ενός μετατροπέα υψηλής ποιότητας. Ο μετατροπέας θα παρέχει ομαλή εναλλαγή. Πρέπει να πούμε ότι αυτή η μέθοδος είναι βραχύβια.
Η μπαταρία μπορεί να συνεργαστεί γρήγορα με τον μετατροπέα για να αλλάξει το εναλλασσόμενο ρεύμα σε συνεχές ρεύμα. Ένα τέτοιο σύστημα λειτουργεί μόνο μέσω ενός κυκλώματος. Τα κύρια πλεονεκτήματα είναι η ταχύτητα μεταγωγής, η αθόρυβη λειτουργία και το προσιτό κόστος.
Ένα αδιάλειπτο τροφοδοτικό αυτοκινήτου έχει τις περισσότερες φορές διπλή λειτουργία: χρησιμοποιείται για παρακολούθηση βίντεο με αυτόνομη λειτουργία, καθώς και για κανονικοποίηση τάσης.
Οδηγίες για το πώς να φτιάξετε μια αδιάλειπτη παροχή ρεύματος
Μια εξωτερική ή οικιακή πηγή σταθερής ενέργειας είναι αρκετά ακριβή. Σας προτείνουμε να σκεφτείτε πώς να φτιάξετε μια αδιάλειπτη παροχή ρεύματος με τα χέρια σας, πώς να επιλέξετε εξαρτήματα για τη συσκευή και τον πιθανό σκοπό της. Φυσικά, δεν θα μπορέσουμε να επιτύχουμε πλήρη συμμόρφωση με επώνυμες συσκευές, αλλά η δημιουργία μιας σπιτικής πηγής μικρού μεγέθους πολλών κιλοβάτ για ένα διαμέρισμα ή εξοχική κατοικία είναι αρκετά δυνατή.
Περιγραφή ανεξάρτητης παραγωγής:
- Μπορείτε να πάρετε ανταλλακτικά από ηλεκτρονικές συσκευές (μετά από δυσλειτουργία), θα χρειαστούμε μια μπαταρία κατάλληλης ισχύος. Μπορείτε να το αγοράσετε ξεχωριστά, αλλά σε αυτή την περίπτωση είναι καλύτερο να συμβουλευτείτε έναν ειδικό.
- Συνδέστε το μετατροπέα. Πρέπει να έχει σχεδιαστεί για συνεχή λειτουργία και να έχει υψηλότερη επιτρεπόμενη ονομαστική τιμή kVA από την απαραίτητη.
- Στη συνέχεια χρειαζόμαστε ένα καλώδιο. Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε ένα καλώδιο τροφοδοσίας για να συνδέσετε τις επαφές του μετατροπέα και της πλακέτας του UPS. Πρέπει να συνδεθεί με τις συσκευές, να ασφαλιστεί και να ελεγχθεί με ένα πολύμετρο.
- Κατά την εργασία, είναι πολύ σημαντικό να χρησιμοποιείτε προστατευτικές στολές και αξεσουάρ (γυαλιά, γάντια, μάσκες αερίων).
Αφού συνδέσουμε τα πάντα, ελέγχουμε την ακρίβεια των επαφών, σημειώνοντας την πολικότητα κάθε καλωδίου. Μετά από αυτά τα βήματα, πρέπει να τοποθετήσετε το UPS σε εμφανές σημείο, μακριά από άλλες συσκευές και να το ενεργοποιήσετε. Εάν θέλετε, συμπληρώστε τη συσκευή με μια κομψή θήκη.
Φωτογραφία – Σπιτικό τροφοδοτικό Τέτοιες συσκευές απαιτούν ειδική συντήρηση: καθαρισμός επαφών με διαλύματα, έλεγχος λειτουργίας και επιπέδου καλωδιακής μετάδοσης και προγραμματισμένες επισκευές κάθε χρόνο.
Επισκόπηση τιμών
Για πολλούς είναι πιο εύκολο να αγοράσουν ένα αδιάλειπτο τροφοδοτικό apc, okof, okpd ή skat 1200, ειδικά αφού η τιμή το επιτρέπει. Ας δούμε πόσο κοστίζει ένα UPS στη Ρωσία, τη Λευκορωσία και την Ουκρανία (ο τιμοκατάλογος έχει μέσες τιμές):
Η πιο δημοφιλής συσκευή σφονδύλου πλέον (επιτοίχιος ή ενσωματωμένος τύπος). Καλές κριτικές για μονοφασικό IEC, δυναμικό Vision, INELT, Line, ενσωματωμένο APC. Για διευκρίνιση τιμών, χρειάζεστε μόνο τον κωδικό προϊόντος και τον σύμβουλο πωλήσεων του επιλεγμένου καταστήματος. Πάντα να ζητάτε να δείτε πιστοποιητικό ποιότητας (δίπλωμα, διαβατήριο).
Τα UPS χρησιμοποιούνται για την προστασία διαφόρων τύπων ηλεκτρικού εξοπλισμού, κυρίως εξοπλισμού υπολογιστών, από υπερτάσεις ρεύματος και μπορούν επίσης να υποστηρίξουν τη λειτουργία τους για αρκετά λεπτά, ώρες ή και ημέρες κατά τη διάρκεια μιας πλήρους διακοπής ρεύματος
Μια αδιάλειπτη παροχή ρεύματος μπορεί να αντιμετωπίσει τα ακόλουθα ηλεκτρικά προβλήματα: πλήρης διακοπή λειτουργίας του δικτύου τροφοδοσίας, παλμικός θόρυβος υψηλής τάσης, μακροπρόθεσμες και βραχυπρόθεσμες υπερτάσεις τάσης. θόρυβος ή παρεμβολές υψηλής συχνότητας που εμφανίζονται στο ηλεκτρικό δίκτυο, απόκλιση συχνότητας μεγαλύτερη από 3 Hz.
Σημαντικές παράμετροι του UPS είναι ο χρόνος που χρειάζεται για τη μετάβαση του φορτίου στην τροφοδοσία από τις μπαταρίες και η διάρκεια ζωής της μπαταρίας.
Η αδιάλειπτη παροχή ρεύματος είναι η βάση του κυκλώματος κατασκευής |
Εφεδρικός σχεδιασμός UPSστον τρόπο λειτουργίας, το φορτίο τροφοδοτείται από το ηλεκτρικό δίκτυο, το οποίο η αδιάλειπτη παροχή ρεύματος φιλτράρει για παλμούς υψηλής τάσης και ηλεκτρομαγνητικές παρεμβολές με παθητικά φίλτρα.
Εάν η τάση δικτύου αποκλίνει πέρα από τις κανονικοποιημένες τιμές, το φορτίο συνδέεται αυτόματα με την τροφοδοσία της μπαταρίας χρησιμοποιώντας ένα κύκλωμα μετατροπέα, το οποίο περιλαμβάνεται σε κάθε UPS. Μόλις η τάση δικτύου επανέλθει στο κανονικό, η αδιάλειπτη παροχή ρεύματος θα μεταφέρει το φορτίο σε τροφοδοτικό από το δίκτυο.
Διαδραστικό διάγραμμα UPSπαρόμοιο με το εφεδρικό κύκλωμα, αλλά επιπλέον ένας σταθεροποιητής τάσης βήματος που βασίζεται σε αυτομετασχηματιστή είναι εγκατεστημένος στην είσοδο, ο οποίος σας επιτρέπει να ρυθμίσετε την τάση εξόδου. Κατά την κανονική λειτουργία, τα UPS που λειτουργούν σύμφωνα με ένα διαδραστικό κύκλωμα δεν ρυθμίζουν τη συχνότητα, αλλά ελλείψει τάσης, αρχίζει να τροφοδοτείται από έναν μετατροπέα με μπαταρία. Το πλεονέκτημα αυτού του σχήματος είναι ο μικρότερος χρόνος μεταγωγής. Επιπλέον, ο μετατροπέας συγχρονίζεται με την τάση εισόδου.
Κύκλωμα UPS διπλής μετατροπήςλειτουργεί ως εξής: Η τάση εναλλασσόμενου ρεύματος εισόδου μετατρέπεται σε συνεχές ρεύμα και στη συνέχεια επιστρέφει σε εναλλασσόμενο ρεύμα χρησιμοποιώντας έναν μετατροπέα. Ελλείψει τάσης εισόδου, η εναλλαγή του φορτίου στην ισχύ της μπαταρίας γίνεται αμέσως, καθώς οι μπαταρίες συνδέονται συνεχώς στο κύκλωμα.
Κύρια μπλοκ και εξαρτήματα που μπορεί να περιλαμβάνονται στο UPS:
Συσκευή μεταγωγής
Φίλτρο δικτύου
Φορτιστής
Μπαταρία συσσωρευτή
Μετατροπέας: Μετατροπέας AC-DC, Σταθεροποιητής τάσης DC, Μετατροπέας DC-AC
Συσκευή μεταγωγής παράκαμψης
Αισθητήρας ρεύματος
Φίλτρο πηγής
αισθητήρας θερμοκρασίας
Διεπαφή
Συσκευή προβολής
Η τάση δικτύου εισόδου 220V, 50Hz τροφοδοτείται μέσω μιας συσκευής μεταγωγής και ενός φίλτρου υπέρτασης στον φορτιστή. Απαιτείται ένα προστατευτικό υπέρτασης για την αποφυγή παρεμβολών από την είσοδο στο ηλεκτρικό δίκτυο· ο φορτιστής φορτίζει την μπαταρία με την προϋπόθεση ότι υπάρχει διαθέσιμη τάση δικτύου.
Ο μετατροπέας περιλαμβάνεται σε οποιοδήποτε UPS. Είναι κατασκευασμένο με βάση έναν μετατροπέα ημιαγωγών άμεσης τάσης από την μπαταρία σε εναλλασσόμενη τάση που παρέχεται στο φορτίο. Συχνά ένας μετατροπέας συνδυάζει τις λειτουργίες τόσο του ίδιου του μετατροπέα όσο και του φορτιστή. Ανάλογα με τον τύπο του UPS, ο μετατροπέας παράγει τάση διαφορετικών σχημάτων
Το Bypass είναι μια συσκευή μεταγωγής. Αυτή η συσκευή χρησιμοποιείται για την απευθείας σύνδεση της εισόδου και της εξόδου του UPS, εξαλείφοντας το κύκλωμα πλεονασμού ισχύος.
Η παράκαμψη εκτελεί τις ακόλουθες λειτουργίες:
ενεργοποίηση ή απενεργοποίηση του UPS
μεταφορά του φορτίου από τον μετατροπέα σε παράκαμψη σε περίπτωση υπερφόρτωσης και βραχυκυκλώματος στην έξοδο
μεταφορά του φορτίου από τον μετατροπέα σε παράκαμψη προκειμένου να μειωθούν οι απώλειες ηλεκτρικής ενέργειας
Η στατική παράκαμψη συναρμολογείται με βάση έναν διακόπτη θυρίστορ από θυρίστορ back-to-back συνδεδεμένα παράλληλα. Το κλειδί ελέγχεται από το σύστημα ελέγχου UPS
Το τροφοδοτικό μεταγωγής λήφθηκε έτοιμο για 28 V, 50A, αλλά μπορείτε να το συναρμολογήσετε μόνοι σας και υπάρχουν πάρα πολλά κυκλώματα. Δύο μπαταρίες αυτοκινήτου 12 volt συνδεδεμένες σε σειρά συνδέονται στο τροφοδοτικό μεταγωγής. Ο μετατροπέας χρησιμοποιήθηκε επίσης έτοιμος, αφού η τιμή των εξαρτημάτων του είναι σχεδόν διπλάσια από την τελική συσκευή. Αυτό το UPS είναι αρκετό για σχεδόν μια μέρα κατανάλωσης ενέργειας σε ένα μικρό ιδιωτικό σπίτι. Σε περίπτωση μεγάλης διακοπής, και στις εκτάσεις της Σιβηρίας μας συμβαίνει συχνά, ενεργοποιώ τη γεννήτρια ντίζελ για 6 ώρες.
Διάγραμμα UPS |
Το UPS μας έχει σχεδιαστεί για τις ακόλουθες δυνατότητες: άμεση μετατροπή από άμεση τάση 12 volt σε εναλλασσόμενη τάση 220 V με συχνότητα 50 Hz. Η μέγιστη ισχύς αυτού του κυκλώματος UPS είναι 220 W. Η αντίστροφη μετατροπή χρησιμοποιείται για τη φόρτιση της μπαταρίας. Ρεύμα φόρτισης 6 A. Το κύκλωμα παρέχει γρήγορη εναλλαγή από την απευθείας μετατροπή σε λειτουργία αντίστροφης λειτουργίας.
Μια γεννήτρια ρολογιού κατασκευάζεται στα ραδιόφωνα εξαρτήματα VT3, VT4, R3...R6, C5, C6, που παράγει παλμούς με συχνότητα επανάληψης 50 Hz. Η γεννήτρια ρυθμίζει τον τρόπο λειτουργίας των διπολικών τρανζίστορ VT1, VT6. Τα τυλίγματα IIa, IIb του μετασχηματιστή συνδέονται στο κύκλωμα συλλέκτη τους. Το φίλτρο δικτύου συναρμολογείται σε παθητικά εξαρτήματα C1, C2, L1 και το φίλτρο της γεννήτριας ρολογιού βασίζεται σε ραδιοστοιχεία VD1, SZ, C4.
