USV-Schaltung – Einfacher Aufbau von Notfall-Backup-Batteriesystemen

Stromausfälle können in jeder Umgebung auftreten. Außerdem kann eine Batteriespannung unter die erforderlichen Pegel fallen. In solchen Szenarien ist ein Batterie-Backup zwingend erforderlich. Aber Sie können nicht viele Säurebatterien auf Lager haben. Stattdessen benötigen Sie eine zuverlässige Notstromquelle. Für ein solches Szenario ist eine unterbrechungsfreie Stromversorgung (USV) erforderlich. Es stellt sicher, dass alle elektronischen Geräte, die eine konstante Eingangsspannung benötigen, in Betrieb bleiben. Aber wie funktioniert ein USV-Schaltkreis? Wir werden dies erläutern. Wir werden weiter darauf eingehen, wie es die tatsächliche Netzspannung effektiv ersetzt. Lesen Sie also weiter, um mehr Einblicke zu erhalten.

1. Wie funktioniert der USV-Schaltkreis?

Abbildung 1:Eine USV

Eine USV-Schaltung funktioniert, indem sie sofort Strom liefert, wenn kein Netzstrom verfügbar ist. Die Funktionsweise des Stromkreises hängt hauptsächlich von dem USV-Stromkreis ab, den Sie verwenden.

Im Idealfall unterscheidet sich der USV-Kreis von einem Generator oder anderen Notstromsystemen, und die Systeme müssen manuell eingeschaltet werden.

Stattdessen liefert der USV-Schaltkreis sofort Strom. Es verfügt über angeschlossene Batterien für kleine Energieverbraucher und Generatoren für Hochleistungsverbraucher, und die Batterien sind von größter Bedeutung für die Unterstützung einer sofortigen Stromversorgung.

Normalerweise liefert der USV-Schaltkreis etwa 15 Minuten lang Strom, und die Zeit reicht aus, um elektrische Geräte wie Computer ordnungsgemäß herunterzufahren. Daher ist eine USV unerlässlich, um elektrische Geräte und Systeme zu schützen, die abrupten Stromunterbrechungen nicht standhalten können.

2. Art des USV-Schaltkreises

Abbildung 2:Ein Berater steuert eine USV

Es gibt drei Hauptarten von USV-Systemen. Wählen Sie daher den Typ, der Ihrem Strombedarf entspricht. Dazu gehören Standby, Doppelwandlung und Line-Interactive.

Offline-Standby

Der Offline-Standby ist das einfachste Backup-USV-Produkt. Wenn es ein Stromproblem gibt, wechselt die USV zu einer Batterie-Notstromversorgung. Typische Probleme mit der Stromversorgung sind Stromausfälle, Spannungseinbrüche oder Spannungsspitzen.

Bei Problemen mit der Eingangsstromquelle schaltet die USV zunächst auf Gleichstrom um. Die USV verfügt über einen Wechselstrom-Wechselrichter, der den Strom in Wechselstrom umwandelt. Eine solche USV versorgt auch alltägliche elektronische Geräte mit ausreichend Strom.

Line-interaktiv

Die USV behebt eine geringfügige Stromstörung, ohne in den Batteriemodus zu wechseln. Es verfügt über einen Spartransformator, der Spannungsänderungen regelt. Spannungsänderungen umfassen ggf. Ausbrüche und Überhöhungen.

Das Power Kit kann neben anderen anspruchsvollen Gadgets Low-End-Server, gewöhnliche Komponenten und Spielsysteme bedienen.

Abbildung 3:Eine USV-Einheit.

Online/Double Conversion

Die Leistungsbedingungen des eingehenden Eingangs spielen für diese USV keine Rolle. Unabhängig von ihrer Form liefert die USV sauberen Strom.

Wie der Offline-Standby-Typ ändert dieser Typ zuerst die AC-Eingangsleistung in DC. Auch hier wandelt es den Gleichstrom in Wechselstrom um.

Alle USV-Systeme können durchgehend mit Gleichstrom betrieben werden. Daher haben die meisten keine Übertragungszeit, da sie nicht auf Gleichstrom umschalten müssen. Solche USV-Systeme sind ideal für High-End-Server und andere anspruchsvolle Geräte.

3. 4 Einfache Schaltungen für unterbrechungsfreie Stromversorgung (USV)

Abbildung 4:Ein 230-V-USV-System

Wir werden vier zentrale USV-Schaltungen besprechen, die Sie mit 12-V-Blei-Säure-Batterien erstellen können.

Einfache USV mit einem einzigen IC

Abbildung 5:Eine USV im Batteriemodus

Sie können diese Schaltung mit Standardkomponenten aufbauen. Obwohl es einfach aufgebaut ist, kann es eine Vielzahl von Ausgabegeräten effektiv ausführen. Es gibt zwei Hauptteile dieser Schaltung. Zuerst gibt es einen USV-Wechselrichterteil und den Batteriedesignteil.

Auf der Wechselrichterstufe gibt es mehrere Komponenten. Dazu gehören 20K-, zwei 1K- und zwei 20-Ohm-Widerstände. Andere sind Kondensatoren, IC SN74LVC1G132, IC 4017, IC 7085 und ein Transformator.

Beachten Sie, dass der Wert des Kondensators und des Widerstands die Betriebsrate des Oszillators bestimmt. Der Eingang ist eine Rechteckwelle in der Schaltung, und daher ist der Ausgang auch eine Rechteckwelle.

Der andere kritische Abschnitt ist die Stufe des automatischen Batterieladegeräts. Für eine optimale Leistung des Ladesystems ist ein genaues Design des Batterieladegeräts unerlässlich.

Einzeltransformator-USV zum Laden von Wechselrichtern und Batterien

Für diese Schaltung reicht ein Transformator aus, um die Batteriebänke ausreichend zu laden. Eine der Hauptkomponenten ist natürlich der MOSFET, und er verfügt über eine umgekehrte Hochleistungsdiode zur Bereitstellung von Batteriestrom. Daher besteht keine Notwendigkeit, zusätzliche Dioden zu verwenden.

IC 555-basierte USV-Schaltung

Abbildung 6:USV-Batterien

Sie können auch eine einfache USV erstellen, die eine Vielzahl von Anwendungen mit Pulswellenmodulation (PWM) erfüllen kann. Beachten Sie, dass IC 555 bei der Erzeugung von PWM-Pulsen kardinal ist.

Die Montage des Systems kostet Sie auch nicht viel, da es einfache und billige Komponenten erfordert.

Wie baut man solche Stromkreise? Alles beinhaltet, dass die elektronischen Ausgangskomponenten in Abhängigkeit von den angelegten PWM-Impulsen schalten. Die Aktion treibt wiederum den Transformator an, um einen AC-Ausgangsstrom zu erzeugen. Beachten Sie, dass dieser Strom einer typischen AC-Sinuswelle ähnelt.

Zu den kritischen Teilen dieser Schaltung gehören eine 3-V-Zenerdiode und andere Dioden wie 1N4148, 1N4007 und 1N5402. Andere kritische Komponenten sind Transistoren, Kondensatoren und ein IC 4049. Erwarten Sie auch, einen Transformator zu finden.

Die kritischste Komponente ist der IC 555. Daher verwenden wir den IC als Bezeichnung für das Notstromsystem.

Das System weist auch einen automatischen Batterieladeschaltungsteil auf.

1-kVA-USV-Design

Abbildung 7:Universalwechselrichter

Der andere Standard-USV-Schaltkreis ist dieses Design, das eine konstante Spannung für den Betrieb eines 1000-W-Geräts liefert. Typischerweise handelt es sich um ein Hochspannungssystem. Dadurch wird kein Transformator benötigt. Wie die anderen Systeme, die wir oben besprochen haben, hat dieses System zwei Abschnitte. Einer ist der Wechselrichterteil und der andere der Batterieladeteil.

Auf der Batteriesektion gibt es Relais. Sie sind dafür verantwortlich, die Batterien in den Lademodus zu versetzen, wenn ein Wechselstromeingang vorhanden ist. Wenn der Netzstrom ausfällt, schalten die Relais die Batterien in den Wechselrichtermodus.

Schlussfolgerung

Wie wir im Artikel hervorgehoben haben, ist eine USV-Schaltung unerlässlich. Wir haben mehrere USV-Schaltungsdesigns behandelt.

Bei der Auswahl desjenigen, mit dem Sie sich zufrieden geben möchten, ist professionelles Urteilsvermögen unerlässlich. Wenden Sie sich an einen Experten, um Rechtsberatung für die richtige USV für Ihren Strombedarf zu erhalten.

Sprechen Sie auch bei Fragen mit uns, und wir werden Sie bestmöglich unterstützen.