50瓦正弦波UPS电路

本文中详细介绍的UPS可以在110伏、60赫兹的频率下持续提供50瓦的功率输出。输出基本上是正弦波，其行为与负载的标准主电源家用交流电源完全相同。

集成电源的工作原理类似于电池充电器。尽管UPS可以用于许多不同的应用，但它的设计主要是为了启动一个小型计算机系统还有重要的外设，比如磁盘驱动器，以确保断电不会导致数据删除或可能正在运行的程序中断。

这意味着这个铅酸供电的50瓦UPS电路不能处理更大的pc，通常工作超过60瓦的实际功率。

其中一个重要的特点是UPS电路它输出一个“干净”的正弦波交流电源：电网交流线路中的噪声、尖峰或低电压等缺陷永远不会影响计算机（负载）的功能。

电源继电器转换级

电源阶段非常独特，因为它通过一个遥控器接收电力12伏铅酸或SMF电池此外，通过交流电源线，这里的电池成为UPS功能最关键的元件。

如下图1所示，当充电-断开-操作开关S1位于充电或操作设置时，继电器RY2被激活，其触点向电力变压器T1和T2的一次绕组提供交流电源。

通过次级绕组的电流通过二极管D1、D2、D3和D4进行整流。

扼流圈L1和L2限制了电池的充电电流，也阻止了纹波电流的通过。

二极管D5交付“撬棍”过载保护;它的功能是保护许多脆弱的组件，通过触发保险丝F1烧坏，以防电池意外地与错误的极性连接。

运算放大器IC1以反相电压比较器的形式连接，其参考电压可通过电位计R3在11至14伏的范围内调节。

一旦电池电压下降到参考电压以下，光耦合器IC2被激活，为继电器RY1供电。当负载不太重时，通过RY1触点的电流开始给电池充电。

另一方面，如果UPS工作在或接近其100%电位，可能需要外部电池充电器提供足够的电流供应，以防止电池放电。

一个10安培电池充电器这是明智的。鉴于大多数电池充电器没有过滤系统，充电器输出和电池之间必须包括一个高值过滤电容器，以将纹波电流降至最低。

为了防止电池过度充电，只有当UPS以100%容量加载时，充电器的电源才必须打开。

保险丝F2必须小于10安培，以防止主保险丝F1在12伏输出意外短路时发生碰撞。

晶体管放大级

如图2所示，UPS交流输出由变压器耦合的B类放大器电路产生。

4套达林顿晶体管（Q4-Q8、Q5-Q9、Q6-Q10和Q7-Q11）与发射极跟随器网络类似，向电力变压器T5和T6一次绕组提供电压。

电容器C8消除了由于高压交叉失真或限幅而产生的任何高频成分，此外还抑制了高频自振荡。

达林顿两套设备通过变压器T3并联供电;另一对通过T4并行推入。

二极管D11、D12、D13和D14产生恒定的直流基极电压，使输出晶体管在截止区附近偏置。

的类一个司机由晶体管Q2和Q3组成的网络，同样完全由发射极跟随者组成。必要电压升压由变压器T3和T4实现，这两种变压器也是典型的反向配置的电力变压器。

晶体管Q1并联驱动晶体管Q2和Q3。Q1基极直接连接到4.5伏直流电的IC5-d输出（见图3）。

通过适当地接线变压器T3和T4的二次变压器，可以实现输出级推挽驱动的相位反转。

Sinewave生成器

如图3所示振荡器级使用IC4进行配置，IC4是567年语气探测器．

IC的频率由电阻R26、R27和电容C14设置，并精确固定为60hz。IC4的方波输出通过IC5-b变换为三角波输出转换成正弦波IC5-c。

运算放大器IC5-d的增益设置为电位计R35，固定在交流输出电压。

运算放大器IC5-a将T2输出的正弦波转换为60 Hz频率。

D15用于防止万一发生运算放大器反相输入与接地发生负向;二极管通常是反向偏置的。

60赫兹的脉冲通过C12和D16连接到IC4，触发振荡器锁定到栅极交流频率。在精确度上有一定程度的控制相位同步可通过微调电位计R20实现。

一旦正确调整，交流输出将与输入交流电网同相锁定，并且在输入电源故障和恢复期间的锁定/解锁过程将是软而有利的，几乎不会产生干扰。

的正弦波发生器通过IC3，一个7805 IC, 5 V稳压器平滑，无波纹9伏电源。稳压器的引脚3保持在4伏以上接地线与电阻分压器R16和R17的帮助，以获得精确的9伏输出。

仪表电路

有可能监控电池电压或交流输出电压通过仪表电路，如下图4所示。

一个桥式整流器由四个整流二极管组成，将交流电转换为直流电，而电容C19则平滑地转换为纯直流电。

一个DPDT开关挂钩15v直流电压表与12v电源或分压器建造使用电阻分压器R36和R37的。

如何测试电源转换

这可能很重要测试电源放大器接线前的部分。这甚至可以在放大器级组装之前完成。

为此，你可以调整R3的滑块手臂的末端，这是连接到R4。

不要将电源线连接到电源插座上。安装12v铅酸电池将S1定位到CHARGE或OPERATE。

现在，可以看到继电器RY2被激活，LED1点亮。此时，您可能会在IC1的引脚2和引脚7处发现约12 V的电压。

引脚6应该显示逻辑低。接下来，将电源线连接到交流电源插座上。灯LMP1现在会亮起来。继电器RY1应该继续关闭，你将在其常开触点测试大约14v。

IC1的引脚7应该显示大约14伏，引脚3大约11伏。引脚6应指示逻辑低。

转R3到它的反向端得到14 V在引脚3;此时RY1必须在LED1关闭时激活。

蓄电池各点之间的电压现在应为13 V。将R3调整到继电器RY1停用的水平附近。

充电器阶段必须当电池电压升高或降低时，保持开关闭合．R3的精确设置可能是在这一点上，充电器输出开关相当迅速，并在它打开的瞬间关闭。

在没有充电电源的情况下，电池电压应在12.5 V左右。当电池电压下降时，充电器输出必须开始反复切换，当然，除非电池严重放电，充电器的满电流无法恢复电压到12.5。

测试正弦波发生器

测试正弦波发生器级可以单独执行。如果你组装它在显示的PCB没有9V调节器集成电路，则可以使用9v PP3电池或外部等效电源进行测试程序。

开始通过定位预设的R20的滑块手臂到它的地面一侧。使用示波器时，示波器应在IC4引脚5处显示方波信号。

通过提供一个60赫兹的正弦波频率范围的水平扫描，调整电阻R27得到频率为60赫兹，将产生一个矩形Lissajous波形。

频率不需要非常精确。逐渐改变的波形图是很令人满意的。将示波器设置为标准60hz扫描，确保示波器在IC5-b的输出上指示一个三角波，在IC5-c的输出上指示一个正弦波。

IC5-d输出也必须有正弦波。它的振幅应该随着R35的调整而变化。如果这些检查往往是不正确的，检查存在的4.5伏直流跨越所有的输入和输出引脚。

接下来，将12.6 V交流电源连接到R21，并调整R20，直到找到显示IC5-a输出脉冲的范围：振荡器频率必须锁定到输入线频率。现在设置范围如前所述显示Lissajous曲线并监控IC5-d输出。

你必须看到一个几乎闭合的椭圆形图案。您必须能够尽可能地微调R20，使scope显示几乎是一个倾斜的直线，表明输出信号与网格线是同相的。

现在，如果您通过拔下电源线来断开输入交流信号，示波器模式必须开始逐渐变为椭圆形，以打开和关闭显示器。

重新调整电位器R27以降低上述变化率。一旦输入交流频率被重新连接回来，显示范围必须立即回到斜线模式。

测试仪表电路

仪器的测试和校准计电路可以通过将整流器附加到电网交流线路上来实现。

将S2推到交流位置，微调R37获得电表读数，可能是通过标准电表读数单独测量的交流输入电压的十分之一。

如果你发现没有测量出现，在C19周围寻找大约130伏的直流，以确保整流器是正确的连接。这里的示波器应该显示一个大的纹波元件，因为C19电容的低uF值。

测试放大器

将功率晶体管放大级与12v功率源和输入正弦波波形发生器集成，开始测试。

向与IC5-d输出侧相关的末端调整R35中心臂，这决定了零输出信号的设置。

现在将S1移动到“操作”位置。你应该在Q2, Q3, Q8, Q9, Q10和Q11的发射器上看到一个仪表读数为12.5 V。

你可能还会发现这些晶体管变得有点热，尽管不是很热。

在Q4、Q5、Q6和Q7的基极处，您应该能够看到约11 V的电表读数，在Q1发射极处，您应该能够看到约4 V的电表读数。

在执行以下测试程序时，使用输出时要小心，因为这将是致命的电源117 V电平。

将变压器T5和T6的120v绕组各接一根线，其余不接。

连接一个交流电压表并将仪表设置为大于110伏的量程。

在此之后，慢慢转动R35预设中心臂，直到看到可测量的输出电压。如果您没有发现这种情况，请确保进入输出级的相位驱动是反向的。

从Q4或Q6底座到Q5或Q7底座的交流电压必须是对地读数的两倍。如果您没有看到这一点，尝试更换变压器T3或T4的绕组连接，但不要同时更换。

其次，确保变压器T5和T6的120v绕组同相良好，连接方式正确。将电压表连接在未连接的导线上。

如果你发现电压是先前读数的两倍，那么绕组肯定是串联的。快速反转其中一个绕组的连接。

如果你看不见电表上的电压读数，就把另外两根引线连起来。连接一个15w的灯在输出，并设置预设的R35得到一个完整的输出。灯必须以最佳亮度照明，仪表应显示约125伏交流电。

如何使用UPS

当执行建议的50瓦UPS电路时，确保在接通负载之前将S1设置为“OPERATE”。

检查UPS的交流输出，确保输出电压至少为120伏。这个120v电压可能会下降一点，一旦输出负载。

如果你发现电压不稳定，那就意味着振荡器没有锁定并与电网电源线同步。要纠正此问题，请在电路稍微预热后，尝试在一段时间后重新调整预设R27和R20。

当你适当地调整R27/R20预设，你会发现振荡器锁定与交流市电频率在每个开关上的周期。

现在，接通系统并重新确认输出电压条件。输出电压可能降至110伏当它在非连续加载状态下运行时，例如磁盘驱动器或打印机，这是可以接受的。

电源断电期间UPS的备用时间取决于电池的Ah额定值。使用摩托车蓄电池时，应提供大约15分钟的备用运行时间。

帕尔斯列表

完整的部分；下图显示了上述50瓦正弦波UPS电路的列表：

如何构造L1, L2滤波器扼流圈

如果您无法从您的部件经销商处获得建议的L1、L2阻塞，您可以使用以下配置构建相同的组件

使用1毫米的超级漆包线线圈