UPS 회로:알아야 할 모든 것 등

Statista에 따르면 2019년에 10개 국가가 최고 품질의 전력 공급에서 공동 1위를 차지했습니다. 그러나 최고 수준의 전력 공급 인프라가 있는 국가에서도 항상 백업이 있는 것이 좋습니다. 유지 보수 또는 장비 손상으로 인해 정전이 계속 발생할 수 있습니다. 무정전 전원 공급 장치/소스(UPS) 회로와 장치가 필요한 곳입니다. 비상 조명 회로가 있는 것과 같습니다. 다음 가이드에서는 UPS 회로가 무엇이며 어떻게 이점을 얻을 수 있는지 살펴보겠습니다.

UPS란 무엇이며 어떻게 작동합니까?

UPS는 끊김 없는 중단 없는 백업 전원을 제공하는 전기 장치입니다. UPS는 주 전원이 중단되거나 입력 전원 공급이 중단되는 즉시 활성화됩니다. 따라서 UPS 장치는 개인용 컴퓨터와 함께 사용할 때 편리할 수 있습니다. 기본적으로 UPS는 데스크탑 컴퓨터에 노트북과 동일한 이점을 제공합니다. 데이터 손실과 PC 손상을 방지할 수 있습니다.

UPS는 출력 전원이 중단되는 즉시 활성화되므로 장비를 안전하게 종료할 수 있는 충분한 시간이 있습니다. 그러나 우리는 일반적으로 짧은 기간 동안 일시적으로 UPS를 사용합니다. 결과적으로 데이터가 손실되지 않도록 합니다.

또는 조직에서 UPS를 사용하여 백업 발전기가 작동하기 시작할 때까지 전기 장비가 작동하도록 할 수 있습니다. UPS 장치는 또한 전압 왜곡 및 서지에 대한 서지 보호 기능을 제공합니다. 따라서 조직은 UPS 솔루션을 일반적인 백업 솔루션과 통합해야 합니다.

UPS에는 여러 개의 배터리가 포함되어 있습니다. 전력 손실 또는 전압 강하를 감지하면 부하를 전달합니다. 또한 인버터를 사용하여 출력 장치용 DC 전압을 AC 전압으로 변환합니다.

UPS의 주요 유형은 무엇입니까

배터리가 테이블에 분리된 백업 전원 UPS

UPS 장치와 회로는 다양한 시스템과 디자인으로 제공됩니다. 그러나 세 가지 주요 유형이 있습니다. 이 가이드 섹션에서는 이러한 변형에 대해 설명합니다.

단일 변환 시스템

단일 변환 시스템은 가장 단순한 유형이며 가장 일반적인 UPS 회로입니다. 따라서 개인과 조직 모두 IT 인프라 및 시스템에서 사용하는 경향이 있습니다. 전력은 단일 변환 UPS를 통해 실행되어 전기 장비에 공급됩니다.

UPS는 입력 전압을 모니터링합니다. 전원 장애를 감지하거나 AC 입력이 전원 요구 사항 아래로 떨어지면 UPS는 인버터를 통해 배터리에서 전류를 끌어오기 시작합니다. 또한 백 피드를 방지하기 위해 AC 전원 입력을 차단하여 연결된 장비가 손상될 수 있습니다.

그럼에도 불구하고 UPS는 배터리가 소진되거나 AC 주 전압이 서비스 가능한 상태로 돌아올 때까지 전자 장비에 대한 비상 전원을 유지합니다.

단일 변환 시스템에는 두 가지 주요 유형이 있습니다. 그들은:

대기/오프라인 UPS: 이들은 단일 변환 UPS 장치의 가장 표준적인 유형입니다. 이 구성에서 전기 장비는 UPS가 모니터링하는 동안 주전원에서 직접 들어오는 전력을 받습니다. 전원 서지 또는 장애가 있는 경우 대기 UPS는 기계적으로 배터리 전원으로 전환하고 출력 전압을 전기 장비에 공급합니다. 전환 시간은 거의 보이지 않습니다. 최대 25밀리초까지 가능합니다. 기본적으로 대기 UPS 회로는 백업 배터리 전원과 함께 필수적인 서지 보호 기능을 제공합니다.

오프라인 UPS 회로

Line-Interactive/온라인 UPS: 이러한 유형의 UPS는 오프라인 UPS보다 더 미묘한 기능을 제공합니다. 그들은 전원 상태를 모니터링합니다. 장비가 적절한 전원 공급 장치를 끌어오는 데 실패하면 라인 인터랙티브 UPS가 전압을 조절합니다. 민감한 장비에 일정한 전압이 공급되도록 변압기를 사용하여 실제 주 전원을 높이거나 낮춥니다. 변압기 외에도 정전을 방지하고 무정전 전원을 보장하는 충전식 배터리 백업이 있습니다.

라인 인터랙티브 UPS 다이어그램

이중 변환 시스템

이중 변환 UPS 시스템은 전류를 두 번 변환합니다. 초기에 이러한 환상적인 장치는 입력 정류기를 사용하여 AC 입력 전원을 DC 전원으로 변환합니다. 그런 다음 UPS는 현재를 출력 인버터에 공급합니다. 그런 다음 인버터 단계는 전류를 전자 장비에 제공하기 전에 AC 출력으로 변환합니다. 이 프로세스는 민감한 장비에 중요한 깨끗하고 안정적이며 중단 없는 전원을 장비에 공급합니다.

주전원에서 AC 입력을 수신하는 동안에만 이 작업을 수행합니다. 들어오는 유틸리티 전력 전류 정격이 완전히 떨어지면 UPS는 내부 충전식 배터리 전력을 장비에 사용합니다. 따라서 주전원이 정상으로 돌아올 때까지 또는 내부 배터리가 소진될 때까지 이 작업을 수행합니다. UPS 회로 구성의 유형은 일반적으로 라인-인터랙티브(온라인) 다양성으로만 제공됩니다.

이중 변환 UPS 다이어그램

출처:Commons Wikimedia

다중 모드 시스템

이러한 구성은 두 가지 유형의 시스템(단일 변환 및 이중 변환)의 특징과 기능을 결합합니다. 그러나 일부 개선 사항도 제공합니다.

정상적인 상황에서 다중 모드 UPS는 일반 라인 인터랙티브 UPS로 작동합니다. 입력 전력이 설정된 정격 이상으로 떨어지거나 급증하면 UPS는 이중 변환 모드로 전환됩니다. 정전이 되거나 이중변환 방식이 처리할 수 있는 범위를 벗어나면 배터리 모드로 전환됩니다.

다중 모드 시스템은 장비를 가장 잘 보호합니다. 그러나 AC 입력 전원과 배터리 전원 간의 전송 시간은 훨씬 더 길 수 있습니다. 그러나 대부분의 경우 여전히 거의 즉각적인 보호를 제공합니다.

Delta/Multi 변환 UPS 도표

출처:Commons Wikimedia

자신만의 UPS 회로를 만드는 방법

변압기가 있는 UPS 회로

출처:Commons Wikimedia

전자 제품 애호가라면 나가서 UPS를 구입할 필요가 없습니다. 대신 맞춤형 응답 시간으로 UPS 및 인버터 회로를 생성할 수 있습니다. 이 가이드 섹션에서는 방법을 보여줍니다. 초보자에게 완벽한 간단한 UPS 회로가 될 것입니다.

부품 목록

• BD139 NPN 바이폴라 중간 전력 트랜지스터 100V 1.5A(Q1)
• 1K 0.5와트 저항 x 2(R1 및 R2)
• 1000µF, 25V 소형 방사형 전해 커패시터(C1)
• 100µF, 25V 소형 방사형 전해 커패시터(C2)
• 8.2볼트 0.5W 제너 다이오드(ZD1)
• 1000V 1A 2핀 DO-41 다이오드 1N4007 x 5(D1, D2, D3, D4 및 D5)
• 0.5A 10V 변압기(T1)
• 1.5V AA 배터리 x 5(B1)
• 0.5A 퓨즈(F1)

원칙 및 지침

이전에 언급했듯이 이 프로젝트는 작고 간단합니다. PCB를 제작할 필요가 없습니다. 따라서 납땜이 필요하지 않습니다. 브레드보드를 ​​사용하여 이 UPS 회로를 구축할 수 있습니다. AA 1.5V 배터리 5개를 사용하는 경우 5볼트에서 7볼트 백업을 제공합니다.

이 회로는 두 가지 다른 전원을 사용할 수 있습니다. AC 입력과 배터리를 사용합니다. 그러나 입력 전원용 어댑터를 추가해야 합니다. 배터리는 직렬로 다섯 번째 1N4007 다이오드(D5)에 연결됩니다. 따라서 배터리 전압을 6.8V로 낮춥니다.

AC 입력 전원 구성에서는 4개의 1N4007 다이오드를 사용하여 브리지 정류기(다이오드 브리지)를 생성합니다. AC 입력은 퓨즈와 직렬로 스위치에 연결됩니다. 다음으로 다이오드 브리지에 연결될 변압기에 둘 다 연결합니다.

그런 다음 다이오드 브리지의 출력을 1000uF 커패시터(C1)와 1k 0.5W 저항(R1)에 직렬로 연결합니다. 트랜지스터와 함께 100uF 커패시터, 제너 다이오드 및 두 번째 저항이 있는 집적 회로에 연결합니다.

UPS는 구성의 이 부분을 사용하여 충전식 배터리에 전원을 공급합니다. 또한 트랜지스터는 7볼트 및 500밀리암페어의 전류를 출력합니다.

디자인을 실험하고 놀 수 있습니다. 또한 구성 요소를 추가하거나 제거하여 더 간단하게 만들 수 있습니다. 그럼에도 불구하고 이 프로젝트는 매우 간단합니다.

다음은 자체 UPS 회로를 구축하기 위한 기반으로 사용할 수 있는 몇 가지 간단한 UPS 회로도입니다.

UPS와 인버터의 차이점은 무엇입니까?

인버터는 DC 전기를 AC 전기로 변환하는 전기 장치입니다. 앞서 논의한 바와 같이 UPS 장치는 기능의 필수 구성 요소로 인버터를 활용합니다. 그러나 인버터를 단일 장치 또는 구성 요소로 찾을 수 있습니다.

FAQ

UPS가 인버터보다 낫습니까?

UPS 장치와 인버터는 다른 기능을 제공하는 완전히 다른 장치입니다. 따라서 UPS는 인버터보다 낫지 않습니다. 그러나 대부분의 UPS 장치는 인버터를 구성 요소로 사용합니다.

UPS는 얼마나 오래 실행됩니까?

UPS가 작동하는 시간은 배터리 용량과 필요한 부하에 따라 다릅니다. 그럼에도 불구하고 UPS는 정전에 대한 임시 솔루션이라는 것을 기억하는 것이 중요합니다. 또한 정전이 아닌 입력 전원 중단에 대한 추가 보호 기능을 제공합니다. 그러나 발전기가 작동하기 전에 몇 분 동안 장비에 전력을 공급하기 위한 것일 뿐입니다.

UPS는 몇 와트를 사용합니까?

일반적으로 이것은 UPS의 정격 전력에 따라 달라집니다. 대부분의 경우 UPS는 최대 부하에서 최대 200와트를 초과하여 사용할 수 있습니다.

UPS는 AC를 DC로 변환합니까?

UPS에는 DC를 AC 전원으로 변환하는 인버터가 있습니다. 그러나 배터리를 충전하기 위해 UPS는 AC 전원도 DC 전원으로 변환합니다.

배터리가 테이블에 분리된 백업 전원 UPS

결론

UPS는 모든 조직의 필수 기술입니다. 가이드의 이 지점에 도달했다면 이를 회사 인프라에 통합하는 것이 왜 필수적인지 이해하게 될 것입니다. 그러나 평범한 일상 사람들도 가전 제품과 컴퓨터를 보호하는 데 사용할 수 있습니다. 그럼에도 불구하고 이 가이드를 즐겁게 읽으셨기를 바랍니다. 언제나처럼 읽어주셔서 감사합니다.