Блок безперервного живлення. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Захист апаратури від аварійних режимів роботи мережі, блоки безперебійного живлення

 Коментарі до статті

При експлуатації апаратури зв'язку іноді виникає потреба в автономному джерелі живлення (наприклад, під час перебоїв у електропостачанні). Якщо апаратура працює без участі людини, то і зарядний пристрій має бути автоматичним. У разі використовують блоки безперебійного живлення. Про один із таких блоків йтиметься у цій статті.

Пропонований блок безперебійного живлення (ББП) розроблений для автоматичного резервування живлення радіоапаратури на віддалених об'єктах, які не мають постійного обслуговуючого персоналу (наприклад, репітерів). Він може бути застосований і для іншої апаратури з напругою живлення 12 постійного струму. ББП забезпечує два режими роботи: основний, коли живлення навантаження здійснюється від електромережі напругою 220 В змінного струму, і аварійний, коли без напруги навантаження живиться від резервної акумуляторної батареї номінальною напругою 12 В.

Конструктивно пристрій являє собою єдиний корпус, в якому розміщені стабілізований блок живлення напругою 13, здатний віддати в навантаження струм 1...1,4 А; зарядний пристрій; батарея акумуляторів, що забезпечує живлення навантаження протягом 6...8 год; система управління.

Система керування в автоматичному режимі здійснює:

- індикацію режимів роботи (живлення від мережі, заряджання, аварійне живлення від батареї акумуляторів);

- включення БШП у роботу з появою напруги в електромережі;

- заряджання (підзарядку) батареї акумуляторів стабільним струмом;

- Контроль ступеня зарядженості акумуляторної батареї за напругою на її висновках;

- перемикання навантаження на автономне живлення від батареї при зникненні напруги;

- аварійне відключення акумуляторної батареї у разі її несправності або глибокої розрядки через тривалу відсутність напруги понад 6...8 год.

У ручному режимі є можливість примусового увімкнення живлення від акумуляторної батареї.

Як резервне харчування в ББП використовувалися різні варіанти як вітчизняних, і імпортних кислотних акумуляторних батарей. Надійними в експлуатації показали себе кислотно-свинцеві акумуляторні батареї, що випускаються фірмами YACHT BATTERY CO, LTD (тип Y7-12) та YUASA CORPORATION (NP7-12) з номінальною напругою 12 і ємністю 7 А==точка==ч. Вони не потребують періодичного поповнення електроліту та постійного обслуговування, відсутній ефект "переполюсування", можуть тривалий час (до року) зберігатися в зарядженому стані.

За паспортними даними зарядна напруга батареї акумуляторів у резервному режимі становить 13,5...13,8 В (при температурі 20 °С), а за розрядною номограмою при 6-годинній розрядці струмом 1,4 А гранична критична напруга дорівнює 11 В, нижче якого йде крутий спад - ділянка кривої, що відповідає повній розрядці. Докладніше про параметри батарей можна дізнатися зі статті "Кислотно-свинцеві акумуляторні батареї широкого застосування" ("Радіо", 2000 № 12, с. 43, 44).

На підставі вищевикладеного були обрані пороги спрацьовування автоматики управління: верхній поріг (відключення зарядки) - 14 В (зарядна напруга 13,8 В плюс втрати напруги в проводах, що підводять, і контактах від висновків батареї) і нижній поріг (аварійного відключення акумуляторної батареї для запобігання глибокій розрядці ) - 11 ст.

Схема пристрою показано на рис. 1.

(Натисніть для збільшення)

При включенні тумблера SA1 напруга з вторинної обмотки Т1 трансформатора надходить на випрямлячі VD1-VD4, VD5. Спрацьовує реле К1, яке контакти К1.1 включають ланцюг автоматики управління. Випрямлену напругу стабілізується стабілізатором на мікросхемі DA1. Щоб отримати необхідне значення вихідної напруги ланцюг спільного дроту мікросхеми DA1 включений стабілітрон VD6. Для збільшення здатності навантаження стабілізатора служить емітерний повторювач на транзисторі VT1. Світлодіод HL2 зеленого кольору сигналізує про наявність вихідної стабілізованої напруги.

Пристрій кожні 12 годин автоматично вмикає зарядку батареї. Якщо вона заряджена, процес заряджання припиниться швидко, як тільки напруга досягне 14 В. Такий режим дозволяє тримати батарею постійно зарядженою.

Таймер складається з мультивібратора на елементі DD1.1 та лічильника DD2. Через 12 год після початку роботи пристрою на виході лічильника М виникне високий рівень, а на виході елемента DD1.2 - низький. Тригер на елементах DD3.5, DD3.6 переключиться у стан, у якому на виході DD3.6 високий рівень. Одночасно на виході елемента DD3.1 виникне імпульс, який скине лічильник DD2.

Високий рівень виходу елемента DD3.6 відкриває транзистор VT3. Вмикається стабілізатор зарядного струму на транзисторі VT2. При проходженні струму через світлодіод HL1 на ньому падає напруга, яка використовується як зразкова. Стабілізований зарядний струм надходить на акумуляторну батарею GB1. Світиться світлодіод HL1 жовтого кольору служить одночасно індикатором процесу заряджання.

Компаратори виконані на ОУ DA2.1 та DA2.2. На резисторі R8 та стабілітроні VD9 зібрано джерело зразкової напруги для компараторів. Воно залежить від напруги батареї. Пороги спрацьовування автоматики встановлюють підстроювальними резисторами R10 і R13 (нижній і верхній поріг відповідно).

При напрузі на батареї 14 на виході ОУ DA2.2 виникає низький рівень. Тригер на елементах DD3.5, DD3.6 скидається, і виході DD3.6 з'являється теж низький рівень. Транзистор VT3 закривається, а заряджання акумулятора припиняється.

Якщо напруга зникне в електромережі, контакти реле К1.1 розімкнуться швидше, ніж зникне напруга на виході стабілізатора. Позитивний перепад напруги надійде на диференціюючий ланцюг C7R17, і на виході елемента DD1.4 виникне імпульс низького рівня. Тригер на елементах DD3.3, DD3.4 перемкнеться і на виході DD3.3 з'явиться високий рівень. Відкриється транзистор VT4, спрацює реле К2 та своїми контактами К2.1 підключить акумуляторну батарею GB1 до навантаження. Світлодіод HL3 червоного кольору сигналізує про перехід на аварійний режим від батареї акумуляторів.

З появою напруги в електромережі контакти реле К1.1 знову замкнуться. Низький рівень через діод VD15 перемкне тригер DD3.3, DD3.4 таким чином, що на виході елемента DD3.3 буде низький рівень. Транзистор VT4 закриється, реле К2 перейде у вихідний стан, і пристрій перейде в основний режим. Одночасно диференціюючий ланцюг C6R16 сформує імпульс низького рівня на вході елемента DD1.3. Цей імпульс, пройшовши через елементи DD1.3 та DD3.2, перемкне тригер (DD3.5, DD3.6), на виході елемента DD3.6 виникне високий рівень. Транзистор VT3 відкриється, і розпочнеться процес заряджання акумуляторної батареї до досягнення 12-годинного циклу.

В аварійному режимі роботи БШП система управління захищає батарею акумуляторів від повної розрядки, коли в результаті тривалої відсутності напруги в електромережі батарея розряджається і напруга на ній знижується до 11 В. рівень, який через діод VD2.1 впливає тригер DD16, DD3.3. Транзистор VT3.4 закривається і контакти реле К4 переходять у вихідний стан. Живлення навантаження повністю знеструмлюється. Коли з'явиться мережна напруга, навантаження живитиметься від стабілізатора.

Діоди VD1 -VD4 можна замінити на будь-які із серії КД202, а також серій КД226, КД228 та ін. на струм 2...3 А; діод VD8-КД202А або аналогічний. Діоди VD11-VD17 – будь-які універсальні, наприклад, серій КД522, Д220, Д310. Транзистор VT1 можна застосувати серії КТ817, KT819, а VT2 - серії КТ818.

Мікросхему DA2 цілком замінять два ОУ загального застосування, наприклад, К140УД708. Замість мікросхеми DD3 (шість інверторів з підвищеною навантажувальною здатністю і стробуванням) можна застосувати К561ЛН2, також враховуючи відмінності в цоколівці.

Реле К1 - герконове РЕМ64А (паспорт РС4.569.724) з одним замикаючим контактом Можна використовувати практично будь-які герконові реле, підібравши резистор R1 для гасіння надмірної напруги. Реле К2 - імпортне малогабаритне на напругу 12 В та струм спрацьовування 30 мА.

Можна використовувати реле з напругою 9...12, струмом спрацьовування до 50 мА і з розривною здатністю контактів не менше 3 А, наприклад, РЕМ9 (паспорт РС4.524.200, РС4.524.201), РЕC32 (паспорт РФ4.500.341), РЕМ47 (Паспорт РФ4.500.409).

Трансформатор Т1 повинен забезпечувати напругу на вторинній обмотці 13 при струмі, достатньому для навантаження.

ББП змонтований у пластмасовому прямокутному корпусі розмірами 95×135×305, включаючи прямокутну кришку висотою 40 мм (рис. 2). У боковинах кришки просвердлені вентиляційні отвори.

Загальний ребристий тепловідвід площею 100 см закріплений зовні на задньому торці корпусу. Транзистори VT1, VT2 та інтегральний стабілізатор DA1 встановлені на тепловідводі на ізолюючих прокладках зі стрічки фторопласту. Батарея акумуляторів розташована в передній частині корпусу і відокремлена від трансформатора, що стоїть поруч, еластичною прокладкою з гуми. Всі інші радіоелементи, у тому числі і реле, змонтовані на монтажній платі з фольгованого склотекстоліту розмірами 75x250 мм, що прикріплена до внутрішньої частини кришки. Фольгований шар тонким різаком поділений на ізольовані майданчики 5×5 мм для монтажу радіоелементів (розміри майданчиків для мікросхем – 2,5×5 мм). З'єднання між елементами та майданчиками виконані провідниками.

При налагодженні БШП рекомендується насамперед встановити величину вихідної напруги підбором стабілітрона VD6. Потім встановлюють струм зарядного пристрою підбором резистора R2. Струм через світлодіод HL1 не повинен перевищувати максимально допустимий (підбирають резистором R4). Досвід експлуатації акумуляторів показав, що оптимальним зарядним струмом є струм, достатній для підзарядки. Він чисельно дорівнює 0,05 від ємності батареї, тобто 0,35 А.

Налаштування порогів спрацювання компараторів зручно виконувати за допомогою цифрового мультиметра та осцилографа. Для цього потрібно точку з'єднання резисторів R8, R9 і R12 тимчасово відключити від пристрою і приєднати до зовнішнього джерела живлення. Потім включаємо БШП і встановлюємо напругу зовнішнього джерела рівним 14 (по цифровому мультиметру). Контролюючи вихід ОУ DA2.2 вольтметром або осцилографом, обертанням двигуна підстроювального резистора R13 досягаємо низького рівня. Аналогічно, встановивши напругу зовнішнього джерела рівним 11 (відповідає нижньому порогу спрацьовування компаратора), досягаємо низького рівня на виході ОУ DA2.1, регулюючи резистор R10. Після встановлення порогів спрацьовування відновлюємо вихідне з'єднання.

Для надійної стійкої роботи герконового реле К1 паралельно до його обмотки включений конденсатор С2 (підбирають дослідним шляхом).

Автори: В.Лавриненко, Ф.Ротар, м.Волзька Волгоградська обл.

Дивіться інші статті розділу Захист апаратури від аварійних режимів роботи мережі, блоки безперебійного живлення.

Читайте та пишіть корисні коментарі до цієї статті.

<< Назад

Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:

Штучна шкіра для емуляції дотиків 15.04.2024

У світі сучасних технологій, де віддаленість стає дедалі більш повсякденною, збереження зв'язку й почуття близькості грають значної ролі. Нещодавні розробки німецьких учених із Саарського університету в галузі штучної шкіри становлять нову еру у віртуальних взаємодіях. Німецькі дослідники з університету Саарського розробили ультратонкі плівки, які можуть передавати відчуття дотику на відстані. Ця передова технологія надає нові можливості для віртуального спілкування, особливо для тих, хто виявився далеко від своїх близьких. Ультратонкі плівки, розроблені дослідниками, товщиною всього 50 мікрометрів, можуть бути інтегровані в текстильні вироби та носитися як друга шкіра. Ці плівки діють як датчики, що розпізнають тактильні сигнали від мами чи тата, і як виконавчі механізми, що передають ці рухи дитині. Дотики батьків до тканини активують датчики, які реагують на тиск та деформують ультратонку плівку. Ця ...>>

Котячий унітаз Petgugu Global 15.04.2024

Турбота про домашніх тварин часто може бути викликом, особливо коли йдеться про підтримку чистоти в будинку. Представлено нове цікаве рішення стартапу Petgugu Global, яке полегшить життя власникам кішок та допоможе їм тримати свій будинок в ідеальній чистоті та порядку. Стартап Petgugu Global представив унікальний котячий унітаз, здатний автоматично змивати фекалії, забезпечуючи чистоту та свіжість у вашому будинку. Цей інноваційний пристрій оснащений різними розумними датчиками, які стежать за активністю вашого вихованця в туалеті та активуються для автоматичного очищення після його використання. Пристрій підключається до каналізаційної системи та забезпечує ефективне видалення відходів без необхідності втручання з боку власника. Крім того, унітаз має великий обсяг сховища, що змивається, що робить його ідеальним для домашніх, де живуть кілька кішок. Котячий унітаз Petgugu розроблений для використання з водорозчинними наповнювачами та пропонує ряд додаткових матеріалів. ...>>

Привабливість дбайливих чоловіків 14.04.2024

Стереотип про те, що жінки віддають перевагу "поганим хлопцям", довгий час був широко поширений. Однак нещодавні дослідження, проведені британськими вченими з Університету Монаша, пропонують новий погляд на це питання. Вони розглянули, як жінки реагують на емоційну відповідальність та готовність допомагати іншим у чоловіків. Результати дослідження можуть змінити наше уявлення, що робить чоловіків привабливими в очах жінок. Дослідження, проведене вченими з Університету Монаша, призводить до нових висновків щодо привабливості чоловіків для жінок. В рамках експерименту жінкам показували фотографії чоловіків з короткими історіями про їхню поведінку в різних ситуаціях, включаючи їхню реакцію на зіткнення з бездомною людиною. Деякі з чоловіків ігнорували безпритульного, тоді як інші надавали йому допомогу, наприклад, купуючи їжу. Дослідження показало, що чоловіки, які виявляють співчуття і доброту, виявилися більш привабливими для жінок порівняно з т ...>>

Випадкова новина з Архіву Пологи у космосі 20.11.2018 Співробітники компанії Spacelife Origin хочуть до 2024 року втілити ідею народження дитини на орбіті. На сьогоднішній день відбуваються пошуки жінок, які готові допомогти науці. За словами керівника компанії Spacelife Origin Кейсі Малдера, щоб стати "міжпланетним видом" людству необхідно навчитися народжувати в умовах космосу. Першим етапом буде запуск капсули, яка ще називається "космічний інкубатор". У ньому має статися запліднення, а потім інкубатор повернеться назад на Землю, і автори зможуть перейти до наступного кроку. Відбудеться пошук жінок, які погодяться виносити ці ембріони, а коли настане час, одна з них полетить народжувати в космос. Якщо все пройде успішно, то вже 2024 року заплановано повноцінні пологи. На орбіту оговтається народжувати тільки та жінка, яка має гарне здоров'я і витривалість. Разом із нею вирушить команда із підготовлених акушерів. Вони забезпечать матері "космічної дитини" якісні пологи без ризику для здоров'я обох.

Інші цікаві новини:

▪ Оптоволоконне комутаційне обладнання надвисокої щільності

▪ Вирощування хумусу у космосі

▪ Штучне серце із самоорганізованих стовбурових клітин

▪ ТБ заважає немовлятам вчитися говорити

▪ Нова серія операційних підсилювачів TSH80-81-82

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ розділ сайту Підсилювачі низької частоти. Добірка статей

▪ стаття Довідник кросвордиста

▪ стаття Що робив Дарвін із мертвими совами? Детальна відповідь

▪ стаття Плавка та розлив друкарського сплаву. Типова інструкція з охорони праці

▪ стаття Фарбування овчин та шкірок кислотними барвниками. Прості рецепти та поради

▪ стаття Стабілізатори напруги серій КР1158 та КФ1158. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Залишіть свій коментар до цієї статті:

All languages ​​of this page

Arabic	Hebrew	Polish
Bengali	Hindi	Portuguese
Chinese	Italian	Spanish
English	Japanese	Turkish
French	Korean	Ukrainian
German	Malay	Vietnamese

Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт

www.diagram.com.ua
2000-2024