UPS-circuit:alles wat u moet weten en meer

Volgens Statista stonden in 2019 tien landen op de eerste plaats voor de hoogste kwaliteit elektriciteitsvoorziening. Het is echter altijd goed om een ​​back-up te hebben, zelfs in een land met een eersteklas elektriciteitsvoorzieningsinfrastructuur. Stroomstoringen kunnen nog steeds optreden vanwege onderhoud of schade aan apparatuur. Dat is waar UPS-circuits en -eenheden ononderbroken van pas komen. Het is net alsof je een noodverlichtingscircuit hebt. In de volgende gids zullen we onderzoeken wat UPS-circuits zijn en hoe ze u kunnen helpen.

Wat is een UPS en hoe werkt het?

Een UPS is een elektrisch apparaat dat naadloze, ononderbroken back-upstroom biedt. De UPS wordt geactiveerd zodra de netstroom uitvalt of de ingangsstroom wordt onderbroken. Als zodanig kunnen UPS-eenheden handig zijn wanneer u ze met personal computers gebruikt. In wezen geeft een UPS uw desktopcomputer hetzelfde voordeel als een laptop. Het kan u behoeden voor gegevensverlies en schade aan uw pc.

De UPS wordt geactiveerd zodra er een stroomonderbreking is, zodat er voldoende tijd is om de apparatuur veilig uit te schakelen. Meestal gebruiken we de UPS echter tijdelijk voor een korte periode. Dit zorgt er dus voor dat er geen gegevens verloren gaan.

Als alternatief kunnen organisaties de UPS gebruiken om ervoor te zorgen dat elektrische apparatuur blijft werken totdat de back-upgeneratoren beginnen te werken. UPS-eenheden bieden ook overspanningsbeveiliging tegen spanningsvervorming en spanningspieken. Daarom moeten organisaties UPS-oplossingen integreren met hun gebruikelijke back-upoplossingen.

De UPS bevat verschillende batterijen. Het draagt ​​de belasting over aan hen wanneer het een verlies in vermogen of een spanningsdaling detecteert. Bovendien gebruikt het een omvormer om gelijkspanning om te zetten in wisselspanning voor uitvoerapparaten.

Wat zijn de belangrijkste typen UPS

Backup Power UPS met batterij geïsoleerd op tafel

UPS-eenheden en -circuits zijn er in verschillende systemen en ontwerpen. Er zijn echter drie hoofdtypen. In dit gedeelte van de handleiding bespreken we deze varianten.

Single-Conversion-systemen

Single-conversion-systemen zijn de eenvoudigste typen en meest voorkomende UPS-circuits. Als zodanig hebben zowel individuen als organisaties de neiging om ze te gebruiken in IT-infrastructuur en -systemen. Elektriciteit loopt door de UPS met enkelvoudige conversie en wordt in elektrische apparatuur ingevoerd.

De UPS bewaakt de ingangsspanning. Als het een stroomstoring detecteert of de AC-ingang daalt tot onder de stroomvereisten, begint de UPS stroom te onttrekken aan de batterij via de omvormer. Bovendien zal het de AC-voedingsingang loskoppelen om terugvoeding te voorkomen, wat mogelijk kan resulteren in schade aan aangesloten apparatuur.

Desalniettemin zal de UPS de noodstroomvoorziening naar elektronische apparatuur behouden totdat de batterijen leeg zijn of de netspanning weer bruikbaar is.

Er zijn twee hoofdtypen enkelvoudige conversiesystemen. Dit zijn:

Stand-by/offline UPS: Dit zijn de meest standaard typen UPS-eenheden met enkelvoudige conversie. In deze configuratie krijgt elektrische apparatuur direct stroom van het lichtnet terwijl de UPS deze bewaakt. Als er een stroomstoot of storing is, schakelt de standby-UPS mechanisch over op batterijvoeding en voert de uitgangsspanning naar elektrische apparatuur. De omschakeltijd is bijna onzichtbaar. Het kan wel 25 milliseconden duren. In wezen bieden standby-UPS-circuits essentiële overspanningsbeveiliging samen met back-upbatterijvoeding.

Offline UPS-circuit

Lijninteractieve/online UPS: Dit type UPS biedt meer genuanceerde functionaliteit dan offline UPS. Zij zullen toezicht houden op de stroomvoorziening. Als de apparatuur niet voldoende stroom krijgt, regelt de lijninteractieve UPS de spanning. Het maakt gebruik van transformatoren om de werkelijke netspanning te verhogen of te verlagen om ervoor te zorgen dat gevoelige apparatuur een constante spanning krijgt. Naast de transformator heeft het ook een oplaadbare back-upbatterij om te beschermen tegen stroomuitval en een ononderbroken stroombron te garanderen.

Lijn-interactief UPS-diagram

Dubbele conversiesystemen

UPS-systemen met dubbele conversie zetten de stroom tweemaal om. Aanvankelijk gebruiken deze fantastische apparaten een ingangsgelijkrichter om de AC-ingangsvoeding om te zetten in gelijkstroom. Vervolgens voedt de UPS de stroom naar een uitgangsomvormer. De invertertrap zet de stroom vervolgens om in AC-uitgang voordat deze aan elektronische apparatuur wordt geleverd. Dit proces zorgt ervoor dat apparatuur schone, betrouwbare en ononderbroken stroom krijgt, wat cruciaal is voor gevoelige apparatuur.

Het doet dit alleen tijdens het ontvangen van AC-invoer van het lichtnet. Als de nominale stroomsterkte van de binnenkomende netstroom helemaal zou dalen, gebruikt de UPS zijn interne oplaadbare batterijvoeding voor de apparatuur. Dienovereenkomstig doet het dit totdat de netspanning weer normaal is of totdat de interne batterij leeg is. Type UPS-circuitconfiguraties komen meestal alleen in een lijninteractieve (online) variant.

UPS-diagram met dubbele conversie

Bron:Commons Wikimedia

Multi-mode systemen

Deze configuraties combineren de kenmerken en functionaliteit van beide soorten systemen (enkele conversie en dubbele conversie). Ze bieden echter ook enkele verbeteringen.

In normale omstandigheden zal de multimode UPS functioneren als een reguliere lijninteractieve UPS. Als het ingangsvermogen daalt of stijgt boven een ingesteld vermogen, schakelt de UPS over naar een dubbele-conversiemodus. Als de stroom uitvalt of buiten het bereik valt van wat de dubbele conversiemethode aankan, schakelt deze over naar een batterijmodus.

Multimode-systemen bieden de meeste bescherming aan de apparatuur. De overdrachtstijd tussen AC-ingangsvermogen en batterijvermogen kan echter veel langer zijn. In de meeste gevallen biedt het echter nog steeds vrijwel onmiddellijke bescherming.

Delta/Multi conversie UPS-diagram

Bron:Commons Wikimedia

Hoe creëer je je eigen UPS-circuit?

Circuits van een UPS met een transformator

Bron:Commons Wikimedia

Als u een elektronicaliefhebber bent, hoeft u niet de deur uit om een ​​UPS te kopen. In plaats daarvan kunt u uw UPS- en omvormercircuits maken met aangepaste responstijden. In dit gedeelte van de gids laten we u zien hoe. Het wordt een eenvoudig UPS-circuit dat perfect is voor beginners.

Onderdelenlijsten

• BD139 NPN Bipolaire Medium Power Transistor 100V 1.5A (Q1)
• 1K 0,5 Watt weerstand x 2 (R1 en R2)
• 1000 µF, 25V miniatuur radiale elektrolytische condensator (C1)
• 100 µF, 25V miniatuur radiale elektrolytische condensator (C2)
• 8,2 Volt 0,5W Zenerdiode (ZD1)
• 1000V 1A 2-pins DO-41 Diode 1N4007 x 5 (D1, D2, D3, D4 en D5)
• 0,5A 10V transformator (T1)
• 1,5V AA-batterij x 5 (B1)
• 0,5A zekering (F1)

Principes en instructies

Zoals we eerder hebben vermeld, is dit project klein en eenvoudig. U hoeft geen PCB te fabriceren. Er hoeft dus niet gesoldeerd te worden. U kunt dit UPS-circuit bouwen met behulp van een breadboard. Het zal u voorzien van een back-up van 5 volt tot 7 volt - als u 5 AA 1,5 V-batterijen gebruikt.

Dit circuit kan twee verschillende stroombronnen gebruiken. Het maakt gebruik van AC-ingang en batterijen. U moet echter een adapter toevoegen voor ingangsvermogen. De batterijen worden in serie aangesloten op de vijfde 1N4007-diode (D5). Dienovereenkomstig zal het de batterijspanning verlagen tot 6,8 V.

In de AC-ingangsvermogenconfiguratie gebruikt u vier 1N4007-diodes om een ​​bruggelijkrichter (diodebrug) te maken. De AC-ingang wordt aangesloten op een schakelaar in serie met de zekering. Vervolgens sluit je beide aan op de transformator, die wordt aangesloten op de diodebrug.

Je verbindt dan de uitgang van de diodebrug in serie met de 1000uF condensator (C1) en een 1k 0,5W weerstand (R1). Samen met de transistor sluit je hem aan op een geïntegreerd circuit met de 100uF-condensator, de zenerdiode en een tweede weerstand.

De UPS gebruikt dit deel van de configuratie om eventuele oplaadbare batterijen van stroom te voorzien. Bovendien zal de transistor een stroom leveren van 7 volt en 500 milliampère.

Je kunt experimenteren en spelen met het ontwerp. Bovendien kunt u componenten toevoegen of verwijderen om het eenvoudiger te maken. Desalniettemin zou je dit project vrij eenvoudig moeten vinden.

Hier zijn enkele eenvoudige UPS-circuitschema's die u als basis kunt gebruiken om uw eigen UPS-circuits te bouwen:

Wat is het verschil tussen een UPS en een omvormer?

Een omvormer is een elektrisch apparaat dat gelijkstroom-elektriciteit omzet in wisselstroom. Zoals we eerder hebben besproken, gebruiken UPS-eenheden omvormers als essentiële componenten in hun functionaliteit. U kunt omvormers echter als afzonderlijke apparaten of componenten vinden.

Veelgestelde vragen

Is een UPS beter dan een omvormer?

UPS-eenheden en omvormers zijn totaal verschillende apparaten die andere functies dienen. Een UPS is dus niet beter dan een omvormer. De meeste UPS-eenheden gebruiken echter wel omvormers als componenten.

Hoe lang gaat een UPS mee?

Hoe lang een UPS werkt, hangt af van de capaciteit van de batterijen en de vereiste belasting. Desalniettemin is het belangrijk om te onthouden dat UPS tijdelijke oplossingen zijn voor stroomuitval. Ze bieden ook extra bescherming tegen stroomonderbrekingen zonder stroomuitval. Ze zijn echter alleen bedoeld om uw apparatuur een paar minuten van stroom te voorzien voordat de generatoren in werking treden.

Hoeveel watt verbruikt de UPS?

Over het algemeen is dit afhankelijk van het vermogen van de UPS. In de meeste gevallen kan de UPS bij vollast een overschot tot 200 Watt gebruiken.

Converteert UPS wisselstroom naar gelijkstroom?

UPS heeft omvormers die gelijkstroom naar wisselstroom omzetten. Om de batterijen op te laden, zet de UPS echter ook wisselstroom om in gelijkstroom.

Backup Power UPS met batterij geïsoleerd op tafel

Conclusie

UPS is een basistechnologie voor elke organisatie. Als u dit punt van de gids hebt bereikt, begrijpt u waarom het essentieel is om ze in de infrastructuur van uw bedrijf op te nemen. Maar gewone gewone mensen kunnen ze ook gebruiken om hun apparaten en computers te beschermen. Desalniettemin hopen we dat u deze gids met plezier hebt gelezen. Zoals altijd, bedankt voor het lezen.