Conception de circuit UPS : construire des systèmes de secours batterie fiables

Les pannes de courant peuvent survenir dans n'importe quel contexte. De plus, une tension de batterie peut descendre en dessous des niveaux requis. Dans de tels scénarios, une batterie de secours est impérative. Mais vous ne pouvez pas avoir un stock de nombreuses batteries au plomb. Au lieu de cela, vous avez besoin d'une source d'alimentation de secours fiable. Une alimentation sans interruption (UPS) est nécessaire pour un tel scénario. Elle garantit que tous les équipements électroniques nécessitant une tension d'entrée constante continuent de fonctionner. Mais comment fonctionne un circuit UPS ? Nous allons l'expliquer. Nous élaborerons également sur la manière dont il remplace efficacement l'alimentation secteur réelle. Continuez votre lecture pour plus d'informations.

1. Comment fonctionne le circuit UPS ?

Un circuit UPS fonctionne en fournissant une alimentation instantanée lorsque l'alimentation secteur n'est pas disponible. Le fonctionnement du circuit dépend principalement du circuit UPS que vous utilisez.

Idéalement, le circuit UPS est différent d'un générateur ou d'autres systèmes d'alimentation de secours d'urgence, qui nécessitent une mise en marche manuelle. Au lieu de cela, le circuit UPS fournira une alimentation instantanée. Il comporte des batteries connectées pour les petits utilisateurs d'énergie et des générateurs pour les utilisateurs de haute puissance, les batteries étant primordiales pour soutenir une alimentation immédiate.

Généralement, le circuit UPS fournira de l'énergie pendant environ 15 minutes, ce qui est suffisant pour permettre l'arrêt correct des équipements électriques comme les ordinateurs. Par conséquent, un UPS est impératif pour protéger les gadgets et systèmes électriques qui ne peuvent pas supporter des perturbations de courant brutales.

2. Types de circuits UPS

Il existe trois principaux types de systèmes UPS. Choisissez donc le type qui convient à vos besoins en énergie. Ils comprennent le standby, la double conversion et le line-interactive.

Standby hors ligne (Offline Standby)

Le standby hors ligne est le produit UPS de secours le plus simple. En cas de problème d'alimentation, l'UPS passera à l'alimentation de secours par batterie. Les problèmes d'alimentation typiques incluent une panne totale, un affaissement ou une surtension. Lorsque des problèmes surviennent dans la source d'alimentation d'entrée, l'UPS passera d'abord à l'alimentation CC. L'UPS possède un onduleur CA qui convertit le courant en énergie électrique CA. Un tel UPS fournit également une alimentation adéquate aux gadgets électroniques quotidiens.

Line-interactive

L'UPS résoudra une perturbation mineure de l'alimentation sans passer en mode batterie. Il comporte un autotransformateur qui régule les variations de tension. Les variations de tension incluent les baisses et les gonflements. Le kit d'alimentation peut servir des serveurs bas de gamme, des composants ordinaires et des systèmes de jeu, parmi d'autres gadgets sophistiqués.

En ligne / Double conversion (Online/Double Conversion)

Les conditions d'alimentation de l'entrée entrante n'ont pas d'importance pour cet UPS. Quelle que soit sa forme, l'UPS fournira une énergie électrique propre. Comme le type standby hors ligne, ce type convertit d'abord l'alimentation CA d'entrée en CC. Ensuite, il convertit l'alimentation CC en CA. Tous les systèmes UPS peuvent fonctionner sur alimentation CC en permanence. Par conséquent, la plupart n'ont pas de temps de transfert car ils n'ont pas besoin de passer à l'alimentation CC. De tels systèmes UPS sont idéaux pour les serveurs haut de gamme et d'autres gadgets sophistiqués.

3. 4 circuits simples d'alimentation sans interruption (UPS)

Nous allons discuter de quatre circuits UPS centraux que vous pouvez créer avec des batteries au plomb 12 V.

UPS simple utilisant un seul CI

Vous pouvez construire ce circuit en utilisant des composants standard. Bien qu'il soit de construction simple, il peut faire fonctionner efficacement une large gamme de dispositifs de sortie. Il y a deux parties principales de ce circuit. Premièrement, il y a une partie onduleur UPS et la partie conception de batterie.

À l'étage onduleur, il y a plusieurs composants. Ils incluent des résistances de 20K, deux de 1K et deux de 20 ohms. D'autres sont des condensateurs, CI SN74LVC1G132, CI 4017, CI 7085, et un transformateur. Notez que la valeur du condensateur et de la résistance déterminera le taux de fonctionnement de l'oscillateur. L'entrée est une onde carrée dans le circuit, et donc la sortie sera également une onde carrée. L'autre section critique est l'étage chargeur de batterie automatique. Pour une performance optimale du système de charge, une conception précise du chargeur de batterie est impérative.

UPS à transformateur unique pour onduleur et charge de batterie

Pour ce circuit, un seul transformateur suffit pour fournir une charge suffisante aux banques de batteries. Dans le processus, l'un des composants cardinaux est le MOSFET, qui comporte une diode de puissance inverse à haute puissance pour fournir l'alimentation de la batterie. Par conséquent, il n'est pas nécessaire d'utiliser des diodes supplémentaires.

Circuit UPS basé sur CI 555

Vous pouvez également créer un UPS simple capable de remplir une variété d'applications avec la modulation de largeur d'impulsion (PWM). Notez que le CI 555 est cardinal dans la création d'impulsions PWM. L'assemblage du système ne vous coûtera pas beaucoup car il nécessite des composants simples et bon marché.

Comment fabrique-t-on de tels circuits électriques ? Tout cela implique de faire commuter les composants électroniques de sortie en fonction des impulsions PWM appliquées. L'action, à son tour, pilotera le transformateur pour créer un courant de sortie CA. Notez que ce courant ressemble à une onde sinusoïdale CA typique. Les parties critiques de ce circuit incluent une diode Zener 3V et d'autres diodes telles que 1N4148, 1N4007 et 1N5402. D'autres composants critiques incluent des transistors, des condensateurs et un CI 4049. Attendez-vous également à trouver un transformateur. Le composant le plus critique est le CI 555. C'est la raison pour laquelle nous utilisons le CI pour désigner le système d'alimentation d'urgence. Le système comporte également une partie circuit de chargeur de batterie automatique.

Conception UPS 1kVA

L'autre circuit UPS standard est cette conception qui fournit une tension constante pour faire fonctionner un dispositif de 1000 W. Typiquement, c'est un système haute tension. Par conséquent, il ne nécessite pas de transformateur. Comme les autres systèmes que nous avons discutés ci-dessus, ce système a deux sections. L'une est la partie onduleur, et l'autre est la section chargeur de batterie. Sur la section batterie, il y a des relais. Ils sont responsables du passage des batteries en mode charge lorsque l'entrée CA est présente. Lorsque l'alimentation secteur coupe, les relais passeront les batteries en mode onduleur.

Conclusion

Comme nous l'avons souligné dans l'article, un circuit UPS est essentiel. Nous avons couvert plusieurs conceptions de circuits UPS. Lorsque vous choisissez celui à adopter, un jugement professionnel est impératif. Consultez un expert pour obtenir des conseils juridiques sur l'UPS approprié pour vos besoins en énergie. Parlez-nous également en cas de question, et nous vous aiderons au mieux de nos capacités.