我如何进行在线互动式UPS(第1部分)

曾经有一个开发线性交互式UPS的任务。 这实际上是最简单的UPS,具有“修正正弦波”输出,但还具有在输入电压变化时调节输出电压的能力。 像一个简单的稳压器。 停机功能非常有用,它允许您在短期网络中断时不使用逆变器供电。 稍后,我将对此进行更详细的介绍,但是现在,我想用第一篇文章开始一个小周期。 请问所有有兴趣的猫。

第一部分
第二部分
第三部分

引言


让我们从UPS的框图开始。 它给出如下:



总的来说,这是经典的流派。 通过继电器K3,K1,K2和K4的输入电压传递到输出并为负载供电。 同时,它也进入UPS的主变压器,给电路供电并给电池充电。 由于逆变器执行其功能,因此故意不将充电器分配为单独的单元,但是下次将对此进行详细讨论。

继电器K1和K2执行上述自耦变压器的功能。 它们以不同的组合打开,以自耦变压器的方式运行UPS变压器并调节输出电压。

上图显示了额定电压下的继电器状态。
在降低电压的情况下,将包括以下内容:



随着增加这里是:



如您所见,到目前为止,一切都很简单。 但是,为了切换这些继电器,必须知道输入电压的大小。 因此,我们可以顺利进行到下一部分-测量。

输入和输出电压测量


对于测量,我们使用以下简单方案(以MicroCap建模,然后在硬件中进行全面测试):



V4,V5是模拟输入和输出电压的源。

在运放上收集简单的放大器。 使用R11,R12,产生大约1.5V的偏置电压。

选择电阻器的目的是使电压为270V时,操作员的输出范围为2.5V。更便宜的操作员是LM358不能放弃的,我们不需要。

波形图如下所示:



上述方案有一个技巧。 这是使用电容器C1。 让我们看一下应力图(如果不包括应力图)。

有输入电压有输出的情况是这样的:



虽然与电容器的电路没有区别。 但是,让我们想象一下V5是输入电压。 然后突然ba,它消失了。 我们在逆变器上工作,只有输出电压(到目前为止,我们忘记了修改后的正弦波,现在已无所谓)。 结果,我们得到以下图表:



哇! 尽管实际上什么都没有改变,但操作员现在为我们提供了完全不同的电压! 又为什么呢? 因为没有交流耦合,所以 没有电容器!

有人可以说,为什么要从并联的电容器C1和电阻器R13上困扰该电路? 一切都提高了保护水平。 毕竟,我们的测量节点电气连接到输入网络。 电阻R13减小电流。 用数字地面接地一个相位或零相位(用户不知道如何将其插入插座)是非常危险的。 电阻器和电容器的存在将电流降至0.5 mA。

接下来,我想显示高电阻R1和R4之后的信号波形:



并且在操作员的输出:



如您所见,我们得到了适合进一步直接数字化的良好干净信号。

在以下文章中,我们将讨论测量输出电流以及构建逆变器。 那里也将使用非常有趣的解决方案!

Source: https://habr.com/ru/post/zh-CN422007/


All Articles