Online UPS Sessizleştirme operasyonu

[taydin]

Sogutucu, öncekine göre epey büyük olacak. PCB'nin bunu yatay olarak taşıyabilmesi mümkün değil, desteklemek gerekecek.

 

[taydin]

Aksilikler peşimi bırakmıyor

Soğutucuyu vida somun ile PCB'ye bağlamayı düşünmüştüm, ama bir kere soğutucuyu PCB üzerinde olması gereken yere konumlandırınca, petek aralarından somunu tutmak kesinlikle mümkün olmuyor. Delik delip diş açmak için de petekler fazla ince ...

Mecbur ayak bölümünü kestim ve oraya 4mm lik aluminyum L profil kaynakladım.

Sonra da sıcaklık sensörü için ve IGBT'ler için delikleri deldim ve M3 makina kılavuzu ile dişleri açtım.

sıcaklık sensörünü hemen yerine vidaladım ve vidaların 4mm et kalınlıklı profile çok sağlam bir şekilde sıkıldığını gördüm. Bu şekilde ikinci inverterin soğutucusu tamamlanmış oldu. Bu soğutucuya IGBT'leri de vidalayacağım. Hepsinin altına izolasyon contası ve ısı iletken macun süreceğim. Soğutucu PCB'ye bağlanıp PCB de yerine takıldıktan sonra, bu soğutucunun PCB'yi kasmasını önleyici birşey yapmam gerekecek. Bu yapılacak diğer soğutucu için de geçerli.

 

[taydin]

Sırada birinci inverterin soğutucusu var. Bu soğutucu daha büyük, çünkü üzerinde epey fazla komponent bağlı. Bunu yapmam çok daha kısa sürdü, çünkü ilk soğutucuyu yaparken oluşan problemler tekrarlanmadı.

Soğutucu profili enine kesim, ve altına uygun pozisyonda 4mm lik L profil kaynattım.

 

[taydin]

Birinci inverter soğutucusunda daha yapılacak iş var.

Akü şarj devresindeki MOSFET'in soğutucusunu da büyüttüm, çünkü daha önce sadece aküleri şarj ederken çalışırken, şimdi hep devrede olacak zırıltıyı kesmek için.

Soğutucunun peteklerinin et kalınlığı çok az olduğu için, kılavuz ile diş açmak yerine, vida somun ile PCB'ye bağlamayı düşünmüştüm. Ama sonra iki tane yan yana peteğe de diş açınca yeterince kuvvetli bir şekilde sıkılacağını tahmin ediyorum. Eğer vidalar yalama olursa, gene vida somun kullanımına dönebilirim.

 

[taydin]

İkinci inverter kartındaki her iki soğutucu da tamamlandı. Kart üzerindeki durumlarını görebilmek için her ikisini de deneme amaçlı bağladım.

 

[taydin]

Yaptığım hatalı kesimlerden dolayı soğutucu profilde epey fire vermiş oldum, o yüzden dirençler için bütün bir soğutucu parçası kalmadı. Ben de iki parçayı boydan boya kaynatıp soğutucu yaptım.

 

[taydin]

Birinci inverterin de soğutucusunun deliklerini deldim, M3 dişlerini açtım. Soğutucuların hepsini anakart üzerine monte ettim. Araya da termal macun yerine termal muşamba koydum.

Soğutucuların üzerine de dik delikler açtım ve içlerine de M4 diş açtım. Buralara fanları tutacak parçalar bağlayacağım. İki soğutucunun arasında 20 cm lik iki tane fan olacak. Bunlar düşük devirle çalıştıkları için hiç ses çıkarmıyorlar. Aslında belki fana hiç gerek kalmayacak, ama inverter çıkışındaki bobinlerin daha önceden epey ısındığını farketmiştim. Teller 100 ℃ oluyor, içerideki nüve ise 120 ℃ ye kadar çıkıyordu. Bu fanlarla bobinlerin sıcaklığını biraz düşürmeyi hedefliyorum.

 

[taydin]

Akü şarj devresine sabit 1 Amperlik yük oluşturacak olan dirençlerin kendi soğutucularına montajını yaptım. İyi ısı iletimi için dirençlerle soğutucu arasına termal macun sürdüm. Benim UPS ile harici aküler kullanıldığı için, cihazın içindeki akü bölümü boş, o yüzden soğutucuyu iki civata ile bu boş bölüme bağladım.

 

[taydin]

UPS'in iki tane PCB'sini şaseye yerleştirdim ve yerlerine vidaladım. Bu arada, PCB'leri tutan civatalardan birisi plastik idi. Ben de çektiğim resimlerde, bu civatanın nereye bağlanması gerektiğini göremedim. Ama deliklere detaylı bakınca, ikinci inverter devresinin PCB'sinde bulunan bir bakır yolun, civatanın çok yakınından geçtiği görülüyor. Muhtemelen bu sorunu çözmek için buradaki civatayı plastik kullanmışlar.

 

[taydin]

Ama işte aksilik çıkacak ya, PCB'leri yerlerine sıktıktan sonra, iki tane kablonun artık boylarının yetersiz olduğunu gördüm. Büyük soğutucuların etrafından dolanmaları gerekiyor. Soğutuculara, sadece bu kablonun geçeceği bir delik açsam sorun hallolur, ama hem PCB'leri hem de soğutucuları tamamen sökmem gerekir. Onun yerine o iki kabloyu uzatacağım.

 

[taydin]

Kabloların daha uzunlarını evde hazırladım. Kullandığım kablo orijinalinden biraz daha ince, ama bunlar sensör kabloları, üzerlerinden büyük akım geçmeyeceği için sorun olmayacaktır. Ama izolasyonu biraz artırmak için belki etraflarına elektrikçi bandı sarabilirim, kabloların yerleşim durumuna bağlı.

 

[taydin]

Yeni uzatılmış kabloları ve diğer bütün kabloları yerlerine taktım. Fanların bağlanacağı çıtaları yerlerine vidaladım ve fanları da taktım. Elimde sadece bir tane yeni 20 cm lik fan olduğu için diğer yere eski fanı taktım. Bu fan, daha önce kullandığım UPS'te 5 seneyi aşkın süredir çalışıyordu, o yüzden hafif bir rulman sesi vardı. Ama rahatsız edici değil. Yeni bir 20 cm lik fan sipariş ettim, gelince değiştireceğim.

 

[taydin]

1 A lik yük olarak kullanılacak dirençlerin paralel bağlantısını yaptım ve bu direnç paketini de akü şarj devresine bağladım.

Aküleri cihaza bağladım ve cihazın ana güç şalterini açmadan dirençlerden geçen akımı pens ampermetre ile teyit ettim. 1.1 A gibi bir akım çekiyorlar. Bu değer, dirençler ısınınca düşecek, ama gene de sesi kesecek kadar akım çekeceğini umuyorum.

 

[taydin]

Cihazın ana güç şalterini açtım, herhangi bir vukuat, patlama, yanma falan olmadı ;D

Fanlar dönmeye başladı. Sağdaki eski fanda hafif rulman sesi var. O fanın konnektörünü söktüm ve hiç ses kalmadı 8)

 

[taydin]

Cihazı ON yaptım, gene herhangi bir vukuat olmadan cihaz açıldı. Yüksüz vaziyette herhangi ısınan, kokan birşey var mı diye kontrol ettim. Bir süre çalıştırdım böyle yüksüz, soğutucuların ikisi de soğuk.

Ne fan sesi var ne de cırıltı 8)

 

[taydin]

Cihazı devreye aldım ve bilgisayarları açtım. ortalama %20 yük ile yarım saattir çalışıyor.

Gene ısınan birşeyler var mı diye kontrol ettiğimde, 1 A akım çekmekle görevli olan dirençlerin baya ısındığını gördüm. 100 ℃ gibi bir sıcaklığa çıkıyorlar. Yani dirençleri bağladığım soğutucunun pek bir faydası olmuyor. Neticede 80W gibi bir güç bu dirençler üzerinde ısıya dönüşecek.

Güç hesabına göre düşününce, bu harcanan güç, dirençlerin anma gücünün yarısı seviyesinde. O yüzden bu ısınmayı sorun etmeyeceğim. En kötü ihtimalde dirençlerden birisi veya birkaç tanesi yanar, bu durumda da akü şarj devresinden yeterince akım çekilmediği için cırıldamaya başlar Eğer cırıltı duyarsam, yanan dirençleri değiştirip oraya da bir 20 cm düşük devirli fan bağlarım olur biter.

 

[taydin]

Bir günlük çalışma sonunda, %20 lik bir yük altında, büyük soğutucular hala soğuk. Akü şarj devresinin MOSFET soğutucusu da soğuk.

Yük dirençlerinin sıcaklıkları da 110℃ de sabitlenmiş durumda. Direnç soğutucusu cihazın ana şasesine bağlı olduğu için, ana şase de soğutucu görevi görüyor bir nevi Ana şase hafif ılık durumda şu anda.

 

[taydin]

Bir iyileştirme yapmayı düşünüyorum: Şu anda elektrik kesintisi olursa, yük dirençleri hala devrede olacağı için, akülerin kapasitesinin daha çabuk tükenmesine sebep olacak. O yüzden, dirençleri devreye bir röle ile bağlayacağım. Bu rölenin bobini 220V AC ile çalışacak ve bobin direkt olarak şebekeye bağlı olacak. Eğer şebeke varsa, röle çekecek ve yük dirençleri devreye girecek. Eğer şebeke giderse, röle de bırakacak ve dirençler devreden çıkacak.

Aslında daha akıllı bir sistem de yapılabilir. Sadece aküler şarj edilmediği durumda devreye girecek hale getirilebilir. Ama şu anki durumu yeterli.

 

[taydin]

Şebeke gerilimi kesildiğinde 80 Ω luk yükü devreden çıkaran röleyi de devreye ekledikten sonra UPS'i bu şekilde bir süre kullandım.

Şunu farkettim: Yük sürekli devrede olduğu durumda, akü olması gereken düzeyde şarj olmuyordu. Bu nedenle de, elektrik kesildiğinde, dayanması gereken süre dayanmıyordu. Sürekli devrede olan yük nedeniyle şarj akımı azaldığından, akülerin daha uzun sürede dolacağını daha önceden tahmin ediyordum zaten. Ama olan şey, sadece akülerin daha geç dolması değil. Aküler tam kapasitelerine kadar şarj olmuyorlar sanki, günlerce şarj edilmesine rağmen.

Günlerce kullandıktan sonra, akü gerilimi 77V gibi bir değerde sabitlenmiş durumda idi. Yük olmadığı durumda voltajın ne olduğunu anlamak için yükü devreden çıkardım ve iki gün UPS'i cırıltılı olarak kullandım. Akü voltajı 81V gibi idi. Hakikaten aküler tam olarak şarj olmuyor yük takılı iken. Bunun yaratacağı fark ne kadar bilmiyorum, denemek lazım.

Asıl çözüm burada, özel bir elektronik yük devresi yapmak ve akülerin çektiği akımı her zaman 1A'e tamamlamak. Bu şekilde yapılırsa, hem aküler maksimum şarj edilir, hem de cırıltı kesilir. Ama bu devreyi yapana kadar geçici olarak bir ara çözüm buldum:

Normalde, rölenin bobini şebekeye bağlı idi ve şebeke 220V olduğu sürece, 80 Ω yükü devrede tutuyordu. Yaptığım değişiklik ile, rölenin bobinini bir mekanik zamanlayıcıya bağladım. Bu zamanlayıcı ile, 24 saat boyunca, her 15 dakikada bir kontağın durumunu programlayabiliyoruz. Zamanlayıcıyı, gündüz ben çalışırken 80 Ω yükü devreye sokacak şekilde, gece saat 2:00 den sabah 9:00'a kadar da yükü devreden çıkaracak şekilde programladım. Böylece, gece boyu aküler tam olarak şarj olma fırsatı buluyor, cihaz da cırıldıyor, ama gündüz, ben çalışırken yük devrede oluyor ve cırıltı olmuyor. Bu şekilde yapınca akü voltajı gündüz 79V gibi sabitlendi. İdeal değil, ama asıl çözümü uygulayana kadar da idare edecek bir orta yol!

 

[taydin]

UPS'i sessizleştirmek için gündüz vakti 80 Ω luk yükü devreye sokan, gece vakti de devreden çıkaran röle bozuldu. Sebebi de kullandığım rölenin 80 VDC yi anahtarlamaya uygun olmaması. Yüksek DC voltajlarda oluşan ark çok daha uzun ömürlü ve etkili oluyor ve kontaktları kısa zamanda bitiriyor.

Aşağı yukarı 1 sene çalıştıktan sonra, kullandığım rölenin kontaktları yapışmış ve o yüzden de sessizleştirme direnci hep devrede. 100 VDC ye dayanıklı röle aradım ama internette bulamadım. SSR var bu voltaja dayanıklı ama onu da sürmek için ilave devre gerekiyor. SSR de pahalı.

Aşağıdaki devre ile sorunu çözeceğim. Burada V1, UPS'in aküsü. R1 de sessizleştirme yükü. Bu yük sayesinde akü şarj devresi sessiz çalışıyor. Daha önce M1 yerine bir röle vardı ve rölenin bobini de 220 VAC şebekeye bağlı idi. Şebeke varken röle çekiyor ve R1 yükünü devreye bağlıyordu. Şebeke kesilince de röle salıyor ve R1 yükü devreden çıkıyordu.

Şimdi röle yerine bir MOSFET olacak. Şebeke varken MOSFET ON olacak ve R1 yükü devreye bağlanacak, UPS de sessiz olacak. Şebeke kesilirse, MOSFET OFF olacak ve R1 yükü devreden çıkacak.