Защита аккумуляторной батареи системы аварийного освещения. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

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

 Комментарии к статье

Систему аварийного питания светодиодных светильников можно организовать на базе любого распространенного компьютерного источника бесперебойного питания (ИБП), запитав светильники от имеющейся в нем аккумуляторной батареи напряжением 12 В. Постоянная подзарядка батареи при исправной сети 220 В будет обеспечена средствами самого ИБП. Однако во избежание повреждения и преждевременного выхода батареи из строя нагрузку (светильники) желательно подключать к ней через описанные ниже устройства защиты. Эти устройства просты и построены на доступных деталях. Хотя автор выполнил их в виде отдельных конструкций, они вполне могут быть размещены в корпусе многих ИБП.

Рис. 1

Простейшее устройство, схема которого показана на рис. 1, защищает аккумуляторную батарею от глубокой разрядки. Напряжение батареи GB1, ниже которого выходная цепь параллельного стабилизатора DA1 размыкается, задана подключенным к управляющему входу стабилизатора делителем напряжения из резисторов R1 и R2. При указанных на схеме номиналах резисторов установлен порог около 11,5 В, что предотвращает глубокую разрядку батареи. Ее нагрузкой (RH) могут служить любые электроприборы, рассчитанные на питание постоянным напряжением 12 В при потребляемом токе не более 750 мА. Например, светодиодные светильники.

Выключатель, как отдельный элемент, в устройстве не предусмотрен. Цепь его питания замыкается перемычкой между контактами 1 и 3 ответной части разъема Х1, с помощью которого подключают нагрузку. Если напряжение аккумуляторной батареи выше допустимого минимума, срабатывает реле К1, подключающее своими контактами нагрузку RH. Одновременно включается сигнализирующий об этом светодиод HL1. Как только напряжение батареи упадет ниже допустимого, в результате чего напряжение между выводами 1 и 2 стабилизатора DA1 станет ниже 2,5 В, цепь обмотки реле разомкнется, оно отключит нагрузку, а светодиод погаснет.

Рис. 2

Устройство смонтировано на односторонней печатной плате, показанной на рис. 2. Она рассчитана на установку резисторов для поверхностного монтажа, телефонного разъема TJ5-6P4C и реле WJ102H-1C-12VDC. Размеры платы позволяют установить ее в корпус стандартной двухместной телефонной розетки.

Параллельный стабилизатор TL431A можно заменить на TL431C или КР142ЕН19А, но в последнем случае следует применять реле с рабочим током обмотки не более 100 мА. Для стабилизаторов серии TL431 допустим ток до 150 мА.

Рис. 3 (нажмите для увеличения)

Если описанное выше устройство дополнить таймером, как показано на рис. 3, нагрузка (аварийное освещение) станет подключаться лишь на ограниченное время, что позволит экономить энергию аккумуляторной батареи. Таймер выполнен на параллельном стабилизаторе DA1. При включении питания начинается зарядка конденсатора С1 через резистор R2. Пока напряжение на конденсаторе и управляющем входе стабилизатора DA1 не достигнет 2,5 В, выходная цепь этого стабилизатора закрыта. Узел защиты от глубокой разрядки на стабилизаторе DA2 в этот период времени работает точно так же, как было описано выше. Но как только образцовое напряжение стабилизатора DA1 будет превышено, он зашунтирует резисторы R4 и R5. Напряжение на управляющем входе стабилизатора DA2 упадет ниже образцового и нагрузка от аккумуляторной батареи будет отключена.

Время до автоматического отключения нагрузки зависит от постоянной времени цепи R2C1 и может достигать нескольких минут. В любой момент нажатием на кнопку SB1 можно разрядить конденсатор С1 и этим перезапустить таймер. Диод VD1 предназначен для быстрой разрядки конденсатора после отключения ответной части разъема Х1.

Рис. 4

На рис. 4 показана печатная плата этого варианта устройства. Применение в качестве DA1 стабилизатора КР142ЕН19А в данном случае крайне нежелательно. Больший по сравнению со стабилизаторами серии TL431 ток управления приведет к необходимости уменьшения номинала резистора R2, что уменьшит и выдержку таймера.

Рис. 5 (нажмите для увеличения)

Если требуется защитить батарею не только от чрезмерной разрядки, но и от превышения тока нагрузки, схему исходного варианта устройства (см рис. 1) можно дополнить узлом токовой защиты, как показано на рис. 5. Как только падение напряжения на включенном последовательно с нагрузкой резисторе-датчике тока R8 достигнет напряжения открывания транзистора VT1, откроются и транзисторы VT2, VT3, образующие аналог тринистора. При этом упадет ниже образцового напряжение на управляющем входе стабилизатора DA1, обмотка реле К1 будет обесточена, а нагрузка отключена разомкнувшимися контактами реле.

Благодаря положительной обратной связи, которой охвачены транзисторы аналога тринистора, устройство останется в таком состоянии и после отпускания реле. Чтобы вновь подать на нагрузку напряжение, придется отстыковать от разъема Х1 ответную часть и вновь подключить ее.

Рис. 6

Печатная плата этого варианта устройства представлена на рис. 6. Резистор R6 для обеспечения нужной рассеиваемой мощности составлен из четырех соединенных параллельно резисторов по 3 кОм.

Транзисторы ВС847А допустимо заменить любыми этой серии или отечественными серии КТ3130, а ВС857А - любыми серии ВС857 или КТ3129. Транзисторы для поверхностного монтажа можно заменить и обычными серий КТ3102 и КТ3107, но при этом потребуется переделка печатной платы.

Во всех трех вариантах устройства кроме светодиодов, указанных на схемах типов, можно применять и многие другие.

Стоит отметить, что при питании устройств с номинальным напряжением питания 3...9 В от аккумуляторной батареи напряжением 12 В понижать его до нужного значения следует с помощью импульсного, а не линейного стабилизатора. Значительно больший КПД импульсного стабилизатора обеспечит в аварийных условиях большую продолжительность работы устройства.

Автор: И. Цаплин

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 Планктон Черного моря избавляет Землю от углерода 19.08.2012 Ученые из Центра космических полетов им. Годдарда, НАСА, обнаружили, что Черное море активно поглощает углерод из атмосферы. Исследователи пришли к такому выводу, изучив снимки спутника НАСА Aqua за 15 июля 2012 года. Как выяснилось, по поверхности Черного моря разбросаны колонии микроскопического фитопланктона, скорее всего, одноклеточных 30-мкм водорослей кокколитофорид, которые являются настоящим "насосом", откачивающим углерод из атмосферы. В процессе своей жизнедеятельности кокколитофориды поглощают углерод и превращают его в крошечные пластины из карбоната кальция (кокколиты). После смерти фитопланктона этот известняк опускается на дно и навсегда хоронит углерод. Данный естественный процесс помогает Земле избавляться от избытка СО2, и Черное море является одним из таких хранилищ парникового газа. Благодаря фитопланктону море способно перерабатывать большое количество углекислого газа, который в противном случае оставался в атмосфере, вызывая парниковый эффект. Однако природный процесс может не справиться с деятельностью нашей цивилизации. Ученые обеспокоены растущим окислением океана, которое может нарушить течение естественного биологического процесса. Избыток углекислого газа делает океан более кислым, и при определенных концентрациях углерода кокколитофориды попросту не смогут продолжать свою полезную работу, поскольку процесс кальцификации углерода сильно замедлится. Ученые пытаются понять, как окисление океана может нарушить работу биологического "насоса" и вызвать последующее лавинообразное окисление океанов и морей, включая такое популярное у туристов Черное море.

Другие интересные новости:

▪ Съедобная посуда

▪ Серия нанопотребляющих устройств Maxim MAX17222

▪ Создается уникальный атлас генома человека

▪ В зеркале Луны

▪ ЖК и плазма: спроса нет, цены сильно упадут

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Радио - начинающим. Подборка статей

▪ статья Фонарь Диогена. Крылатое выражение

▪ статья Какое село является родиной двух маршалов и двенадцати генералов? Подробный ответ

▪ статья Ярутка полевая. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Защита микросхемы номеронабирателя. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Двухкаскадный передатчик на 144 МГц. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026