Circuito UPS:todo lo que necesita saber y más

Según Statista, en 2019, diez países quedaron empatados en el primer lugar por la más alta calidad de suministro de electricidad. Sin embargo, siempre es bueno tener una copia de seguridad, incluso en un país con una infraestructura de suministro eléctrico de primer nivel. Aún pueden ocurrir cortes de energía debido al mantenimiento o daños al equipo. Ahí es donde entran en juego los circuitos y las unidades de suministro/fuente de alimentación ininterrumpida (UPS). Es como tener un circuito de luz de emergencia. En la siguiente guía, exploraremos qué son los circuitos UPS y cómo pueden beneficiarlo.

¿Qué es un SAI y cómo funciona?

Un UPS es un dispositivo eléctrico que ofrece energía de respaldo sin interrupciones e ininterrumpida. El UPS se activará tan pronto como se produzca un corte de energía o una interrupción en la fuente de alimentación de entrada. Como tal, las unidades UPS pueden ser útiles cuando las usa con computadoras personales. Esencialmente, un UPS le da a su computadora de escritorio la misma ventaja que tiene una computadora portátil. Puede evitar que pierda datos y dañe su PC.

El UPS se activará tan pronto como haya una interrupción en la energía de salida, por lo que hay suficiente tiempo para apagar el equipo de manera segura. Sin embargo, generalmente utilizamos el UPS temporalmente por un período breve. En consecuencia, esto asegurará que no se pierdan datos.

Alternativamente, las organizaciones pueden usar el UPS para garantizar que el equipo eléctrico funcione hasta que los generadores de respaldo comiencen a funcionar. Las unidades UPS también ofrecen protección contra sobretensiones contra sobretensiones y distorsiones de voltaje. Por lo tanto, las organizaciones deben integrar las soluciones de UPS junto con sus soluciones de respaldo habituales.

El SAI contiene varias baterías. Les transfiere la carga cuando detecta una pérdida de energía o una caída de voltaje. Además, utiliza un inversor para convertir el voltaje de CC en voltaje de CA para los dispositivos de salida.

¿Cuáles son los principales tipos de UPS?

UPS de energía de respaldo con batería aislada en la mesa

Las unidades y circuitos UPS vienen en una variedad de sistemas y diseños. Sin embargo, hay tres tipos principales. En esta sección de la guía, analizaremos estas variantes.

Sistemas de conversión única

Los sistemas de conversión única son los tipos más simples y los circuitos de UPS más comunes. Como tales, tanto las personas como las organizaciones tienden a utilizarlos en la infraestructura y los sistemas de TI. La energía eléctrica pasará por el SAI de conversión única y se alimentará a los equipos eléctricos.

El UPS monitoreará el voltaje de entrada. Si detecta cualquier perturbación de energía o la entrada de CA cae por debajo de los requisitos de energía, el UPS comenzará a extraer corriente de su batería a través de su inversor. Además, desconectará la entrada de alimentación de CA para evitar la retroalimentación, lo que posiblemente dañe cualquier equipo conectado.

No obstante, el SAI mantendrá la alimentación de emergencia a los equipos electrónicos hasta que se agoten las baterías o hasta que el voltaje de la red de CA vuelva a estar en condiciones de servicio.

Hay dos tipos principales de sistemas de conversión única. Ellos son:

UPS en espera/fuera de línea: Estos son los tipos más estándar de unidades UPS de conversión única. En esta configuración, el equipo eléctrico obtendrá la energía entrante directamente de la red mientras el UPS lo monitorea. Si hay una sobrecarga de energía o una falla, el UPS de reserva cambiará mecánicamente a la energía de la batería y alimentará el voltaje de salida al equipo eléctrico. El tiempo de cambio es casi invisible. Puede durar hasta 25 milisegundos. Esencialmente, los circuitos de UPS en espera brindan protección contra sobretensiones esencial junto con energía de batería de respaldo.

Circuito UPS fuera de línea

UPS en línea/interactivo en línea: Estos tipos de UPS ofrecen una funcionalidad más matizada que los UPS fuera de línea. Supervisarán las condiciones de energía. Cuando el equipo no obtiene una fuente de alimentación adecuada, el UPS de línea interactiva regulará el voltaje. Utiliza transformadores para aumentar o reducir la potencia real de la red para garantizar que los equipos sensibles reciban un voltaje constante. Además de su transformador, también tiene una batería de respaldo recargable para protegerse contra cortes de energía y garantizar una fuente de energía ininterrumpida.

Diagrama de SAI interactivo en línea

Sistemas de doble conversión

Los sistemas UPS de doble conversión convierten la corriente dos veces. Inicialmente, estos fantásticos dispositivos utilizan un rectificador de entrada para convertir el suministro de entrada de CA en alimentación de CC. Luego, el UPS alimenta el presente a un inversor de salida. La etapa del inversor luego convierte la corriente en salida de CA antes de proporcionarla al equipo electrónico. Este proceso garantiza que el equipo reciba energía limpia, confiable e ininterrumpida, crucial para equipos sensibles.

Solo hace esto mientras recibe la entrada de CA de la red eléctrica. Si las clasificaciones de corriente de la energía de la red pública entrante cayeran por completo, el UPS usará la energía de su batería interna recargable para el equipo. En consecuencia, hace esto hasta que la red eléctrica vuelve a la normalidad o hasta que se agota la batería interna. El tipo de configuraciones de circuito UPS generalmente solo viene en una variedad interactiva en línea (en línea).

Esquema de SAI de doble conversión

Fuente:Commons Wikimedia

Sistemas multimodo

Estas configuraciones combinan las características y funcionalidades de ambos tipos de sistemas (conversión simple y conversión doble). Sin embargo, también proporcionan algunas mejoras.

En circunstancias normales, el UPS multimodo funcionará como un UPS interactivo regular. Si la potencia de entrada cae o aumenta por encima de una clasificación establecida, el UPS cambiará a un modo de doble conversión. Si la energía falla o va más allá del alcance de lo que puede manejar el método de doble conversión, cambiará a un modo de batería.

Los sistemas multimodo brindan la mayor protección al equipo. Sin embargo, el tiempo de transferencia entre la alimentación de entrada de CA y la alimentación de la batería puede ser mucho mayor. Sin embargo, en la mayoría de los casos, todavía proporciona una protección casi instantánea.

Diagrama de UPS de conversión Delta/Multi

Fuente:Commons Wikimedia

¿Cómo crear su propio circuito UPS?

Circuitos de un SAI con transformador

Fuente:Commons Wikimedia

Si eres un entusiasta de la electrónica, no tienes que salir y comprar un UPS. En su lugar, puede crear sus circuitos SAI e inversores con tiempos de respuesta personalizados. En esta sección de la guía, le mostraremos cómo hacerlo. Será un circuito UPS simple perfecto para principiantes.

Listas de piezas

• BD139 NPN Bipolar Transistor de potencia media 100 V 1,5 A (Q1)
• Resistencia de 1K 0,5 vatios x 2 (R1 y R2)
• Condensador electrolítico radial en miniatura (C1) de 1000 µF, 25 V
• Condensador electrolítico radial en miniatura (C2) de 100 µF, 25 V
• Diodo Zener de 8,2 voltios y 0,5 W (ZD1)
• 1000V 1A 2 pines DO-41 Diodo 1N4007 x 5 (D1, D2, D3, D4 y D5)
• Transformador de 0,5 A 10 V (T1)
• 5 pilas AA de 1,5 V (B1)
• Fusible de 0,5 A (F1)

Principios e Instrucciones

Como hemos dicho anteriormente, este proyecto es pequeño y simple. No requerirá que fabriques una PCB. Por lo tanto, no requerirá ninguna soldadura. Puede construir este circuito UPS usando una placa de pruebas. Le proporcionará una copia de seguridad de 5 a 7 voltios, si utiliza 5 pilas AA de 1,5 V.

Este circuito puede utilizar dos fuentes de alimentación diferentes. Utiliza entrada de CA y baterías. Sin embargo, deberá agregar un adaptador para la alimentación de entrada. Las baterías se conectarán al quinto diodo 1N4007 (D5) en serie. En consecuencia, reducirá el voltaje de la batería a 6,8 V.

En la configuración de alimentación de entrada de CA, utilizará cuatro diodos 1N4007 para crear un puente rectificador (puente de diodos). La entrada de CA se conecta a un interruptor en serie con el fusible. A continuación, conectará ambos al transformador, que se conectará al puente de diodos.

Luego, conectará la salida del puente de diodos en serie al capacitor de 1000uF (C1) y una resistencia de 1k 0.5W (R1). Junto con el transistor, lo conectará a un circuito integrado que tiene el capacitor de 100 uF, el diodo Zener y una segunda resistencia.

El SAI utilizará esta parte de la configuración para alimentar las baterías recargables. Además, el transistor generará una corriente de salida de 7 voltios y 500 miliamperios.

Puedes experimentar y jugar con el diseño. Además, puede agregar o quitar componentes para hacerlo más simple. Sin embargo, deberías encontrar este proyecto bastante simple.

Aquí hay algunos diagramas de circuitos de UPS simples que puede usar como base para construir sus propios circuitos de UPS:

¿Cuál es la diferencia entre un SAI y un inversor?

Un inversor es un aparato eléctrico que convierte la electricidad de CC en electricidad de CA. Como hemos discutido anteriormente, las unidades UPS utilizan inversores como componentes esenciales en su funcionalidad. Sin embargo, puede encontrar inversores como dispositivos o componentes individuales.

Preguntas frecuentes

¿Es mejor un SAI que un inversor?

Las unidades UPS y los inversores son dispositivos completamente diferentes que sirven para otras funcionalidades. Por lo tanto, un UPS no es mejor que un inversor. Sin embargo, la mayoría de las unidades UPS usan inversores como componentes.

¿Cuánto tiempo funcionará un UPS?

El tiempo que funcionará un UPS depende de la capacidad de sus baterías y la carga requerida. No obstante, es importante recordar que los UPS son soluciones temporales a los cortes de energía. También brindan protección adicional contra interrupciones de energía de entrada que no son apagones. Sin embargo, solo están destinados a proporcionarle a su equipo unos minutos de energía antes de que se activen los generadores.

¿Cuántos vatios utiliza el SAI?

En general, esto dependerá de la potencia nominal del SAI. En la mayoría de los casos, el UPS puede usar un exceso de hasta 200 Watts a plena carga.

¿El UPS convierte CA a CC?

UPS tiene inversores que convierten CC a CA. Sin embargo, para cargar las baterías, el SAI también convertirá la alimentación de CA en alimentación de CC.

UPS de energía de respaldo con batería aislada en la mesa

Conclusión

UPS es una tecnología básica para cualquier organización. Si has llegado a este punto de la guía, entenderás por qué es fundamental incorporarlos a la infraestructura de tu empresa. Sin embargo, la gente común y corriente también puede usarlos para proteger sus electrodomésticos y computadoras. No obstante, esperamos que haya disfrutado leyendo esta guía. Como siempre, gracias por leer.