Circuito UPS:tudo o que você precisa saber e mais

De acordo com a Statista, em 2019, dez países ficaram em primeiro lugar na mais alta qualidade de fornecimento de eletricidade. No entanto, é sempre bom ter um backup, mesmo em um país com infraestrutura de fornecimento de energia elétrica de primeira. Quedas de energia ainda podem ocorrer devido a manutenção ou danos ao equipamento. É aí que entram os circuitos e unidades de fonte/fonte de alimentação ininterrupta (UPS). É como ter um circuito de luz de emergência. No guia a seguir, exploraremos o que são os circuitos UPS e como eles podem beneficiá-lo.

O que é um UPS e como ele funciona?

Um UPS é um dispositivo elétrico que oferece energia de backup contínua e ininterrupta. O UPS será ativado assim que ocorrer uma queda de energia da rede ou uma interrupção na fonte de alimentação de entrada. Como tal, as unidades UPS podem ser úteis quando você as usa com computadores pessoais. Essencialmente, um no-break oferece ao seu computador desktop a mesma vantagem que um laptop. Ele pode evitar a perda de dados e danos ao seu PC.

O UPS será ativado assim que houver uma interrupção na energia de saída, para que haja tempo suficiente para desligar o equipamento com segurança. No entanto, geralmente utilizamos o UPS temporariamente por um curto período. Consequentemente, isso garantirá que nenhum dado seja perdido.

Alternativamente, as organizações podem usar o UPS para garantir que os equipamentos elétricos funcionem até que os geradores de backup comecem a operar. As unidades UPS também oferecem proteção contra sobretensões e distorções de tensão. Assim, as organizações devem integrar as soluções UPS junto com suas soluções de backup usuais.

O UPS contém várias baterias. Ele transfere carga para eles quando detecta uma perda de energia ou uma queda de tensão. Além disso, ele usa um inversor para converter a tensão CC em tensão CA para dispositivos de saída.

Quais são os principais tipos de UPS

Backup Power UPS com bateria isolada na mesa

Unidades e circuitos UPS vêm em uma variedade de sistemas e designs. No entanto, existem três tipos principais. Nesta seção do guia, discutiremos essas variantes.

Sistemas de conversão única

Os sistemas de conversão única são os tipos mais simples e os circuitos UPS mais comuns. Como tal, indivíduos e organizações tendem a usá-los em infraestrutura e sistemas de TI. A energia elétrica passará pelo UPS de conversão única e alimentará os equipamentos elétricos.

O UPS monitorará a tensão de entrada. Se detectar qualquer perturbação de energia ou a entrada CA cair abaixo dos requisitos de energia, o UPS começará a extrair corrente de sua bateria através de seu inversor. Além disso, ele desconectará a entrada de alimentação CA para evitar a retroalimentação, possivelmente resultando em danos a qualquer equipamento conectado.

No entanto, o UPS manterá a energia de emergência para os equipamentos eletrônicos até que suas baterias se esgotem ou a tensão da rede CA retorne a uma condição de serviço.

Existem dois tipos principais de sistemas de conversão única. Eles são:

UPS de espera/off-line: Estes são os tipos mais comuns de unidades UPS de conversão única. Nesta configuração, o equipamento elétrico receberá energia de entrada diretamente da rede enquanto o UPS o monitora. Se houver uma oscilação ou falha de energia, o UPS em espera mudará mecanicamente para a energia da bateria e alimentará a tensão de saída do equipamento elétrico. O tempo de transição é quase invisível. Pode durar até 25 milissegundos. Essencialmente, os circuitos de UPS de reserva fornecem proteção essencial contra surtos junto com a energia da bateria de backup.




Circuito UPS offline

Line-Interactive/Online UPS: Esses tipos de UPS oferecem funcionalidades mais diferenciadas do que UPS offline. Eles irão monitorar as condições de energia. Quando o equipamento não consegue fornecer uma fonte de alimentação adequada, o UPS interativo de linha regulará a tensão. Ele usa transformadores para aumentar ou diminuir a potência real da rede para garantir que equipamentos sensíveis sejam alimentados com tensão constante. Além de seu transformador também possui uma bateria de backup recarregável para proteção contra quedas de energia e garantir uma fonte de energia ininterrupta.


Diagrama de UPS interativo em linha

Sistemas de dupla conversão

Os sistemas UPS de dupla conversão convertem a corrente duas vezes. Inicialmente, esses dispositivos fantásticos usam um retificador de entrada para converter a fonte de entrada CA em energia CC. Em seguida, o UPS alimenta o presente para um inversor de saída. O estágio do inversor então converte a corrente em saída CA antes de fornecê-la ao equipamento eletrônico. Esse processo garante que o equipamento receba energia limpa, confiável e ininterrupta, crucial para equipamentos sensíveis.

Ele só faz isso enquanto recebe a entrada CA da rede elétrica. Se as classificações de corrente da rede elétrica de entrada caírem completamente, o UPS usará a energia da bateria recarregável interna para o equipamento. Assim, ele faz isso até que a energia da rede volte ao normal ou até que a bateria interna se esgote. As configurações do tipo de circuito UPS geralmente vêm apenas em uma variedade de linha interativa (online).


Diagrama UPS de dupla conversão

Fonte:Commons Wikimedia

Sistemas multimodo

Essas configurações combinam os recursos e a funcionalidade de ambos os tipos de sistemas (conversão simples e conversão dupla). No entanto, eles também fornecem algumas melhorias.

Em circunstâncias normais, o UPS multimodo funcionará como um UPS interativo de linha regular. Se a potência de entrada cair ou subir acima de uma classificação definida, o no-break mudará para o modo de conversão dupla. Se a energia falhar ou ultrapassar o escopo do método de conversão dupla, ele mudará para o modo de bateria.

Os sistemas multimodo fornecem a maior proteção ao equipamento. No entanto, o tempo de transferência entre a alimentação de entrada CA e a alimentação da bateria pode ser muito maior. No entanto, na maioria dos casos, ainda fornece proteção quase instantânea.


Diagrama de UPS de conversão delta/multi

Fonte:Commons Wikimedia

Como criar seu próprio circuito UPS?

Circuitos de um UPS com transformador

Fonte:Commons Wikimedia

Se você é um entusiasta da eletrônica, não precisa sair e comprar um UPS. Em vez disso, você pode criar seus circuitos de UPS e inversores com tempos de resposta personalizados. Nesta seção do guia, mostraremos como. Será um circuito UPS simples perfeito para iniciantes.

Listas de peças

• Transistor de potência média bipolar BD139 NPN 100V 1,5A (Q1)
• Resistor de 1K 0,5 Watt x 2 (R1 e R2)
• Capacitor eletrolítico radial miniatura de 1000 µF, 25V (C1)
• Capacitor eletrolítico radial miniatura de 100 µF, 25V (C2)
• Díodo Zener de 8,2 Volts 0,5 W (ZD1)
• 1000V 1A 2 pinos DO-41 Diodo 1N4007 x 5 (D1, D2, D3, D4 e D5)
• Transformador 0,5A 10V (T1)
• Bateria AA de 1,5 V x 5 (B1)
• Fusível de 0,5 A (F1)

Princípios e instruções

Como afirmamos anteriormente, este projeto é pequeno e simples. Não exigirá que você fabrique um PCB. Assim, não exigirá nenhuma solda. Você pode construir este circuito UPS usando uma placa de ensaio. Ele fornecerá um backup de 5 volts a 7 volts - se você usar 5 pilhas AA de 1,5 V.

Este circuito pode usar duas fontes de energia diferentes. Ele usa entrada AC e baterias. No entanto, você precisará adicionar um adaptador para alimentação de entrada. As baterias serão conectadas ao quinto diodo 1N4007 (D5) em série. Assim, reduzirá a tensão da bateria para 6,8V.

Na configuração de alimentação de entrada CA, você usará quatro diodos 1N4007 para criar um retificador de ponte (ponte de diodo). A entrada CA conecta-se a uma chave em série com o fusível. Em seguida, você conectará ambos ao transformador, que se conectará à ponte de diodos.

Você então conectará a saída da ponte de diodos em série ao capacitor de 1000uF (C1) e um resistor de 1k 0,5W (R1). Junto com o transistor, você o conectará a um circuito integrado que possui o capacitor de 100uF, o diodo Zener e um segundo resistor.

O UPS usará esta parte da configuração para alimentar quaisquer baterias recarregáveis. Além disso, o transistor emitirá corrente de 7 volts e 500 miliamperes.

Você pode experimentar e brincar com o design. Além disso, você pode adicionar ou remover componentes para torná-lo mais simples. No entanto, você deve achar este projeto bastante simples.

Aqui estão alguns diagramas de circuito UPS simples que você pode usar como base para construir seus próprios circuitos UPS:

Qual ​​é a diferença entre um UPS e um inversor?

Um inversor é um aparelho elétrico que converte eletricidade DC em eletricidade AC. Como discutimos anteriormente, as unidades UPS utilizam inversores como componentes essenciais em sua funcionalidade. No entanto, você pode encontrar inversores como dispositivos ou componentes individuais.

Perguntas frequentes

Um UPS é melhor que um inversor?

Unidades UPS e inversores são dispositivos totalmente diferentes que atendem a outras funcionalidades. Assim, um UPS não é melhor que um inversor. No entanto, a maioria das unidades UPS usa inversores como componentes.

Quanto tempo um UPS funcionará?

O tempo de funcionamento de um UPS depende da capacidade de suas baterias e da carga necessária. No entanto, é importante lembrar que as UPS são soluções temporárias para falhas de energia. Eles também oferecem proteção adicional contra interrupções de energia de entrada sem blecaute. No entanto, eles servem apenas para fornecer ao seu equipamento alguns minutos de energia antes que os geradores entrem em ação.

Quantos watts o UPS usa?

Geralmente, isso dependerá da potência nominal do no-break. Na maioria dos casos, o UPS pode usar um excesso de até 200 Watts em plena carga.

O UPS converte CA para CC?

A UPS possui inversores que convertem energia CC em CA. No entanto, para carregar as baterias, o UPS também converterá energia CA em energia CC.


Backup Power UPS com bateria isolada na mesa

Conclusão

A UPS é uma tecnologia básica para qualquer organização. Se você chegou a este ponto do guia, entenderá por que incorporá-los à infraestrutura da sua empresa é essencial. No entanto, as pessoas comuns também podem usá-los para proteger seus aparelhos e computadores. No entanto, esperamos que você tenha gostado de ler este guia. Como sempre, obrigado por ler.