Diseño de Circuitos UPS: Construye Sistemas de Respaldo de Batería Confiables

Los cortes de energía pueden ocurrir en cualquier entorno. Además, el voltaje de la batería puede caer por debajo de los niveles requeridos. En tales escenarios, un respaldo de batería es imperativo. Pero no puedes tener un stock de numerosas baterías de ácido. En su lugar, necesitas una fuente de respaldo de energía confiable. Una fuente de alimentación ininterrumpida (UPS) es necesaria para tal escenario. Garantiza que todos los equipos electrónicos que requieren voltaje de entrada constante sigan funcionando. Pero, ¿cómo opera un circuito UPS? Vamos a explicarlo. Además, elaboraremos sobre cómo sustituye eficazmente la energía de la red real. Así que, sigue leyendo para más información.

1. ¿Cómo funciona el circuito UPS?

Un circuito UPS funciona proporcionando energía instantánea cuando la energía de la red no está disponible. El funcionamiento del circuito depende principalmente del circuito UPS que estés utilizando.

Idealmente, el circuito UPS es diferente de un generador u otros sistemas de energía de emergencia en espera, y estos sistemas requerirían ser encendidos manualmente.

En cambio, el circuito UPS proporcionará energía instantánea. Cuenta con baterías conectadas para usuarios de poca energía y generadores para usuarios de alta potencia, y las baterías son fundamentales para soportar un suministro de energía inmediato.

Generalmente, el circuito UPS proporcionará energía durante aproximadamente 15 minutos, y el tiempo es suficiente para permitir el apagado adecuado de equipos eléctricos como computadoras. Por lo tanto, un UPS es imperativo para proteger dispositivos y sistemas eléctricos que no pueden soportar interrupciones bruscas de energía.

2. Tipos de Circuitos UPS

Hay tres tipos principales de sistemas UPS. Por lo tanto, elige el tipo que se adapte a tus necesidades de energía. Incluyen: standby (fuera de línea), doble conversión (online) e interactivo de línea.

Standby Fuera de Línea (Offline Standby)

El standby fuera de línea es el producto UPS de respaldo más simple. Cuando hay un problema de energía, el UPS cambiará a energía de respaldo de batería. Los problemas típicos de energía incluyen un apagón, caída o una sobretensión.

Cuando hay problemas en la fuente de energía de entrada, el UPS primero cambiará a energía DC. El UPS tiene un inversor CA que cambia la corriente a energía eléctrica CA. Tal UPS también proporciona energía adecuada para dispositivos electrónicos cotidianos.

Interactivo de Línea (Line-interactive)

El UPS resolverá una perturbación de energía menor sin cambiar al modo de batería. Cuenta con un autotransformador que regula los cambios de voltaje. Los cambios de voltaje, en este caso, incluyen caídas e hinchazones.

El kit de energía puede servir servidores de gama baja, componentes ordinarios y sistemas de juego, entre otros dispositivos sofisticados.

Online / Doble Conversión

Las condiciones de energía de la entrada entrante no importan para este UPS. Independientemente de su forma, el UPS proporcionará energía eléctrica limpia.

Al igual que el tipo standby fuera de línea, este tipo primero cambia la energía CA de entrada a DC. De nuevo, convierte la energía DC a CA.

Todos los sistemas UPS pueden estar en energía DC durante todo el tiempo. Por lo tanto, la mayoría no tienen tiempo de transferencia ya que no necesitan cambiar a energía DC. Tales sistemas UPS son ideales para servidores de alta gama y otros dispositivos sofisticados.

3. 4 Circuitos Simples de Fuente de Alimentación Ininterrumpida (UPS)

Vamos a discutir cuatro circuitos UPS centrales que puedes crear con baterías de plomo-ácido de 12-V.

UPS Simple usando un Solo IC

Puedes construir este circuito usando componentes estándar. Aunque es de construcción simple, puede ejecutar eficazmente una amplia gama de dispositivos de salida. Hay dos partes principales de este circuito. Primero, hay una parte inversora UPS y la parte de diseño de batería.

En la etapa del inversor, hay varios componentes. Incluyen resistencias de 20K, dos de 1K y dos de 20 ohmios. Otros son capacitores, IC SN74LVC1G132, IC 4017, IC 7085 y un transformador.

Ten en cuenta que el valor del capacitor y la resistencia determinarán la tasa de operación del oscilador. La entrada es una onda cuadrada en el circuito, y por lo tanto, la salida también será una onda cuadrada.

La otra sección crítica es la etapa del cargador automático de batería. Para un rendimiento óptimo del sistema de carga, un diseño preciso del cargador de batería es imperativo.

UPS de Un Solo Transformador para Inversor y Carga de Batería

Para este circuito, un transformador es suficiente para proporcionar carga suficiente a los bancos de baterías. En el proceso, uno de los componentes cardinales es el MOSFET, y cuenta con un diodo de alta potencia inverso para proporcionar energía de batería. Por lo tanto, no hay necesidad de usar diodos adicionales.

Circuito UPS Basado en IC 555

También puedes crear un UPS simple capaz de cumplir una variedad de aplicaciones con modulación de ancho de pulso (PWM). Ten en cuenta que el IC 555 es fundamental en la creación de pulsos PWM.

Ensamblar el sistema tampoco te costará mucho ya que requiere componentes simples y baratos.

¿Cómo se hacen tales circuitos eléctricos? Todo implica hacer que los componentes electrónicos de salida conmuten dependiendo de los pulsos PWM aplicados. La acción, a su vez, impulsará el transformador para crear una corriente de salida CA. Ten en cuenta que esta corriente se asemeja a una onda senoidal CA típica.

Las partes críticas de este circuito incluyen un diodo Zener de 3V y otros diodos como 1N4148, 1N4007 y 1N5402. Otros componentes críticos incluyen transistores, capacitores y un IC 4049. También espera encontrar un transformador.

El componente más crítico es el IC 555. Por eso, es la razón por la que usamos el IC para referirnos al sistema de energía de emergencia.

El sistema también cuenta con una parte de circuito cargador automático de batería.

Diseño UPS 1kVA

El otro circuito UPS estándar es este diseño que proporciona un voltaje constante para ejecutar un dispositivo de 1000-W. Típicamente, es un sistema de alto voltaje. Como resultado, no requiere un transformador. Como los otros sistemas que hemos discutido arriba, este sistema tiene dos secciones. Una es la parte del inversor, y la otra es la sección del cargador de batería.

En la sección de batería, hay relés. Son responsables de cambiar las baterías al modo de carga cuando hay entrada CA. Cuando la energía de la red se va, los relés cambiarán las baterías al modo inversor.

Conclusión

Como hemos destacado en el artículo, un circuito UPS es esencial. Hemos cubierto varios diseños de circuitos UPS.

Al elegir en cuál establecerte, el juicio profesional es imperativo. Consulta a un experto para asesoramiento legal sobre el UPS adecuado para tus necesidades de energía.

También, háblanos en caso de cualquier consulta, y te asistiremos lo mejor que podamos.