Схема ИБП:все, что вам нужно знать, и многое другое

По данным Statista, в 2019 году десять стран разделили первое место по наивысшему качеству электроснабжения. Однако всегда хорошо иметь резервную копию, даже в стране с первоклассной инфраструктурой электроснабжения. Перебои в подаче электроэнергии все еще могут происходить из-за технического обслуживания или повреждения оборудования. Вот тут-то и появляются цепи и блоки источника/источника бесперебойного питания (ИБП). Это похоже на цепь аварийного освещения. В следующем руководстве мы рассмотрим, что такое схемы ИБП и чем они могут вам помочь.

Что такое ИБП и как он работает?

ИБП — это электрическое устройство, обеспечивающее непрерывное резервное питание. ИБП включится, как только пропадет сетевое питание или прервется входное электропитание. Таким образом, блоки ИБП могут быть удобны при использовании их с персональными компьютерами. По сути, ИБП дает вашему настольному компьютеру те же преимущества, что и ноутбук. Это может уберечь вас от потери данных и повреждения вашего ПК.

ИБП включится, как только произойдет перебой в подаче электроэнергии, поэтому есть достаточно времени для безопасного отключения оборудования. Тем не менее, мы обычно используем ИБП временно в течение короткого периода времени. Следовательно, это гарантирует, что никакие данные не будут потеряны.

В качестве альтернативы организации могут использовать ИБП для обеспечения работы электрооборудования до тех пор, пока не начнут работать резервные генераторы. Блоки ИБП также обеспечивают защиту от скачков напряжения и скачков напряжения. Таким образом, организации должны интегрировать решения ИБП вместе со своими обычными решениями для резервного копирования.

ИБП содержит несколько батарей. Он переключает на них нагрузку, когда обнаруживает потерю мощности или падение напряжения. Кроме того, он использует инвертор для преобразования постоянного напряжения в переменное напряжение для устройств вывода.

Основные типы ИБП

Резервный ИБП с изолированной батареей на столе

Блоки и схемы ИБП бывают разных систем и конструкций. Тем не менее, есть три основных типа. В этом разделе руководства мы обсудим эти варианты.

Системы с одним преобразованием

Одноконверсионные системы — это самые простые типы и наиболее распространенные схемы ИБП. Таким образом, как отдельные лица, так и организации склонны использовать их в ИТ-инфраструктуре и системах. Электроэнергия будет проходить через ИБП с одним преобразованием и подаваться на электрическое оборудование.

ИБП будет контролировать входное напряжение. Если он обнаружит какое-либо нарушение питания или падение входного переменного тока ниже требуемой мощности, ИБП начнет потреблять ток от своей батареи через свой инвертор. Кроме того, он отключит вход питания переменного тока, чтобы предотвратить обратное питание, что может привести к повреждению любого подключенного оборудования.

Тем не менее, ИБП будет поддерживать аварийное питание электронного оборудования до тех пор, пока его батареи не разрядятся или напряжение сети переменного тока не вернется в рабочее состояние.

Существует два основных типа одноконверсионных систем. Это:

Резервный/автономный ИБП: Это самые стандартные типы ИБП с одним преобразованием. В этой конфигурации электрическое оборудование будет получать питание непосредственно от сети, а ИБП контролирует его. В случае скачка напряжения или отказа резервный ИБП автоматически переключается на питание от батареи и подает выходное напряжение на электрооборудование. Время переключения практически незаметно. Это может быть до 25 миллисекунд. По сути, резервные цепи ИБП обеспечивают необходимую защиту от перенапряжения наряду с резервным питанием от батарей.

Автономная цепь ИБП

Линейно-интерактивный/онлайн-ИБП: Эти типы ИБП предлагают более тонкие функциональные возможности, чем автономные ИБП. Они будут контролировать условия питания. Когда оборудование не может получить достаточное питание, линейно-интерактивный ИБП будет регулировать напряжение. Он использует трансформаторы для повышения или понижения фактической мощности сети, чтобы гарантировать, что чувствительное оборудование питается постоянным напряжением. В дополнение к своему трансформатору также имеет резервную аккумуляторную батарею для защиты от перебоев в подаче электроэнергии и обеспечения бесперебойного источника питания.

Схема линейно-интерактивного ИБП

Системы двойного преобразования

Системы ИБП с двойным преобразованием преобразуют ток дважды. Изначально в этих фантастических устройствах используется входной выпрямитель для преобразования входного переменного тока в постоянный. Затем ИБП подает ток на выходной инвертор. Затем каскад инвертора преобразует ток в выходной переменный ток, прежде чем подавать его на электронное оборудование. Этот процесс гарантирует, что оборудование получает чистое, надежное и бесперебойное питание, что крайне важно для чувствительного оборудования.

Он делает это только при получении переменного тока от сети. Если номинальные значения тока входящей сети полностью упадут, ИБП будет использовать для питания оборудования питание от внутренней перезаряжаемой батареи. Соответственно, он делает это до тех пор, пока сетевое питание не придет в норму или пока не разрядится внутренняя батарея. Конфигурации цепей ИБП обычно бывают линейно-интерактивными (онлайн).

Схема ИБП с двойным преобразованием

Источник:Викисклад Commons

Многорежимные системы

Эти конфигурации сочетают в себе характеристики и функциональность обоих типов систем (одинарного и двойного преобразования). Тем не менее, они также обеспечивают некоторые улучшения.

В нормальных условиях многорежимный ИБП будет функционировать как обычный линейно-интерактивный ИБП. Если входная мощность падает или превышает установленное значение, ИБП переключается в режим двойного преобразования. Если питание выходит из строя или выходит за рамки того, с чем может справиться метод двойного преобразования, он переключится в режим работы от батареи.

Многомодовые системы обеспечивают наибольшую защиту оборудования. Однако время переключения между входным питанием переменного тока и питанием от батареи может быть намного больше. Однако в большинстве случаев он по-прежнему обеспечивает почти мгновенную защиту.

Схема ИБП с преобразованием Delta/Multi

Источник:Викисклад Commons

Как создать собственную схему ИБП?

Схемы ИБП с трансформатором

Источник:Викисклад Commons

Если вы энтузиаст электроники, вам не нужно идти и покупать ИБП. Вместо этого вы можете создавать свои схемы ИБП и инверторов с индивидуальным временем отклика. В этом разделе руководства мы покажем вам, как это сделать. Это будет простая схема ИБП, идеально подходящая для начинающих.

Список деталей

• BD139 NPN Биполярный транзистор средней мощности 100 В, 1,5 А (Q1)
• 1K резистор 0,5 Вт x 2 (R1 и R2)
• 1000 мкФ, 25 В миниатюрный радиальный электролитический конденсатор (C1)
• 100 мкФ, 25 В миниатюрный радиальный электролитический конденсатор (C2)
• Стинеровский диод 8,2 В, 0,5 Вт (ZD1)
• 1000 В, 1 А, 2-контактный DO-41, диод 1N4007 x 5 (D1, D2, D3, D4 и D5)
• Трансформатор 0,5 А, 10 В (T1)
• Батарейки AA 1,5 В – 5 шт. (B1)
• Предохранитель 0,5 А (F1)

Принципы и инструкции

Как мы уже говорили ранее, этот проект крошечный и простой. Вам не потребуется изготавливать печатную плату. Таким образом, пайка не потребуется. Вы можете построить эту схему ИБП, используя макетную плату. Он обеспечит вас резервным питанием от 5 В до 7 В, если вы используете 5 батареек AA 1,5 В.

Эта схема может использовать два разных источника питания. Он использует вход переменного тока и батареи. Однако вам нужно будет добавить адаптер для входной мощности. Аккумуляторы будут подключаться к пятому диоду 1N4007 (D5) последовательно. Соответственно, это снизит напряжение аккумулятора до 6,8В.

В конфигурации входной мощности переменного тока вы будете использовать четыре диода 1N4007 для создания мостового выпрямителя (диодного моста). Вход переменного тока подключается к переключателю последовательно с предохранителем. Затем вы соедините оба провода с трансформатором, который соединится с диодным мостом.

Затем вы последовательно подключите выход диодного моста к конденсатору 1000 мкФ (C1) и резистору 1 кОм 0,5 Вт (R1). Вместе с транзистором вы подключите его к интегральной схеме с конденсатором 100 мкФ, стабилитроном и вторым резистором.

ИБП будет использовать эту часть конфигурации для питания любых перезаряжаемых батарей. Кроме того, транзистор будет выдавать ток 7 вольт и 500 миллиампер.

Вы можете экспериментировать и играть с дизайном. Кроме того, вы можете добавлять или удалять компоненты, чтобы сделать его проще. Тем не менее, вы должны найти этот проект довольно простым.

Вот несколько простых принципиальных схем ИБП, которые вы можете использовать в качестве основы для создания собственных схем ИБП:

В чем разница между ИБП и инвертором?

Инвертор — это электрическое устройство, которое преобразует электричество постоянного тока в электричество переменного тока. Как мы уже говорили ранее, ИБП используют инверторы в качестве основных компонентов своей функциональности. Однако вы можете найти инверторы как отдельные устройства или компоненты.

Часто задаваемые вопросы

ИБП лучше инвертора?

ИБП и инверторы — это совершенно разные устройства, выполняющие другие функции. Таким образом, ИБП ничем не лучше инвертора. Однако в большинстве ИБП в качестве компонентов используются инверторы.

Как долго будет работать ИБП?

Продолжительность работы ИБП зависит от емкости его батарей и требуемой нагрузки. Тем не менее, важно помнить, что ИБП — это временное решение на случай отключения электроэнергии. Они также обеспечивают дополнительную защиту от перебоев в питании, не связанных с отключением питания. Однако они предназначены только для обеспечения вашего оборудования энергией на несколько минут, прежде чем включатся генераторы.

Сколько ватт потребляет ИБП?

Как правило, это зависит от номинальной мощности ИБП. В большинстве случаев ИБП может потреблять до 200 Вт при полной нагрузке.

Преобразует ли ИБП переменный ток в постоянный?

В ИБП есть инверторы, которые преобразуют постоянный ток в переменный. Однако для зарядки батарей ИБП также преобразует мощность переменного тока в мощность постоянного тока.

Резервный ИБП с изолированной батареей на столе

Заключение

ИБП — это основная технология для любой организации. Если вы дошли до этого пункта руководства, вы поймете, почему их включение в инфраструктуру вашей компании имеет важное значение. Однако обычные люди также могут использовать их для защиты своих приборов и компьютеров. Тем не менее, мы надеемся, что вам понравилось читать это руководство. Как всегда, спасибо за чтение.