Online UPS Sessizleştirme operasyonu

taydin

Timur Aydın
Staff member
Mesajlar
9,016
Daha önce elimdeki arızalı olan Tunçmatik newtech pro 3KVA UPS'i tamir etmiştim. İlgili konu burada:

Tunçmatik 3KVA UPS tamir

Ama bunun tamirini hemen yapamadığım için, o hallolana kadar cihazları korumasız çalıştırmamak için yeni bir UPS almıştım. Bu yeni UPS, İnform DSP FlexiPower 3KVA. Yeni UPS'den genel olarak memnun olmakla birlikte, çok ciddi bir dezavantajını sürekli yaşıyorum. İnanılmaz gürültülü çalışan bir cihaz. Üç tane yüksek devirli fanın gürültüsü, buna ilave olarak da cihazın çıkardığı zırıltı sesi var.

Baktım ilk gün bununla aynı yerde çalışılacak gibi değil, hemen kapağını açtım ve bu üç fandan birisini devre dışı bırakıp gene yavaş bir 20cm fan taktım. diğer iki fanın önündeki hava tünelini de söktüm. Ses baya azaldı, ama gene de rahatsız ediyordu. Şimdi bu tunçmatik hazır iş görüyorken, bu inform'u sessizleştirebilir miyim diye bakacağım. Dediğim gibi bir fanı iptal edip yerine 20cm fan taktım. Bir de soğutucuların etrafındaki hava kanallarını söktüm ve cihazı kapağı açık şekilde kullandım bir süre, ama gene de ses rahatsız edici. Yani artık cihazın garantisi falan gitti, istediğim gibi kurcalayabilirim :D

scaled_20180117_133530.jpg


scaled_20180117_133621.jpg


scaled_20180117_133744.jpg


scaled_20180117_134012.jpg


scaled_20180117_134046.jpg


scaled_20180117_134104.jpg
 
Son düzenleme:

taydin

Timur Aydın
Staff member
Mesajlar
9,016
Sesi giderme işi iki aşamadan oluşuyor:

1) fan sesini gidermek. Bu kolay. 20cm düşük devirli fanlarla halledebilirim. Hatta IGBT ve MOSFET'lerin soğutucusunu söküp yerine çok daha büyük bir aluminyum soğutucu hazırlayabilirim. Bu durumda fan'a hiç gerek kalmaz.

2) Zırıltıyı kesmek. Bu kolay değil. Zırıltıyı, ya devredeki bobinler, veya büyük kapasitörlerden birisi üretiyor. Hangisi olduğunu bulmak lazım. Ama tunçmatik'te olduğu gibi, bunun da elimde devre şeması yok. Bunun devre şeması elinde olan varsa, benimle paylaşırsa çok memnun olurum.

Zırıltı sorununu daha iyi anlamak için inform'u bir süredir dikkatle izliyordum. Şu gözlemleri yaptım:

1) Elektrik kesildikten sonra, UPS şebekenin yerini aldığında zırıltı yok.

2) Elektrikler geri geldikten hemen sonra da zırıltı yok.

3) Elektrik geldikten bir süre sonra zırıltı başlıyor ve artık ondan sonra elektrik var olduğu sürece zırıldıyor.

4) Elektrikler var iken, zırıltı ara ara kesiliyor. Birkaç saniye kesik kaldıktan sonra tekrar başlıyor.

Sanki şöyle bir durum var: Aküler şarj ediliyorken, zırıltı yok, onun dışında zırıltı var. Bu, yukarıdaki gözlemlerin hepsini açıklıyor. Eğer durum buysa, o zaman sorun akü şarj devresinde. Oradaki ses yapan şeyi belki değiştirebilirim. Hiç olmadı, komple yeni bir akü şarj devresini oraya adapte edebilirim.
 

taydin

Timur Aydın
Staff member
Mesajlar
9,016
Uzunca bir zamandan sonra tekrar bu projeye döndüm. Esasında biraz buna mecbur kaldım. Burada son zamanlarda çok sık ve çok uzun süren elektrik kesintileri oluyor. Son haftada belki 10 defa elektrik kesildi ve her kesinti saatlerce devam etti. Daha önce tamir ettiğim Tunçmatik UPS gayet sessiz çalışıyor, çok memnunum, ama bütün herşeyi kapatıp sadece Linux makinamı açık bıraktığımda bile sadece 1 saat dayanıyor.

Yeni UPS'i ardiyeden çıkardım ve masanın üzerine koydum. Yukarıda belirttiğim gibi, bu cihazda iki tane gürültü kaynağı var:

1) Akü şarj devresinin çıkardığı zırıltı sesi. En çok rahatsızlık veren bu ses. Bunu çözmek biraz zor olacak.

2) Fanların sesi. Çözmesi kolay. Hatta hali hazırda 20cm lik iki tane düşük devirli fan aldım. Bunun dışında büyük soğutucu da aldım, vakit bulunca fanları tamamen ortadan kaldıracağım.
 

taydin

Timur Aydın
Staff member
Mesajlar
9,016
Şu anda öncelikle akü şarj devresine odaklanacağım. Cihazın genel görünüşü aşağıdaki gibi. Burada ana blokları hemen görmek mümkün. Büyük soğutucunun olduğu yer, +/- 310V üreten birinci inverter devresi. Daha küçük soğutucunun olduğu yer, +/- 310V tan 220V AC gerilimi üreten ikinci inverter devresi.

scaled_img_20180819_110844.jpg


Hemen bu devrenin yanında da akü şarj devresini görüyoruz. Ses de muhtemelen oradaki SMPS'de kullanılan trafodan geliyor.

scaled_img_20180819_110857.jpg
 
Son düzenleme:

taydin

Timur Aydın
Staff member
Mesajlar
9,016
Daha önceki gözlemlerimde farketmiştim. Eğer akü şarj devresi yüklü ise, yani aküleri şarj ediyorsa, herhangi bir ses çıkmıyor. Ses sadece akü şarj devresi yüksüz iken oluşuyor.

Sesin kesilmesi için ne kadar bir yük gerektiğini anlamak için akü uçlarına benim elektronik yükü bağladım. Boşta iken 82V luk bir gerilim üretiyor ve zırıldıyor. Sonra yavaş yavaş çekilen akım miktarını artırdım. Çekilen akım 1 Amperi geçtiği anda, ses kesiliyor.
 

taydin

Timur Aydın
Staff member
Mesajlar
9,016
Şimdi tabi akü şarj devresinin çıkışına ben 77 Ω luk bir direnç bağlarsam, bu sorun hallolacak. Ama bunun bazı dezavantajları olacak:

1) Direnç üzerinde 77W lık bir güç ziyan olacak.

2) Bu direncin çekeceği 1A lik akım, akülerin şarjında kullanılamayacak, böylece aküler biraz daha geç şarj olacak.

Ama zırıldayan trafonun sorununu giderene kadar da bu metot geçici olarak kullanılabilecek bir metot diye düşünüyorum.
 

taydin

Timur Aydın
Staff member
Mesajlar
9,016
Şarj devresinde uc3843 SMPS entegresi kullanılıyor. Bu entegrenin çıkışına bakınca, yaklaşık 94 KHz lik PWM sinyali kullandığı görülüyor. Yani PWM sinyalinin kendisinin, duyulabilir bir ses üretmesi mümkün değil.

Ama daha detaylı bakınca, entegre çıkışındaki 94 KHz lik sinyalin homojen olmadığı, bazan sık, bazan boşluklu olduğu görülüyor:

uc3843_out.png


Buradaki sık bölgelerin tekrarlama periyoduna bakınca, bunun kabaca 10ms olduğu görülüyor. Bu da 100 Hz dir ve rahatlıkla duyulabilir. Duyulan ve rahatsız edici olan zırıltı işte bu 100 Hz in olduğundan eminim.
 

taydin

Timur Aydın
Staff member
Mesajlar
9,016
Eğer akü şarj devresinden 1A akım çekersek, o zaman uc3843 çıkışı tamamen homojen hale geliyor:

uc3843_out_loaded.png


Şimdi yüklü ve yüksüz iken niye böyle bir fark var? Muhtemelen sebep, şarj devresi yüksüz iken, güç tararrufu elde etmek için özellikle böyle aksak çalıştırılmasından kaynaklanıyor. Devre üzerinde bir değişiklikle bu aksak çalışmayı ortadan kaldırabilirsem, problemi çok daha etkin bir şekilde çözmüş olacağım. Tabi böyle yapınca UPS daha fazla elektrik harcayacak, ama bunun çok da elektrik faturasına yansıyacağını düşünmüyorum. Yansıyacak kadarı da, bu zırıltıdan kurtulmak için ödenmeye değer diye düşünüyorum :)
 

taydin

Timur Aydın
Staff member
Mesajlar
9,016
Bu aksak çalıştırma işi, uc3843 ün 1 numaralı "output compensation" pini üzerinden yapılıyor. Muhtemelen UPS'in ana kontrol kartı, bu pini kullanarak uc3843'ü kesik kesik çalıştırıyor:

uc3843_ocomp.png


Üstteki sinyal uc3843 çıkışı (pin 6), alttaki sinyal de "output compensation" (pin 1). Bu arada pin 1 in bağlı olduğu osiloskop probunu topraklayamadım o yüzden sinyal biraz pis görünüyor. Eğer akü şarj devresi yüklü ise, o zaman "output compensation" sinyalinde herhangi bir değişkenlik yok.

Şimdi burada ilk aklıma gelen, uc3843'ün 1 numaralı pinini kesmek :D Bu durumda uc3843 her zaman full çıkış verecek. Bunu deneyelim bakalım.
 

taydin

Timur Aydın
Staff member
Mesajlar
9,016
1 numaralı pini kesince UPS düzgün açılamadı bile. Açılırken bir hata ile karşılaşıp muhtemelen kendisini kapatıyordu. Ayrıca elektronik yük de "aşırı voltaj" uyarısı ile kendini kapattı. Pini tekrar yerine lehimledim.

Elimde devre şeması yok, ama o pinin bağlı olabileceği bir transistör olabilir diye civardaki 4 transistör ile ölçüm yaptım. Hiç birisine bağlı değil. Sonra gene civarda bulunan optokuplörler ile ölçüm yaptım. Ve PC617 optokuplörlerden birisinin çıkışının bu pine bağlı olduğunu gördüm :) İşte UPS ana kontrol kartı, bu optokuplör üzerinden akü şarj devresini rölantiye alıyor. Şimdi bu optokuplör çıkışını keselim bakalım.
 

taydin

Timur Aydın
Staff member
Mesajlar
9,016
Optokuplörü kesince de aynı sonuç. Cihaz açılamıyor bile. Anlaşılan "output compensation" ile yapılan, sadece SMPS yi aksak çalıştırmak değil.

Optokuplör'ü cımbız ile devreye alıp cihazı açtım, cihaz normal açıldı. Açıldıktan sonra optokuplörü devre dışı bıraktım. Cihaz hemen kendini kapattı. Öyle görünüyor ki bu SMPS nin tasarımı gereği, yüksüz iken aksak çalışması gerekiyor, yoksa çıkışında aşırı yüksek bir voltaj oluşuyor.
 

taydin

Timur Aydın
Staff member
Mesajlar
9,016
Elektrik kesintileri dayanılmaz bir hal aldı, mecbur gene bu gürültücü UPS'i devreye aldım. Şu aşamada, aşağıdaki çözümler aklıma geliyor:

1) Akü şarj devresindeki trafoyu çıkarıp vernik banyosuna daldırmak, ve böylece titreşimleri engellemek. Başarı düzeyi ne olur kestiremiyorum, daha önce yaptığım birşey değil. Ama bunun sadece sesi azaltacağını, tamamen kesmeyeceğini düşünüyorum.

2) Akü şarj devresini tamamen söküp başka, sessiz bir devre koymak. Bu en iyi çözüm, ama bunu yapmak için devreyi epey incelemem lazım, belki de o bölümün şemasını çıkarmam lazım. Akü şarj devresi, ana kontrol kartından hangi komutları alıyor, ana kontrol kartına hangi bilgileri geri gönderiyor, bunları anlayıp, yeni şarj devresine de aynı şeyleri yaptırmak lazım. Baya zor iş.

3) Akü şarj devresinden 1A akım çekecek bir direnç bağlamak. Çok kolay ve sesi kesin olarak ortadan kaldırıyor. Ama, sürekli olarak 77W lık güç israf ediyor olacak. Ayrıca akü şarj devresi aküleri şarj ederken daha büyük bir yük altında olacak, aküler daha geç şarj olacak. Ama bunlara katlanmaya razıyım şu anda.
 

taydin

Timur Aydın
Staff member
Mesajlar
9,016
Bugün, akü şarj devresini yüklemek için gerekecek dirençleri aldım. İki tane 330 Ω ve iki tane de 270 Ω ve dirençlerin güçleri de 50 W. Bu dört direnci paralel bağlayacağım ve 74 Ω gibi bir direnç elde edeceğim. Bu direnç, yük altında biraz ısınacak ve değeri artacaktır, ama gene de şarj devresinin zırıltısını kesecek kadar akım çekeceğini umuyorum.

330 Ω olan dirençler üzerinde kabaca 20 W, 270 Ω dirençler uzerinde de 25 W gibi bir güç harcanacak. Isınıp direnç değerleri yükselince, bu güç biraz düşecektir. Dirençlerin bu gücü sürekli tüketebilmeleri için soğutucuya bağlayacağım.

scaled_img_20180831_151041.jpg
 

taydin

Timur Aydın
Staff member
Mesajlar
9,016
UPS'i atölyeye götürdüm. Soğutucusu çok küçük olduğu için en çok ısınan ikinci inverter devresi ile işe başladım. Kartın bağlantılarını sökmeden önce resimler çektim.

scaled_img_20180831_151029.jpg


scaled_img_20180831_151341.jpg


scaled_img_20180831_151442.jpg


scaled_img_20180831_151514.jpg
 

taydin

Timur Aydın
Staff member
Mesajlar
9,016
Kartın bütün bağlantı kablolarını söktüm ve kartı şaseye sabitleyen civataları da söktüm.

scaled_img_20180831_151707.jpg


scaled_img_20180831_151828.jpg
 

taydin

Timur Aydın
Staff member
Mesajlar
9,016
Soğutucu profilden, UPS şasesine sığacak şekilde 37 cm lik bir parça kestim. Soğutucunun PCB üzerindeki diğer komponentlerin üzerinde kalması için kenarının kesilmesi gerekiyordu, ölçtüm ve kaba talaş frezesi ile kestim.

scaled_img_20180831_162316.jpg


scaled_img_20180831_162751.jpg
 

taydin

Timur Aydın
Staff member
Mesajlar
9,016
Tam kesilen yerdeki çapakları temizlemeyi bitirmiştim ki, kesimi yanlış taraftan yaptığımı farkettim :mad:

Tekrar aynı ölçüde kesip tekrar yapmayı düşündüm, ama bu durumda birinci inverter için soğutucu malzemesi kalmıyor. Lanet olsun !!! :(

Bunu bir şekilde düzeltmem gerekiyor.
 

taydin

Timur Aydın
Staff member
Mesajlar
9,016
Girintili yeri tamamen kesip doğru yerine kaynatmaya karar verdim.

scaled_img_20180831_171047.jpg


scaled_img_20180831_183147.jpg


En sonunda da, akü şarj devresindeki MOSFET'in soğutucusuna yer açmak için ilerideki petekleri yarı yarıya kırptım.

scaled_img_20180831_183204.jpg


Şekil olarak soğutucu böyle olacak. Ama yerine monte edilebilmesi için birkaç adım daha gerekiyor. Öncelikle, PCB'ye vidalanacak olan kenardaki peteği, kaynak ile kalınlaştıracağım, çünkü bütün soğutucuyu ayakta tutacak olan o kenar. O kenara delik delinip içine M3 diş açılacak ve soğutucu, 2 civata ile PCB'ye sıkılacak.

Bunun dışında, 4 tane IGBT'nin ve ısı sensörünün bağlanabilmesi için de delikler delinip gene M3 diş açılacak.
 
Son düzenleme:

taydin

Timur Aydın
Staff member
Mesajlar
9,016
Yarın M3 kılavuz seti ve uygun matkap alacağım.

PCB'ye civatalanacak kenarı kalınlaştırma konusunda ise tereddütlerim var. Petek çok ince, aluminyum eklerken malzemeyi delmekten korkuyorum. Duruma bakacağım, belki de kenar peteğe sadece delik açıp civata somun ile sıkmak lazım, soğutucunun tamamını da başka bir şekilde şaseye sabitlemeli. böylece bütün yük kenar peteğe binmemiş olacak.

Esasında kenar peteği kalınlaştırma işi yolunda gitse bile, sadece PCB'nin böyle büyük bir soğutucuyu tutmasına güvenmemek lazım. Soğutucu yan olarak duracak ve bütün ağırlığıyla PCB'yi bükmeye çalışacak.
 
Top