USV-Schaltung-Laut Statista belegten 2019 zehn Länder den ersten Platz für die höchste Qualität der Stromversorgung. Es ist jedoch immer gut, ein Backup zu haben, selbst in einem Land mit erstklassiger Stromversorgungsinfrastruktur. Stromausfälle können immer noch aufgrund von Wartungsarbeiten oder Schäden an Geräten auftreten. Hier kommen unterbrechungsfreie Stromversorgungs-/Quellenschaltungen (USV) und -einheiten ins Spiel. Es ist wie bei einer Notlichtschaltung. Im folgenden Leitfaden erfahren Sie, was USV-Schaltungen sind und wie Sie davon profitieren können.
Was ist eine USV und wie funktioniert sie?
Eine USV ist ein elektrisches Gerät, das eine nahtlose, unterbrechungsfreie Notstromversorgung bietet. Die USV wird aktiviert, sobald ein Netzausfall oder eine Unterbrechung der Eingangsstromversorgung vorliegt. Daher können USV-Einheiten praktisch sein, wenn Sie sie mit PCs verwenden. Im Wesentlichen bietet eine USV Ihrem Desktop-Computer den gleichen Vorteil wie ein Laptop. Es kann Sie vor Datenverlust und Schäden an Ihrem PC bewahren.
Die USV wird aktiviert, sobald die Ausgangsleistung unterbrochen wird, sodass genügend Zeit bleibt, um das Gerät sicher herunterzufahren. In der Regel nutzen wir die USV jedoch vorübergehend für einen kurzen Zeitraum. Folglich wird sichergestellt, dass keine Daten verloren gehen.
Alternativ können Organisationen die USV verwenden, um sicherzustellen, dass elektrische Geräte laufen, bis Backup-Generatoren in Betrieb genommen werden. USV-Einheiten bieten auch Überspannungsschutz gegen Spannungsverzerrungen und Überspannungen. Daher müssen Unternehmen USV-Lösungen zusammen mit ihren üblichen Backup-Lösungen integrieren.
Die USV enthält mehrere Batterien. Es überträgt die Last auf sie, wenn es einen Leistungsverlust oder einen Spannungsabfall erkennt. Darüber hinaus verwendet es einen Wechselrichter, um Gleichspannung in Wechselspannung für Ausgabegeräte umzuwandeln.
Was sind die wichtigsten Arten von USV?
Backup Power USV mit isolierter Batterie auf dem Tisch
USV-Einheiten und -Schaltungen sind in einer Vielzahl von Systemen und Designs erhältlich. Es gibt jedoch drei Haupttypen. In diesem Abschnitt des Leitfadens werden diese Varianten erläutert.
Single-Conversion-Systeme
Single-Conversion-Systeme sind die einfachsten Typen und gebräuchlichsten USV-Schaltungen. Daher neigen sowohl Einzelpersonen als auch Organisationen dazu, sie in IT-Infrastrukturen und -Systemen zu verwenden. Elektrische Energie wird durch die Single-Conversion-USV fließen und in elektrische Geräte eingespeist.
Die USV überwacht die Eingangsspannung. Wenn eine Leistungsstörung festgestellt wird oder der AC-Eingang unter den Leistungsbedarf fällt, beginnt die USV, Strom aus ihrer Batterie über ihren Wechselrichter zu ziehen. Darüber hinaus wird der Wechselstromeingang getrennt, um eine Rückspeisung zu verhindern, was möglicherweise zu Schäden an angeschlossenen Geräten führt.
Dennoch hält die USV die Notstromversorgung für elektronische Geräte aufrecht, bis ihre Batterien leer sind oder die Wechselstromnetzspannung wieder in einen betriebsfähigen Zustand zurückkehrt.
Es gibt zwei Haupttypen von Single-Conversion-Systemen. Sie sind:
Standby-/Offline-USV: Dies sind die Standardtypen von EINZELUMWANDLUNGS-USV-Einheiten. In dieser Konfiguration erhalten elektrische Geräte den Strom direkt aus dem Stromnetz, während die USV sie überwacht. Wenn es zu einem Stromstoß oder -ausfall kommt, schaltet die Standby-USV mechanisch auf Batteriestrom um und leitet die Ausgangsspannung an elektrische Geräte weiter. Die Umschaltzeit ist nahezu unsichtbar. Es kann bis zu 25 Millisekunden lang sein. Im Wesentlichen bieten Standby-USV-Schaltungen einen wesentlichen Überspannungsschutz zusammen mit der Notstromversorgung der Batterie.
Offline-USV-Schaltung
Quelle: Commons Wikimedia
Line-Interactive/Online USV: Diese Arten von USV bieten eine nuanciertere Funktionalität als Offline-USV. Sie überwachen die Stromversorgungsbedingungen. Wenn das Gerät keine ausreichende Stromversorgung anzieht, regelt die netzinteraktive USV die Spannung. Es verwendet Transformatoren, um die tatsächliche Netzspannung zu erhöhen oder zu verringern, um sicherzustellen, dass empfindliche Geräte mit konstanter Spannung gespeist werden. Zusätzlich zu seinem Transformator hat auch eine wiederaufladbare Batterie-Backup, um vor Stromausfällen zu schützen und eine unterbrechungsfreie Stromquelle zu gewährleisten.
Zeileninteraktives USV-Diagramm
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Doppelwandler-Systeme
DOPPELWANDLER-USV-Systeme wandeln Strom zweimal um. Zunächst verwenden diese fantastischen Geräte einen Eingangsgleichrichter, um die AC-Eingangsversorgung in Gleichstrom umzuwandeln. Als nächstes speist die USV das Geschenk an einen Ausgangswechselrichter weiter. Die Wechselrichterstufe wandelt dann den Strom in einen Wechselstromausgang um, bevor er an elektronische Geräte weitergegeben wird. Dieser Prozess stellt sicher, dass die Ausrüstung eine saubere, zuverlässige und unterbrechungsfreie Stromversorgung erhält, die für empfindliche Geräte von entscheidender Bedeutung ist.
Es tut dies nur, während es AC-Eingang aus dem Netz empfängt. Wenn die eingehenden Stromstärken des Versorgungsstroms insgesamt sinken sollten, verwendet die USV ihre interne wiederaufladbare Batterieleistung für das Gerät. Dementsprechend tut es dies, bis die Netzspannung wieder normal ist oder bis der interne Akku leer ist. Die Art der USV-Schaltungskonfigurationen gibt es in der Regel nur in einer leitungsinteraktiven (Online-) Variante.
Doppelte Konvertierung USV-Diagramm
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USV-Schaltung:Multimode-Systeme
Diese Konfigurationen kombinieren die Merkmale und Funktionalitäten beider Systemtypen (Einzelkonvertierung und Doppelkonvertierung). Sie bieten jedoch auch einige Verbesserungen.
Unter normalen Umständen funktioniert die Multimode-USV als reguläre line-interaktive USV. Wenn die Eingangsleistung sinkt oder über eine eingestellte Nennleistung hinausgeht, schaltet die USV in einen Doppelwandlermodus. Wenn der Strom ausfällt oder über den Rahmen dessen hinausgeht, was die Doppelumwandlungsmethode bewältigen kann, wechselt sie in einen Batteriemodus.
Multimode-Systeme bieten den größten Schutz für die Ausrüstung. Die Übertragungszeit zwischen WECHSELSTROM-Eingangsleistung und Batterieleistung kann jedoch viel länger sein. In den meisten Fällen bietet es jedoch immer noch einen nahezu sofortigen Schutz.
DELTA/Multi-Konvertierungs-USV-Diagramm
Quelle: Commons Wikimedia
Wie erstelle ich meine eigene USV-Schaltung?
Stromkreise einer USV mit Transformator
Quelle: Commons Wikimedia
Wenn Sie ein Elektronik-Enthusiast sind, müssen Sie nicht rausgehen und eine USV kaufen. Stattdessen können Sie Ihre USV- und Wechselrichterschaltungen mit benutzerdefinierten Reaktionszeiten erstellen. In diesem Abschnitt des Leitfadens zeigen wir Ihnen, wie das geht. Es wird eine einfache USV-Schaltung sein, die sich perfekt für Anfänger eignet.
USV-Schaltung:Stücklisten
BD139 NPN Bipolarer Medium Power Transistor 100V 1.5A (Q1)
1K 0,5 Watt Widerstand x 2 (R1 und R2)
1000 μF, 25V Miniatur-Radial-Elektrolytkondensator (C1)
100 μF, 25V Miniatur Radial-Elektrolytkondensator (C2)
8,2 Volt 0,5W Zener Diode (ZD1)
1000V 1A 2-Pol DO-41 Diode 1N4007 x 5 (D1, D2, D3, D4 und D5)
0.5A 10V Transformator (T1)
1,5 V AA Batterie x 5 (B1)
0,5A Sicherung (F1)
USV-Schaltung:Grundsätze und Anweisungen
Wie wir bereits erwähnt haben, ist dieses Projekt winzig und einfach. Sie müssen keine Leiterplatte herstellen. Somit ist kein Löten erforderlich. Sie können diese USV-Schaltung mit einem Steckbrett aufbauen. Es bietet Ihnen ein 5-Volt- bis 7-Volt-Backup – wenn Sie 5 AA 1,5 V-Batterien verwenden.
Diese Schaltung kann zwei verschiedene Stromquellen verwenden. Es verwendet AC-Eingang und Batterien. Sie müssen jedoch einen Adapter für die Eingangsleistung hinzufügen. Die Batterien werden mit der fünften 1N4007-Diode (D5) in Reihe verbunden. Dementsprechend wird die Batteriespannung auf 6,8 V reduziert.
In der AC-Eingangsleistungskonfiguration verwenden Sie vier 1N4007-Dioden, um einen Brückengleichrichter (Diodenbrücke) zu erstellen. Der AC-Eingang wird mit der Sicherung an einen Schalter in Serie angeschlossen. Als nächstes verdrahten Sie beide mit dem Transformator, der mit der Diodenbrücke verbunden wird.
Sie verbinden dann den Ausgang der Diodenbrücke in Reihe mit dem 1000uF-Kondensator (C1) und einem 1k 0,5W-Widerstand (R1). Zusammen mit dem Transistor verbinden Sie ihn mit einer integrierten Schaltung, die den 100uF-Kondensator, die Zener-Diode und einen zweiten Widerstand enthält.
Die USV verwendet diesen Teil der Konfiguration, um alle wiederaufladbaren Batterien mit Strom zu versorgen. Zusätzlich gibt der Transistor Strom bei 7 Volt und 500 Milliampere ab.
Sie können experimentieren und mit dem Design herumspielen. Darüber hinaus können Sie Komponenten hinzufügen oder entfernen, um es einfacher zu machen. Dennoch sollten Sie dieses Projekt recht einfach finden.
Hier sind einige einfache USV-Schaltpläne, die Sie als Basis verwenden können, um Ihre eigenen USV-Schaltungen zu bauen:
Was ist der Unterschied zwischen einer USV und einem Wechselrichter?
Ein Wechselrichter ist ein elektrisches Gerät, das Gleichstrom in Wechselstrom umwandelt. Wie bereits erwähnt, verwenden USV-Einheiten Wechselrichter als wesentliche Komponenten ihrer Funktionalität. Sie können Wechselrichter jedoch als einzelne Geräte oder Komponenten finden.
USV-Schaltung:Häufig gestellte Fragen (FAQ)
USV-Schaltung:Ist eine USV besser als ein Wechselrichter?
USV-Einheiten und Wechselrichter sind völlig unterschiedliche Geräte, die anderen Funktionalitäten dienen. Somit ist eine USV nicht besser als ein Wechselrichter. Die meisten USV-Einheiten verwenden jedoch Wechselrichter als Komponenten.
USV-Schaltung:Wie lange läuft eine USV?
Wie lange eine USV läuft, hängt von der Kapazität der Batterien und der erforderlichen Last ab. Dennoch ist es wichtig, sich daran zu erinnern, dass USV vorübergehende Lösungen für Stromausfälle sind. Sie bieten auch zusätzlichen Schutz vor Unterbrechungen der Eingangsspannung ohne Stromausfall. Sie sind jedoch nur dazu gedacht, Ihre Ausrüstung mit ein paar Minuten Strom zu versorgen, bevor die Generatoren eingreifen.
USV-Schaltung:Wie viele Watt verbraucht DIE USV?
Im Allgemeinen hängt dies von der Nennleistung der USV ab. In den meisten Fällen kann die USV einen Überschuss von bis zu 200 Watt bei Volllast nutzen.
USV-Schaltung:Wandelt USV Wechselstrom in Gleichstrom um?
USV verfügt über Wechselrichter, die Gleichstrom in Wechselstrom umwandeln. Um die Batterien aufzuladen, wandelt die USV jedoch auch Wechselstrom in Gleichstrom um.
Backup Power USV mit isolierter Batterie auf dem Tisch
Schlussfolgerung
UPS ist eine unverzichtbare Technologie für jedes Unternehmen. Wenn Sie diesen Punkt des Leitfadens erreicht haben, werden Sie verstehen, warum die Integration in die Infrastruktur Ihres Unternehmens unerlässlich ist. Gewöhnliche Alltagsmenschen können sie jedoch auch verwenden, um ihre Geräte und Computer zu schützen. Trotzdem wünschen wir Ihnen viel Spaß beim Lesen dieses Leitfadens. Wie immer vielen Dank fürs Lesen.
