Desain Rangkaian UPS: Membangun Sistem Cadangan Baterai Darurat yang Andalkan

Pemadaman listrik dapat terjadi di setiap lingkungan. Selain itu, tegangan baterai dapat turun di bawah level yang diperlukan. Dalam skenario semacam itu, cadangan baterai sangat diperlukan. Namun, Anda tidak dapat menyimpan banyak baterai asam. Sebaliknya, Anda memerlukan sumber cadangan daya yang andal. Sumber daya listrik tidak terganggu (UPS) diperlukan untuk skenario semacam itu. UPS memastikan semua peralatan elektronik yang memerlukan tegangan masukan konstan terus beroperasi. Namun, bagaimana rangkaian UPS bekerja? Kami akan membahasnya secara mendalam. Kami juga akan menjelaskan bagaimana UPS secara efektif mengganti daya listrik jaringan nyata. Jadi, terus baca untuk wawasan lebih lanjut.

1. Bagaimana Cara Kerja Rangkaian UPS?

Gambar 1: Sebuah UPS

Rangkaian UPS bekerja dengan menyediakan daya segera ketika daya listrik jaringan tidak tersedia. Kerja rangkaian terutama bergantung pada rangkaian UPS yang Anda gunakan.

Secara ideal, rangkaian UPS berbeda dengan generator atau sistem daya darurat cadangan lainnya, dan sistem-sistem tersebut akan memerlukan pengaktifan secara manual.

Sebaliknya, rangkaian UPS akan memberikan daya instan. Rangkaian ini dilengkapi baterai terhubung untuk pengguna energi kecil dan generator untuk pengguna daya tinggi, dan baterai sangat penting dalam mendukung pasokan daya segera.

Biasanya, rangkaian UPS akan menyediakan daya selama sekitar 15 menit, dan waktu tersebut cukup untuk memungkinkan pematikan yang tepat pada peralatan listrik seperti komputer. Oleh karena itu, UPS sangat penting dalam melindungi perangkat dan sistem elektronik yang tidak tahan terhadap gangguan listrik tiba-tiba.

2. Jenis Rangkaian UPS

Gambar 2: Konsultan Mengontrol UPS

Ada tiga jenis utama sistem UPS. Jadi, pilih jenis yang sesuai dengan kebutuhan daya Anda. Mereka meliputi standby, double-conversion, dan line-interactive.

Offline Standby

Offline standby adalah produk UPS cadangan paling sederhana. Ketika ada masalah daya, UPS akan beralih ke daya cadangan baterai. Masalah daya umum meliputi padam listrik, sag, atau lonjakan tegangan.

Ketika ada masalah pada sumber daya masukan, UPS akan beralih ke daya DC terlebih dahulu. UPS memiliki inverter AC yang mengubah arus menjadi daya listrik AC. UPS semacam ini juga memberikan daya yang cukup untuk perangkat elektronik sehari-hari.

Line-interactive

UPS akan mengatasi gangguan daya kecil tanpa beralih ke mode baterai. Rangkaian ini dilengkapi autotransformator yang mengatur perubahan tegangan. Perubahan tegangan, dalam hal ini, mencakup brownout dan swell.

Kit daya dapat melayani server kelas rendah, komponen biasa, dan sistem gaming, di antara perangkat canggih lainnya.

Gambar 3: Unit UPS. 

Online/Double Conversion

Kondisi daya masukan yang masuk tidak penting untuk UPS ini. Terlepas dari bentuknya, UPS akan memberikan daya listrik yang bersih.

Seperti tipe offline standby, tipe ini pertama mengubah daya AC masukan ke DC. Lagi, ia mengubah daya DC ke AC.

Semua sistem UPS dapat berada pada daya DC selama waktu. Oleh karena itu, sebagian besar tidak memiliki waktu transfer karena mereka tidak perlu beralih ke daya DC. Sistem UPS semacam ini ideal untuk server kelas atas dan perangkat canggih lainnya.

3. 4 Rangkaian Sumber Daya Listrik Tidak Terganggu (UPS) Sederhana

Gambar 4: Sistem UPS 230V

Kami akan membahas empat rangkaian UPS utama yang dapat Anda buat dengan baterai asam 12-V.

UPS Sederhana dengan Single IC

Gambar 5: UPS dalam Mode Baterai

Anda dapat membangun rangkaian ini menggunakan komponen standar. Meskipun bangunannya sederhana, ia dapat secara efektif menjalankan berbagai macam perangkat keluaran. Ada dua bagian utama dari rangkaian ini. Pertama, ada bagian Inverter UPS dan bagian desain baterai.

Pada tahap inverter, ada beberapa komponen. Mereka mencakup resistor 20K, dua 1K, dan dua 20 ohm. Yang lain adalah kapasitor, IC SN74LVC1G132, IC 4017, IC 7085, dan transformator.

Perhatikan bahwa nilai kapasitor dan resistor akan menentukan kecepatan operasi osilator. Masukan dalam rangkaian adalah gelombang persegi, dan oleh karena itu, keluaran juga akan berupa gelombang persegi.

Bagian krusial lainnya adalah tahap pengisian baterai otomatis. Untuk kinerja optimal sistem pengisian, desain pengisian baterai yang akurat sangat diperlukan.

Single Transformer UPS untuk Inverter dan Pengisian Baterai

Untuk rangkaian ini, satu transformator cukup untuk memberikan muatan yang cukup ke bank baterai. Dalam prosesnya, salah satu komponen utama adalah MOSFET, dan ia dilengkapi dioda daya tinggi reverse untuk menyediakan daya baterai. Oleh karena itu, tidak perlu menggunakan dioda tambahan.

Rangkaian UPS Berbasis IC 555

Gambar 6: Baterai UPS 

Anda juga dapat membuat UPS sederhana yang mampu memenuhi berbagai aplikasi dengan modulasi lebar pulsa (PWM). Perhatikan bahwa IC 555 sangat penting dalam pembuatan pulsa PWM.

Merakit sistem juga tidak akan mengakibatkan biaya banyak karena ia memerlukan komponen yang sederhana dan murah.

Bagaimana Anda membuat rangkaian listrik semacam ini? Semua melibatkan memicu komponen elektronik keluaran untuk beralih tergantung pada pulsa PWM yang diterapkan. Tindakan tersebut akan, dalam gilirannya, menggerakkan transformator untuk menciptakan arus keluaran AC. Perhatikan bahwa arus ini mirip dengan gelombang sinus AC tipikal.

Bagian krusial dari rangkaian ini mencakup dioda Zener 3V dan dioda lain seperti 1N4148, 1N4007, dan 1N5402. Komponen krusial lain mencakup transistor, kapasitor, dan IC 4049. Juga, harap menemukan transformator.

Komponen paling krusial adalah IC 555. Oleh karena itulah alasan kami menggunakan IC untuk merujuk ke sistem daya darurat.

Sistem ini juga dilengkapi bagian rangkaian pengisian baterai otomatis.

Desain UPS 1kva

Gambar 7: Inverter Universal

Rangkaian UPS standar lainnya adalah desain ini yang menyediakan tegangan konstan untuk menjalankan perangkat 1000-W. Biasanya, ini adalah sistem tegangan tinggi. Akibatnya, ia tidak memerlukan transformator. Seperti sistem lain yang telah kami bahas di atas, sistem ini memiliki dua bagian. Salah satu bagian inverter, dan yang lain bagian pengisian baterai.

Pada bagian baterai, ada relai. Relai bertanggung jawab untuk memindahkan baterai ke mode pengisian saat masukan AC ada. Ketika daya jaringan padam, relai akan memutar baterai ke mode inverter.

Kesimpulan

Seperti yang telah kami sorot dalam artikel ini, rangkaian UPS sangat penting. Kami telah membahas beberapa desain rangkaian UPS.

Saat memilih yang akan Anda gunakan, penilaian profesional sangatlah penting. Konsultasikan dengan ahli untuk saran hukum mengenai UPS yang tepat untuk kebutuhan daya Anda.

Juga, hubungi kami jika ada pertanyaan, dan kami akan membantu sebaik mungkin.