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:

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 ...>>

Электромобиль VENTRA с системой очистки воздуха 11.10.2026

Даже автомобили без двигателя внутреннего сгорания не являются полностью безвредными для окружающей среды. При движении любой автомобиль изнашивает шины и тормозные элементы, в результате чего в воздух и на дорожное покрытие попадают мельчайшие частицы. Студенты Эйндховенского технологического университета решили обратить внимание именно на этот мало заметный источник загрязнения и создали концептуальный электромобиль VENTRA, способный собирать часть таких загрязняющих веществ непосредственно во время движения. Проект разработала команда TU/ecomotive, которая оснастила VENTRA специальной системой улавливания частиц, образующихся при износе шин и торможении. Авторы концепта считают, что переход на электрическую тягу сам по себе не решает проблему автомобильных выбросов. Более тяжелые электромобили дополнительно нагружают шины, а их электродвигатели способны обеспечивать очень быстрое ускорение, что также может способствовать повышенному износу резины. Собранные около колес частицы си ...>>

Лазерное переключение магнитов 10.10.2026

Технологии хранения данных постоянно стремятся уменьшить размеры элементов памяти и одновременно увеличить скорость записи информации. Один из возможных путей связан с использованием света, который способен переносить энергию с огромной скоростью и воздействовать на очень небольшие области материала. Инженеры Университета Калифорнии в Сан-Диего (UC San Diego) продемонстрировали необычный способ управления магнитным состоянием вещества, при котором внешнее магнитное поле вообще не требуется. В обычных жестких дисках информация записывается в виде последовательности крошечных магнитных областей, соответствующих значениям 1 и 0. Для изменения их состояния обычно необходимо внешнее магнитное поле, однако такой способ требует значительных энергетических затрат и ограничивает скорость записи. Исследователи UC San Diego предложили альтернативу - так называемое оптическое переключение, при котором магнитное состояние изменяется под воздействием лазерного излучения. По оценкам специалистов, ...>>

Случайная новость из Архива Сверхпрочный эластичный материал 22.06.2024 Международная научная группа представила новейший материал под названием стекловидный гель, объединяющий в себе выдающиеся механические свойства и способность к самовосстановлению. Этот материал, состоящий наполовину из жидкости, обещает находить широкое применение в различных отраслях промышленности благодаря своей уникальной комбинации жесткости и эластичности. Стекловидный гель получил свое название за счет синтеза характеристик жестких стекловидных полимеров и мягких гелей. Он обладает высокой прочностью и может растягиваться в пять раз от своих исходных размеров. Особенностями материала являются его способность к самовосстановлению под воздействием тепла и высокая клейкость поверхности, что уникально для твердых материалов. Процесс создания стекловидного геля включает смешивание жидких предшественников стекловидных полимеров с ионной жидкостью, а затем облучение ультрафиолетовым излучением. Ионная жидкость выполняет роль растворителя, способствующего увеличению эластичности материала путем разделения полимерных связей. В то же время ионы притягиваются к полимерным связям, что предотвращает их разрушение, обеспечивая жесткость и прочность материала. Содержащаяся в стекловидном геле жидкость на 50% делает его эффективным проводником электричества, что отличает его от традиционных пластиков. Кроме того, материал не испаряется и не высыхает, что существенно увеличивает его долговечность и стойкость к внешним воздействиям. Ученые рассматривают возможность использования этого материала для создания инновационных батарей и других электронных устройств, где требуется высокая производительность и надежность. Исследование стекловидного геля представляет собой важный шаг в развитии материаловедения, открывая новые перспективы для применения в высокотехнологичных отраслях и повседневной жизни. Его уникальные свойства делают его привлекательным для широкого круга потребителей, искалеченных современными технологиями.

Другие интересные новости:

▪ Геймерская носимая колонка Panasonic SoundSlayer WIGSS

▪ Док-станция Razer Thunderbolt 4 Dock

▪ Пластик из углекислого газа

▪ Тара для переноски компьютеров

▪ Мини-компьютер Shuttle XPC DA320

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Цветомузыкальные установки. Подборка статей

▪ статья Хлеб насущный. Крылатое выражение

▪ статья Наука и образование. Большая энциклопедия для детей и взрослых

▪ статья Дворник. Должностная инструкция

▪ статья Пайка алюминия в домашних условиях. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Обозначения диаметр провода и толщины листа в иностранных изданиях. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026