Caricabatterie inverter automatizzato UPS 12/220 volt 1 kilowatt. Schema, descrizione

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UPS inverter-caricabatterie automatizzato 12/220 volt 1 kilowatt. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica

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Quante volte nella vita di tutti i giorni è necessario ricaricare urgentemente una batteria, oppure in assenza (interruzione) di energia elettrica, per svolgere qualche lavoro urgente che richiede una rete a 220V/50Hz. O anche mantenere l'alimentazione per alcuni dispositivi per i quali le interruzioni di corrente sono critiche. Per gli scopi sopra indicati, si propone di ripetere l'inverter-caricabatterie automatizzato da me sviluppato. In altre parole, UPS.

caratteristiche tecniche

Tensione di alimentazione: 220V.
Frequenza di alimentazione: 50Hz.
Tensione di uscita in assenza di rete…………………………220V +_10%
Tensione della batteria alla quale è garantito il normale funzionamento del dispositivo: 10.5….14.5V
Modalità di carica della batteria: tensione costante.
Capacità massima consentita delle batterie ricaricabili….200A/h
Modalità di transizione di potenza autonoma: automatica.
Tempo di carica della batteria a batteria completamente scarica: 15 ore.
Potenza di uscita nominale dell'inverter: 750 W.
Capacità di carico massima (a breve termine): 1500 W.
Frequenza offline: 50Hz +_1%

Schema schematico

(clicca per ingrandire)

La parte di potenza del dispositivo è costituita da potenti interruttori a transistor del tipo 2TK235-50-2, due interruttori per braccio in parallelo, inclusi in un circuito di commutazione push-pull. Come azionamento vengono utilizzati transistor Darlington (composito) KT827A. L'oscillatore principale è realizzato su un microcircuito della serie TL494 e fornisce una frequenza di controllo degli interruttori di potenza di 50Hz.

La commutazione delle modalità operative avviene automaticamente ed è garantita dal relè TKE-52 utilizzato nel circuito. Come trasformatore di potenza è stato utilizzato un toroide di un autotrasformatore da laboratorio da 9 A; strutturalmente, l'avvolgimento del trasformatore è stato lasciato così com'è e utilizzato come avvolgimento secondario. La fascia di regolazione superiore con il rivestimento di vernice rimosso è stata nuovamente isolata con vernice per parquet a base di olio, accuratamente asciugata, dopodiché l'avvolgimento è stato avvolto in due strati di tessuto verniciato. Sul tessuto verniciato sono state avvolte 2x12 spire di un bus di rame di sezione 10 mm/q; le prese per i transistor di pilotaggio sono state prese meno 1 giro di ciascun braccio dell'avvolgimento primario. Successivamente l'intero trasformatore è stato immerso nella stessa vernice ad olio per l'isolamento acustico e posto in un essiccatore. Nell'avvolgimento dell'avvolgimento primario 2x12vit occorre prestare particolare attenzione alla simmetria dei bracci; il numero di spire nei due semiavvolgimenti deve essere lo stesso e corrispondere ai parametri sopra descritti. L'oscillatore master è costruito secondo uno schema classico tratto dalla descrizione tecnica del microcircuito (datasheet). Il compito del generatore è quello di fornire due segnali di controllo in controfase per gli interruttori di potenza con frequenza di 50 Hz; non credo valga la pena descrivere in dettaglio la logica del suo funzionamento.

La commutazione delle modalità operative del dispositivo è fornita dal relè Rel1. Il relè è alimentato direttamente da una rete a 220 V tramite un condensatore di spegnimento C2 e un ponte a diodi VDS. Se all'ingresso del dispositivo è presente una rete a 220 V, il relè viene attivato, rispettivamente, la tensione di rete viene fornita all'uscita del dispositivo e al trasformatore di potenza, che fornisce la tensione di carica della batteria attraverso un raddrizzatore a due bracci VD1, VD2. In questa modalità, l'oscillatore principale è diseccitato e non ci sono impulsi che aprono gli interruttori a transistor. Quando la rete è spenta, il relè si diseccita, rilascia e disconnette la linea della rete cittadina dall'avvolgimento primario del trasformatore di potenza, fornendo contemporaneamente alimentazione a 12 V al generatore principale, che inizia a generare impulsi di controllo chiave. La tensione convertita viene fornita direttamente all'uscita del dispositivo e continua ad alimentare il carico. Quando appare una rete all'ingresso del dispositivo, il processo avviene nell'ordine inverso, il relè viene attivato, spegnendo l'alimentazione al generatore e collegando contemporaneamente l'avvolgimento del trasformatore e l'uscita del dispositivo alla rete cittadina.

Qualche parola sulla struttura del dispositivo, i transistor - gli interruttori di potenza devono essere posizionati su radiatori con una superficie di almeno 250 cmq ciascuno; io ho utilizzato radiatori in alluminio già pronti ricavati da diodi della linea aerea. È consigliabile dotare anche i transistor di pilotaggio di piccoli radiatori. Tutti i radiatori devono essere isolati tra loro. Ho utilizzato textolite spessa 3 mm come pannello di fissaggio isolante. L'oscillatore principale è assemblato separatamente su un circuito stampato. Il corpo del dispositivo è stato saldato da 25 angoli attuali. in due “piani”, in basso si trovava il trasformatore, in alto i radiatori relè e la scheda oscillatore principale. Dall'esterno il telaio è stato “rivestito” con lastre di getinax con rivestimento esterno in rame, poi verniciate con smalto nitro.

Autore: Artur (sinistra); Pubblicazione: cxem.net

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