Fonte de energia ininterrupta. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica

Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / Proteção de equipamentos contra operação de emergência da rede, fontes de alimentação ininterruptas

 Comentários do artigo

Ao operar equipamentos de comunicação, às vezes é necessária uma fonte de energia autônoma (por exemplo, durante quedas de energia). Se o equipamento funcionar sem intervenção humana, o carregador deverá ser automático. Nesses casos, são utilizadas fontes de alimentação ininterruptas. Um desses blocos será discutido neste artigo.

A unidade de fonte de alimentação ininterrupta (UPS) proposta foi projetada para backup automático de energia de equipamentos de rádio em locais remotos que não possuem pessoal de manutenção permanente (por exemplo, repetidores). Também pode ser utilizado para outros equipamentos com tensão de alimentação de 12 V DC. O UPS oferece dois modos de operação: principal, quando a carga é alimentada por uma fonte de alimentação de 220 V CA, e de emergência, quando na ausência de tensão de rede a carga é alimentada por uma bateria reserva com tensão nominal de 12 V.

Estruturalmente, o dispositivo é um invólucro único que abriga uma fonte de alimentação estabilizada com tensão de 13 V, capaz de fornecer uma corrente de 1...1,4 A à carga; Carregador; uma bateria que fornece energia à carga por 6 a 8 horas; Sistema de controle.

O sistema de controle executa automaticamente:

- indicação dos modos de operação (rede elétrica, carregamento, alimentação de emergência por bateria);

- inclusão do BBP em funcionamento quando surge tensão na rede;

- carregar (recarregar) as baterias com uma corrente estável;

- monitorar o grau de carga da bateria pela tensão em seus terminais;

- mudar a carga para bateria autônoma quando a tensão da rede desaparecer;

- desligamento de emergência da bateria em caso de mau funcionamento ou descarga profunda devido a uma ausência prolongada de tensão de rede por mais de 6...8 horas.

No modo manual, é possível forçar a ligação da bateria.

Várias versões de baterias ácidas nacionais e importadas foram usadas como energia reserva no UPS. Baterias de chumbo-ácido produzidas pela YACHT BATTERY CO, LTD (tipo Y7-12) e YUASA CORPORATION (NP7-12) com tensão nominal de 12 V e capacidade de 7 A = ponto = h provaram ser confiáveis ​​​​na operação. Não requerem reposição periódica de eletrólito e manutenção constante, não há efeito de “inversão de polaridade” e podem ser armazenados por muito tempo (até um ano) carregados.

De acordo com os dados do passaporte, a tensão de carga da bateria em modo backup é de 13,5...13,8 V (a uma temperatura de 20 ° C), e de acordo com o nomograma de descarga, com descarga de 6 horas com corrente de 1,4 A, o limite de tensão crítica é de 11 V, abaixo do qual ocorre um declínio acentuado - uma seção da curva correspondente à descarga completa. Mais detalhes sobre os parâmetros da bateria podem ser encontrados no artigo “Baterias de chumbo-ácido para uso generalizado” (Rádio, 2000, nº 12, pp. 43, 44).

Com base no exposto, foram selecionados os limites de controle automático: o limite superior (desligamento de carga) - 14 V (tensão de carga 13,8 V mais perdas de tensão nos fios de alimentação e contatos dos terminais da bateria) e o limite inferior (desligamento de emergência do bateria para evitar descarga profunda) - 11 V.

O esquema do dispositivo é mostrado na fig. 1.

(clique para ampliar)

Quando a chave seletora SA1 é ligada, a tensão do enrolamento secundário do transformador T1 é fornecida aos retificadores VD1-VD4, VD5. O relé K1 é ativado e seus contatos K1.1 ligam o circuito de controle automático. A tensão retificada é estabilizada por um estabilizador no chip DA1. Para obter o valor de tensão de saída necessário, um diodo zener VD1 é conectado ao circuito de fio comum do microcircuito DA6. Para aumentar a capacidade de carga do estabilizador, é utilizado um seguidor de emissor no transistor VT1. O LED HL2 verde indica a presença de uma tensão de saída estabilizada.

O dispositivo começa a carregar a bateria automaticamente a cada 12 horas. Se estiver carregada, o processo de carregamento irá parar rapidamente assim que a tensão atingir 14 V. Este modo permite manter a bateria carregada constantemente.

O temporizador consiste em um multivibrador no elemento DD1.1 e um contador DD2. 12 horas após o dispositivo começar a operar, um nível alto aparecerá na saída M do contador e um nível baixo aparecerá na saída do elemento DD1.2. O gatilho nos elementos DD3.5, DD3.6 mudará para um estado em que a saída de DD3.6 é alta. Ao mesmo tempo, aparecerá um pulso na saída do elemento DD3.1, que irá zerar o contador DD2.

Um nível alto da saída do elemento DD3.6 abre o transistor VT3. O estabilizador de corrente de carga no transistor VT2 está ligado. Quando a corrente passa pelo LED HL1, a tensão cai nele, que é usada como referência. A corrente de carga estabilizada é fornecida à bateria GB1. O LED amarelo brilhante HL1 também serve como indicador do processo de carregamento.

Os comparadores são feitos usando amplificadores operacionais DA2.1 e DA2.2. Uma fonte de tensão de referência para comparadores é montada usando o resistor R8 e o diodo zener VD9. Não depende da voltagem da bateria. Os limites de resposta automática são definidos usando resistores de ajuste R10 e R13 (limites inferior e superior, respectivamente).

Quando a tensão da bateria é de 14 V, um nível baixo aparece na saída do amplificador operacional DA2.2. O gatilho nos elementos DD3.5, DD3.6 é redefinido e um nível baixo também aparece na saída de DD3.6. O transistor VT3 fecha e o carregamento da bateria é interrompido.

Se a tensão na rede elétrica desaparecer, os contatos do relé K1.1 abrirão mais rápido do que a tensão na saída do estabilizador desaparecerá. Uma queda de tensão positiva será aplicada ao circuito diferenciador C7R17, e um pulso de baixo nível aparecerá na saída do elemento DD1.4. O gatilho nos elementos DD3.3, DD3.4 mudará e um nível alto aparecerá na saída de DD3.3. O transistor VT4 abrirá, o relé K2 operará e seus contatos K2.1 conectarão a bateria GB1 à carga. O LED HL3 vermelho sinaliza a transição para o modo de energia de emergência da bateria.

Quando aparecer tensão na rede elétrica, os contatos do relé K1.1 fecharão novamente. Um nível baixo através do diodo VD15 alternará o gatilho DD3.3, DD3.4 para que a saída do elemento DD3.3 seja baixa. O transistor VT4 fechará, o relé K2 mudará para seu estado original e o dispositivo entrará no modo principal. Ao mesmo tempo, o circuito diferenciador C6R16 irá gerar um pulso de baixo nível na entrada do elemento DD1.3. Este pulso, passando pelos elementos DD1.3 e DD3.2, irá comutar o trigger (DD3.5, DD3.6), e um nível alto aparecerá na saída do elemento DD3.6. O transistor VT3 abrirá e o processo de carregamento da bateria começará até atingir um ciclo de 12 horas.

No modo de operação de emergência do UPS, o sistema de controle protege a bateria da descarga completa, quando, como resultado de uma longa ausência de tensão na rede elétrica, a bateria é descarregada e a tensão nela cai para 11 V. Neste caso , o comparador é acionado no limite inferior e ocorre uma baixa tensão na saída do nível do amplificador operacional DA2.1, que através do diodo VD16 afeta o gatilho DD3.3, DD3.4. O transistor VT4 fecha e os contatos do relé K2.1 voltam ao seu estado original. A fonte de alimentação da carga está completamente desenergizada. Quando a tensão da rede aparecer, a carga será alimentada pelo estabilizador.

Os diodos VD1 -VD4 podem ser substituídos por qualquer uma das séries KD202, bem como pelas séries KD226, KD228, etc. para uma corrente de 2...3 A; diodo VD8-KD202A ou similar. Diodos VD11-VD17 - quaisquer universais, por exemplo, série KD522, D220, D310. O transistor VT1 pode ser usado nas séries KT817, KT819 e VT2 - na série KT818.

O microcircuito DA2 pode ser completamente substituído por dois amplificadores operacionais de uso geral, por exemplo, K140UD708. Em vez do microcircuito DD3 (seis inversores com maior capacidade de carga e gating), pode-se usar o K561LN2, levando em consideração também as diferenças de pinagem.

Relé K1 - chave reed RES64A (passaporte RS4.569.724) com um contato normalmente aberto. Você pode usar quase qualquer relé chave reed selecionando o resistor R1 para amortecer o excesso de tensão. O relé K2 é um relé importado de pequeno porte com tensão de 12 V e corrente de operação de 30 mA.

Você pode usar relés com tensão de 9...12 V, corrente de operação de até 50 mA e capacidade de interrupção de contato de pelo menos 3 A, por exemplo, RES9 (passaporte RS4.524.200, RS4.524.201), RES32 (passaporte RF4.500.341), RES47 (passaporte RF 4.500.409).

O transformador T1 deve fornecer uma tensão no enrolamento secundário de 13 V com corrente suficiente para a carga.

O UPS é montado em uma caixa plástica retangular com dimensões 95x135x305, incluindo uma tampa retangular de 40 mm de altura (Fig. 2). Os orifícios de ventilação são feitos nas laterais da tampa.

Um dissipador de calor comum com aletas com área de 100 cm² é fixado externamente na extremidade traseira do gabinete. Os transistores VT1, VT2 e o estabilizador integrado DA1 são instalados no dissipador de calor em almofadas isolantes feitas de fita fluoroplástica. A bateria está localizada na parte frontal da caixa e é separada do transformador adjacente por uma junta elástica de borracha. Todos os demais elementos de rádio, inclusive os relés, são montados em uma placa de montagem em folha de fibra de vidro com dimensões de 75x250 mm, fixada na parte interna da tampa. A camada de folha metálica é dividida com um cortador fino em almofadas isoladas de 5x5 mm para montagem de elementos de rádio (as dimensões das almofadas para microcircuitos são 2,5x5 mm). As conexões entre os elementos e as almofadas são feitas por condutores.

Ao configurar uma fonte de alimentação, é recomendado primeiro definir a tensão de saída selecionando um diodo zener VD6. Em seguida, a corrente do carregador é definida selecionando o resistor R2. A corrente através do LED HL1 não deve exceder o máximo permitido (selecionado com resistor R4). A experiência na operação de baterias mostrou que a corrente de carga ideal é uma corrente suficiente para recarregar. É numericamente igual a 0,05 da capacidade da bateria, ou seja, 0,35 A.

É conveniente ajustar os limites de resposta dos comparadores usando um multímetro digital e um osciloscópio. Para fazer isso, você precisa desconectar temporariamente o ponto de conexão dos resistores R8, R9 e R12 do dispositivo e conectá-lo a uma fonte de alimentação externa regulada. Em seguida, ligue o UPS e ajuste a tensão da fonte externa para 14 V (usando um multímetro digital). Ao monitorar a saída do amplificador operacional DA2.2 com um voltímetro ou osciloscópio, alcançamos um nível baixo girando o controle deslizante do resistor de corte R13. Da mesma forma, definindo a tensão da fonte externa para 11 V (correspondendo ao limite inferior do comparador), alcançamos um nível baixo na saída do amplificador operacional DA2.1 ajustando o resistor R10. Após definir os limites de resposta, restauramos a conexão original.

Para uma operação estável e confiável do relé reed K1, o capacitor C2 é conectado em paralelo ao seu enrolamento (selecionado experimentalmente).

Autores: V.Lavrinenko, F.Rotar, Volzhsky, região de Volgograd.

Veja outros artigos seção Proteção de equipamentos contra operação de emergência da rede, fontes de alimentação ininterruptas.

Leia e escreva útil comentários sobre este artigo.

<< Voltar

Últimas notícias de ciência e tecnologia, nova eletrônica:

Armadilha de ar para insetos 01.05.2024

A agricultura é um dos sectores-chave da economia e o controlo de pragas é parte integrante deste processo. Uma equipe de cientistas do Conselho Indiano de Pesquisa Agrícola-Instituto Central de Pesquisa da Batata (ICAR-CPRI), em Shimla, apresentou uma solução inovadora para esse problema: uma armadilha de ar para insetos movida pelo vento. Este dispositivo aborda as deficiências dos métodos tradicionais de controle de pragas, fornecendo dados sobre a população de insetos em tempo real. A armadilha é alimentada inteiramente por energia eólica, o que a torna uma solução ecologicamente correta que não requer energia. Seu design exclusivo permite o monitoramento de insetos nocivos e benéficos, proporcionando uma visão completa da população em qualquer área agrícola. “Ao avaliar as pragas-alvo no momento certo, podemos tomar as medidas necessárias para controlar tanto as pragas como as doenças”, diz Kapil ... >>

A ameaça dos detritos espaciais ao campo magnético da Terra 01.05.2024

Cada vez mais ouvimos falar de um aumento na quantidade de detritos espaciais que cercam o nosso planeta. No entanto, não são apenas os satélites e naves espaciais activos que contribuem para este problema, mas também os detritos de antigas missões. O número crescente de satélites lançados por empresas como a SpaceX cria não só oportunidades para o desenvolvimento da Internet, mas também sérias ameaças à segurança espacial. Os especialistas estão agora a voltar a sua atenção para as potenciais implicações para o campo magnético da Terra. O Dr. Jonathan McDowell, do Centro Harvard-Smithsonian de Astrofísica, sublinha que as empresas estão a implementar rapidamente constelações de satélites e que o número de satélites poderá crescer para 100 na próxima década. O rápido desenvolvimento destas armadas cósmicas de satélites pode levar à contaminação do ambiente de plasma da Terra com detritos perigosos e uma ameaça à estabilidade da magnetosfera. Detritos metálicos de foguetes usados ​​podem perturbar a ionosfera e a magnetosfera. Ambos os sistemas desempenham um papel fundamental na proteção da atmosfera e na manutenção ... >>

Solidificação de substâncias a granel 30.04.2024

Existem alguns mistérios no mundo da ciência, e um deles é o estranho comportamento dos materiais a granel. Eles podem se comportar como um sólido, mas de repente se transformarem em um líquido fluido. Este fenômeno tem atraído a atenção de muitos pesquisadores e podemos finalmente estar mais perto de resolver este mistério. Imagine areia em uma ampulheta. Geralmente flui livremente, mas em alguns casos suas partículas começam a ficar presas, passando de líquido a sólido. Esta transição tem implicações importantes em muitas áreas, desde a produção de medicamentos até à construção. Pesquisadores dos EUA tentaram descrever esse fenômeno e chegar mais perto de compreendê-lo. No estudo, os cientistas realizaram simulações em laboratório utilizando dados de sacos de esferas de poliestireno. Eles descobriram que as vibrações dentro desses conjuntos tinham frequências específicas, o que significa que apenas certos tipos de vibrações poderiam viajar através do material. Recebido ... >>

Notícias aleatórias do Arquivo O efeito da gravidez na idade biológica da mulher 17.03.2024 Observações de mulheres durante e após a gravidez mostraram que o processo de gerar um filho afeta o DNA da mulher, tornando-a biologicamente dois anos mais velha. No entanto, descobriu-se que vários meses após o nascimento é possível prevenir e até reduzir este efeito, reduzindo em vários anos a idade biológica. As descobertas são consistentes com estudos anteriores em animais e num pequeno grupo de pessoas e ajudarão a compreender melhor o envelhecimento nos seres humanos. Os resultados da pesquisa indicam um impacto significativo da gravidez na idade biológica das mulheres. As observações mostram que o processo de gerar um filho acelera o envelhecimento do corpo, tornando a mulher vários anos mais velha biologicamente. Porém, após o parto é possível prevenir ou até reduzir esse efeito, o que abre novas perspectivas no estudo do envelhecimento e do rejuvenescimento. Novos estudos com maior número de participantes permitirão uma identificação mais precisa dos mecanismos subjacentes a estas mudanças, o que poderá levar ao desenvolvimento de novos métodos para manter a saúde da mulher durante a gravidez e depois dela. Uma equipe internacional de cientistas conduziu um estudo sobre o impacto do estresse durante a gravidez na idade biológica, que reflete o desgaste do corpo em comparação com a pessoa média da mesma idade. Para isso, foi analisado o sangue de 119 mulheres em diferentes fases da gravidez e três meses após o parto. Descobriu-se que durante a gravidez a idade biológica das mulheres aumentou 1,2-2,5 anos. Isto significa que o processo de envelhecimento acelera durante a gravidez. No entanto, após o parto, as mulheres experimentaram o processo oposto e, por vezes, tornaram-se 3-8 anos mais jovens em relação aos padrões de idade biológica. O efeito foi maior em mulheres que amamentaram exclusivamente com leite materno, e o efeito foi menor em mulheres obesas antes da gravidez. Embora os cientistas não soubessem a idade biológica exata das mulheres antes da gravidez, presume-se que ela fosse maior do que depois dela, o que pode indicar não apenas um retorno ao estado anterior, mas também um corpo mais jovem. Estudos futuros serão realizados com um número maior de participantes para análises mais precisas.

Outras notícias interessantes:

▪ Metais em champanhe

▪ Carros compactos vão te ensinar como prevenir acidentes

▪ Cristais contra venenos

▪ Sistema de alimentação de bateria para módulo LTE sem fio NB-IoT

▪ Bateria alimentada por saliva humana

Feed de notícias de ciência e tecnologia, nova eletrônica

Materiais interessantes da Biblioteca Técnica Gratuita:

▪ seção do site Cálculos de rádio amador. Seleção de artigos

▪ artigo Caro Shkap. expressão popular

▪ De onde vem o cheiro de terra molhada? Resposta detalhada

▪ artigo de envenenamento. Assistência médica

▪ artigo Pinagem de todos os conectores de computador. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica

▪ artigo Bolsas de um chapéu. Segredo do Foco

Deixe seu comentário neste artigo:

Todos os idiomas desta página

Arabic	Hebrew	Polish
Bengali	Hindi	Portuguese
Chinese	Italian	Spanish
English	Japanese	Turkish
French	Korean	Ukrainian
German	Malay	Vietnamese

Página principal | Biblioteca | Artigos | Mapa do Site | Revisões do site

www.diagrama.com.ua
2000-2024