50瓦正弦波UPS电路

本文详细介绍的UPS可以在110伏特、60赫兹频率下提供50瓦的输出功率。输出基本上是一个正弦波，它的行为完全像标准市电家庭交流负载电源。

集成电源就像电池充电器一样。即使UPS可以为众多不同的应用程序实施，它主要是设计为为小型计算机系统供电以及重要的外围设备，如磁盘驱动器，以确保断电不会导致删除数据或中断可能正在运行的程序。

这意味着这种铅酸动力50瓦的电路不得处理更大的PC，通常使用超过60瓦的实际功率。

这一点的一个重要特点UPS电路它输出的是“干净”的正弦波交流电源:而且电网交流线路中的噪声、尖峰或低电压等缺陷永远不会影响计算机(负载)的功能。

电源继电器转换级

供电阶段是非常独特的，因为它通过遥控器供电12伏铅酸或SMF电池也从你的交流电源线，这里的电池成为最关键的元素，UPS的功能。

如下图1所示，当CHARGE- off -OPERATE开关S1位于CHARGE或OPERATE设置时，继电器RY2被激活，其触点向电源变压器T1和T2的初级绕组提供交流电源。

通过二次绕组的电流通过二极管D1、D2、D3和D4整流。

扼流圈L1和L2限制蓄电池的充电电流，并阻止纹波电流通过。

二极管D5提供“撬棍”过载保护;它的功能是通过触发熔断器F1来保护许多易受攻击的部件，以便在电池被意外挂钩极性的情况下。

运放IC1以反相电压比较器的形式连接，其参考电压可以通过电位器R3在11到14伏特范围内进行调节。

一旦蓄电池电压降至参考电压以下，光耦IC2被激活，为继电器RY1供电。当负载不太重时，通过RY1触点的电流开始为蓄电池充电。

在另一方面，如果UPS在其上工作或接近其100％电位，则可能需要外部电池充电器来提供足够的电流供应，以防止电池放电。

A.10安培蓄电池充电器为宜。由于大多数电池充电器没有过滤系统，必须在充电器输出和电池之间包含一个高值滤波电容，以减少纹波电流。

为了防止电池过度充电，只有当UPS以100%容量加载时，充电器的电源才必须打开。

保险丝F2必须小于10安培，以便在12伏输出意外短路时，主保险丝F1不会熔断。

晶体管放大器级

如图1中所示。如下，从变压器耦合的B放大器电路产生UPS AC输出。

四套达林顿晶体管(Q4-Q8, Q5-Q9, Q6-Q10和Q7-Q11)工作类似于发射极-跟随网络，向电力变压器T5和T6初级绕组提供电压。

电容C8抵消了任何高频成分的产生，由于高压交叉失真或剪辑，并抑制高频自振荡。

两台达林顿机组通过变压器T3并联供电；另一对通过T4平行推动。

二极管D11，D12，D13和D14产生恒定的DC基电压，该电压偏置在截止区域周围的输出晶体管。

这个甲级司机由晶体管Q2和Q3形成的网络同样完全由发射极跟随器组成。基本电压升压由变压器T3和T4实现，它们也是按相反顺序配置的典型电力变压器。

晶体管Q1驱动晶体管Q2和Q3并联。Q1底座直接连接到IC5-d输出(见图3)，其直流电压为4.5伏。

通过适当连接变压器T3和T4的二次侧，实现输出级推挽驱动的相位反转。

正弦波发生器

如下面的图3所示振荡器的阶段是使用IC4配置的，哪个是567色调探测器.

IC的频率由电阻R26和R27和电容器C14设置，并固定到精确的60Hz。IC4的方波输出通过IC5-B转换为三角形波，进一步开启转换为SineWave通过IC5-c。

运算放大器IC5-d的增益由电位计R35，即固定在交流输出电压。

运放IC5-a将T2输出的正弦波转换为60hz频率。

D15防止在以下情况下发生损坏的保护措施：op amp.反相输入发生在参照地面时变为否定;二极管通常是反向偏置的。

通过C12和D16连接到IC4的60 Hz脉冲，触发振荡器锁定到网格交流频率。一定程度的控制权相位同步可以通过微调电位器R20实现。

一旦正确调整，交流输出将锁定同相输入交流电网线，这个锁定/解锁过程在输入电源故障和恢复将是柔软和有利的，几乎不产生干扰。

这个正弦波发生器通过IC3（7805集成电路，5伏稳压器）提供平滑、无纹波的9伏电源。在电阻分压器R16和R17的帮助下，调节器的针脚3保持在离地线4伏的位置，以获得精确的9伏输出。

计电路

也许有可能监测蓄电池电压或通过仪表电路的AC输出电压，如图2所示。4下面。

A.桥式整流器由四个整流二极管组成将AC转换为DC，而电容器C19平滑到纯DC。

DPDT开关连接15 V直流电压表和12 V电源或使用电阻分压器R36和R37的。

如何测试电源转换

这可能很重要测试电源放大器接线前的一节。这可以在放大器级组装之前进行。

为此，您可以将R3的滑动臂调整到与R4相连的一端。

请勿将电源线连接到电源插座中。附上12 v铅酸蓄电池供应和位置S1到充电或操作。

现在，RY2继电器被激活，LED1发光。在这一点上，你可能会发现IC1引脚2和7约12v。

引脚6应显示逻辑低。接下来，将电源线连接到交流电源插座。灯LMP1现在将点亮。继电器RY1应继续关闭，并在其常开触点处测试约14 V。

IC1的针脚7应指示14伏左右，针脚3应指示11伏左右。引脚6应指示逻辑低。

将R3转到其反向端，以在针脚3处获得14 V电压；此时RY1必须在LED1关闭的情况下激活。

电池两端的电压现在应该是13v。调整R3刚好在继电器RY1关闭的水平附近。

充电台必须随着蓄电池电压的升高和降低，保持开关关闭和打开. R3的准确设置可能在充电器输出快速切换的点上，并且几乎在其打开时关闭。

在没有充电电源的情况下，蓄电池电压应在12.5 V左右。当蓄电池电压下降时，充电器输出必须开始反复切换，除非蓄电池放电严重，充电器的全电流无法将电压恢复到12.5。

测试正弦波发生器

测试正弦波发生器级可以单独执行。如果您在没有的情况下将其组装在显示的PCB上9v稳压集成电路然后，您可以使用9 V PP3电池或外部等效电源进行测试过程。

首先将预设的R20的滑块臂定位到其地面。使用示波器范围应在IC4的引脚5处显示方波信号。

通过向频率提供60 Hz SineWave频率示波器的水平扫描，调整电阻器R27以获得60 Hz的频率，该频率将产生矩形李萨如波形。

频率不必精确。逐渐改变的波形模式可以非常令人满意。将示波器设置为标准60 Hz扫描，确保示波器在IC5-b输出上显示三角波，在IC5-c输出上显示正弦波。

IC5-d输出端也必须有正弦波。其振幅应随R35的调整而变化。如果这些检查中有任何一项不正确，检查所有输入和输出引脚上是否存在4.5伏直流电。

接下来，连接一个12.6 V交流电源到R21，并调整R20，直到你找到显示IC5-a输出脉冲的范围:振荡器频率必须锁定到输入线频率。现在设置范围如前所述显示Lissajous曲线并监控IC5-D输出。

您必须看到几乎关闭的椭圆形图案。您必须能够进行微调R20，使得范围显示几乎是倾斜的直线，显示输出信号与网格线同相。

现在，如果你通过拔掉电源线断开输入交流信号，示波器模式必须开始产生一个逐渐变化的椭圆形显示，打开和关闭。

重新安排电位器R27以降低上述变化率。一旦输入交流频率重新连接，即范围显示必须立即回到倾斜线模式。

测试仪表电路

测试和校准仪表电路可通过将整流器连接到电网交流线路来实现。

将S2推到交流位置，微调R37以获得仪表读数，该读数可能是通过标准仪表读数单独测量的交流输入电压的十分之一。

如果您发现没有出现测量值，请在C19周围查找约130伏直流电，以确保整流器正确连接。由于C19电容器的uF值较低，此处的示波器应显示一个大波纹元件。

测试放大器

通过将功率晶体管放大器级与12 V电源和输入正弦波波形发生器集成，开始测试。

调节R35中心臂朝向与IC5-d输出侧相关联的一端，它决定输出信号为零的设置。

现在将S1切换到“操作”位置。在Q2、Q3、Q8、Q9、Q10和Q11的发射器处，您应该可以看到12.5 V的电表读数。

您也可能发现这些晶体管越来越温暖，虽然不热。

你应该能看到在Q4, Q5, Q6和Q7底部的仪表读数大约为11v，在Q1发射器上大约为4v。

当进行以下测试程序时，在处理输出时要小心，因为这将是致命的干线117v水平。

钩上变压器T5和T6的120V绕组中的每一个的一根电线彼此，离开其他导线保持未连接。

连接交流电压表使用其中一个变压器绕组，并将仪表设置为大于110伏的范围。

之后，一点一点地转R35预设中心手臂，直到你看到一个可测量的输出电压。如果您没有发现这种情况发生，请确保进入输出阶段的相位驱动是反向的。

来自Q4或Q6基础的AC电压为Q5或Q7底座必须将读数加到接地。如果您没有看到此，请尝试将变压器T3或T4的绕组连接交换，但并不是两者。

接下来，确保变压器T5和T6的120 V绕组完全同相，从而以适当的方式连接。将电压表连接到未连接的导线上。

如果你发现电压是先前读数的两倍，那么绕组肯定是串联的。迅速反转其中一个绕组的连接。

如果看不到电表上的任何电压读数，请将其他两条引线相互连接。在输出端连接一个15 W的灯，并设置预设R35以获得全输出。灯必须以最佳亮度点亮，仪表应指示约125伏交流电。

如何使用UPS

在实施建议的50瓦UPS电路时，确保在接通负载之前将S1设置为“运行”。

验证UPS的AC输出，以确保其产生至少120伏。一旦加载输出，该120 V电压可能会减少一点。

如果你发现电压不稳定，这将意味着振荡器没有锁定和同步的主电网电力线。为了纠正这个尝试重新调整预设R27和R20后的一段时间，一旦电路已经暖了一点。

当您适当调整R27/R20预设值时，您会发现振荡器在每次接通期间都与交流电源频率锁定。

现在，开启系统并重新确认输出电压条件。输出电压可能会降至110伏虽然它在不连续的负载中运行，但例如磁盘驱动器或打印机，这可能是可接受的。

在市电中断期间，UPS的备份时间取决于电池的Ah额定值。当一个摩托车电池被使用时，它应该提供大约15分钟的备用操作时间。

PAR列表

完整的部分，上面解释的50瓦正弦波UPS电路列表如下图所示:

如何构造L1、L2滤波器扼流圈

如果您无法从您的零件经销商处获得建议的L1、L2扼流圈，您可以使用以下配置构造相同的扼流圈

线圈使用1毫米超级漆包线