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:

Атомный секрет вечного блеска золота 20.06.2026

Золото издавна считается символом вечности и благородства не только из-за своей редкости, но и благодаря удивительной химической стойкости. В отличие от большинства металлов, оно не окисляется на воздухе, не тускнеет и не покрывается ржавчиной даже спустя тысячелетия. Эта уникальная инертность позволила золотым артефактам сохранять первозданный блеск с древних времен. Однако точный механизм такой защиты долго оставался загадкой для ученых. Недавнее исследование американских химиков-вычислителей раскрыло, что дело не просто в слабом взаимодействии с кислородом, а в особой атомной структуре поверхности металла. Сотрудники Тулейнского университета Санту Бисвас и Мэтью М. Монтемор провели детальное компьютерное моделирование, чтобы понять, как молекулы кислорода взаимодействуют с поверхностью золота. Ученые сравнили два основных типа атомных структур: "реконструированные" и "нереконструированные" поверхности. Было доказано, что природная способность золота к перестройке атомов играет кл ...>>

Смарфон Realme 16T 5G 20.06.2026

В сегменте доступных смартфонов с акцентом на длительную работу без подзарядки компания Realme представила интересную новинку - модель Realme 16T 5G. Главным преимуществом устройства стала по-настоящему впечатляющая батарея емкостью 8000 мАч, которая способна обеспечить до трех дней автономной работы при умеренном использовании. При этом инженерам удалось сохранить относительно компактный корпус толщиной менее 9 мм и вес всего 224 грамма, что делает смартфон удобным для повседневного ношения несмотря на внушительный аккумулятор. Смартфон оснащен большим 6,8-дюймовым LCD-дисплеем с высокой частотой обновления 144 Гц и пиковой яркостью до 1200 нит. Такое сочетание обеспечивает плавную картинку в динамичных сценах и комфортное восприятие контента даже под прямыми солнечными лучами. За производительность отвечает энергоэффективный процессор MediaTek Dimensity 6300, дополненный оперативной памятью LPDDR4X и накопителем UFS 2.2. Для эффективного отвода тепла во время продолжительных нагру ...>>

Проблема набора веса после 40 19.06.2026

С возрастом многие люди замечают, что поддерживать привычный вес становится все сложнее, даже если рацион и уровень активности существенно не меняются. Ученые из Каролинского института в Швеции раскрыли одну из ключевых биологических причин этого явления. Они показали, что с годами в жировой ткани замедляется процесс обновления липидов, из-за чего организм постепенно накапливает жир. Это естественное возрастное изменение объясняет, почему после 40 лет тело начинает "работать" иначе, способствуя набору веса. В долгосрочном исследовании специалисты наблюдали за жировой тканью 54 мужчин и женщин на протяжении в среднем 13 лет. Независимо от того, набирали участники вес или, наоборот, худели, у всех без исключения скорость липидного обмена в жировых клетках заметно снижалась. Жир в клетках обновляется все медленнее, и этот процесс происходит автоматически с течением времени. Те, кто не компенсировал замедление уменьшением калорийности питания, в среднем набирали около 20% от исходного в ...>>

Случайная новость из Архива Мобильный кулер Red Magic Cooler 8 Pro 20.02.2026 По мере роста производительности мобильных процессоров проблема перегрева смартфонов становится все более заметной. Современные игры, съемка видео в высоком разрешении и активная многозадачность заставляют компактные устройства работать на пределе возможностей, что приводит к троттлингу и падению производительности. Именно на этом фоне производители аксессуаров все чаще предлагают внешние системы охлаждения, и новый Red Magic Cooler 8 Pro стал одним из самых мощных представителей этого класса. Игровой бренд Red Magic официально представил мобильный кулер Cooler 8 Pro, который стал преемником модели Magnetic Cooler 6 Pro, вышедшей в прошлом году. О появлении новинки сообщил портал Gizmochina. Устройство позиционируется как универсальное решение для активного охлаждения смартфонов при высоких нагрузках, прежде всего во время длительных игровых сессий. Ключевой особенностью Red Magic Cooler 8 Pro стала заявленная мощность охлаждения 36 Вт. В основе аксессуара используется усовершенствованный термоэлектрический модуль, предназначенный для активного отвода тепла от корпуса смартфона и поддержания стабильной производительности. По данным производителя, в специально контролируемых тестовых условиях кулер способен снижать температуру до экстремальных значений, вплоть до -25 °C. В демонстрационных испытаниях устройство показало способность эффективно работать даже с интенсивными источниками тепла. Так, при имитации нагрузки мощностью 10 Вт кулер смог за 20 минут понизить поверхностную температуру с 95 °C до 15 °C. При этом уровень шума во время работы заявлен на уровне 36 дБ, что делает его лишь немного громче фонового звука в тихом помещении и сопоставимым с предыдущими моделями. На рекламных изображениях Red Magic Cooler 8 Pro показан установленным на iPhone, что указывает на поддержку магнитного крепления MagSafe. Ожидается, что аксессуар будет совместим не только с устройствами Apple, но и с широким спектром смартфонов на Android, включая актуальные модели Pixel и устройства бренда Xiaomi. Производитель также заявляет корректную работу кулера даже при использовании защитных чехлов. По сравнению с предшественником новинка получила заметные улучшения. Magnetic Cooler 6 Pro обладал мощностью охлаждения 30 Вт, стоил 239 юаней, что соответствовало примерно 34 долларам, и мог снижать температуру максимум на 41 °C, достигая минимального значения -16 °C. Он был оснащен семилопастным вентилятором и работал с уровнем шума около 35 дБ, что делало его достаточно эффективным, но менее производительным, чем новая модель. Red Magic Cooler 8 Pro оценен в 269 юаней, или примерно 39 долларов, что означает умеренный рост цены на фоне увеличенной мощности и улучшенных характеристик. Такое позиционирование делает его доступным не только для энтузиастов мобильного гейминга, но и для пользователей, которым важно поддерживать стабильную работу смартфона при высоких нагрузках.

Другие интересные новости:

▪ Самая яркая звезда

▪ Медный магнетизм для памяти атомарного уровня

▪ Новый рекорд беспроводной передачи данных

▪ Электронная записная книжка Sharp WG-PN1

▪ Перьевой дисплей Wacom Cintiq 22

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Видеотехника. Подборка статей

▪ статья Зеленый змий. Крылатое выражение

▪ статья Кто такие квакеры? Подробный ответ

▪ статья Функциональный состав телевизоров Akira. Справочник

▪ статья Работа ветроустановок на энергосистему. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Зарядное устройство для аккумуляторов, 2,5 ампер. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026