Автоподзаряд аккумулятора резервного питания. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Зарядные устройства, аккумуляторы, гальванические элементы

 Комментарии к статье

Для обеспечения надежной работы многих стационарных устройств необходимо применять резервное питание. Чаще всего для этих целей устанавливают аккумулятор, но за ним надо следить, не допуская сильного разряда и вовремя ставить на подзаряд. Удобнее эту обязанность поручить автоматике.

Для подзаряда аккумулятора необходимо соответствующее устройство (внутреннее или внешнее).

Зарядное устройство можно выполнить в составе системы бесперебойного питания и полностью автоматизировать процесс, т. е. оно может включаться при снижении напряжения на аккумуляторе ниже порогового уровня, или же применить "плавающий" подзаряд. Под плавающим зарядом подразумевают подключение аккумулятора параллельно с нагрузкой (рис. 2.18), когда источник питания служит только для компенсации токов саморазряда в элементах питания. В этом случае схема получается наиболее простой.

В этих схемах поступающее напряжение с трансформатора выбирается таким, чтобы зарядный ток, проходящий через аккумулятор, компенсировал ток естественного саморазряда.

Рис. 2.18. Схемы, обеспечивающие плавающий подзаряд аккумулятора резервного питания

Нужное напряжение после выпрямителя можно подобрать экспериментально установкой дополнительных диодов или с помощью отводов от вторичной обмотки трансформатора (у некоторых унифицированных трансформаторов, например из серии ТН, ТПП и др., есть возможность немного изменить напряжение во вторичной цепи за счет переключения отводов в первичной обмотке). При этом контролируем ток в цепи аккумулятора по амперметру.

Обычно значение тока "плавающего" подзаряда не должно превышать 0,005...0,01 номинального для аккумулятора. Уменьшение тока заряда приводит только к увеличению продолжительности процесса (в данном применении время заряда значения не имеет - оно всегда будет достаточным).

Такие схемы можно применять, если ваша сеть достаточно стабильна и питающее напряжение не выходит за рамки допуска (в крупных городах за этим следят). В противном случае между трансформатором и аккумулятором устанавливается стабилизатор напряжения и диод, препятствующий прохождению тока аккумулятора в стабилизатор, когда трансформатор не включен (рис. 2.19). Микросхема КР142ЕН12 может быть заменена аналогичной импортной LM317.

Рис. 2.19. Схема зарядного устройства со стабилизатором напряжения

Так как в охранном устройстве нагрузка аккумулятора потребляет микроток, то контролировать на нем напряжение в процессе работы нет смысла - в холостом ходу оно всегда будет номинальным. Такой контроль выполняют при имитации максимальной нагрузки аккумулятору, что для полной автоматизации процесса потребует усложнения схемы зарядного устройства.

Более совершенная схема зарядного устройства приведена на рис. 2.20. Она не только поддерживает стабильное напряжение на аккумуляторе, но и имеет настраиваемую токовую защиту, которая предотвращает повреждение элементов в случае короткого замыкания на выходе (или неисправности аккумулятора). Ограничение тока полезно и в тех случаях, когда подключается новый аккумулятор (еще не заряженный или сильно разряженный ранее). В этом случае ограничение тока на нужном уровне предотвращает перегрузку питающего сетевого трансформатора (он может быть маломощным - 14...30 Вт, так как в режиме "Тревога" необходимый ток вполне может обеспечить сам аккумулятор). Кроме того, внутри микросхемы есть температурная защита, отключающая ее выход при перегреве, что исключает повреждение компонентов.

Рис. 2.20. Схема зарядного устройства с ограничением тока (нажмите для увеличения)

Для сборки устройства можно воспользоваться односторонней печатной платой из стеклотекстолита, показанной на рис. 2.21, ее внешний вид приведен на рис. 2.22.

Рис. 2.21. Топология печатной платы и расположение элементов

Рис. 2.22 Внешний вид монтажа элементов на плате

Трансформатор (Т1) можно заменить на ТП115-К9 - он имеет 2 обмотки по 12 В с допустимым током до 0,8 А. В холостом ходу на обмотке будет напряжение 16 В, а после выпрямления и сглаживания конденсатором - 19 В, что вполне достаточно для работы стабилизатора (основную часть времени схема будет работать как раз в режиме холостого хода).

Работающая аналогично еще одна схема приведена на рис. 2.23. Основой ее является микросхема L200 (отечественных аналогов нет), имеющая выводы (2 и 5) для контроля тока в нагрузке. Приведенное включение микросхемы является типовым: от номинала резистора R2 зависит максимальный ток в цепи нагрузки Iмах = 0,45/R2, а нужное напряжение выставляется резистором R3.

Рис. 2.23. Второй вариант схемы зарядного устройства с ограничением тока

Стабилизатор может обеспечить выходной ток от 0,1 до 2 А и имеет внутреннюю защиту от перегрева.

Для монтажа элементов второй схемы зарядного устройства можно воспользоваться печатной платой, показанной на рис. 2.24.

Рис. 2.24. Топология печатной платы и внешний вид монтажа

О настройке всех схем со стабилизацией. Вам потребуется миллиамперметр, вольтметр (лучше цифровой) и имитирующий нагрузку мощный резистор. Все это соединяется по схеме, показанной на рис. 2.25.

Рис. 2.25. Стенд для настройки и проверки зарядного устройства

Сначала при отключенном аккумуляторе соответствующим подстрочным резистором выставляем на выходе стабилизатора напряжение 13 Вт. После этого переключателем S1 включаем резистор Rн и проверяем ток ограничения. Его можно установить любым при помощи подбора резистора токовой обратной связи - R3 в схеме рис. 2.20 (например, для тока 220 мА - R3 = 3,9 Ом; для 300 мА - R3 - 3,3 Ом) или R2 в схеме на рис. 2.23.

Теперь вместо резистора Rh подключаем аккумулятор GB1. Необходимый ток в цепи заряда (для энергоемкости конкретного аккумулятора) устанавливаем подстройкой выходного напряжения. Окончательную установку следует делать уже после того, как аккумулятор полностью зарядится - этот ток должен компенсировать саморазряд GB1.

Автор: Шелестов И.П.

Смотрите другие статьи раздела Зарядные устройства, аккумуляторы, гальванические элементы.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Оптимальная продолжительность сна 12.11.2025

Сон играет ключевую роль в поддержании здоровья, когнитивных функций и общего самочувствия. Несмотря на широко распространенный стереотип о восьмичасовом сне, последние исследования показывают, что оптимальная продолжительность сна для большинства здоровых взрослых ближе к семи часам. Эволюционный биолог из Гарварда, Дэниел Э. Либерман, утверждает, что традиционная норма восьми часов сна - это скорее культурное наследие индустриальной эпохи, чем биологическая необходимость. По его словам, полевые исследования, проведенные в сообществах, не использующих электричество, показывают, что средняя продолжительность сна составляет 6-7 часов, что значительно отличается от общепринятого стандарта. Современные эпидемиологические данные подтверждают этот взгляд. Исследования выявили так называемую "U-образную кривую" зависимости между продолжительностью сна и рисками для здоровья. Минимальные показатели заболеваемости и смертности наблюдаются именно у людей, спящих около семи часов в сутки. ...>>

Дефицит кислорода усиливает выброс закиси азота 12.11.2025

Парниковые газы играют ключевую роль в изменении климата, а закись азота (N2O) - один из наиболее опасных среди них. Этот газ не только втрое сильнее углекислого газа в удержании тепла, но и разрушает озоновый слой. Недавнее исследование американских ученых показало, что микробы в зонах с низким содержанием кислорода активно производят N2O, усиливая глобальные климатические риски. Команда из Университета Пенсильвании изучала прибрежные воды у Сан-Диего и провела наблюдения на глубинах от 40 до 120 метров в Восточной тропической северной части Тихого океана - одной из крупнейших зон дефицита кислорода. Исследователи сосредоточились на том, как морские микроорганизмы превращают нитраты в закись азота. В ходе работы выяснилось, что существует два пути образования N2O. Один путь начинается с нитрата, другой - с нитрита. На первый взгляд более короткий путь должен быть эффективнее, однако микробы, использующие нитрат, продуцируют больше газа, поскольку этот "сырьевой" источник более д ...>>

Омега-3 помогают молодым кораллам выживать 11.11.2025

Сохранение коралловых рифов становится все более актуальной задачей в условиях глобального изменения климата. Молодые кораллы особенно уязвимы на ранних стадиях развития, когда стрессовые условия и нехватка питательных веществ могут привести к высокой смертности. Недавнее исследование ученых из Технологического университета Сиднея показывает, что специальные пищевые добавки способны существенно повысить выживаемость личинок кораллов. В ходе работы исследователи разработали особый состав "детского питания" для коралловых личинок. В него вошли масла, богатые омега-3 жирными кислотами, а также важные стерины, необходимые для формирования клеточных мембран. Личинки, получавшие эти добавки, развивались быстрее, становились крепче и демонстрировали более высокую устойчивость к стрессовым факторам. Особое внимание ученые уделили липидам. Анализ показал, что личинки активно усваивают эти вещества, что напрямую влияет на их жизнеспособность. Стерины, содержащиеся в корме, повышают устойчи ...>>

Случайная новость из Архива Чипсет Dimensity 9500 на архитектуре Armv9.3 26.09.2025 Компания MediaTek показала свой новейший флагманский чипсет Dimensity 9500, созданный для смартфонов премиум-класса следующего поколения. В основе процессора лежит современный 3-нанометровый техпроцесс TSMC, обеспечивающий заметный скачок в скорости вычислений, графической производительности и энергоэффективности. Архитектура Armv9.3 стала базой для восьмиядерной конфигурации: одно ядро C1-Ultra работает на частоте 4,21 ГГц с кэшем L2 объемом 2 Мб, три ядра C1-Super достигают 3,5 ГГц при 1 Мб L2, а остальные четыре ядра C2 отвечают за сбалансированную работу при меньших нагрузках. По данным MediaTek, однопоточная производительность выросла на 32%, а многоядерная - на 17% по сравнению с предшественником, при этом энергопотребление при пиковых нагрузках сократилось более чем наполовину - на 55%. Особое внимание разработчики уделили интеграции искусственного интеллекта. Новый нейропроцессор NPU 990 с движком Generative AI Engine 2.0 вдвое увеличивает вычислительные мощности для работы с крупными моделями и на треть сокращает энергозатраты. Это позволяет создавать изображения в разрешении 4K в два раза быстрее, а общая эффективность таких операций повысилась на 56%. Графическая часть также претерпела значительные изменения. GPU ARM G1-Ultra обеспечивает рост производительности на 33% и повышение энергоэффективности на 42%. Поддержка интерполяции до 120 кадров в секунду и аппаратная трассировка лучей открывают новые горизонты для мобильного гейминга. В сотрудничестве с ведущими студиями реализована поддержка технологий MegaLights в Unreal Engine 5.6 и Nanite в Unreal Engine 5.5, что делает графику еще более реалистичной. Не обошли вниманием и возможности мобильной фотографии и видеосъемки. Встроенный процессор обработки изображений Imagiq 1190 способен работать с сенсорами разрешением до 320 мегапикселей, обеспечивает автофокусировку с частотой 30 кадров в секунду и портретный режим в 4K при 60 fps. Кроме того, поддерживается запись видео в стандарте Dolby Vision 4K на скорости 120 кадров в секунду с электронной стабилизацией. Дополнительная функция MiraVision Adaptive Display в реальном времени регулирует контрастность и насыщенность картинки в зависимости от условий освещения. Поддержка коммуникаций и хранения данных также соответствует самым высоким стандартам. Dimensity 9500 работает с WiFi 7, Bluetooth 6.0, оперативной памятью LPDDR5X с пропускной способностью до 10,7 Гбит/с и накопителями UFS 4.1. Модем чипсета поддерживает сети пятого поколения 5G Sub-6GHz 5CC-CA с максимальной скоростью до 7,4 Гбит/с, а также спутниковые системы навигации - от GPS и GLONASS до NavIC.

Другие интересные новости:

▪ Intel разрабатывает новые спецификации SSD для ультрабуков

▪ Нейрокомпьютерный интерфейс для роботов

▪ Письмо от руки делает детей умнее

▪ Понижающий регулятор напряжения LM26001

▪ Jennie продемонстрирует беспроводное near video по IEEE802.15.4

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Сборка кубика Рубика. Подборка статей

▪ статья Чижик-пыжик, где ты был? Крылатое выражение

▪ статья Для чего в лондонских ночлежках для бездомных туго натягивали веревки? Подробный ответ

▪ статья Оператор отдела компьютерного тестирования учебно-инновационной службы. Должностная инструкция

▪ статья Устройство для обнаружения движущихся металлических предметов. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Усилитель для модема. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025