😠 🚴🏽 🧜 开发具有正弦输出的低功率备用电源。第1部分。问题陈述 🅾️ 🍾 👨🏾‍🌾

不间断电源（UPS）在家庭和工业中均被广泛使用。它们旨在在主电源“损耗”的情况下从备用电源为设备提供必要的电源。这种UPS的备用电源主要是电池。因此，这些UPS在有限的时间内（从几分钟到三个小时）为设备供电。正如他们所说，对于每种~~口味和颜色的~~ “口袋”，都有大量具有各种特性和功能的设备。

考虑日常生活中的应用范围。

每个房子都有一台冰箱。主要型号使用由双极单相异步电动机驱动的压缩机。家用冰箱的功率为100-200瓦。主电源（约220伏）的丢失持续几个小时会导致冰箱解冻。这不是关键，但不方便。但是，传统的计算机UPS在这里无济于事：压缩机引擎对这种UPS提供的电压形式不满意。对于此类消费者，需要正弦输出UPS。

坦率地说，使用UPS是最真实但不是最必要的示例。

私人住宅，供暖系统，循环泵。同样的问题。现代燃气锅炉的设计基本上都采用了这种设计。如果计算机UPS发生电源故障，他们也不希望工作。没错，您可以在没有电和没有锅炉的情况下存活几个小时，因为房子在两个小时内不会降温到冰点。

我们将继续寻求在日常生活中使用正弦输出的UPS。

同一个私人住宅，供暖系统中的循环泵，但供暖系统本身不是天然气，而是木头。因此，工作后，您已经融化了炉灶并为房屋加热，然后泵将液体通过加热系统的管道泵出。 am！关掉电源。由于缺乏循环，锅炉开始疯狂过热，但这不是要关闭的燃气阀，从字面上和象征意义上讲，您必须熄灭炉子。如果有UPS，则可以平静地呆一个半小时，然后将炉子融化，然后继续等待，直到电网恢复了~~天然气的~~电力供应。已经更真实了。下一个

村庄里有天然气，还有一台AOGV-11.6-3型的户外锅炉。这是它的描述：它适用于110平方米以下房屋，别墅的电气独立自主加热系统。因此，对于他的工作来说，不需要电。但是为了冷却剂的循环，使用了循环泵。电力不足不会影响锅炉的运行，但是由于缺乏循环，锅炉中的水开始沸腾并通过膨胀水箱被挤出，随之而来的是所有后果。因此，在这种情况下，您必须关闭锅炉。但是，如果业主不在家，还是在晚上发生？

在这种情况下，需要带正弦的UPS。为此任务开发功能完善的UPS毫无意义。如果从网络到备用电源的过渡时间为5到10秒，则对于加热系统和泵本身都不会发生任何严重的问题。

综上所述，任务如下：开发具有正弦输出的低功率冗余电源220 V，50 Hz。

前言

我们将转向市场并研究可用的报价。为此，让我们为所选设备设置一些标准。请求将是适度的。

功率-200瓦
“纯”正弦输出，
好...就足够了。

Google对“带正弦波的UPS 200 W”的请求不满意。几乎第一个链接讨论的是燃气采暖锅炉UPS的计算和选择。事实是，UPS的价格令人不快，尤其是当您查看UPS包装中未包含的电池时，它通常会让人感到难过。对于其余的链接，同一故事并不能取悦中产阶级的普通凡人代表。

引言

市场上有许多不同的UPS，为什么要开发一些产品？这个问题有几个答案：

拟议中的设备的价格虽然不是天价，但仍然很高，
“纯”正弦波的功能更昂贵，而且远非通用，
了解构建此类系统的王子，
在电力电子的设计，开发，
具有MK编程经验
每个人都可以继续自我激励的清单...

由于目前尚无特定的“数字”，因此暂时让我们对已开发设备的价格保持沉默。但是在测试设备后，我们将计算所有消耗品的成本。

抒情离题

geektimes.ru , . . , -. . ( ), - .

源数据

让我们从必要的计算开始。让我们估计裂口需要提供给负载的功率，电池寿命等。让我们开始吧。

负载将是我们的循环泵。让我们看一下市场上常见的模型。这就是Google所提供的：循环泵特性的链接。

对于面积不超过100平方米的房屋，将使用容量最大为100瓦的水泵。而且，很少有人会使用泵的第三功率模式。因此，让我们停止60瓦的功耗。正是基于这种力量，我们才能在计算上建立基础。

抒情离题

- , , , (, ..).

裂片230 V输出处的电压。功率60瓦。因此，电流将为I = P / U = 60/230 = 260 mA。

现在，让我们将转换器的效率设置为12 V DC-> 230 V AC，在90％的范围内，然后在电池供电电压为12.4伏的情况下，电池的电流消耗为：

在选择电子元件以及何时使用电子元件时，我们将依赖于这些数据PCB制造。

裂口的结构图

对于转换器12→220，基本上使用增加IIP的方案。即，使用脉冲升压变压器，可获得310伏的直流电压，然后通过由正弦波和LC滤波器控制的桥式电路在输出端获得220伏的纯正弦。这种方法使用从集成电路到高速二极管等许多组件。毕竟是脉冲电路。

对于这种~~可忽略不计的~~低功耗，您可以采取一些不同的方法。

来自所谓的直流链路（在我们的情况下将是电池总线）通过一个由正弦垫片控制的桥式电路（即12伏）施加到常规线性网络升压变压器的初级绕组上。从次级移除已经要求的220伏正弦电压。幸运的是，对于这种功率，变压器的尺寸不会很大。变压器本身将用作滤波器，并几乎将电压形状平滑到可识别的正弦波。而且，如果在变压器的桥和初级绕组之间放置一个低阻抗LC滤波器，则变压器输出端的电压形状会非常接近正弦。

事实证明，这样的方案。图片可点击

在此示例电路中，采用的组件是RIP电路的主要概念，它们的值与我们将在下面执行的计算不符。随着器件的设计，电路本身将变得更加复杂。

在泵通过RIP运行期间，电池放电，并且从RIP切换到网络后，将电池充电至标称容量是有意义的。当“插座中有电”时，泵从网络运行，并且RIP的输出电路可用于为电池充电。也就是说，向变压器的次级绕组施加电压（也是高压），并从初级绕组去除交流电压（也是低压），将其在二极管电桥上拉直，用电容器使其平滑并为电池充电。考虑此方法需要对电路进行的更改。图片可点击

也就是说，只要网络中存在电压，继电器就会被上拉，并且通过继电器触点的电源电压会进入负载以及变压器的高压绕组。此外，从低压绕组去除电压。电压由晶体管的寄生二极管整流（为正确起见，值得指出的是，我们将不使用它们，我们将与晶体管并联安装外部高速二极管以获取所需电流），通过电容器对其进行平滑，并通过由MC上的控制电路控制的P沟道晶体管进行泵浦必要的充电电流通过平滑电感器流入电池。

当电力在网络中“结束”时，继电器断开，电路将以相反的顺序工作。通过晶体管，滤波器和变压器的电桥的12伏电池，电压将提供给负载。

为了不雕刻与网络等的同步对于从电池到网络的几乎瞬时过渡，反之亦然，如果网络丢失，负载将被断电，继电器将断开，电路将为从电池开始的所有操作做好准备，并开始为负载产生电压。恢复网络时，电路将停止产生电压，确保一切正常，然后关闭继电器以进入网络并为电池充电。在开发过程中概述了控制电路的功能。

拆开了RIP的结构方案和基本原理，在这种积极的气氛中，我们着手计算电路的必要组件以及选择硬件平台（包括设备的“大脑”和功率元件）。事实在下一篇文章中。

再次离题

« ». , Geektimes. , :

结论

在以下部分中，我们将考虑开发的RIP的计算，准备设备的电路，选择硬件平台以及为RIP开发印刷电路板的拓扑。我们将分析设备的功能，为MK编写程序，执行在设备上安装和测试设备的完整周期，还将所有这些移交给真正的客户。

PS：的确，开发将需要一些时间，并且随着项目的进行，还会发布更多出版物。我专注于另外三篇文章，间隔大约2-3周。

接在这里：

零件编号2。
零件编号3。

开发具有正弦输出的低功率备用电源。第1部分。问题陈述

前言

引言

源数据

裂口的结构图

结论

More articles: