Gruppo di continuità a bassa tensione. Schema, descrizione

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Gruppo di continuità a bassa tensione. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica

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Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / Protezione delle apparecchiature dal funzionamento di emergenza della rete, gruppi di continuità

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Il dispositivo proposto è prodotto in una serie di 350 pezzi. Viene utilizzato negli alloggi e nelle strutture dei servizi comunali a Mosca per alimentare i sistemi di comunicazione vocale con ascensori e altre apparecchiature simili, che devono funzionare indipendentemente dalla presenza di tensione nella rete di alimentazione.

Un gruppo di continuità (UPS) è progettato per l'uso in modalità non presidiata in ambienti non riscaldati (sala elettrica, sala macchine dell'ascensore, garage, cantina, ecc.). L'UPS è protetto dai cortocircuiti nei circuiti di uscita. Ha dimostrato un'elevata affidabilità di funzionamento dal 2002. Un semplice design del circuito ne consente la replica da un'ampia gamma di radioamatori.

Principali caratteristiche tecniche

Tensione di uscita, V nominale ....... 13,5
minimo quando la rete è spenta ....... 8,5
Massima corrente di uscita, A ....... 2
temperatura ambiente,^оDa .......-10...+40
Umidità massima dell'aria a 20 ^оC,% .......80
Dimensioni, mm.......235x165x80

Riso. 1 (clicca per ingrandire)

Lo schema dell'UPS è mostrato in Fig. 1. Contiene un trasformatore riduttore T1; due ponti a diodi: VD1 -VD4 e VD1, VD2, VD5, VD6 (i diodi VD1, VD2 sono comuni ad entrambi i ponti); condensatore di livellamento C4; stabilizzatore di tensione sul chip DA1, transistor VT2; batteria al piombo-gel (AB) GB1 con tensione nominale di 12 V; unità di controllo per la sua scarica sul transistor VT1; unità di monitoraggio della tensione di rete sul relè K1. Il LED HL1 indica la presenza della tensione di rete, mentre il LED HL2 indica la tensione di uscita.

In presenza di tensione di rete, ai ponti a diodi viene fornita una tensione alternata di 18,5 V dall'avvolgimento secondario II del trasformatore T1. La tensione raddrizzata dall'uscita del primo ponte - il punto di connessione dei catodi dei diodi VD3 e VD4 - livella il condensatore C4. Questa tensione viene utilizzata per alimentare l'unità di controllo della scarica e lo stabilizzatore di tensione. È maggiore della tensione della batteria GB1, quindi il diodo VD7 è chiuso.

Lo stabilizzatore di tensione sul chip DA1 e il transistor di amplificazione VT2 sono assemblati secondo uno schema standard. La corrente di uscita è limitata a un valore che può essere calcolato approssimativamente utilizzando la formula I_max = 0,6/R8. I condensatori C2, C3, C5 impediscono l'autoeccitazione dello stabilizzatore di tensione.

La tensione raddrizzata dall'uscita del secondo ponte - il punto di connessione dei catodi dei diodi VD5 e VD6 - viene utilizzata per alimentare il relè K1. I resistori R1 e R2 limitano la corrente attraverso il suo avvolgimento e il condensatore C1 attenua le ondulazioni di tensione su di esso. I contatti relè K1 sono destinati all'uso in dispositivi esterni, inclusi i sistemi di automazione.

In assenza di tensione di rete il diodo VD7 si apre e lo stabilizzatore di tensione riceve alimentazione dalla batteria. Il diodo VD8 è chiuso, poiché ad esso viene applicata la tensione inversa. La tensione di uscita è inferiore alla tensione della batteria di circa 1,3 V. La durata di funzionamento dell'UPS in assenza di tensione di rete è determinata dalla capacità della batteria e dalla potenza consumata dal carico. La batteria non è completamente scarica, perché quando la tensione di uscita scende a 8,5 V, il transistor VT1 si chiude e sul pin 14 del chip DA1 appare un livello di alta tensione, che lo spegne. Il transistor VT2 si chiude, il LED HL2 si spegne, la tensione di uscita viene disattivata. Naturalmente, la batteria continua a scaricarsi attraverso il diodo VD7 e i resistori R4, R5, ma con una corrente bassa (unità di mA) e se la tensione di rete è assente per un lungo periodo possono verificarsi processi irreversibili nella batteria. Quindi, con una capacità residua di 100 mAh, ciò avverrà non prima di un giorno.

La maggior parte dei componenti sono montati su un circuito stampato di dimensioni 75x55 mm e spessore 1,5 mm realizzato in fibra di vetro. Trasformatore di rete T1 - qualsiasi con una tensione di avvolgimento secondario da 18 a 24 V e una corrente di 2 A, ad esempio TP-50-5, in cui due avvolgimenti secondari sono collegati in serie. Il transistor VT2 è installato su un dissipatore di calore con una superficie di raffreddamento di 400 cm2. Relè K1 - RES15, versione RS4.591.001. Resistori fissi R1-R4, R6, R9 e R10 - C2-33N (analogo di MLT), R8, R11 - C5-16MB; sintonizzazione R5 e R7 - SP3-19A. I condensatori C1, C4, C5 sono importati CD295 (analoghi a K50-68), C2 e C3 sono KM5B.

Nella fase di sviluppo del dispositivo, l'autore ha utilizzato un trasformatore, un dissipatore di calore, un fusibile e l'alloggiamento del gruppo di continuità BPP-20, nonché una batteria da 7 Ah. L'aspetto del dispositivo nell'alloggiamento è mostrato in Fig. 2.

Gruppo di continuità a bassa tensione
Fig. 2

Per configurare un UPS, è necessario un alimentatore da laboratorio (di seguito LPS) con una tensione regolabile di 9...20 V e un voltmetro CC, nonché un carico resistivo di 7 Ohm 30 W o equivalente. L'UPS è scollegato dalla rete e dalla batteria e gli slider dei resistori di regolazione R5 e R7 sono impostati nella posizione superiore secondo lo schema. All'uscita del LIP, impostare la tensione su 20 V, collegarla e un voltmetro all'UPS anziché alla batteria, rispettando la polarità. Spostando il cursore del resistore di regolazione R7, la tensione all'uscita dell'UPS viene impostata su 13,5 V, quindi la tensione di uscita del LIP viene ridotta gradualmente fino a quando la tensione all'uscita dell'UPS scende a 8,5 V. Successivamente, il cursore di il trimmer resistore R5 viene spostato dolcemente verso il basso secondo il circuito, finché la tensione di uscita non scende bruscamente ad un valore vicino allo zero.

Successivamente, spegnere l'LPS e collegare l'UPS alla rete CA. La tensione alla sua uscita dovrebbe essere 13.5 V. Chiudere l'uscita per 2.3 s e, dopo l'apertura, verificare il ripristino del normale funzionamento dell'UPS.

Infine, collegare la batteria e collegare all'uscita un carico resistivo da 7 Ohm per 2.3 ore. In questa modalità la corrente di uscita è di 1,93 A. Trascorso questo tempo, la tensione di uscita dovrebbe rimanere pari a 13.5 V. Il transistor VT2 non deve surriscaldarsi. Al termine dell'installazione, a rete spenta, verificare la presenza della tensione di alimentazione al carico.

Nella maggior parte dei casi, l'UPS viene installato su un quadro elettrico, che solitamente dispone di spazio libero dove è possibile posizionare ulteriori strumenti di misura. Per prolungare il tempo di funzionamento della batteria, è consigliabile monitorare la tensione di uscita dell'UPS con un voltmetro e la sua corrente di carica con un amperometro, che è collegato al circuito aperto di VD8 e R11.

Il carico collegato all'uscita dell'UPS deve essere progettato per la tensione di alimentazione, che può variare nell'intervallo 8,5...13,5 V.

Per aumentare l'affidabilità dell'UPS in caso di cortocircuito della sua uscita, è consigliabile includere una resistenza da 2 Ohm 1 W nel circuito aperto del pin 240 del microcircuito DA0,25.

Autore: I. Korolev

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