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:

Токсичность интернета преувеличена 07.01.2026

Социальные сети нередко воспринимаются как арена постоянной агрессии, оскорблений и распространения фейковой информации. Новое исследование Стэнфордского университета показывает, что реальность значительно отличается от популярного представления: интернет гораздо менее токсичен, чем многие пользователи считают. Ученые опросили более тысячи американцев, попросив их оценить долю пользователей соцсетей, которые ведут себя агрессивно или распространяют ненависть. Оказалось, что впечатления людей сильно преувеличивают масштабы проблемы. Например, респонденты считали, что почти половина пользователей Reddit хотя бы раз оставляла оскорбительные комментарии, тогда как фактические данные платформы показывают, что таких людей не более 3%. Аналогичная ситуация наблюдается с дезинформацией. Опрос показал, что большинство участников считали почти половину аудитории Facebook распространителями фейковых новостей, однако статистика говорит об обратном: фактическая доля таких пользователей состав ...>>

Процессоры Ryzen AI 400 07.01.2026

Современные вычисления все больше ориентируются на интеграцию искусственного интеллекта и высокую производительность в компактных устройствах, таких как ноутбуки и мини-ПК. Новая линейка процессоров AMD Ryzen AI 400 демонстрирует, как разработчики объединяют мощные центральные ядра, графику и нейросетевые ускорители в одном чипе, чтобы удовлетворять растущие потребности пользователей в играх, контенте и ИИ-приложениях. AMD представила процессоры серии Gorgon Point, которые включают до 12 ядер Zen 5 и до 24 потоков вычислений. Чипы поддерживают интегрированную графику RDNA 3.5, обеспечивают максимальную тактовую частоту до 5,2 ГГц и имеют энергопотребление от 15 Вт до 54 Вт. Особое внимание уделено NPU, способному обрабатывать до 60 триллионов операций в секунду (TOPS), что делает эти процессоры эффективными для задач с искусственным интеллектом. Конструкция Ryzen AI 400 сочетает ядра Zen 5 и Zen 5c, обеспечивая высокую гибкость и производительность. Несмотря на то, что архитектур ...>>

Женщины лучше распознают признаки болезни по лицу 06.01.2026

Способность распознавать, что кто-то нездоров, часто проявляется интуитивно: бледная кожа, опущенные веки, уставшее выражение лица могут сигнализировать о недомогании. Новое исследование международной группы ученых показало, что женщины в среднем точнее мужчин улавливают такие тонкие невербальные признаки болезни, что может иметь эволюционные и социальные объяснения. В отличие от предыдущих работ, где использовались отредактированные фотографии или имитация больных лиц, ученые решили проверить, насколько люди способны распознавать естественные признаки недомогания. Такой подход позволил оценить реальную чувствительность к изменениям в лицах, возникающим при болезни. В исследовании приняли участие 280 студентов, поровну мужчин и женщин. Участникам предложили оценить 24 фотографии, на которых изображены люди как в здоровом состоянии, так и во время болезни. Это дало возможность сравнить восприятие естественных признаков недомогания в реальных лицах. Для анализа состояния каждого ...>>

Случайная новость из Архива Разработан простой способ создания гибких алмазов 04.03.2022 Твердые как алмаз и гибкие как пластик, столь востребованные алмазные нановолокна могли бы произвести революцию в нашем мире - если бы их не было так сложно изготовить. Ученые под руководством Сэмюэля Даннинга из Карнеги и Тимоти Стробела разработали оригинальную методику, которая предсказывает и направляет упорядоченное создание прочных, но гибких алмазных нановолокон, преодолевая ряд существующих проблем. Эта инновация облегчит ученым синтез нановолокон - важный шаг к применению материала в практических целях в будущем. Алмазные нановолокна - это ультратонкие одномерные углеродные цепочки, в десятки тысяч раз тоньше человеческого волоса. Они часто создаются путем сжатия меньших углеродных колец вместе, образуя тот же тип связи, который делает алмазы самым твердым минералом на нашей планете. Однако вместо трехмерной углеродной решетки, которая есть в обычном алмазе, края этих нитей "увенчаны" углеродно-водородными связями, которые делают всю структуру гибкой. Поскольку нановолокна имеют эти связи только в одном направлении, они могут сгибаться и разгибаться так, как не могут обычные алмазы. Ученые предсказывают, что уникальные свойства углеродных нанотрубок найдут множество полезных применений - от создания научно-фантастических лесов для космических лифтов до создания сверхпрочных тканей. Тем не менее ученые столкнулись с трудностями при создании достаточного количества нанитов, чтобы проверить их предполагаемые суперспособности. Команда Даннинга решила, что добавление азота в кольцо вместо углерода поможет направить реакцию по предсказуемому пути. Они решили начать свою работу с пиридазина - шестиатомного кольца, состоящего из четырех атомов углерода и двух атомов азота, и начали работать над компьютерной моделью. Даннинг вместе с Бо Ченом из Международного физического центра Доностии и Ли Жу, доцентом из Ратгерса и Университета Карнеги, смоделировали поведение молекул пиридазина при высоком давлении. Когда они увидели, что образуются связи, они поняли, что успешно предсказали и создали в лаборатории первую алмазную наночастицу пиридазина.

Другие интересные новости:

▪ Пересадка клюва стервятнику

▪ LPS33HW - датчик давления с защитой от воды

▪ Антенна L-диапазона с поддержкой сверхширокополосных и многодиапазонных сетей

▪ Вещи дарят радость

▪ Игровые ноутбуки Asus ROG с частотой обновления 300 Гц

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Строителю, домашнему мастеру. Подборка статей

▪ статья От хорошей жизни не полетишь. Крылатое выражение

▪ статья С каких пор существует наша Солнечная система? Подробный ответ

▪ статья Наборщик вручную. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Генератор звуков соловья, поросенка, щенка. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Стабильный генератор на транзисторах. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026