طراحی مدار UPS ساده که در شرایط قطع برق میتواند به شما کمک کند
مقدمه
طراحی مدار UPS خوب اخیرا یک نیاز اساسی است. در این روزها که قطع شدن های منظم و نامنظم برق درحال آسیب رساندن به بسیاری از کسب و کارهاست و حتی زندگی روزمره مردم کشورمان را تحت تاثیر خود قرار دادهاست، طراحی مدار UPS ساد که با هر سطح تخصصی قابل اجرا هستند و به ما کمک میکنند تا اثر قطعی برق را در امورات خود مدیریت کنیم را فرا گیریم. یو پی اس (UPS) ها منابع تغذیه بی وقفه (Uninterruptible Power Supply) هستند که در شرایط عادی برای مدارات الکترونیکی ای استفاده میشوند که نیاز داریم همواره کار کنند و با قطع برق از کار نیفتند.
مثال
برای اینکه مثال ملموسی داشته باشیم میتوانید به سیستم های امنیتی یک ساختمان فکر کنید که نیاز داریم حتی در صورت قطع کامل برق آن ها از کار نیفتاده و به فعالیت خود ادامه دهند. این مدارات معمولا در شرایط قطع برق یک باتری بکاپ یا پشتیبانی را وارد مدار میکنند که برق را تا مدتی تامین میکند. راههای زیاد و متنوعی برای اینکار وجود دارد که طراحی و پیاده سازی آنها نیازمند طراحان حرفه ای و با تجربه است اما در این مقاله قصد داریم به ساده ترین مدل ها بپردازیم که به سادگی توسط افراد با هر سطح مهارت قابل پیاده سازی است.
مدار اول
مدار UPS کوچک 6V
اگر به دنبال یک تغذیه 5 تا 7 ولت با جریانی در حدود 0.5 آمپر هستید مدار شکل زیر انتخاب خوبی برای شماست که بدون آیسی و با طراحی ساده پیاده سازی شده است. این ساختار شامل یک ترانسفورمر، پل دیودی و خازن های الکترولیت است. همچنین یک دیود زنر برای کنترل توان خروجی ترانزیستور BD135 میباشد که یک ترانزیستور BJT و NPN است.
کارکرد مدار
در مدار شکل روبرو باتری پشتیبانی 7.5 ولت (AA 1.5Vx5) سری شده با دیود D2 و هر دو در خروجی قرار دارند. با احتساب افت ولتاژ ناشی از روشن شدن D2 ولتاژ خروجی ما در حدود 6.8-7 ولت قرار خواهد گرفت.
البته برای داشتن رگولاتور های بهتر و ساختن ولتاژ های دقیق تر، بهتر است تا مقاله مرتبط با آن را مطالعه فرمایید.
وقتی که شما از برق شهری استفاده میکنید، مقاومت R2 میتواند باتری را شارژ کند و همزمان از بیش از حد شارژ شدن آن نیز جلوگیری میکند. اندازه این مقاومت میتواند از روی ولتاژ باتری و زنر به سادگی محاسبه شود.
لیست خرید
مراحل ساخت
Q1: BD139, 1.5A 100V NPN transistor
R1, R2: 1K, 0.5W Resistors
C1: 1,000μF 25V, electrolytic type.
C2: 100μF 25V, electrolytic type.
ZD1: Zener diode 8.2 volt 0.5 watts
D1-D5: 1N4007, 1000V 1A Diode
T1: Transformer 0.5A 10V
B1: AA battery 1.5V x 5 pcs
جهت طراحی این مدار از قطعات سبک و ساده ای استفاده کرده ایم و برای پیاده سازی این مدار شاید نیازی به طراحی برد مدار چاپی (PCB) نباشد اما اگر میخواهید از آن به صورت یک وسیله جدی استفاده کنید باید حتما آن را تهیه کنید. شما میتوانید از باتری های دیگیری نظیر:
- Normal AA battery (1.5Vx5 = 7.5V)
- NiMH battery (1.2Vx5 = 6V)
- 6V lead-acid battery.
نیز استفاده کنید که با این مدار به خوبی کار خواهند کرد.
این مدار میتواند تا 500 میلی آمپر جریان برای مدارات شما تامین کند. به طور مثال شما میتواند با این جریان یک ساعت دیجیتال کوچک یا یک سیستم روشنایی اضطراری کوچک را مدیریت کنید.
اگر به سمت ساختار هایی که از آیسی استفاده میکنند پیش برویم میتوان بهبود های گسترده ای در عملکرد مدار ایجاد کرد.
مدار دوم
رگولاتور باتری 6V به کمک 7805
در شماتیک مداری شکل زیر ابتدا ولتاژ متناوب 220 ولت وارد مدار شده و توسط ترانسفورمر موجود در مدار به 9 ولت کاهش پیدا میکند. همچنین پس از رد شدن سیگنال متناوب از پل دیودی در خروجی پل ولتاژی حدود 11 ولت DC خواهیم داشت. پس از آن جریان برای کاهش ریپل خروجی فیلتر شده و ولتاژ توسط آیسی IC-KA7805 به 6 ولت رگوله میشود. در حالت عادی از این رگولاتور برای تامین ولتاژ 5V استفاده میشود.
اما در اینجا با افزوده شدن دو مقاومت ولتاژ خروجی 6.7 تشخیص داده میشود که پس از عبور از دیود 1N4002 به 6 ولت کاهش مییابد. در مدار تصویر زیر از طریق مقاومت R3 دیود D1 باتری 6 ولت Ni-Cad شارژ میشود.
زمانی که تغذیه الکتریکی برقرار نباشد، جریان باتری از طریق دیود D7 و S1 به خروجی مستقیما جاری میشود. چراغ روی برد نیز برای نشان دادن فعالیت باتری میباشد.
لیست خرید
IC1: LM7805, KA7805, 5V DC
regulator
Electrolytic Capacitors
C1: 2,200μF 25V
C2: 33μF 25V
C3: 100μF 25V
D1-D7: 1N4007, Diode 1000V 1A
LED1: LED any color as you like
0.25W Resistors, tolerance: 5%
R1: 270Ω
R2: 47Ω
R3: 680Ω
R4: 330Ω
SW1, SW2: on/off switch
T1: Transformer, 1A output 9V
F1: Fuse 0.5A
در این مقاله به بررسی دو مدار ساده برای استفاده های سبک روزمره پرداختیم تا در شرایط قطع برق کمک حال شما عزیزان باشد. در صورتی که علاقه مند به یادگیری و افزایش اطلاعات خود در زمینه الکترونیک هستید حتما بخش مقالات وبسایت رادان رو دنبال کنید. همچنین در صورتی که نیاز به طراحی برد در زمینه الکترونیک ، الکترونیک قدرت ، ابزار دقیق ، مدار های کنترل و درایور ها دارید حتما با تیم طراحی ما در ارتباط باشید. ما با استفاده از دانش نوین متخصصین بومی، با افتخار آمادگی ارائه خدمات به جامعه صنعت ایران هستیم.
