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:

Экраны влияют на детей неравномерно в разном возрасте 01.08.2026

Планшеты и смартфоны давно стали привычной частью повседневной жизни даже самых маленьких детей. Родители часто используют гаджеты, чтобы успокоить малыша или занять его на время, однако ученые все чаще задаются вопросом, как экранное время сказывается на развитии мозга и будущей способности к обучению. Новое исследование показывает, что значение имеет не только продолжительность просмотра, но и возраст, в котором ребенок проводит время перед экраном. Ученые наблюдали детей от рождения до 8 лет. Оказалось, что больше всего экраны влияют на мозг в два периода - в раннем младенческом возрасте и перед поступлением в школу. У детей, много времени проводивших перед экранами в эти возрастные точки, в 9 лет были несколько хуже успехи в обучении, а в 10,5 лет хуже работала рабочая память - способность удерживать и обрабатывать информацию здесь и сейчас. Исследователи из Франции и Сингапура проанализировали данные 502 детей и выделили два ключевых этапа. У младенцев мозг развивается очень ...>>

Умные жилеты, спасающие от жары 01.08.2026

Летняя жара в больших городах все чаще становится серьезным испытанием для людей, работающих на открытом воздухе. Мусорщики, строители и другие специалисты вынуждены проводить часы под палящим солнцем, рискуя перегревом. Китайские инженеры предложили практичное решение - специальные охлаждающие жилеты, которые помогают снизить ощущаемую температуру примерно на 10 градусов. Пока мир страдает от сильной жары, китайские инженеры разработали "умные" жилеты с климат-контролем. Жилеты с кондиционированием почти не отличаются от обычной рабочей одежды. Главное отличие - в системе охлаждения. В городе Нанкин в жилет вмонтированы два вентилятора, работающих от портативных аккумуляторов. Одного заряда хватает на 3-4 часа непрерывной работы. В Чанчжоу решили разместить в карманах охлаждающие элементы с материалом, который при нагревании переходит из твердого состояния в жидкое, активно поглощая тепло. Это поддерживает комфортную температуру в течение 2,5-4 часов. Такие жилеты выглядят почти ...>>

Летающие ветротурбины 3 МВт вышли в серию 31.07.2026

Традиционные ветряные электростанции зависят от силы и стабильности ветра у поверхности земли, где воздушные потоки часто бывают слабыми и порывистыми. На больших высотах ветер обычно сильнее и постояннее, поэтому инженеры уже давно рассматривают возможность подъема турбин в воздух. Китайская компания сделала важный шаг в этом направлении, перейдя от испытаний к мелкосерийному производству. Компания Beijing Linyi Yunchuan Energy Technology запустила мелкосерийное производство летающей ветротурбины S2000, а в провинции Чжэцзян возводят отдельный завод по производству материалов для оболочки аппарата. У компании уже есть предварительные договоренности с прибрежными городами и горными регионами, которые рассматривают возможность использования этой технологии для удовлетворения собственных энергетических потребностей. Прототип, который полгода назад только что поднялся в небо над Сычуанем, теперь превращается в целую отрасль. Идея S2000 проста: вместо того чтобы устанавливать ветряну ...>>

Случайная новость из Архива В Южной Корее несовершеннолетним запретили играть в Minecraft 11.07.2021 Южкорейские геймеры смогут получить доступ к Minecraft только в случае, если им уже исполнилось 19 лет. Это связано с местным законодательством, которое запрещает играть в видеоигры несовершеннолетним в период с полуночи до шести утра (запрет введен в 2011 году). Чтобы ограничить доступ к популярнейшей в стране Minecraft, Microsoft изменила способ входа в игру, для которого ранее требовался аккаунт Mojang. Недавно Microsoft анонсировала, что вход в игру будет возможен только через учетную запись Xbox Live, а его можно регистрировать в Южной Корее только тем, кому исполнилось 19 лет. Обычно издатели игр предпринимают меры, позволяющие следовать закону и ограничивать доступ к играм во время "тихого часа". В случае с Xbox Live ограничение действует для несовершеннолетних круглые сутки. С учетом того, что Minecraft считается детским развлечением, геймеры Южной Кореи раскритиковали подход Microsoft и собирают подписи под петицией с требованием отменить решение причислить игру ко "взрослым".

Другие интересные новости:

▪ Усовершенствование сухих электродов для литий-ионных аккумуляторов

▪ Бытовой сканер пищевых продуктов

▪ Беспроводной микроконтроллер TI CC1310F128RGZT

▪ Принтер для мобильников

▪ Опасность поиска внеземной жизни

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Охрана труда. Подборка статей

▪ статья Инновационный менеджмент. Шпаргалка

▪ статья Где растет цейлонский чай? Подробный ответ

▪ статья Продавец отдела кулинарии. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Термометр с матричными светодиодными индикаторами. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Блок питания, 0-12 вольт 0,3 ампера. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026