Wie ich eine leitungsinteraktive USV gemacht habe (Teil 1)

Es war einmal eine Aufgabe, eine linear-interaktive USV zu entwickeln. Dies ist tatsächlich der einfachste USV-Typ mit einem „modifizierten Sinus“ -Ausgang, der jedoch zusätzlich die Möglichkeit bietet, die Ausgangsspannung anzupassen, wenn sich die Eingangsspannung ändert. So etwas wie ein einfacher Spannungsregler. Die Ausfallzeitfunktion ist zwar sehr nützlich, ermöglicht es Ihnen jedoch, bei kurzfristigen Netzwerkausfällen nicht auf den Wechselrichter umzuschalten. Später werde ich ausführlicher darüber schreiben, aber mit diesem ersten Artikel möchte ich vorerst einen kleinen Zyklus eröffnen. Ich frage alle Interessierten unter Katze.

Teil 1
Teil 2
Teil 3

Einführung

Beginnen wir mit dem Blockschaltbild der USV. Es ist unten angegeben:



Im Allgemeinen ein Klassiker des Genres. Die Eingangsspannung über die Relais K3, K1, K2 und K4 geht zum Ausgang und versorgt die Last. Gleichzeitig tritt es in den Haupttransformator der USV ein, speist den Stromkreis und lädt die Batterie auf. Das Ladegerät wird absichtlich nicht als separate Einheit zugewiesen, da der Wechselrichter seine Funktionen ausführt. Dies wird jedoch beim nächsten Mal ausführlicher erläutert.

Die Relais K1 und K2 erfüllen die Funktion eines oben beschriebenen Spartransformators. Sie schalten sich in verschiedenen Kombinationen ein, betreiben den USV-Transformator im Modus eines Spartransformators und regeln die Ausgangsspannung.

Die obige Abbildung zeigt den Zustand des Relais bei der Nennspannung.
Bei reduzierter Spannung ist der Einschluss wie folgt:



Und mit erhöhtem hier ist dies:



Wie Sie sehen, ist bisher alles ziemlich einfach. Um diese Relais zu schalten, muss jedoch die Größe der Eingangsspannung bekannt sein. So fahren wir reibungslos mit dem nächsten Teil fort - den Messungen.

Messung der Eingangs- und Ausgangsspannung

Für die Messung verwenden wir dieses einfache Schema (modelliert in MicroCap, dann vollständig in Hardware getestet):



V4, V5 sind Quellen, die die Eingangs- und Ausgangsspannung simulieren.

Auf opamp sammelten sich einfache Verstärker. Unter Verwendung von R11, R12 wird eine Vorspannung von ungefähr 1,5 V erzeugt.

Die Widerstände sind so gewählt, dass bei Spannungen von 270 V der Bereich an den Ausgängen der Mitarbeiter 2,5 V beträgt. Ein so billiger Betrieb wie der LM358 kann nicht abgeben, und das brauchen wir nicht.

Die Wellenformdiagramme sind unten gezeigt:



Das obige Schema enthält einen Trick. Dies ist die Verwendung des Kondensators C1. Schauen wir uns die Stressdiagramme an, wenn wir sie ausschließen.

Dies ist eine Situation, in der eine Eingangsspannung und ein Ausgang vorhanden sind:



Zwar gibt es keine Unterschiede zur Schaltung mit einem Kondensator. Aber stellen wir uns vor, dass V5 die Eingangsspannung ist. Und dann plötzlich bam, es verschwindet. Wir arbeiten vom Wechselrichter und haben nur die Ausgangsspannung (wir vergessen bisher die modifizierte Sinuswelle, jetzt spielt es keine Rolle mehr). Als Ergebnis erhalten wir diese Diagramme:



Wow! Der Mitarbeiter gibt uns jetzt eine völlig andere Spannung, obwohl sich tatsächlich nichts geändert hat! Und warum? Weil es keine Wechselstromkopplung gibt, wie kein Kondensator!

Jemand kann sagen, warum sollte man sich mit dieser Schaltung aus dem parallel geschalteten Kondensator C1 und dem Widerstand R13 beschäftigen? Alles, um das Schutzniveau zu erhöhen. Schließlich ist unser Messknoten galvanisch mit dem Eingangsnetz verbunden. Der Widerstand R13 reduziert den Strom. Das Landen einer Phase oder Null (es ist nicht bekannt, wie der Benutzer den Stecker in eine Steckdose steckt) mit digitaler Masse ist äußerst gefährlich. Das Vorhandensein eines Widerstands mit einem Kondensator reduziert den Strom auf 0,5 mA.

Als nächstes möchte ich die Wellenformen der Signale nach den hochohmigen Widerständen R1 und R4 zeigen:



Und am Ausgang der Mitarbeiter:



Wie Sie sehen, erhalten wir ein gutes sauberes Signal, das für die weitere direkte Digitalisierung geeignet ist.

In den folgenden Artikeln werden wir über die Messung des Ausgangsstroms sowie über den Bau eines Wechselrichters sprechen. Auch dort werden äußerst interessante Lösungen eingesetzt!