4 circuits simples d'alimentation sans coupure (UPS) explorés

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Dans le cadre de cet article, nous étudions 4 conceptions simples d'alimentation sans coupure secteur 220V (UPS) utilisant une batterie 12V, qui peuvent être comprises et construites par tout nouveau passionné. Ces circuits peuvent être utilisés pour faire fonctionner un appareil ou une charge correctement sélectionné, explorons les circuits.

Conception n ° 1: onduleur simple utilisant un circuit intégré unique

Une idée simple présentée ici peut être construit à la maison en utilisant la plupart des composants ordinaires pour produire des résultats raisonnables. Il peut être utilisé pour alimenter non seulement les appareils électriques habituels, mais également des gadgets sophistiqués comme les ordinateurs. Son circuit inverseur utilise une conception à onde sinusoïdale modifiée.



Une alimentation sans coupure avec des fonctionnalités élaborées peut ne pas être indispensable pour le fonctionnement même des gadgets sophistiqués. Une conception compromise d'un système UPS présenté ici peut bien suffire aux besoins. Il comprend également un chargeur de batterie intelligent universel intégré.

Différence entre UPS et un onduleur

Quelle est la différence entre un alimentation sans coupure (UPS) et un onduleur? Eh bien, de manière générale, les deux sont destinés à remplir la fonction fondamentale de conversion de la tension de la batterie en courant alternatif qui peut être utilisé pour faire fonctionner les divers gadgets électriques en l'absence de notre alimentation secteur domestique.



Cependant, dans la plupart des cas, un onduleur peut ne pas être équipé nombreuses fonctions de changement automatique et les mesures de sécurité normalement associées à un onduleur.

De plus, les onduleurs ne portent généralement pas de chargeur de batterie intégré alors que tous les onduleurs sont équipés d'un chargeur de batterie automatique intégré pour faciliter la charge instantanée de la batterie concernée lorsque le secteur est présent et inverser le puissance de la batterie en mode onduleur le moment où l'alimentation d'entrée tombe en panne.

De plus, les onduleurs sont tous conçus pour produire un courant alternatif ayant une forme d'onde sinusoïdale ou au moins une onde carrée modifiée ressemblant tout à fait à son homologue à onde sinusoïdale. Cela devient peut-être la caractéristique la plus importante des onduleurs.

Avec autant de fonctionnalités en main, il ne fait aucun doute que ces appareils étonnants devraient devenir coûteux et donc beaucoup d’entre nous dans la catégorie de la classe moyenne sont incapables de mettre la main sur eux.

J'ai essayé de faire un Conception d'onduleur bien que non comparable aux professionnels, mais une fois construits, il sera certainement en mesure de remplacer les pannes de secteur de manière assez fiable et aussi, puisque la sortie est une onde carrée modifiée, convient pour faire fonctionner tous les gadgets électroniques sophistiqués, même les ordinateurs.


Tous les modèles ici sont de type hors ligne, vous pouvez également essayer ceci circuit UPS en ligne simple


Comprendre la conception du circuit

La figure ci-contre montre une conception d'onduleur carré modifié simple, qui est facilement compréhensible, mais qui intègre des fonctionnalités cruciales.

L'IC SN74LVC1G132 a un porte NAND unique (Schmitt Trigger) encapsulé dans un petit emballage. Il forme essentiellement le cœur de l'étage de l'oscillateur et ne nécessite qu'un seul condensateur et une résistance pour les oscillations requises. La valeur de ces deux composants passifs détermine la fréquence de l'oscillateur. Ici, il est dimensionné à environ 250 Hz.

La fréquence ci-dessus est appliquée à l’étage suivant consistant en un seul compteur / diviseur de décades de Johnson IC 4017. Le CI est configuré de sorte que ses sorties produisent et répètent un ensemble de cinq sorties logiques séquentielles hautes. Puisque l'entrée est une onde carrée, les sorties sont également générées sous forme d'ondes carrées.

Liste des pièces de l'onduleur UPS

R1 = 20 K
R2, R3 = 1K
R4, R5 = 220 Ohms
C1 = 0,095 Uf
C2, C3, C4 = 10 UF / 25 V
T0 = ​​BC557B
T1, T2 = 8050
T3, T4 = BDY29
IC1 = SN74LVC1G132 ou une seule porte de IC4093
IC2 = 4017
IC3 = 7805
TRANSFORMATEUR = 12-0-12V / 10AMP / 230V

Section chargeur de batterie

Les conducteurs de base de deux ensembles de transistors Darlington appariés à gain élevé et à haute puissance sont configurés sur le circuit intégré de telle sorte qu'il reçoit et conduit vers les sorties alternatives.

Les transistors conduisent (en tandem) en réponse à ces commutations et un potentiel alternatif à courant élevé correspondant est tiré à travers les deux moitiés des enroulements du transformateur connectés.

Puisque les tensions de base aux transistors du circuit intégré sont sautées en alternance, l'impulsion carrée résultante du transformateur ne porte que la moitié de la valeur moyenne par rapport aux autres onduleurs ordinaires. Cette valeur moyenne RMS dimensionnée des ondes carrées générées ressemble beaucoup à la valeur moyenne du secteur AC qui est normalement disponible sur nos prises de courant domestiques et devient ainsi adaptée et favorable à la plupart des gadgets électroniques sophistiqués.

La conception actuelle de l'alimentation sans coupure est entièrement automatique et revenir au mode onduleur le moment où l'alimentation d'entrée tombe en panne. Cela se fait à travers un couple de relais RL1 et RL2 RL2 a un double jeu de contacts pour inverser les deux lignes de sortie.

Comme expliqué ci-dessus, un onduleur doit également intégrer un chargeur de batterie intelligent universel intégré qui doit également être contrôlé en tension et en courant.

La figure suivante, qui fait partie intégrante du système, montre un petit chargeur de batterie automatique circuit. Le circuit est non seulement contrôlé en tension, mais comprend également une configuration de protection contre les surintensités.

Les transistors T1 et T2 forment essentiellement un capteur de tension précis et ne permettent jamais à la limite supérieure de tension de charge de dépasser la limite définie. Cette limite est fixée en réglant le préréglage P1 de manière appropriée.

Les transistors T3 et T4 gardent ensemble un «œil» sur l'apport de courant croissant par la batterie et ne lui permettent jamais d'atteindre des niveaux qui peuvent être considérés comme dangereux pour la durée de vie de la batterie. Dans le cas où le courant commence à dériver au-delà du niveau défini, la tension aux bornes de R6 passe au-dessus de - 0,6 volts, suffisamment pour déclencher T3, qui à son tour étouffe la tension de base de T4, limitant ainsi toute augmentation supplémentaire du courant tiré. La valeur de R6 peut être trouvée en utilisant la formule:

R = 0,6 / I, où I est le taux de courant de charge.

Le transistor T5 remplit la fonction d'un moniteur de tension et met en action (désactive) les relais, au moment où le secteur CA tombe en panne.

Liste des pièces du chargeur

R1, R2, R3, R4, R7 = 1K
P1 = PRÉRÉGLAGE 4K7, LINÉAIRE
R6 = VOIR TEXTE
T1, T2, = BC547
T3 = 8550
T4 = TIP32C
T5 = 8050
RL1 = 12 V / 400 OHM, SPDT
RL2 = 12 V / 400 OHM, SPDT, D1 — D4 = 1N5408
D5, D6 = 1N4007
TR1 = 0-12V, COURANT 1/10 DE LA BATTERIE AH
C1 = 2200 UF / 25 V
C2 = 1 uF / 25 V

Conception n ° 2: onduleur à transformateur unique pour l'onduleur et le chargement de la batterie

L'article suivant détaille un simple circuit UPS basé sur un transistor avec un circuit de chargeur de batterie intégré, qui peut être utilisé pour obtenir un sortie d'alimentation secteur sans coupure bon marché, dans vos maisons et bureaux, magasins, etc. Le circuit peut être mis à niveau à tout niveau de puissance supérieur souhaité. L'idée a été développée par M. Syed Xaidi.

Le principal avantage de ce circuit est qu'il utilise un un seul transformateur pour charger la batterie ainsi que pour faire fonctionner l'onduleur . Cela signifie que vous n'avez pas besoin d'incorporer un transformateur séparé pour charger la batterie dans ce circuit

Les données suivantes ont été fournies par M. Syed par courrier électronique:

J'ai vu que les gens sont éduqués par votre poste. Donc, je pense que vous devriez expliquer aux gens ce schéma.

Ce circuit a un mutivibrateur astable basé sur des transistors comme vous l'avez fait. Les condensateurs c1 et c2 sont les 0,47 pour obtenir une fréquence de sortie d'environ 51,xx Hz comme je l'ai mesuré mais ce n'est pas constant dans tous les cas.

Le MOSFET a une diode haute puissance inverse qui est utilisée pour charger la batterie, il n'est pas nécessaire d'ajouter une diode spéciale au circuit. J'ai montré le principe de commutation avec des relais dans le schéma. RL3 doit être utilisé avec un circuit de coupure.

Ce circuit est très simple et je l'ai déjà testé. Je vais tester un autre de mes designs que je partagerai avec vous dès que le test sera terminé. Il contrôle la tension de sortie et la stabilise à l'aide de PWM. Également dans cette conception, j'utilise un enroulement transformateur 140v pour la charge et BTA16 pour contrôler les ampères de charge. Laisse l'espoir pour le bien.

Vous faites de mieux. N'arrêtez jamais, passez une merveilleuse journée.

Conception n ° 3: Circuit UPS basé sur IC 555

La 3ème conception expliquée ci-dessous est un simple circuit UPS utilisant PWM, et le therfeore devient parfaitement sûr pour faire fonctionner des équipements électroniques sophistiqués comme des ordinateurs, un système de musique, etc. L'unité entière vous coûtera environ 3 $. Un chargeur intégré est également inclus dans la conception pour garder la batterie toujours en état de remplissage et en mode veille. Étudions tout le concept et le circuit.

Le concept du circuit est assez basique, il s'agit de faire basculer les dispositifs de sortie en fonction des impulsions PWM bien optimisées appliquées, qui à leur tour commutent le transformateur pour générer une tension secteur alternative induite équivalente ayant des paramètres identiques à une forme d'onde sinusoïdale alternative standard.

Fonctionnement du circuit:

Le schéma électrique peut être compris à l'aide des points suivants:

Le circuit PWM utilise le très populaire IC 555 pour la génération requise des impulsions PWM.

Les préréglages P1 et P2 peuvent être réglés précisément selon les besoins pour alimenter les périphériques de sortie.

Les périphériques de sortie répondront exactement aux impulsions PWM appliquées du circuit 555.Par conséquent, une optimisation minutieuse des préréglages devrait aboutir à un rapport PWM presque idéal qui peut être considéré comme tout à fait équivalent à une forme d'onde AC standard.

Cependant, étant donné que les impulsions pWM décrites ci-dessus sont appliquées aux bases des deux transistors positionnés pour commuter deux canaux séparés, cela signifierait un désordre total, car nous ne voudrons jamais commuter les deux enroulements du transformateur ensemble.

Utilisation de portes NOT pour induire la commutation à 50 Hz

Par conséquent, un autre étage constitué de quelques portes NON de l'IC 4049 a été introduit, ce qui garantit que les dispositifs conduisent ou commutent en alternance et jamais tous à la fois.

L'oscillateur composé de N1 et N2 exécute des impulsions carrées parfaites, qui sont tamponné par N3 --- N6 . Les diodes D3 et D4 jouent également un rôle important en faisant répondre les appareils uniquement aux impulsions négatives des portes NOT.

Ces impulsions éteignent les appareils en alternance, permettant à un seul canal de conduire à un instant donné.

Le préréglage associé à N1 et N2 est utilisé pour régler la fréquence CA de sortie de l'ASI. Pour 220 volts, il doit être réglé à 50 Hz et pour 120 volts, il doit être réglé à 60 Hz.

Liste des pièces de l'onduleur

R1, R2, R3 R4, R5 = 1K,
P1, P2 = selon la formule,
P3 = préréglage 100K
D1, D2 = 1N4148,
D3, D4 = 1N4007,
D5, D6 = 1N5402,
D7, D8 = diode zener 3v
C1 = 1 uF / 25 V
C2 = 10n,
C3 = 2200 uF / 25 V
T1, T2 = TIP31C,
T3, T4 = BDY29
IC1 = 555,
N1… N6 = IC 4049, veuillez consulter la fiche technique pour les numéros de brochage.
Transformateur = 12-0-12V, 15 ampères

Le circuit du chargeur de batterie:

S'il s'agit d'un onduleur, l'inclusion d'un circuit de chargeur de batterie devient impérative.

En gardant à l'esprit le faible coût et la simplicité de la conception, une conception de chargeur de batterie très simple mais raisonnablement précise a été incorporée dans ce circuit d'alimentation sans coupure.

En regardant la figure, nous pouvons simplement constater à quel point la configuration est simple.

Vous pouvez obtenir l'explication complète dans ce circuit de chargeur de batterie article Les deux relais RL1 et RL2 sont positionnés pour rendre le circuit complètement automatique.Lorsque l'alimentation secteur est disponible, les relais sont alimentés et commutent le secteur CA directement vers la charge via leurs contacts N / O. Entre-temps, la batterie est également chargée via le circuit du chargeur.En cas de panne de courant alternatif, les relais inversent et déconnectent la ligne secteur et la remplacent par le transformateur de l'onduleur de sorte que maintenant l'onduleur se charge de fournir la tension secteur à la charge. , en quelques millisecondes.

Un autre relais RL4 est introduit pour inverser ses contacts pendant une panne de courant, de sorte que la batterie qui était maintenue en mode de charge est déplacée vers le mode onduleur pour la génération requise de la puissance alternative de secours.

Liste des pièces du chargeur

R1 = 1 K,
P1 = 10K
T1 = BC547B,
C1 = 100 uF / 25 V
D1 --- D4 = 1N5402
D5, 6, 7 = 1N4007,
Tous les relais = 12 volts, 400 Ohm, SPDT

Transformateur = 0-12 V, 3 ampères

Conception n ° 4: Conception d'onduleur 1kva

La dernière conception, mais de loin la plus puissante, traite d'un circuit UPS de 1000 watts alimenté par une entrée +/- 220V, utilisant 40 batteries 12V / 4 AH en série. Le fonctionnement à haute tension rend le système relativement moins complexe et sans transformateur. L'idée a été demandée par Aquarius.

Spécifications techniques

Je suis votre fan et j'ai construit de nombreux projets pour mon usage personnel avec succès et j'ai eu beaucoup de plaisir. Que Dieu te bénisse. Maintenant, j'ai l'intention de construire un onduleur de 1000 watts avec un concept différent (onduleur avec entrée haute tension cc).

J'utiliserai un banc de batteries de 18 à 20 batteries scellées en série de 12 volts / 7 Ah pour donner un stockage de 220 volts et plus en entrée d'un onduleur sans transformateur.

Pouvez-vous suggérer un circuit le plus simple possible pour ce concept qui devrait inclure un chargeur de batterie + protection et commutation automatique par panne de secteur. Plus tard, j'inclurai également une entrée d'énergie solaire.

La conception

Le circuit UPS de 1000 watts proposé peut être construit en utilisant les deux circuits suivants, le premier étant la section onduleur avec les relais de commutation automatique requis. La deuxième conception fournit l'étape de chargeur de batterie automatique.

Le premier circuit qui représente l'onduleur de 1000 watts se compose de trois étages de base.

T1, T2 ainsi que les composants associés forment l'étage d'amplificateur différentiel d'entrée qui amplifie les signaux d'entrée PWM d'un générateur PWM qui pourrait être un générateur sinus.

R5 devient la source de courant pour fournir un courant optimal à l'étage différentiel et à l'étage d'attaque suivant.

La section après l'étage différentiel est l'étage de commande qui élève efficacement le PWM amplifié de l'étage différentiel à des niveaux suffisants pour déclencher l'étage mosfet de puissance suivant.

Les mosfets sont alignés de manière push-pull sur les deux bancs de batteries 220V et commutent donc les tensions sur leurs bornes drain / source pour produire la sortie CA 220V requise sans incorporer un transformateur.

La sortie ci-dessus est reliée à la charge via un étage de commutation de relais constitué d'un relais DPDT 12 V 10 A dont l'entrée de déclenchement est dérivée du secteur via un adaptateur 12 V CA / CC. Cette tension de déclenchement est appliquée aux bobines de tous les relais 12 V utilisés dans le circuit pour les actions de basculement entre le réseau et l'onduleur prévues.

Liste des pièces pour le circuit UPS de 1000 watts ci-dessus

Toutes les résistances CFR 2 watts sont évaluées sauf indication contraire.

R1, R3, R10, R11, R8 = 4k7
R2, R4, R5 = 68k
R6, R7 = 4k7
R9 = 10 000
R13, R14 = 0,22 ohms 2 watts
R12, R15 = 1K, 5 watts
C1 = 470pF
C2 = 47 uF / 100 V
C3 = 0,1 uF / 100 V
C4, C5 = 100 pF
D1, D2 = 1N4148
T1, T2 = BC556
T5, T6 = MJE350
T3, T4 = MJE340
Q1 = IRF840
Q2 = FQP3P50

relais = DPDT, contacts 12 V / 10 ampères, bobine 400 ohms

Circuit de chargeur de batterie pour charger les banques de batteries 220V DC.

Bien que, idéalement, les batteries 12 V concernées devraient être chargées individuellement via une alimentation 14 V, en tenant compte de la simplicité, un chargeur universel unique de 220 V s'est finalement avéré plus souhaitable et plus facile à construire.

Comme le montre le diagramme ci-dessous, étant donné que la tension de charge requise est dans le voisinage de 260 V, la sortie secteur 220 V peut être vue directement utilisée à cette fin.

Cependant, l'application directe du secteur pourrait être dangereuse pour les batteries en raison de la quantité massive de courant qu'elle implique, une solution simple utilisant une ampoule de la série 200 watts est incluse dans la conception.

L'entrée secteur est appliquée via une seule diode 1N4007 et à travers une ampoule à incandescence de 200 watts qui passe à travers des contacts de relais de commutation.

Initialement, la tension redressée demi-onde ne peut pas atteindre les batteries car le relais est en mode désactivé.

En appuyant sur le PB1, l'alimentation est momentanément autorisée à atteindre les batteries.

Cela invite un niveau correspondant de tension à générer à travers l'ampoule de 200 watts et est détecté par l'opto LED.

L'opto répond instantanément et déclenche le relais accompagné qui s'active et se verrouille instantanément et le maintient même après la libération de PB1.

On pouvait voir l'ampoule de 200 watts briller légèrement dont l'intensité dépendrait de l'état chargé du banc de batteries.

Lorsque les batteries commencent à se charger, la tension aux bornes de l'ampoule de 200 watts commence à chuter jusqu'à ce que le relais soit éteint dès que le niveau de charge complète de la batterie est atteint. Cela pourrait être ajusté en configurant le préréglage 4k7.

La sortie du chargeur ci-dessus est acheminée vers le groupe de batteries via quelques relais SPDT, comme indiqué dans le schéma suivant.

Les relais garantissent que les batteries sont mises en mode de charge tant que l'entrée secteur est disponible et qu'elles sont repassées en mode onduleur en cas de panne de l'entrée secteur.




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