يمكن لمزود الطاقة غير المنقطعة (UPS) المفصل في هذه المقالة أن يوفر خرج طاقة يبلغ 50 واط باستمرار ، عند 110 فولت بتردد 60 هرتز. الناتج هو في الأساس موجة جيبية تتصرف تمامًا مثل طاقة التيار المتردد الرئيسية القياسية للحمل.

يعمل مصدر طاقة متكامل مثل شاحن البطارية. على الرغم من إمكانية تنفيذ UPS للعديد من التطبيقات المختلفة ، إلا أنه مصمم بشكل أساسي لـ تشغيل نظام كمبيوتر صغير وأجهزة طرفية مهمة ، مثل محرك الأقراص ، لضمان عدم تسبب انقطاع التيار الكهربائي في حذف البيانات أو انقطاع البرنامج الذي قد يكون قيد التشغيل في الوقت الحالي.

هذا يعني أن دائرة UPS 50 وات التي تعمل بحمض الرصاص لن تتعامل مع أجهزة الكمبيوتر الأكبر حجمًا ، والتي تعمل عادةً بأكثر من 60 واط من الطاقة الفعلية.

ميزة واحدة مهمة لهذا دائرة UPS هو أنه ينتج طاقة تيار متردد 'نظيفة' بموجة جيبية: والعيوب مثل الضوضاء أو المسامير أو الجهد المنخفض داخل خط التيار المتردد للشبكة لن يكون لها أي تأثير على أداء (الأحمال) في الكمبيوتر

مرحلة تغيير ترحيل إمداد الطاقة

تعتبر مرحلة تزويد الطاقة مميزة تمامًا لأنها تأخذ الطاقة من خلال جهاز تحكم عن بعد 12 فولت حمض الرصاص أو بطارية SMF وأيضًا من خط طاقة التيار المتردد لديك ، تصبح البطارية هنا العنصر الأكثر أهمية لعمل UPS.

كما هو موضح في الشكل 1 أدناه ، عندما يتم وضع مفتاح CHARGE-OFF-OPERATE S1 على إعداد CHARGE أو OPERATE ، يتم تنشيط الترحيل RY2 وتوفر جهات الاتصال الخاصة به طاقة التيار المتردد للملفات الأولية لمحولات الطاقة T1 و T2.

يتم تصحيح التيار خلال اللفات الثانوية من خلال الثنائيات D1 و D2 و D3 و D4.

تقيد الخناقات L1 و L2 تيار الشحن للبطارية وكذلك تمنع مرور تيار التموج.

يسلم الصمام الثنائي D5 'المخل' تتمثل وظيفتها في حماية العديد من المكونات الضعيفة عن طريق تشغيل الصمامات F1 للاحتراق في حالة توصيل البطارية بطريق الخطأ بقطبية غير صحيحة.

يتم توصيل Op amp IC1 في شكل مقارن جهد مقلوب يمكن تعديل جهده المرجعي عبر نطاق من 11 إلى 14 فولت من خلال مقياس الجهد R3.

بمجرد انخفاض جهد البطارية إلى ما دون المرجع ، يتم تنشيط قارنة التوصيل البصري IC2 ، والتي تعمل على تشغيل المرحل RY1. يبدأ التيار الذي يمر عبر جهات اتصال RY1 في شحن البطارية عندما لا يكون الحمل ثقيلًا جدًا.

من ناحية أخرى ، إذا كان UPS يعمل عند أو بالقرب من إمكاناته بنسبة 100 ٪ ، فقد تكون هناك حاجة إلى شاحن بطارية خارجي لتوفير مصدر تيار كافٍ ، لمنع تفريغ البطارية.

إلى شاحن بطارية 10 امبير من المستحسن. نظرًا لأن غالبية أجهزة شحن البطاريات لا تحتوي على نظام ترشيح ، يجب تضمين مكثف مرشح عالي القيمة بين خرج الشاحن والبطارية لتقليل تيار التموج.

من أجل منع الشحن الزائد للبطارية ، يجب تشغيل الإمداد من الشاحن فقط عند تحميل UPS بسعة 100٪.

يجب أن يكون المصهر F2 أقل من 10 أمبير حتى لا يضر المصهر الأساسي ، F1 ، عندما يتم تقصير خرج 12 فولت عن غير قصد.

مرحلة مكبر الترانزستور

كما هو معروض في الشكل 2 أدناه ، يتم إنشاء خرج التيار المتردد UPS من دائرة مكبر من الفئة B مقترنة بالمحول.

4 مجموعات من دارلينجتون الترانزستورات تعمل (Q4-Q8 و Q5-Q9 و Q6-Q10 و Q7-Q11) على غرار شبكات الباعث المتابع لتوصيل الجهد إلى محولات الطاقة T5 و T6 للملفات الأولية.

يقوم Capacitor C8 بإلغاء أي مكونات عالية التردد تنشأ بسبب تشويه أو تقليم عالي الجهد ، بالإضافة إلى تثبيط التذبذب الذاتي عالي التردد.

يتم تشغيل مجموعتين من مجموعات دارلينجتون بالتوازي من خلال المحول T3 ويتم دفع زوجين آخرين بالتوازي عن طريق T4.

تنتج الثنائيات D11 و D12 و D13 و D14 جهدًا ثابتًا للتيار المستمر يعمل على تحيز الترانزستورات الناتجة حول منطقة القطع.

ال سائق فئة أ تتكون الشبكة المكونة من الترانزستورات Q2 و Q3 بشكل كامل من أتباع باعث. يتم تنفيذ زيادة الجهد الأساسي بواسطة المحولات T3 و T4 ، وهما أيضًا محولات طاقة نموذجية تم تكوينها بترتيب عكسي.

يقود الترانزستور Q1 الترانزستورات Q2 و Q3 بالتوازي. تتصل قاعدة Q1 مباشرة بإخراج IC5-d (انظر الشكل 3) ، والذي يكون عند 4.5 فولت تيار مستمر.

يتم تحقيق انعكاس الطور لمحرك الدفع والسحب لمرحلة الإخراج عن طريق توصيل الأسلاك الثانوية للمحول T3 و T4 بشكل مناسب.

مولد الموجة الجيبية

كما هو موضح في الشكل 3 أدناه ، فإن مرحلة المذبذب تم تكوينه باستخدام IC4 ، وهو ملف 567 كاشف لهجة .

يتم ضبط تردد IC بواسطة مقاومات R26 و R27 ، ومكثف C14 ، ويتم تثبيته بدقة 60 هرتز. يتم تحويل ناتج الموجة المربعة لـ IC4 إلى موجة مثلث بواسطة IC5-b ، والتي هي أبعد من ذلك تحولت إلى موجة جيبية بواسطة IC5-c.

تم تعيين كسب Op amp IC5-d بواسطة مقياس فرق الجهد R35 ، يكون ثابتًا عند جهد خرج التيار المتردد.

يقوم Op amp IC5-a بتحويل الموجة الجيبية من خرج T2 إلى تردد 60 هرتز.

“كم عدد الطبقات التي تستخدم بنية tcp / ip؟ ”

D15 يحمي من الضرر الذي قد يحدث في حالة على أمبير يحدث عكس المدخلات لتتحول إلى سلبية مع الإشارة إلى الأرض ، يكون الصمام الثنائي متحيزًا بشكل عام.

تعمل نبضات 60 هرتز ، المتصلة بـ IC4 عبر C12 و D16 ، على تشغيل المذبذب ليغلق على تردد التيار المتردد للشبكة. قدر من السيطرة على الدقة تزامن المرحلة يمكن تحقيقه عن طريق ضبط مقياس الجهد R20.

بمجرد التعديل بشكل صحيح ، سيتم قفل خرج التيار المتردد في الطور مع خط شبكة إدخال التيار المتردد ، وستكون عملية القفل / الفتح أثناء انقطاع طاقة الإدخال والاستعادة ناعمة ومواتية ، ولا ينتج عنها أي تداخل تقريبًا.

ال مولد موجة جيبية يأتي مع طاقة 9 فولت سلسة وخالية من التموج من خلال IC3 و 7805 IC و 5 V منظم. يتم الاحتفاظ بالسن 3 للمنظم عند 4 فولت فوق خط الأرض بمساعدة مقسم المقاومة R16 و R17 للحصول على خرج دقيق 9 فولت.

دائرة العداد

قد يكون من الممكن مراقبة جهد البطارية أو جهد خرج التيار المتردد من خلال دائرة متر كما هو موضح في الشكل 4 أدناه.

إلى جسر المعدل يتكون من أربعة صمامات ثنائية مقومة تحول التيار المتردد إلى تيار مستمر ، بينما المكثف C19 ينعم إلى تيار مستمر نقي.

يقوم مفتاح DPDT بتوصيل مقياس جهد بجهد 15 فولت مع مصدر إمداد 12 فولت أو مقسم جهد مبني باستخدام مقسم مقاوم R36 و R37.

كيف تختبر تحويل التيار الكهربائي

قد يكون من المهم أن اختبر مصدر الطاقة قبل أن يتم توصيل مكبر الصوت. يمكن القيام بذلك قبل تجميع مرحلة مكبر الصوت.

لهذا يمكنك ضبط ذراع التمرير R3 باتجاه النهاية المرتبط بـ R4.

لا تقم بتوصيل سلك التيار الرئيسي بمأخذ للتيار الكهربي بعد. نعلق 12 فولت بطارية الرصاص الحمضية إلى العرض والموقع S1 إما للشحن أو التشغيل.

الآن ، يمكن رؤية المرحل RY2 نشطًا وإضاءة LED1. في هذه المرحلة ، قد تجد حوالي 12 فولت في الدبابيس 2 و 7 من IC1.

يجب أن يُظهر الدبوس 6 المنطق منخفضًا. بعد ذلك ، قم بتوصيل سلك التيار الكهربائي بمأخذ التيار المتردد. سوف يضيء المصباح LMP1 الآن. يجب الاستمرار في إيقاف تشغيل Relay RY1 وستختبر حوالي 14 فولت عند جهات الاتصال المفتوحة عادةً.

يجب أن يشير السن 7 من IC1 إلى حوالي 14 فولت والدبوس 3 حول 11 فولت. يجب أن يشير الدبوس 6 إلى انخفاض منطقي.

أدر R3 إلى نهايته العكسية للحصول على 14 فولت عند الطرف 3 RY1 في هذه اللحظة ، يجب تنشيطه مع إيقاف تشغيل مؤشر LED1.

يجب الآن قراءة الجهد عبر نقاط البطارية 13 فولت. اضبط R3 حول المستوى الذي يتم عنده إلغاء تنشيط المرحل RY1.

يجب أن تكون مرحلة الشاحن استمر في إيقاف التشغيل وتشغيله مع ارتفاع جهد البطارية وتقليله . قد يكون الإعداد الدقيق لـ R3 في النقطة ، حيث يتم تبديل خرج الشاحن بسرعة كبيرة ، ويتم إيقاف تشغيله عمليًا في اللحظة التي يتم فيها تشغيله.

يجب أن يكون جهد البطارية حوالي 12.5 فولت في حالة عدم وجود مصدر شحن. عندما ينخفض جهد البطارية ، يجب أن يبدأ خرج الشاحن في التبديل بشكل متكرر ما لم يتم تفريغ البطارية بشكل رهيب بالطبع لدرجة أن التيار الكامل للشاحن غير قادر على استعادة الجهد الكهربائي حتى 12.5.

اختبار مولد الموجة الجيبية

اختبار مرحلة مولد موجة جيبية يمكن تنفيذها بشكل منفصل. في حال قمت بتجميعه على PCB الموضح بدون ملف 9 فولت منظم IC ، ثم يمكنك استخدام بطارية 9 V PP3 أو مصدر طاقة خارجي مكافئ لإجراء الاختبار.

ابدأ بوضع ذراع التمرير R20 المعين مسبقًا على جانبه الأرضي. يجب أن يعرض استخدام منظار الذبذبات إشارة موجة مربعة عند الطرف 5 من IC4.

من خلال توفير تردد 60 هرتز للموجة الجيبية إلى الاجتياح الأفقي للنطاق ، اضبط المقاوم R27 للحصول على تردد 60 هرتز الذي سيولد شكل موجة Lissajous مستطيل.

لا يجب أن يكون التردد دقيقًا تمامًا. يمكن أن يكون نمط شكل الموجة المتغير تدريجيًا مرضيًا تمامًا. بعد تعيين النطاق لمسح قياسي 60 هرتز ، تأكد من أن النطاق يشير إلى موجة مثلث على خرج IC5-b وموجة جيبية عند خرج IC5-c.

يجب أن تكون الموجة الجيبية متاحة أيضًا عند خرج IC5-d. وينبغي أن تختلف اتساعها استجابة لتعديل R35. في حالة ميل أي من هذه الفحوصات إلى أن تكون غير صحيحة ، افحص وجود تيار مستمر 4.5 فولت عبر جميع دبابيس الإدخال والإخراج.

بعد ذلك ، قم بتوصيل مصدر تيار متردد 12.6 فولت إلى R21 ، واضبط R20 حتى تجد النطاق الذي يظهر نبضات الإخراج من IC5-a: يجب أن يقفل تردد المذبذب بتردد خط الإدخال. حاليا ضبط النطاق لعرض منحنى Lissajous كما تم سابقًا ومراقبة إخراج IC5-d.

يجب أن ترى نمطًا بيضاويًا مغلقًا تقريبًا. يجب أن تكون قادرًا على ضبط R20 بدقة بحيث يكون عرض النطاق عبارة عن خط مستقيم مائل تقريبًا ، مما يدل على أن إشارة الخرج في الطور مع خط الشبكة.

“أنواع قواطع التيار وتطبيقاتها ”

الآن ، إذا قمت بفصل إشارة دخل التيار المتردد عن طريق فصل سلك التيار الكهربائي ، فيجب أن يبدأ نمط النطاق في إحداث تغيير تدريجي في عرض الشكل البيضاوي الذي يفتح ويغلق.

أعد محاذاة مقياس الجهد R27 لتقليل معدل التغيير أعلاه. بمجرد إعادة توصيل تردد الإدخال ، يتم إعادة توصيل عرض النطاق يجب أن يعود على الفور إلى نمط الخط المنحدر.

اختبار دائرة العداد

اختبار ومعايرة دائرة متر يمكن تنفيذه عن طريق ربط المعدل بخط شبكة التيار المتردد.

دفع S2 في وضع التيار المتردد ، وضبط R37 للحصول على قراءة متر قد تكون 1/10 من جهد دخل التيار المتردد كما تم قياسه بشكل منفصل من خلال قراءة العداد القياسي.

إذا لم تجد أي قياس ظاهرًا ، فابحث عن حوالي 130 فولت تيار مستمر حول C19 للتأكد من توصيل المقوم بشكل صحيح. يجب أن يعرض النطاق هنا عنصر تموج كبير بسبب انخفاض قيمة uF لمكثف C19.

اختبار مكبر الصوت

ابدأ الاختبار بدمج مرحلة مضخم ترانزستور الطاقة مع مصدر الطاقة 12 فولت ومولد الموجي الموجي للإدخال.

اضبط ذراع المركز R35 باتجاه النهاية المرتبطة بجانب إخراج IC5-d ، والذي يقرر إعداد إشارة خرج صفرية.

الآن قم بتحويل S1 إلى وضع 'التشغيل'. يجب أن ترى قراءة متر تبلغ 12.5 فولت عند بواعث Q2 و Q3 و Q8 و Q9 و Q10 و Q11.

قد تجد أيضًا أن هذه الترانزستورات أصبحت أكثر دفئًا ، على الرغم من أنها ليست ساخنة.

يجب أن تكون قادرًا على رؤية قراءة عداد تبلغ حوالي 11 فولت في قواعد Q4 و Q5 و Q6 و Q7 ، وحوالي 4 فولت في باعث Q1.

أثناء إجراء إجراءات الاختبار التالية ، كن حذرًا أثناء العمل مع الإخراج ، حيث سيكون هذا على مستوى قاتل 117 فولت.

قم بتوصيل سلك واحد من كل ملف من لفات 120 فولت للمحول T5 و T6 مع بعضهما البعض ، مع ترك الأسلاك الأخرى غير متصلة.

قم بتوصيل AC الفولتميتر باستخدام إحدى لفات المحولات وضبط العداد على نطاق أكبر من 110 فولت.

بعد ذلك ، أدر ذراعًا مركزيًا مضبوطًا مسبقًا R35 شيئًا فشيئًا حتى ترى جهد خرج قابل للقياس. إذا لم تجد هذا يحدث ، فتأكد من عكس محرك الطور في مراحل الإخراج.

يجب أن يكون جهد التيار المتردد من قاعدة Q4 أو Q6 إلى قاعدة Q5 أو Q7 ضعف القراءة على الأرض. إذا كنت لا ترى هذا ، فحاول تبديل الوصلات المتعرجة لأي من المحولات T3 أو T4 ، ولكن ليس كلاهما.

بعد ذلك ، تأكد من أن اللفات 120 فولت للمحول T5 و T6 في الطور تمامًا وبالتالي متصلة بالطريقة المناسبة. قم بتوصيل الفولتميتر عبر الأسلاك التي تُركت غير متصلة.

إذا وجدت أن الجهد أكبر مرتين من القراءة السابقة ، فمن المؤكد أن اللفات متصلة في سلسلة. عكس اتصال إحدى اللفات بسرعة.

إذا فشلت في رؤية أي قراءة للجهد على العداد ، فقم بتوصيل السلكين الآخرين ببعضهما البعض. اربط مصباحًا بقوة 15 واط عند الخرج ، وقم بإعداد R35 مسبقًا للحصول على خرج كامل. يجب أن يضيء المصباح مع السطوع الأمثل ويجب أن يشير المقياس إلى حوالي 125 فولت تيار متردد.

كيفية استخدام UPS

أثناء تنفيذ دائرة UPS المقترحة بقدرة 50 وات ، تأكد من ضبط S1 على 'OPERATE' قبل تشغيل الحمل.

تحقق من خرج التيار المتردد من UPS للتأكد من أنه ينتج 120 فولت على الأقل. قد ينخفض هذا الجهد 120 فولت قليلاً بمجرد تحميل الخرج.

إذا وجدت أن الجهد غير مستقر ، فهذا يعني أن المذبذب لم يتم قفله ومزامنته مع خط طاقة الشبكة الرئيسية. لتصحيح هذا ، حاول إعادة ضبط الإعدادات المسبقة R27 و R20 بعد وقت ما ، بمجرد أن ترتفع درجة حرارة الدائرة قليلاً.

عندما تقوم بتعديل الإعدادات المسبقة R27 / R20 بشكل مناسب ، ستجد قفل المذبذب مع تردد التيار المتردد أثناء كل فترات تشغيل.

الآن ، قم بتشغيل النظام وأعد تأكيد ظروف جهد الخرج. قد ينخفض جهد الخرج إلى 110 فولت أثناء تشغيله بحمل متقطع ، على سبيل المثال محرك أقراص أو طابعة ، وقد يكون هذا مقبولاً.

سيعتمد وقت النسخ الاحتياطي من UPS أثناء انقطاع التيار الكهربائي على تصنيف Ah للبطارية. عند استخدام بطارية دراجة نارية ، يجب أن توفر ما يقرب من 15 دقيقة من وقت التشغيل الاحتياطي.