Низковольтный источник бесперебойного питания. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Защита аппаратуры от аварийных режимов работы сети, блоки бесперебойного питания

 Комментарии к статье

Предлагаемое устройство выпущено серией 350 штук. Оно используется на объектах жилищно-коммунального хозяйства Москвы для питания системы голосовой связи с лифтами и другого аналогичного оборудования, которое должно работать независимо от наличия напряжения в сети электропитания.

Источник бесперебойного питания (ИБП) разработан для использования в необслуживаемом режиме в неотапливаемых помещениях (электрощитовая, машинное помещение лифта, гараж, подвал и т. п.). ИБП защищен от замыканий в выходных цепях. Он показал высокую надежность в эксплуатации с 2002 г. Несложное схемотехническое решение позволяет повторить его широкому кругу радиолюбителей.

Основные технические характеристики

• Выходное напряжение, В номинальное .......13,5
• минимальное при отключении сети .......8,5
• Максимальный выходной ток, А.......2
• Температура окружающей среды, ^оС .......-10...+40
• Максимальная влажность воздуха при температуре 20 ^оС,% .......80
• Габариты, мм.......235x165x80

Рис. 1 (нажмите для увеличения)

Схема ИБП представлена на рис. 1. Он содержит понижающий трансформатор Т1; два диодных моста: VD1 -VD4 и VD1, VD2, VD5, VD6 (диоды VD1, VD2 общие для обоих мостов); сглаживающий конденсатор C4; стабилизатор напряжения на микросхеме DA1, транзисторе VT2; гелевую свинцово-кислотную аккумуляторную батарею (АКБ) GB1 с номинальным напряжением 12 В; узел контроля ее разрядки на транзисторе VT1; узел контроля напряжения сети на реле K1. Светодиод HL1 индицирует наличие напряжения сети, а HL2 - выходного напряжения.

При наличии напряжения сети переменное напряжение 18,5 В с вторичной обмотки II трансформатора Т1 поступает на диодные мосты. Выпрямленное напряжение с выхода первого моста - точки соединения катодов диодов VD3 и VD4 - сглаживает конденсатор C4. Это напряжение используется для питания узла контроля разрядки и стабилизатора напряжения. Оно больше напряжения АКБ GB1, поэтому диод VD7 закрыт.

Стабилизатор напряжения на микросхеме DA1 и умощняющем транзисторе VT2 собран по типовой схеме. Выходной ток ограничен значением, которое приблизительно может быть рассчитано по формуле I_max = 0,6/R8. Конденсаторы С2, С3, С5 предотвращают самовозбуждение стабилизатора напряжения.

Выпрямленное напряжение с выхода второго моста - точки соединения катодов диодов VD5 и VD6 - используется для питания реле K1. Резисторы R1 и R2 ограничивают ток через его обмотку, а конденсатор C1 сглаживает на ней пульсации напряжения. Контакты реле K1 предназначены для использования во внешних устройствах, в том числе и в системах автоматики.

При отсутствии напряжения сети диод VD7 открывается и стабилизатор напряжения получает питание от АКБ. Диод VD8 закрыт, так как к нему приложено обратное напряжение. Выходное напряжение меньше напряжения АКБ примерно на 1,3 В. Длительность работы ИБП в отсутствие сетевого напряжения определяется емкостью АКБ и мощностью, потребляемой нагрузкой. Глубокой разрядки батареи не происходит, поскольку при снижении выходного напряжения до 8,5 В закрывается транзистор VT1, появляется высокий уровень напряжения на выводе 14 микросхемы DA1, который ее выключает. Транзистор VT2 закрывается, светодиод HL2 гаснет, выходное напряжение отключается. Конечно, АКБ продолжает разряжаться через диод VD7 и резисторы R4, R5, но малым током (единицы мА), и необратимые процессы в батарее могут произойти, если сетевое напряжение отсутствует длительное время. Так, с остаточной емкостью 100 мАч это произойдет не ранее чем через сутки.

Большинство деталей смонтированы на печатной плате размерами 75x55 мм и толщиной 1,5 мм из стеклотекстолита. Сетевой трансформатор Т1 - любой с напряжением вторичной обмотки от 18 до 24 В и током 2 А, например ТП-50-5, у которого две вторичные обмотки соединяют последовательно. Транзистор VT2 установлен на теплоотводе с площадью охлаждающей поверхности 400 см2. Реле K1 - РЭС15, исполнение РС4.591.001. Постоянные резисторы R1-R4, R6, R9 и R10 - С2-33Н (аналог МЛТ), R8, R11 - C5-16MB; подстроечные R5 и R7 - СП3-19А. Конденсаторы С1, С4, С5 - импортные CD295 (аналог К50-68), С2 и С3 - КМ5Б.

На этапе разработки устройства автор использовал трансформатор, теплоотвод, плавкую вставку и корпус блока бесперебойного питания БПП-20, а также АКБ емкостью 7 Ач. Внешний вид устройства в корпусе показан на рис. 2.

Рис. 2

Для налаживания ИБП необходимы лабораторный источник питания (далее лИп) с регулируемым напряжением 9...20 В и вольтметр постоянного тока, а также резистивная нагрузка 7 Ом 30 Вт или ее эквивалент. ИБП отключают от сети и аккумуляторной батареи, а движки подстроечных резисторов R5 и R7 устанавливают в верхнее по схеме положение. На выходе ЛИП устанавливают напряжение 20 В, подключают его и вольтметр к ИБП вместо аккумуляторной батареи, соблюдая полярность. Перемещением движка подстроечного резистора R7 устанавливают на выходе ИБП напряжение 13,5 В, затем плавно уменьшают выходное напряжение ЛИП до тех пор, пока напряжение на выходе ИБП не снизится до 8,5 В. После этого движок подстроечного резистора R5 плавно перемещают вниз по схеме, пока напряжение на выходе резко не упадет до значения, близкого к нулю.

Далее отключают ЛИП и подключают ИБП к сети переменного тока. Напряжение на его выходе должно равняться 13.5 В. Замыкают выход на 2.3 с, и после размыкания проверяют восстановление нормальной работоспособности ИБП.

Наконец присоединяют аккумуляторную батарею и к выходу подключают резистивную нагрузку 7 Ом на 2.3 ч. В этом режиме выходной ток равен 1,93 А. По истечении этого времени напряжение на выходе должно оставаться равным 13.5 В. Транзистор VT2 не должен перегреваться. В завершение налаживания при отключенной сети проверяют наличие напряжения питания на нагрузке.

В большинстве случаев ИБП устанавливали на электрощит, в котором обычно имеется свободное место, где можно разместить дополнительные измерительные приборы. Чтобы продлить время эксплуатации аккумуляторной батареи, целесообразно контролировать выходное напряжение ИБП вольтметром, а ток ее подзарядки - амперметром, который включают в разрыв цепи VD8 и R11.

Нагрузка, подключаемая к выходу ИБП, должна быть рассчитана на напряжение питания, которое может изменяться в интервале 8,5...13,5 В.

Для повышения надежности ИБП при коротких замыканиях его выхода желательно в разрыв цепи вывода 2 микросхемы DA1 включить резистор 240 Ом 0,25 Вт.

Автор: И. Королев

Смотрите другие статьи раздела Защита аппаратуры от аварийных режимов работы сети, блоки бесперебойного питания.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Донорское сердце способно быстро перенимать биологический возраст реципиента 12.10.2026

Возраст органов определяется не только количеством прожитых лет. На молекулярном уровне ткани могут стареть с разной скоростью, а после пересадки, как показывают новые эксперименты, их биологические характеристики способны заметно меняться под воздействием организма, в который они попадают. Исследователи из Бостона обнаружили, что молодые донорские сердца после трансплантации довольно быстро приобретают признаки биологического возраста реципиента, тогда как более старые органы могут, напротив, демонстрировать признаки омоложения. Чтобы оценить эти изменения, ученые применили три так называемых "часа старения" - молекулярных инструмента, позволяющих приблизительно определять биологический возраст клеток и тканей. В отличие от обычного календарного возраста, такие показатели отражают состояние организма на уровне определенных молекулярных изменений. Именно их анализ позволил специалистам проследить, как меняются пересаженные сердца спустя несколько месяцев после операции. Основные ...>>

Samsung Galaxy Buds On: клипсы с искусственным интеллектом вместо внутриканальных наушников 12.10.2026

Беспроводные наушники превратились в одно из самых привычных персональных электронных устройств, однако их конструкция по-прежнему во многом определяется необходимостью размещать излучатель внутри или непосредственно у слухового канала. Компания Samsung решила попробовать другой подход. Представленная модель Galaxy Buds On получила формат наушников-клипсов, которые закрепляются непосредственно на ухе и оставляют слуховой канал открытым. Samsung позиционирует новинку как устройство для продолжительного ношения, тренировок и прогулок, а также для ситуаций, когда пользователю важно одновременно слушать музыку и не терять связь с окружающей обстановкой. В отличие от традиционных внутриканальных моделей, Galaxy Buds On практически не изолируют человека от внешнего мира. При этом речь идет не об экспериментальном прототипе или утечке: официальная информация об устройстве уже опубликована в Samsung Newsroom. Открытая конструкция имеет и очевидный недостаток - добиться такой же глубины н ...>>

Ферроэлектрики научились выдерживать более 10 миллиардов циклов перезаписи 11.10.2026

Энергонезависимая память должна не только быстро записывать и сохранять информацию без постоянного питания, но и выдерживать огромное количество циклов перезаписи. Одним из перспективных вариантов такой технологии считаются ферроэлектрические материалы, однако их практическое применение долгое время ограничивалось сравнительно быстрым разрушением. Исследователям удалось установить механизм этого процесса на атомном уровне и предложить способ, который значительно увеличивает срок службы таких материалов. Работу выполнила группа ученых из Университета электронной науки и техники Сианя (Xidian University) совместно с коллегами из Гонконгского университета и Фуданского университета. Особый интерес специалистов вызвали ферроэлектрики со структурой вюрцита, в частности нитрид алюминия-скандия (AlScN). Эти материалы способны сохранять информацию благодаря изменению направления электрической поляризации на атомном уровне и хорошо совместимы с современными технологиями производства микросхем ...>>

Случайная новость из Архива На орбиту запустят спутник-ремонтник 02.10.2012 Немецкое аэрокосмическое агентство DLR подписало с компанией Astrium GmbH контракт на создание спутника-ремонтника, который сможет захватывать дефектные спутники и чинить их. Спутник-ремонтник будет многофункциональным и по своим возможностям сможет сравниться с космонавтом в скафандре. Ремонтник сможет захватывать сломанные космические аппараты манипулятором, выполнять дозаправку, зарядку аккумуляторов, ремонт или сталкивать "безнадежные" аппараты с орбиты. Пока этот проект выглядит научной фантастикой, но специалисты DLR уже выделили 15 млн евро на разработку концепции миссий и дизайна аппарата. Эта работа продлится один год. В Astrium собираются создать надежный телеуправляемый с Земли или околоземной орбиты аппарат, который пригодится не только для коммерчески выгодного обслуживания спутников, но и для строительства орбитальных промышленных комплексов. Сначала специалисты компании Astrium испытают и сертифицируют необходимые технологии на Земле, а затем проверят их в реальных условиях. Для этого в космос будут запущены два спутника: ремонтник и "клиент". Ремонтнику предстоит выполнить основные операции: сближение и захват "клиента", работу с другим спутником без его повреждения, правильное ориентирование "клиента" в пространстве, расстыковка и уход ремонтника с орбиты "клиента". После этого пара опытных спутников вернется в атмосферу планеты и сгорит. Если данная миссия под названием DEOS увенчается успехом, впервые ремонт и обслуживание спутников на орбите станут доступны и не потребуют сложнейших и опасных пилотируемых миссий. Кроме того, появится возможность вернуть в строй дорогостоящие спутники, которые вполне исправны, но, например, исчерпали запас топлива. Сегодня такие многомиллионные аппараты просто превращаются в мусор. Это так же "рационально", как выбросить новенький автомобиль, только потому, что в его баке закончился бензин.

Другие интересные новости:

▪ 25 дюймовый телевизор с экраном на основе нанотрубок

▪ Оптоволоконные решения 40/100 Гбит от Siemon

▪ 5,5" Android-смартфон XOLO Q2000

▪ Новые OLED-дисплеи можно складывать более 100000 раз

▪ Аппендикс: хранилище полезных бактерий и ключ к иммунитету

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Моделирование. Подборка статей

▪ статья Крыло под водой. Советы моделисту

▪ статья Что такое интеграция? Подробный ответ

▪ статья Первая доврачебная помощь при утоплении. Медицинская помощь

▪ статья Штыревая антенна с гамма-согласующим устройством. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Вращающаяся пачка сигарет. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026