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:

Микропластик в атмосфере - скрытый ускоритель глобального потепления 31.05.2026

Микропластик уже давно признан одним из самых масштабных загрязнителей планеты. Он проникает в океаны, почву, организмы животных и даже в тело человека. Однако до недавнего времени мало кто задумывался о его влиянии на климатические процессы. Новое исследование показало, что микро- и нанопластик в атмосфере способен поглощать тепло, тем самым внося дополнительный вклад в глобальное потепление. Ученые обнаружили, что воздействие пластиковых частиц на климат зависит от их цвета. Светлые частицы отражают солнечный свет и способствуют некоторому охлаждению, в то время как более темные - активно поглощают тепло и излучение. Со временем пластик в атмосфере темнеет под воздействием ультрафиолета, что усиливает его согревающий эффект. Этот процесс напоминает пожелтение пластиковых парковочных талонов, оставленных на солнце. Соавтор исследования, заслуженный профессор наук о Земле в Университете Дьюка Дрю Шинделл отметил, что влияние микропластика на изменение климата пока относительно не ...>>

Универсальный бытовой робот-гуманоид GigaAI SeeLight S1 31.05.2026

Развитие робототехники постепенно переносит сложные машины из промышленных цехов прямо в повседневную жизнь людей. Китайская компания GigaAI сделала важный шаг в этом направлении, представив SeeLight S1 - первую в стране модель универсального бытового робота-гуманоида. Эта разработка призвана взять на себя рутинные домашние дела и стать настоящим помощником в повседневной жизни. Уже в конце текущего месяца сотня роботов SeeLight S1 начнет проходить испытания в специализированном жилом комплексе, предназначенном для работников высокотехнологичных отраслей. По словам генерального директора GigaAI Чжу Чжэна, в первой половине 2027 года роботы будут переданы для бесплатного тестирования обычным семьям в Ухане - столице провинции Хубэй. Такой подход позволит собрать реальные данные о работе устройства в домашних условиях. В демонстрационном видео робот, передвигающийся на колесах, уверенно справляется с множеством бытовых задач. Он нарезает овощи, жарит яйца, загружает стиральную маши ...>>

Вкусовые пристрастия формируются еще в утробе 30.05.2026

Предпочтения человека к еде закладываются задолго до первого прикорма. Современная наука подтверждает, что ребенок начинает знакомиться с ароматами и вкусами пищи еще до рождения, через околоплодные воды. Новое международное исследование показало, что регулярное потребление определенных продуктов беременной женщиной может формировать долгосрочные пищевые предпочтения у ребенка, сохраняющиеся даже спустя годы после появления на свет. Ученые из университетов Великобритании, Франции и Нидерландов провели эксперимент с участием беременных женщин. Одной группе будущих мам давали капсулы с порошком капусты кейл, другой - с порошком моркови. Реакцию детей на эти запахи проверяли в три этапа: сначала в утробе матери с помощью 4D-УЗИ на поздних сроках беременности, затем в возрасте трех месяцев и, наконец, когда детям исполнилось три года. Результаты оказались весьма убедительными. Дети женщин, принимавших порошок кейла, положительно реагировали на запах этой капусты, но негативно - на ар ...>>

Случайная новость из Архива Скоростная зарядка Qualcomm Quick Charge 5 09.08.2020 Компания Qualcomm создала скоростную зарядку для смартфонов Quick Charge 5. Стандарт Quick Charge 5 предлагает зарядить аккумулятор смартфона с нуля до 50 процентов за пять минут. По оценке компании, если уровень заряда составляет менее 50 процентов, то он будет увеличиваться примерно на один процент каждые шесть секунд. Qualcomm называет новый протокол зарядки "самым быстрым в мире коммерческим решением для смартфонов". Инженеры компании тестировали новый стандарт на девайсах с двухэлементной батареей емкостью 4500 миллиампер-часов. При зарядке мощностью 100 ватт нагрузка распределяется равномерно на оба элемента аккумулятора, примерно по 50 ватт на каждый. По сравнению с Quick Charge 4, новый стандарт на 70 процентов эффективнее и позволяет достичь снижения температуры нагрева при зарядке примерно на десять градусов. Новый стандарт поддерживает протокол USB Power Delivery, то есть может использоваться не только при зарядке смартфонов, но и компьютеров. Первые аппараты с поддержкой Quick Charge 5 должны появиться в продаже в третьем квартале 2020 года.

Другие интересные новости:

▪ Скутер на зеленом водороде

▪ Карты памяти Kingmax с записью 4K2K

▪ Первый полнофункциональный чип на технологии 16FinFET

▪ Человекоподобный робот отправится в космос

▪ Жара снижает успеваемость школьников

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Регуляторы тембра, громкости. Подборка статей

▪ статья Каждому свое. Крылатое выражение

▪ статья Какие звезды называют красными гигантами и как велика их средняя плотность? Подробный ответ

▪ статья Моторист дизельной подстанции. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Живая и мертвая вода. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Конструкция приемника. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

[an error occurred while processing this directive] Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026