El SAI detallat en aquest article pot proporcionar una potència de sortida de 50 watts constantment, a 110 volts amb una freqüència de 60 Hz. La sortida és fonamentalment una ona sinusoïdal que es comporta exactament com la potència estàndard de corrent altern de la xarxa domèstica per a la càrrega.

Una font d'alimentació integrada funciona com un carregador de bateria. Tot i que el SAI es pot implementar per a nombroses aplicacions diferents, està dissenyat principalment per fer-ho alimentar un petit sistema informàtic i un perifèric important, com una unitat de disc, per assegurar-se que una interrupció de la xarxa no provoca la supressió de dades o la interrupció del programa que es pot executar a l'instant.

Això implica que aquest circuit SAI de 50 watts amb àcid de plom no manejarà ordinadors més grans, que normalment funcionen amb més de 60 watts de potència real.

Una característica important d'això Circuit SAI és que produeix una alimentació en CA de ona sinusoïdal 'neta': i defectes com el soroll, els pics o la baixa tensió a la xarxa de CA no afectaran mai el funcionament de l'ordinador (càrregues).

Etapa de canvi de relés de font d'alimentació

L’etapa de subministrament d’energia és força distintiva perquè pren energia mitjançant un comandament a distància Bateria de plom àcid o SMF de 12 volts i també des de la vostra línia d’alimentació de CA, la bateria aquí es converteix en l’element més crucial per al funcionament del SAI.

Com es revela a la figura 1 a continuació, quan l’interruptor S1 CHARGE-OFF-OPERATE està posicionat a la configuració CHARGE o OPERATE, el relé RY2 s’activa i els seus contactes proporcionen alimentació de CA als bobinatges primaris dels transformadors de potència T1 i T2.

El corrent a través dels bobinatges secundaris es rectifica a través dels díodes D1, D2, D3 i D4.

Els estranguladors L1 i L2 restringeixen el corrent de càrrega de la bateria i prohibeixen el pas del corrent ondulat.

El díode D5 proporciona 'palanca' protecció contra sobrecàrregues, la seva funció és protegir els components vulnerables activant el fusible F1 per cremar-se en cas que la bateria estigui connectada accidentalment amb una polaritat incorrecta.

L’ampli operatiu IC1 es connecta en forma de comparador de voltatge inversor el voltatge de referència del qual es podria ajustar en un rang d’11 a 14 volts mitjançant el potenciòmetre R3.

Una vegada que el voltatge de la bateria cau per sota de la referència, s’activa l’acoblador opto IC2, que alimenta el relé RY1. El corrent que passa pels contactes de RY1 comença a carregar la bateria quan la càrrega no és massa pesada.

D’altra banda, si el SAI funciona al 100% o és a prop del seu potencial, és possible que sigui necessari un carregador de bateria extern per proporcionar un subministrament de corrent adequat, per evitar que la bateria es descarregui.

A Carregador de bateria de 10 amperis és aconsellable. Tenint en compte que la majoria dels carregadors de bateries no tenen un sistema de filtració, cal incloure un condensador de filtre d’alt valor entre la sortida del carregador i la bateria per minimitzar el corrent ondulat.

Per tal de prevenir sobrecàrrega de la bateria , el subministrament del carregador només s'ha d'engegar quan el SAI s'està carregant al 100% de la seva capacitat.

El fusible F2 ha de ser inferior a 10 amperes per tal que el fusible principal, F1, no es trenqui quan es produeix un curtcircuit involuntari de la sortida de 12 volts.

L’etapa de l’amplificador del transistor

Tal com es presenta a la figura 2 a continuació, la sortida de CA de l’UPS es genera a partir d’un circuit amplificador de classe B acoblat per transformador.

Els 4 conjunts de Transistors de Darlington (Q4-Q8, Q5-Q9, Q6-Q10 i Q7-Q11) funcionen com xarxes de seguidors emissors per subministrar tensió als bobinatges primaris dels transformadors de potència T5 i T6.

El condensador C8 cancel·la els ingredients d’alta freqüència que s’originen a causa de distorsions o retalls creuats d’alt voltatge i, a més, inhibeixen l’auto-oscil·lació d’alta freqüència.

Dos dels conjunts de Darlington s’alimenten en paral·lel a través del transformador T3; una altra parella s’empeny en paral·lel mitjançant T4.

Els díodes D11, D12, D13 i D14 produeixen una tensió de base de CC constant que fa polaritzar els transistors de sortida al voltant de la regió de tall.

El Conductor de classe A. Xarxa formada pels transistors Q2 i Q3, estan formades de manera similar per seguidors d’emissors. La intensificació essencial de la tensió és implementada pels transformadors T3 i T4, que també són transformadors de potència típics configurats en ordre invers.

El transistor Q1 acciona els transistors Q2 i Q3 en paral·lel. La base Q1 està connectada directament a la sortida IC5-d (vegeu la figura 3), que és a 4,5 volts de CC.

La inversió de fase per a l'accionament push-pull de l'etapa de sortida s'aconsegueix mitjançant un cablejat adequat dels components secundaris dels transformadors T3 i T4.

El generador de Sinewave

Com es revela a la figura 3 següent, el fitxer etapa oscil·ladora es configura mitjançant IC4, que és un Detector de tons 567 .

La freqüència del CI està configurada per les resistències R26 i R27 i el condensador C14 i es fixa a 60 Hz precisos. La sortida d'ona quadrada d'IC4 es transforma en una ona triangular per IC5-b, que és més endavant convertit en ona sinusoïdal per IC5-c.

El guany de l'amplificador de l'OP5 IC-d està definit per potenciòmetre R35, que es fixa a la tensió de sortida de CA.

L’ampli operatiu IC5-a converteix l’ona sinusoïdal de la sortida T2 a una freqüència de 60 Hz.

“descriviu un tub de raigs catòdics i com funciona ”

D15 proteccions contra danys que es puguin produir en cas que a l'ampli la inversió de l'entrada passa a ser negativa en referència a terra, el díode és generalment polaritzat inversament.

Els polsos de 60 Hz, connectats a IC4 mitjançant C12 i D16, activen l'oscil·lador per bloquejar-se a la freqüència de corrent altern. Alguna mesura de control sobre el precís sincronització de fases s’aconsegueix ajustant el potenciòmetre R20.

Un cop ajustat correctament, la sortida de CA es bloquejarà en fase amb la línia de la xarxa de CA d’entrada, i aquest procés de bloqueig / desbloqueig durant la fallada d’alimentació d’entrada i la restauració seria suau i favorable, produint gairebé cap interferència.

El generador d'ona sinusoïdal ve amb una potència de 9 volts suau i sense ondulacions a través de l’IC3, un regulador de 7 V. IC de 5 V. El pin 3 del regulador es manté a 4 volts per sobre de la línia de terra amb l'ajut del divisor resistiu R16 i R17 per obtenir una sortida precisa de 9 volts.

El circuit del mesurador

Pot ser possible controlar la tensió de la bateria o la tensió de sortida de corrent altern a través d’un circuit de comptador tal com s’exhibeix a la figura 4 següent.

A rectificador de pont format per quatre díodes rectificadors converteix el corrent altern en corrent continu, mentre que el condensador C19 suavitza en un corrent continu.

Un commutador DPDT connecta un voltímetre de 15 V CC amb l’alimentació de 12 V o el divisor de tensió construït mitjançant divisor resistiu de R36 i R37.

Com provar el canvi de font d'alimentació

Pot ser important proveu la font d'alimentació abans de connectar l’amplificador. Això es pot dur a terme fins i tot abans de muntar l'escenari de l'amplificador.

Per a això, podeu ajustar el braç lliscant del R3 cap al final que està enllaçat amb R4.

Encara no connecteu el cable de xarxa a una presa de corrent. Connecteu un 12 V bateria de plom àcid al subministrament i posició S1 per CARREGAR o FUNCIONAR.

Ara, es podia veure activat el relé RY2 i il·luminar el LED1. En aquest punt, podeu trobar al voltant de 12 V als pins 2 i 7 de IC1.

El pin 6 hauria de mostrar una lògica baixa. A continuació, connecteu el cable de xarxa a una presa de corrent altern. El llum LMP1 s’encendrà ara. El relé RY1 hauria de continuar desconnectat i provareu aproximadament 14 V als contactes oberts normalment.

El pin 7 d’IC1 ha d’indicar al voltant de 14 V i el pin 3 al voltant d’11 volts. El pin 6 ha d’indicar una lògica baixa.

Gireu R3 al seu extrem invers per obtenir 14 V al pin 3 RY1 en aquest moment s'ha d'activar amb el LED1 apagat.

La tensió dels punts de la bateria ara hauria de ser de 13 V. Ajusteu R3 al voltant del nivell en què es desactiva el relé RY1.

L'etapa del carregador ha de ser seguiu apagant i encenent a mesura que augmenta i redueix la tensió de la bateria . El paràmetre precís de R3 pot ser al punt en què la sortida del carregador s’activa bastant ràpidament i s’apaga pràcticament en el moment que s’encén.

La tensió de la bateria hauria d’estar al voltant de 12,5 V en absència de subministrament de càrrega. Quan baixa la tensió de la bateria, la sortida del carregador ha de començar a canviar repetidament tret que, per descomptat, la bateria estigui tan descarregada que el corrent complet del carregador no sigui capaç de restaurar la tensió fins a 12,5.

Provant el generador d'ona sinusoïdal

Les proves del etapa generadora d'ona sinusoïdal es pot executar per separat. En cas de muntar-lo a la placa que apareix sense el Circuit regulador de 9 V , podeu utilitzar una bateria PP3 de 9 V o una font d'alimentació externa equivalent per al procediment de prova.

Comenceu posicionant el braç lliscant predeterminat de R20 al seu costat terra. L’ús d’un abast d’oscil·loscopi hauria de mostrar un senyal d’ona quadrada al pin 5 de l’IC4.

Subministrant una freqüència d'ona sinusoïdal de 60 Hz al escombrat horitzontal de l’abast , ajusteu la resistència R27 per obtenir una freqüència de 60 Hz que generi una forma d'ona Lissajous rectangular.

La freqüència no ha de ser precisament precisa. Un patró de forma d'ona que canvia gradualment pot ser força satisfactori. Si teniu l'abast definit per a un escombrat estàndard de 60 Hz, assegureu-vos que l'abast indiqui una ona triangular a la sortida d'IC5-b i una ona sinusoïdal a la sortida d'IC5-c.

També ha d’estar disponible una ona sinusoïdal a la sortida IC5-d. I la seva amplitud hauria de variar en resposta a l’ajust de R35. En cas que qualsevol d’aquestes comprovacions tendeixi a ser incorrecta, examineu la presència d’un corrent continu de 4,5 volts a tots els pins d’entrada i sortida.

A continuació, connecteu una font de 12,6 V CA a R21 i ajusteu la R20 fins que trobeu l'abast que mostra els polsos de sortida de l'IC5-a: la freqüència de l'oscil·lador s'ha de bloquejar a la freqüència de la línia d'entrada. Ara defineix l'abast per mostrar una corba de Lissajous com s'ha fet anteriorment i controlar la sortida IC5-d.

Cal veure un patró oval gairebé tancat. Heu de ser capaços d'afinar R20 de manera que la visualització de l'abast sigui gairebé una línia recta inclinada, cosa que mostra que el senyal de sortida està en fase amb la línia de xarxa.

“taula de veritat per i porta ”

Ara, si desconnecteu el senyal d'entrada d'entrada desconnectant el cable de xarxa, el patró d'abast ha de començar a produir un canvi gradual a una pantalla de forma oval que s'obre i es tanca.

Torneu a alinear el potenciòmetre R27 per reduir la velocitat de canvi anterior. Tan bon punt es torna a connectar la freqüència d'entrada d'entrada, el fitxer visualització d'abast ha de tornar instantàniament al patró de línia inclinat.

Prova del circuit del mesurador

La prova i el calibratge del circuit de comptador es podria implementar connectant el rectificador a la línia de corrent altern.

Si premeu S2 a la posició de CA, afineu R37 per obtenir una lectura del comptador que pot ser 1/10 de la tensió d'entrada de CA mesurada per separat mitjançant una lectura del comptador estàndard.

Si no apareix cap mesura, busqueu uns 130 volts de CC al voltant de C19 per assegurar-vos que el rectificador està correctament unit. Un abast aquí hauria de mostrar un gran element ondulat a causa del baix valor uF del condensador C19.

Prova de l'amplificador

Comenceu la prova integrant la fase d'amplificador del transistor de potència amb la font d'alimentació de 12 V i el generador de forma d'ona d'ona sinusoïdal d'entrada.

Ajusteu el braç central R35 cap a l'extrem associat al costat de sortida de l'IC5-d, que decideix la configuració d'un senyal de sortida zero.

Ara moveu el S1 a la posició 'OPERAR'. Hauríeu de veure una lectura del comptador de 12,5 V als emissors de Q2, Q3, Q8, Q9, Q10 i Q11.

També podeu trobar que aquests transistors s’escalfen una mica, tot i que no són calents.

Hauríeu de poder veure un comptador que llegia al voltant d’11 V a les bases de Q4, Q5, Q6 i Q7 i al voltant de 4 V a l’emissor Q1.

Mentre realitzeu els procediments de prova següents, tingueu precaució mentre treballeu amb la sortida, ja que estaria en un nivell de 117 letals de xarxa.

Connecteu un cable de cadascun dels bobinats de 120 V del transformador T5 i T6 entre si, deixant els altres sense connexió.

Connecteu un Voltímetre de corrent altern amb un dels bobinats del transformador i ajusteu el mesurador a un rang superior a 110 volts.

Després d'això, gireu a poc a poc el braç central predefinit R35 fins que vegeu una tensió de sortida mesurable. Si no trobeu això, assegureu-vos que la unitat de fase cap a les etapes de sortida s'inverti.

La tensió de corrent altern de la base Q4 o Q6 a la base Q5 o Q7 ha de ser el doble de la lectura a terra. Si no ho veieu, proveu de canviar les connexions de bobinatge del transformador T3 o T4, però no de tots dos.

A continuació, assegureu-vos que els bobinats de 120 V del transformador T5 i T6 estiguin perfectament en fase i, per tant, connectats de la manera adequada. Connecteu el voltímetre a través dels cables que es van deixar sense connectar.

Si trobeu que el voltatge és dues vegades més que la lectura anterior, els bobinatges segurament estan connectats en sèrie. Invertiu ràpidament la connexió d'un dels bobinats.

Si no podeu veure cap lectura de voltatge al mesurador, connecteu els altres dos cables entre si. Connecteu una llum de 15 W a la sortida i configureu el R35 predeterminat per obtenir una sortida completa. El llum s’ha d’il·luminar amb una brillantor òptima i el mesurador ha d’indicar uns 125 volts de corrent altern.

Com utilitzar el SAI

Mentre implementeu el circuit SAI de 50 watts proposat, assegureu-vos d’establir S1 a “FUNCIONAR” abans d’engegar la càrrega.

Verifiqueu la sortida de CA del SAI per assegurar-vos que produeix un mínim de 120 volts. Aquest voltatge de 120 V pot disminuir una mica tan bon punt es carregui la sortida.

Si trobeu que el voltatge és inestable, significaria que l'oscil·lador no s'ha bloquejat ni s'ha sincronitzat amb la xarxa elèctrica. Per corregir-ho, intenteu reajustar els paràmetres predeterminats R27 i R20 després d’alguna vegada, un cop s’hagi escalfat una mica el circuit.

Quan ajusteu els preajustaments R27 / R20 adequadament, trobareu el bloqueig de l’oscil·lador amb la freqüència de xarxa de CA durant cada període d’encès.

Ara, engegueu el sistema i torneu a confirmar les condicions de tensió de sortida. El voltatge de sortida pot caure a 110 volts mentre es fa servir en càrrega discontínua, per exemple, una unitat de disc o una impressora, i això pot ser acceptable.

El temps de còpia de seguretat del SAI durant una interrupció de la xarxa dependrà de la classificació Ah de la bateria. Quan s’utilitza una bateria de moto, ha de proporcionar aproximadament 15 minuts de còpia de seguretat.