como hacer una ups desde un inversor de voltaje

PRIMERO QUE NADA DEBEN DESCARGAR EL SIGUIENTE ARCHIVO:
http://www.construyasuvideorockola.com/downloads/inversor_4013.pdf


AHORA SI VAMOS A LA EXPLICACIÓN:
El inversor de voltaje es un sistema que convierte la tensión de corriente continua (en este caso los 12 voltios de una batería), en un voltaje simétrico de corriente alterna, que puede ser de 220V o 120V, dependiendo del país o del uso que se le piense dar a este circuito. La frecuencia del inversor se calibra de acuerdo a la frecuencia requerida por el aparato o electrodoméstico que vallamos a alimentar o de la frecuencia usada comúnmente en la zona o país.
El inversor se utiliza en infinidad de aplicaciones, que van desde pequeñas UPS para computadores, hasta aplicaciones industriales de alta potencia. Otra gran aplicación de los inversores, es la de convertir la corriente continua generada por los paneles solares (que es almacenada en baterías), en corriente alterna, para luego ser utilizada en el hogar o la industria rural, reemplazando el servicio de la red pública. También a partir del almacenamiento de energía en de bancos de baterías de 48 voltios, se usa en recreación, aplicaciones náuticas y alimentación de sistemas de comunicaciones. A nivel casero se usa para la alimentación de televisores, reproductores de video y electrodomésticos en automóviles.

como hacer una ups desde un inversor de voltaje

Este inversor consta de un oscilador que controla unos transistores, los cuales “switchean” la corriente proveniente de la batería, generando una onda cuadrada.
Esta onda cuadrada alimenta un transformador que eleva el voltaje (en este caso 120 voltios), y suaviza la forma de la onda, para que parezca más una onda senoidal. La forma de onda de salida un inversor ideal debería ser senoidal, pero esto no es tan sencillo, se requieren bastantes componentes electrónicos para tratar de lograr que una onda cuadrada simule satisfactoriamente a una onda senoidal. En este tutorial presentamos un inversor sencillo de 150W, de onda cuadrada, con una respuesta bastante buena. Tiene un relevo, que cambia su estado; de cargador de batería, a inversor y viceversa. Se pueden adicionar condensadores y bobinas para suavizar la onda, aunque lo mejor es hacer otros diseños. Este proyecto de fabricación casera está diseñado con fines educativos.
Los inversores más modernos utilizan un tipo de transistores más avanzados, llamados FET (transistores de efecto de campo), que manejan cantidades de corriente muy superiores a los transistores comunes.

resistencias

El 555 (Temporizador)

El 555 es un circuito integrado usado para generar oscilaciones y retardos de tiempo de precisión. En este caso lo usaremos para hacer un oscilador astable (flip flop), que entrega en la pata 3 una onda cuadrada. La frecuencia de trabajo se regula mediante dos resistencias externas y un condensador. En este caso usamos una resistencia de 33K que va de la pata 8 (+Vcc) a la pata 7, que descarga el condensador externo del temporizador, y un reóstato de 100K que va conectado entre la pata de descarga (7) y la pata (6) o entrada del comparador interno del 555, que se utiliza para poner la salida a nivel bajo. El 555 entrega a la salida una corriente de hasta 200 miliamperios que excita el circuito integrado CD4013BP

transformador

El circuito integrado CD4013B es un flip-flop doble tipo-D, CMOS. Cada flip-flop se puede configurar con datos, restablecimiento y entradas de reloj independientes. Como el 555 tiene problemas al hacer el semiciclo negativo o estado bajo, usamos sólo los semiciclos positivos del 555, para ordenarle al 4013 que genere una onda cuadrada perfecta. La señal proveniente del 555, entra al 4013 por la pata 3 o reloj. En las patas 1 y 2 se generan ondas cuadradas inversas. Es decir: cuando la pata 1 está en (0) o estado bajo, la pata 2 está en (1) o estado alto y viceversa.

Transistores

Los circuitos integrados 555 y CD4013, son alimentados mediante un regulador LM7805. Este regulador pertenece a la familia de los reguladores de tensión positiva de tres terminales. Los reguladores de esta serie tienen en la pata 1, de izquierda a derecha, la entrada de voltaje (Vi). La pata 3 corresponde a la salida de voltaje (Vo), y la pata del centro o pata 2, corresponde a el tierra o masa común. Para su correcta identificación hay que tener en cuenta que las dos primeras letras impresas en la superficie del componente, corresponden las iniciales del fabricante. Los dos números siguientes, en este caso 78, determinan la polaridad de la tensión que maneja, para este caso es positivo y los últimos dos dígitos, son el voltaje que entrega a la salida, que son 5 voltios.

Condensadores

Retomando el recorrido de la señal, las señales cuadradas que entrega el CD4013 en sus patas 1 y 2, son recibidas por dos transistores 2N3904. En este caso vemos su reemplazo en la fotografía. Los transistores de polaridad NPN tienen su base es positiva. Esto quiere decir que al recibir la señal, sólo conducen al momento del semiciclo positivo o estado alto (1). El emisor de estos transistores está conectado a tierra por lo que al momento de conducir, el colector se polariza negativamente, excitando la base de los transistores TIP125, que son PNP que sólo conducen al recibir el semiciclo negativo o estado bajo (0).

como hacer una ups desde un inversor de voltaje

Los transistores TIP125 son de silicio Epitaxial con una polaridad PNP. Son transistores de potencia de configuración Darlington, montados en encapsulado de plástico tipo A-220. Su uso más frecuente es en alimentaciones lineales y aplicaciones de conmutación. Como su base es negativa, conducen cuando los 2N3904 entran en conducción a tierra. Si observa el diagrama esquemático que está en el archivo PDF, que se entrega al final de este articulo, verá que el positivo también llega a la base de estos transistores, asegurando que se mantengan cerrados, hasta que reciban la orden de los 2N3940.

resistencias

Los TIP125, son los encargados de activar los transistores de salida. En este caso hemos utilizado TIP3055 de polaridad NPN. La corriente positiva que va del emisor al colector de los TIP125, excita la base de los TIP3055, haciendo oscilar los extremos del devanado primario del transformador, ya que están conectados a los colectores de los transistores de salida y los emisores están a tierra. Como el TAP central del transformador esta conectado a la batería, es en ese momento que la corriente DC se convierte en corriente AC, para que el transformador pueda elevarla y entregar el voltaje deseado en su devanado secundario.

transformador

Debido a que los aparatos electrónicos trabajan a una determinada frecuencia, además de los estándares de frecuencia predeterminados de acuerdo a cada país, es necesario calibrar la frecuencia del inversor, de acuerdo a sus necesidades o requerimientos. El reóstato de 100K, fija la frecuencia del 555. Para el caso de Colombia, la frecuencia debe ser de 60 hercios, ya que todos los aparatos que se consiguen, funcionan a esa frecuencia. Para los países que tienen un voltaje de 220V en la red pública, normalmente trabajan a una frecuencia de 50 hercios. Lo más aconsejable es ver en la parte posterior de los electrodomésticos, la ficha técnica y cerciorarse de cual es la frecuencia adecuada para calibrar el inversor.

Transistores

Para calibrar la frecuencia es necesario poseer un frecuencímetro. En la fotografía se pueden observar dos terminales de cobre, uno al frente del primer transistor de potencia y el otro al frente del tercer transistor. En esos terminales que es donde se conecta el transformador, podemos colocar las puntas del frecuencímetro, al momento de graduar la frecuencia. Lo primero es colocar el reóstato en la mitad, encendemos el inversor, medimos y con la ayuda de un destornillador, vamos girando el reóstato, hasta llegar a la frecuencia deseada. También podemos colocar las puntas de frecuencímetro a la salida AC del inversor.
Esto es muy importante, ya que hay aparatos que no trabajan bien si la frecuencia no está en su punto. Por ejemplo los televisores al recibir una frecuencia diferente a la especificada por su fabricante, comienzan a parpadear o a presentar unas rayas molestas sobre la imagen.

Condensadores

La construcción del transformador para este inversor, se realiza usando un núcleo de 3.2 centímetros, por 4 cm. Como la función de este transformador es la de elevar y no la de reducir el voltaje, se hace al contrario que los transformadores convencionales. Primero de hace el devanado secundario, que ahora será el primario. Debe ser de 12x12 voltios, que equivale a 24 voltios con TAP central. Debemos dar 78 vueltas de alambre calibre 16 o 14, deteniéndonos en la vuelta 39, para sacar el TAP central y luego dar las otras 39 vueltas.
El devanado secundario o de salida, depende del voltaje que queramos que entregue el inversor. Para un voltaje de salida de 120 voltios AC, se deben dar 393 vueltas de alambre calibre 23. Para un voltaje de salida de 220VAC, se deben dar 720 vueltas de alambre calibre 25, según la tabla AWG

como hacer una ups desde un inversor de voltaje

En la foto podemos apreciar tres terminales de cobre: El primero recibe el polo positivo de la batería o en caso de usar el inversor como UPS, conectamos un cable del pin 1 del relevo (relay) a este Terminal. El segundo terminal esta conectado al LED con su respectiva resistencia limitadora 560 ohmios. Este terminal va al positivo de la batería, encendiendo el LED que indica que el inversor está encendido. La resistencia limitadora del LED puede variar entre 470 ohmios y 1K. El tercer terminal es tierra o masa común. En el se conecta el polo negativo de la batería.

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La batería eléctrica

La batería o acumulador eléctrico es un dispositivo que convierte la energía química en energía eléctrica, para luego ser usada como fuente de energía, hasta descargarse casi en su totalidad. El ciclo de carga y descarga de la batería puede repetirse un número determinado de veces. Las baterías son una fuente de energía común para muchas aplicaciones en el hogar la industria.
Para nuestro inversor aconsejamos una batería de 12 voltios con un mínimo de 7 amperios. El tiempo de trabajo del inversor, depende, tanto del consumo de energía del aparato que estamos alimentando con el inversor, como de la cantidad de corriente que entregue la batería. Por esta razón entre más amperios tenga la batería, mayor será el tiempo de duración de la carga.


¡NOTA IMPORTANTE!! Un batería debe recargarse con el 10% de la corriente que entrega, es decir: En el caso de una batería de 10 amperios, debe se recargada con 1 amperio. Entre más lenta es la carga, la vida útil de la batería será mas larga. Este inversor tiene un transformador de 8 amperios, por lo tanto lo ideal seria usar una batería de 80 amperios a la hora de usarlo como cargador y así hacer la recarga en 12 horas. Si usa baterías más pequeñas, la carga ser más rápida, acortando la vida de la batería. Si percibe que la batería se calienta, es porque la carga es muy rápida y puede ser peligroso, ya que se puede explotar la batería.

transformador

El inversor tiene un LED intermitente que indica cuando la batería está trabajando. Cuando usamos el inversor como Sistema de Alimentación Ininterrumpido (UPS), el LED intermitente sólo ilumina cuando ha sido cortado el suministro de la red pública. Al momento de ser reestablecido el suministro, el LED se apaga, y el transformador junto con los diodos 1N5407 comienzan a cargar la batería.
La resistencia limitadora del LED intermitente puede ser desde 200 ohmios, hasta 560 ohmios. Este LED es alimentado por el regulador 7805, que sólo entrega 5 voltios y la resistencia limita los 2 voltios sobrantes.

Transistores

Un Sistema de Alimentación Ininterrumpido (UPS), es básicamente un inversor y cargador de batería automatizado, con algunas protecciones adicionales. En este caso hemos querido enseñar el principio de la UPS, aprovechando este circuito de mediana complejidad.
Cuando el inversor está trabajando y deseamos cargar la batería, es necesario desconectar el circuito e invertir el sentido de la corriente en el transformador, para que este cargue la batería. Es necesario implementar un relevo (relay) de 8 pines, que se encarga de desconectar el inversor de la batería y conectar la alimentación de la red publica al transformador. En el archivo PDF viene un diagrama muy intuitivo, con el que podrá conectar el relevo correctamente.

Condensadores

El interruptor (switch) de encendido es un interruptor doble que conecta el paso de corriente del polo positivo de la batería, hacia el inversor, y por otro lado conecta la corriente proveniente de la clavija de alimentación de la red pública, al relevo. Este interruptor es indispensable, ya que de no colocarlo, tendría que desconectar, tanto la batería, como el enchufe, cada vez que quiera apagar la UPS.
Si sólo desea es usar el inversor en su automóvil, en el archivo PDF también encontrará un diagrama de conexión directa.

como hacer una ups desde un inversor de voltaje

Al momento que el inversor entra a trabajar, se genera un pico de corriente alto, que luego se estabiliza. Además el esfuerzo que hace este circuito con una carga presente es bastante alto. Por esta razón y por protección del circuito, es muy importante implementar un fusible que va, entre la salida positiva de la batería y el inversor. El fusible debe ser de 10 amperios.

resistencias

El ensamble de la tarjeta del inversor es relativamente sencillo. Si va a hacer el circuito impreso con el método de Planchado, recuerde invertir el dibujo en modo espejo. Nosotros entregamos el dibujo del circuito impreso al derecho para su impresión en acetato, esto pensando en hacer el impreso con el método de Serigrafía.
Utilice como guía la máscara de componentes al momento de ensamblar la tarjeta. Consiga un buen disipador de aluminio y aislé muy bien los transistores con aislantes de mica y pasa muros. Si no desea aislar los transistores, coloque dos disipadores independientes, uno para disipar los dos transistores de la derecha y otro para de la izquierda y cerciórese que no se toquen, de lo contrario puede ser fatal. Revise la tarjeta a contraluz, que no tenga cortos entre las pistas y siga al pie de la letra nuestra sección de Recomendaciones.

transformador

Observe la clavija de entrada de alimentación y la toma de salida. Si lo desea puede colocar una toma doble de sobreponer, en vez de la clavija hembra que usamos para la salida de voltaje. Esto depende de la aplicación que piense darle a su inversor.

Transistores

Los dos diodos 1N5407, separan los semiciclos negativos entregándolos a la batería en su polo negativo, cuando el circuito está en modo de cargador. Estos dos diodos trabajan con el transformador. También protegen el circuito del inversor de voltajes invertidos. Revise muy bien la posición de cada componente antes de encender el aparato.

Condensadores

Aquí tenemos nuestro inversor con cargador automático o Sistema de Alimentación Ininterrumpido terminado. Puede aumentar la potencia de este circuito, aumentando la cantidad de transistores o usando transistores de más potencia. Aunque recomendamos hacer este inversor tal cual como se muestra en este artículo, puede experimentar bajo su responsabilidad, cambiando los transistores de salida por transistores FET. Debe cambiar las resistencias de 1 ohmio que van a la base de los transistores, por resistencias de 100 ohmios que irán a la pata (Gate) de los FET y reforzar las pistas de colector. También deberá hacer el transformador de más potencia, aumentando su tamaño y el calibre del alambre.

como hacer una ups desde un inversor de voltaje

Este proyecto tiene como objetivo primordial, mostrar el funcionamiento básico de un inversor y como conectarlo para que funcione como UPS, sin ser realmente una UPS. Un Sistema de Alimentación Ininterrumpido (UPS), esta formado por un inversor, una etapa de protecciones a corto y sobrecargas, que garantizan la vida del aparato que está siendo alimentado por este y un sistema de automatización.
Por esta razón el inversor que aquí presentamos puede ser usado sólo con fines educativos y no con fines comerciales, a menos que usted le agregue las protecciones y circuitos de regulación necesarios para que cumpla con las normas técnicas, que garantizan que este aparato realmente va a proteger los electrodomésticos, que se conecten en el.
Espero sea de gran utilidad y les deje algún conocimiento practico.


resistencias


AQUÍ UN VIDEO QUE LO EXPLICA MUCHO MEJOR:






link: http://www.youtube.com/watch?v=rJgxnZNEYI8&feature=player_embedded

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transformador

Fuentes de Información - como hacer una ups desde un inversor de voltaje

El contenido del post es de mi autoría, y/o, es un recopilación de distintas fuentes.

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18 comentarios - como hacer una ups desde un inversor de voltaje

@antonyxxx10 Hace más de 3 años
buen aporte a favoritos jeje tendrias que hacer un post de estos pero que sea para crear un transmisor fm!
@JC075 Hace más de 3 años
sacá la frase donde pedís puntos... buen post
@APCtaringa Hace más de 3 años
cambia el TITuLO "como hacer una ups desde un inversor de voltaje" ya quen no explicas como hacer una ups desde un inversor de voltaje solo explicas y MUY BIEN el funcionamiento de un INVERSOR. y me parecer haver visto esta misma informacion en otro lado puedes citar la FUeNTe...
@SakyaIllidan Hace más de 3 años +2
Gracias por la información... no importa quien lo hizo, sino quein lo dio a conocer...
@eliazar26 Hace más de 2 años
men porfabor cuando posteen un proyecto ya se a inversor .amplificador.indicador de nivel, lo q sea procueren el diagrama no como se ensambla pq cone l diagrama sera un pan comido hacerlo
para q lo q nececitan hacerlo
@frnko_6942 Hace más de 2 años +2
Buen Post
@joseduran1989 Hace más de 2 años
muchas gracias amigo
@vikingoronin Hace más de 2 años
muy bueno, voy a ver si me hago uno, buen aporte
@_Leokpo_ Hace más de 2 años
Es una buena inversión para vender estos equipos....

Veo que este post es de hace 2 años ; )
Comento igual: Las mejores son las APC, para utilizar varias baterías tambien

No compren energitsa ya que la empresa, te atienden mal y el servicio técnico te cobran sin cubrirte las garantías. Hace 4 años que tiene mala atención energit.

"Libre expresión"

Vendría bien llevar
@dannyellsz Hace más de 1 año
exelente, pero comentar ase que gaste las teclas de mi teclado
@lolof50 Hace más de 1 año
de cuantos wats es?? de 250?
@rafael_dejesus Hace más de 1 año
Buen post exelenteh Aporteh solo un detalle shiru25 not puedes subir una imagen aparteh del Circuito Impreso PCB pliss
@Carita_Verde Hace más de 9 meses
Hola loco, me re copo, por casualidad sabes como hacer el temporizador para una bateria de auto?
@ShootMeAgain Hace más de 7 meses
Hola, tenes algun proyecto de este tipo pero que sirva para una heladera? saludos