Projeto de Circuito UPS: Construa Sistemas Confiáveis de Backup de Bateria de Emergência

Quedas de energia podem ocorrer em qualquer ambiente. Além disso, a tensão da bateria pode cair abaixo dos níveis necessários. Em tais cenários, um backup de bateria é imperativo. Mas você não pode ter um estoque de numerosas baterias de ácido. Em vez disso, você precisa de uma fonte de energia de backup confiável. Uma fonte de alimentação ininterrupta (UPS) é necessária para tal cenário. Ela garante que todos os equipamentos eletrônicos que exigem tensão de entrada constante continuem funcionando. Mas como um circuito UPS opera? Vamos explicar isso. Vamos elaborar ainda sobre como ele substitui efetivamente a energia da rede real. Portanto, continue lendo para mais insights.

1. Como funciona o Circuito UPS?

Figura 1: Um UPS

Um circuito UPS funciona fornecendo energia instantânea quando a energia da rede não está disponível. O funcionamento do circuito depende principalmente do circuito UPS que você está usando.

Idealmente, o circuito UPS é diferente de um gerador ou outros sistemas de energia de emergência em standby, e os sistemas exigirão ligação manual.

Em vez disso, o circuito UPS fornecerá energia instantânea. Ele possui baterias conectadas para pequenos consumidores de energia e geradores para usuários de alta potência, e as baterias são fundamentais para suportar um fornecimento de energia imediato.

Geralmente, o circuito UPS fornecerá energia por aproximadamente 15 minutos, e o tempo é suficiente para permitir o desligamento adequado de equipamentos elétricos como computadores. Portanto, um UPS é imperativo na proteção de gadgets e sistemas elétricos que não suportam interrupções abruptas de energia.

2. Tipo de Circuito UPS

Figura 2: Um Consultor Controla um UPS

Existem três tipos principais de sistemas UPS. Assim, escolha o tipo que atenda às suas necessidades de energia. Eles incluem standby, conversão dupla e interativo de linha.

Standby Offline

O standby offline é o produto UPS de backup mais simples. Quando há um problema de energia, o UPS mudará para energia de backup da bateria. Problemas típicos de energia incluem blecaute, queda ou pico de tensão.

Quando há problemas na fonte de energia de entrada, o UPS primeiro mudará para energia DC. O UPS possui um inversor CA que converte a corrente em energia elétrica CA. Tal UPS também fornece energia adequada para gadgets eletrônicos do dia a dia.

Interativo de Linha

O UPS resolverá uma perturbação de energia mínima sem mudar para modo bateria. Ele possui um autotransformador que regula mudanças de tensão. Mudanças de tensão, neste caso, incluem quedas e picos.

O kit de energia pode servir servidores de baixo custo, componentes comuns e sistemas de jogos, entre outros gadgets sofisticados.

Figura 3: Uma unidade UPS.

Online/Conversão Dupla

As condições de energia da entrada recebida não importam para este UPS. Independentemente de sua forma, o UPS fornecerá energia elétrica limpa.

Como o tipo standby offline, este tipo primeiro converte energia CA de entrada em DC. Novamente, converte a energia DC em CA.

Todos os sistemas UPS podem ficar em energia DC o tempo todo. Portanto, a maioria não possui tempo de transferência, pois não precisam mudar para energia DC. Tais sistemas UPS são ideais para servidores de alta performance e outros gadgets sofisticados.

3. 4 Circuitos Simples de Fonte de Alimentação Ininterrupta (UPS)

Figura 4: Um Sistema UPS 230V

Vamos discutir quatro circuitos UPS centrais que você pode criar com baterias de chumbo-ácido de 12-V.

UPS Simples usando um Único CI

Figura 5: Um UPS no Modo Bateria

Você pode construir este circuito usando componentes padrão. Embora seja de construção simples, pode efetivamente executar uma ampla gama de dispositivos de saída. Existem duas partes principais deste circuito. Primeiro, há uma parte inversora do UPS e a parte de projeto da bateria.

No estágio inversor, existem vários componentes. Incluem resistores de 20K, dois de 1K e dois de 20 ohm. Outros são capacitores, CI SN74LVC1G132, CI 4017, CI 7085 e um transformador.

Note que o valor do capacitor e resistor determinará a taxa de operação do oscilador. A entrada é uma onda quadrada no circuito, e portanto, a saída também será uma onda quadrada.

A outra seção crítica é o estágio do carregador automático de bateria. Para desempenho ótimo do sistema de carregador, um projeto preciso de carregador de bateria é imperativo.

UPS de Transformador Único para Inversor e Carregamento de Bateria

Para este circuito, um transformador é suficiente para fornecer carga suficiente aos bancos de bateria. No processo, um dos componentes cardinais é o MOSFET, e ele possui um diodo de alta potência reverso para fornecer energia da bateria. Portanto, não há necessidade de usar diodos adicionais.

Circuito UPS Baseado no CI 555

Figura 6: Baterias UPS

Você também pode criar um UPS simples capaz de atender a uma variedade de aplicações com modulação de largura de pulso (PWM). Note que o CI 555 é fundamental na criação de pulsos PWM.

A montagem do sistema também não custará muito, pois requer componentes simples e baratos.

Como você faz tais circuitos elétricos? Tudo envolve solicitar os componentes eletrônicos de saída a comutar dependendo dos pulsos PWM aplicados. A ação, por sua vez, acionará o transformador para criar uma corrente de saída CA. Note que esta corrente se assemelha a uma onda senoidal CA típica.

As partes críticas deste circuito incluem um diodo Zener de 3V e outros diodos como 1N4148, 1N4007 e 1N5402. Outros componentes críticos incluem transistores, capacitores e um CI 4049. Também espere encontrar um transformador.

O componente mais crítico é o CI 555. Portanto, é a razão pela qual estamos usando o CI para referir o sistema de energia de emergência.

O sistema também possui uma parte de circuito carregador automático de bateria.

Projeto UPS 1kva

Figura 7: Inversores Universais

O outro circuito UPS padrão é este projeto que fornece tensão constante para executar um dispositivo de 1000-W. Tipicamente, é um sistema de alta tensão. Como resultado, não requer um transformador. Como os outros sistemas discutidos acima, este sistema tem duas seções. Uma é a parte inversora, e a outra é a seção do carregador de bateria.

Na seção da bateria, existem relés. Eles são responsáveis por mudar as baterias para modo de carregamento quando a entrada CA está presente. Quando a energia da rede falha, os relés mudarão as baterias para modo inversor.

Conclusão

Como destacamos no artigo, um circuito UPS é essencial. Cobrimos vários projetos de circuitos UPS.

Ao escolher qual adotar, o julgamento profissional é imperativo. Consulte um especialista para aconselhamento legal sobre o UPS adequado para suas necessidades de energia.

Além disso, fale conosco em caso de qualquer dúvida, e nós o ajudaremos da melhor forma possível.