Замечания
Эту схему можно адаптировать и для других значений стабилизированного и нестабилизированного выходных напряжений, применяя различные стабилизаторы и аккумуляторы. Например, чтобы получить стабилизированные 15 В, необходимы соединенные последовательно два 12-вольтовых аккумулятора и интегральный стабилизатор 7815. Поэтому, данное схемное решение имеет довольно широкое применение.
Первичная обмотка трансформатора TR1 рассчитывается на номинальное значение напряжения электросети, например, в Великобритании оно составляет 240 В. Вторичная обмотка должна, при этом, выдавать напряжение не менее 12 В с током 2 А, но может быть рассчитана и на большее напряжение, например, на 15 В. Предохранитель F1 с замедленным срабатыванием защищает трансформатор от короткого замыкания в схеме или неисправности аккумулятора. Светодиод LED1 будет светиться, когда подается напряжение питания. При отключении энергоснабжения индикатор гаснет, и выходное напряжение поддерживается аккумулятором. На рисунке ниже приведен результат моделирования работы устройства при подключении к электросети.
Между клеммами VP1 и VP3 - номинальное нестабилизированное напряжение питания. На клеммах VP1 и VP2 присутствует стабилизированное напряжение 5 В. Через резистор R1 и диод D1 происходит заряд аккумулятора B1. Диоды D1 и D3 предотвращают свечение LED1 при отключении напряжения сети. Аккумулятор подзаряжается в капельном режиме, ток которого определяется следующим образом:
(VP5 - U B1 - 0.6) / R1 ,
VP5 - напряжение после выпрямительного моста BR1, сглаженное конденсатором С1,
U B1 - напряжение на аккумуляторе B1.
Диод D2 должен быть включен в схему обязательно, без него на аккумулятор попадет полное напряжение VP5, без ограничения тока, что приведет к перегреву батареи и выходу ее из строя. На рисунке ниже показан результат моделирования схемы при отключении электроэнергии.
Обратите внимание, что напряжение 5 В стабильно при любом режиме работы схемы, и, в то же время, нестабилизированное напряжение питания VP3 может меняться в пределах нескольких вольт.
Время работы в резервном режиме
Время работы в резервном режиме зависит от нагрузок, подключенных к устройству, а также, от емкости аккумулятора. Если Вы используете 12-вольтовый аккумулятор емкостью 7 А·ч и подключили 5-вольтовую нагрузку с током 0.5 А (при этом к выходу нестабилизированного напряжения нагрузка не подключена), то стабильное напряжение 5 В будет поддерживаться примерно в течение 14 часов. Увеличив емкость батареи, получите большее время резервного режима.
ИБП используются для защиты различных типов электрооборудования в первую очередь компьютерной техники от перепадов напряжения в сети, а также могут в течение нескольких минут, часов или даже суток поддерживать их работу при полном отключении электроэнергии
Источник бесперебойного питания способен справиться со следующими проблемами в электросети : полное отключение питающей сети, высоковольтные импульсные помехи, долговременные и кратковременные всплески напряжения; высокочастотный шум или помехи имеющие место быть в электросети, отклонение частоты более чем на 3 Гц.
Важными параметрами ИБП, является время переключения нагрузки на питание от аккумуляторных батарей и время автономной работы от аккумуляторной батареи.
Источник бесперебойного питания основа схемы построения |
Резервная схема построения ИБП в рабочем режиме питание нагрузки происходит от электрической сети, которое источник бесперебойного питания фильтрует на предмет высоковольтных импульсов и электромагнитных помех пассивными фильтрами.
При отклонениях сетевого напряжения за нормированные значения нагрузка автоматически подключается к питанию от аккумуляторов с помощью схемы инвертора, которая имеется в каждом ИБП. Как только напряжение в сети войдет в норму источник бесперебойного питания переключит нагрузку на электропитание от сети.
Интерактивная схема ИБП аналогична резервной схеме, но дополнительно на входе установлен ступенчатый стабилизатор напряжения на основе автотрансформатора, позволяющий регулировать выходное напряжение. При обычном режиме работы ИБП работающие по интерактивной схеме не регулируют частоту, а вот в случае отсутствия напряжения он начинает питаться от инвертора с аккумуляторной батареей. Плюсом такой схемы является более короткое время переключения. Кроме того осуществляется синхронизация инвертора с входным напряжением.
Схема двойного преобразования ИБП работает следующим образом: Входное переменное напряжение преобразуется в постоянное, затем с помощью инвертора обратно в переменное. В случае отсутствия входного напряжения переключение нагрузки на питание от аккумуляторов происходит мгновенно, т.к аккумуляторы включены в цепь постоянно.
Основные блоки и узлы которые могут входить в состав ИБП:
Устройство коммутаций
Сетевой фильтр
Зарядное устройство
Аккумуляторная батарея
Инвертор: Преобразователь переменного напряжения в постоянное, Стабилизатор постоянного напряжения, Преобразователь постоянного напряжения в переменное
Устройство коммутаций байпас
Датчик тока
Исходный фильтр
Датчик температуры
Интерфейс
Устройство индикации
Входное сетевое напряжение 220В, 50Гц подается через устройство коммутации и сетевой фильтр на зарядное устройство. Сетевой фильтр необходим для исключения попадания помех в питающую сеть, зарядное устройство осуществляет зарядку аккумуляторной батареи при условии наличия сетевого напряжения.
Инвертор входит в состав любого ИБП. Он построен на основе полупроводникового преобразователя постоянного напряжения АБ в переменное напряжение, поступающее на нагрузку. Часто инвертор совмещает в себе функции как собственно инвертора, так и зарядного устройства. В зависимости от типа ИБП инвертор выдает напряжение различной формы
Байпас - устройство коммутаций. Это устройство используется для непосредственной связи входа и выхода ИБП, исключая схему резервирования питания.
Байпас выполняет следующие функции:
включение или отключение ИБП
перевод нагрузки с инвертора на байпас в случае перегрузок и коротких замыканий на выходе
перевод нагрузки с инвертора на байпас с целью снижения потерь электроэнергии
Статический байпас собран на основе тиристорного ключа из встречно-паралельно включенных тиристоров. Управление ключом происходит от системы управления ИБП
Импульсный блок питания был взят готовый на 28 В, 50А, но можно собрать и самому схем существует великое множество. К импульсному источнику питания подключены два последовательно соединенных 12 вольтовых автомобильных аккумулятора. Инвертор тоже был использован готовый, т.к цена на его комплектующие почти в два раза выше готового устройства. Данного ИБП хватает почти на сутки энергопотребления небольшого частного дома. В случае длительного отключения, а в наших сибирских просторах это часто бывает, включаю на 6 часов дизель-генератор.
Схема ИБП |
Наш ИБП рассчитан на следующие возможности: прямое преобразование из постоянного 12 вольтового напряжения в переменное 220 В с частотой 50 Гц. Максимальная мощность этой схемы ИБП 220 Вт. Обратное преобразование применяется для заряда аккумуляторной батареи. Ток заряда 6 А. Схема обеспечивает быстрое переключение из прямого преобразования в обратный режим.
На радиокомпонентах VT3, VT4, R3…R6, С5, С6 сделан тактовый генератор, вырабатывающий импульсы с частотой следования 50 Гц. Генератор, задает режим работы биполярных транзисторов VT1, VT6. В их коллекторную цепь подсоединены обмотки IIa, IIб трансформатора. Сетевой фильтр собран на пассивных компонентах С1, С2, L1, а на радиоэлементах VD1, СЗ, С4 фильтр тактового генератора.
Источник бесперебойного питания довольно сложное устройство, которое условно можно разделить на два блока - это преобразователь 12В в сетевое 220В, и зарядное устройство выполняющее обратную функцию: 220В на 12В для подзарядки аккумулятора. В большинстве случаев ремонт бесперебойника очень проблемный и дорогостоящий. Но пробовать всё-же стоит - конечно всегда есть шанс на халяву в виде сгоревшего предохранителя:)
У знакомого на фирме выкинули нерабочий бесперебойник модели APC 500. Но прежде чем пустить его на запчасти, решил попробовать его оживить. И как оказалось не зря. Прежде всего меряем напряжение на аккумуляторной гелевой батарее. Для функционирования бесперебойника но должно быть в пределах 10-14В. Вольтаж в норме, так что проблема с аккумулятором отпадает.
Теперь осмотрим саму плату и померяем питание в ключевых точках схемы. Родной принципиальной схемы бесперебойника APC500 не нашёл, но вот кое что похожее. Для лучшей чёткости скачайте полноценную здесь. Проверяем мощные олевые транзисторы - норма. Питание на электронную управляющую часть источника бесперебойного питания поступает с небольшого сетевого трансформатора на 15В. Меряем это напряжение до диодного моста, после, и после стабилизатора 9В.
А вот и первая ласточка. Напряжение 16В после фильтра входит в микросхему - стабилизатор, а на выходе всего пару вольт. Заменяем её на аналогичную по вольтажу модель и воссстанавливаем питание схемы блока управления.
Бесперебойник начал трещать и жужжать, но на выходе 220В по прежнему не наблюдается. Продолжаем внимательный осмотр печатной платы.
Ещё одна проблема - одна из тонких дорожек перегорела и пришлось заменить её тонкой проволочкой. Вот теперь устройство бесперебойного питания APC500 заработало без проблем.
Испытывая в реальных условиях, пришёл к выводу, что встроенная пищалка сигнализатор отсутствия сети орёт как дурная, и не мешало бы её немного утихомирить. Полностью выключать нельзя - так как будет не слышно состояния аккумулятора в аварийном режиме (определяется по частоте сигналов), а вот сделать тише можно и нужно.
Это достигается включением резистора на 500-800 Ом последовательно со звукоизлучателем. И напоследок несколько советов владельцам бесперебойников. Если он иногда отключает нагрузку, возможно проблема в с "подсохшими" конденсаторами. Подключите UPS ко входу заведомо исправного компа и посмотрите - прекратятся ли срабатывания.
Бесперебойник иногда неверно определяет ёмкость свинцовых батарей показывая статус ОК, но стоит только ему переключится на них, как они внезапно садятся и нагрузка "выбивается". Убедитесь, что клеммы заходят плотно, а не болтаются. Не отключайте его надолго от сети, лишая возможности держать аккумуляторы на постоянной подзарядке. Не допускайте глубоких разрядов батарей, оставляя по меньшей мере 10% емкости, после чего следует отключать бесперебойник до восстановления питающего напряжения. Хотя бы раз в три месяца устраивайте "тренировку", разряжая батарею до 10% и опять заряжая аккумулятор до полной ёмкости.
Обсудить статью РЕМОНТ БЕСПЕРЕБОЙНИКА
Требования к качеству электроэнергии законодательно прописаны государственными стандартами и довольно жесткими нормативами. Электроснабжающие организации прилагают много усилий для их соблюдения, но, они не всегда реализуются.
В наших квартирах, да и на производстве, периодически возникают:
полные отключения электричества на неопределенное время;
апериодические кратковременные (10÷100 мс) высоковольтные (до 6 кВ) импульсы напряжения;
всплески и снижения напряжения с различной продолжительностью;
накладки высокочастотных шумов;
уходы частоты.
Все эти неполадки отрицательно влияют на работу бытовых и офисных потребителей электроэнергии. Особенно страдают от качества электропитания микропроцессорные и компьютерные устройства, которые не только совершают сбои, но и могут полностью потерять свою работоспособность.
Назначение и виды источников бесперебойного питания
Чтобы сократить риски от возникновения неисправностей питающей электрической сети используются резервные устройства, которые принято называть источниками бесперебойного питания (ИБП) или UPS (образовано от сокращения английской фразы «Uninterruptible Power Supply») .
Они изготавливаются с разной конструкцией для решения специфических задач потребителя. Например, мощные ИБП с гелиевыми аккумуляторами способны поддерживать энергоснабжение целого коттеджа в течение нескольких часов.
Их АКБ получают заряд от линии электропередач, ветрогенератора, или других носителей электроэнергии через выпрямительное устройство инвертора. Они же подпитывают электрические потребители коттеджа.
Когда внешний источник отключается, то аккумуляторы разряжаются на подключенную в их сеть нагрузку. Чем больше емкость АКБ и меньше ток их разряда, тем дольше они работают.
Иисточники бесперебойного питания средней мощности могут резервировать , систем поддержания микроклимата в помещениях и подобного оборудования.
В то же время самые простые модели UPS способны только завершить программу аварийного отключения компьютера. При этом длительность всего процесса их работы не превысит 9÷15 минут.
Компьютерные источники бесперебойного питания бывают:
встроенными в корпус устройства;
внешними.
Первые конструкции распространены в ноутбуках, нетбуках, планшетах и подобных мобильных устройствах, работающих от встроенного аккумулятора, который снабжен схемой переключения питания и нагрузки.
АКБ ноутбука со встроенным контроллером является источником бесперебойного питания. Его схема в автоматическом режиме защищает работающее оборудование от неисправностей электросети.
Внешние конструкции ИБП , предназначенные для нормального завершения программ стационарного компьютера, изготавливаются отдельным блоком.
Их подключают через сетевой адаптер питания к электрической розетке. От них запитывают только те устройства, которые отвечают за работу программ:
системный блок с подключенной клавиатурой;
монитор, отображающий происходящие процессы.
Остальные периферийные устройства: сканеры, принтеры, акустические колонки и другое оборудование от UPS не запитывают. Иначе они при аварийном завершении программ будут забирать на себя часть энергии, накопленной в аккумуляторах.
Варианты построения рабочих схем ИБП
Компьютерные и промышленные UPS изготавливают по трем основным вариантам:
резервирования электропитания;
интерактивной схемы;
двойного преобразования электроэнергии.
При первом методе резервной схемы , обозначаемым английскими терминами «Standby» или «Off-Line» напряжение поступает из сети к компьютеру через ИБП, в котором электромагнитные помехи устраняются встроенными фильтрами. Здесь же установлен , емкость которого поддерживается током заряда, регулируемым контроллером.
Когда пропадает или выходит за установленные нормативы внешнее питание, то контроллер направляет энергию АКБ на питание потребителей. Для преобразования постоянного тока в переменный подключается простой инвертор.
Преимущества UPS Standby
Источники бесперебойного питания схемы Off-Line обладают высоким КПД, при поданном на них напряжении, тихо работают, мало выделяют тепла и относительно дешевы.
Недостатки
UPS Standby выделяются:
долгим переходом на питание от аккумулятора 4÷13 мс;
искаженной формой выходного сигнала, выдаваемого инвертором в виде меандра, а не гармоничной синусоиды;
отсутствием корректировки напряжения и частоты.
Такие устройства наиболее распространены на персональных компьютерах.
ИБП интерактивной схемы
Их обозначают английским термином ««Line-Interactive». Они выполняются по предыдущей, но более усложненной схеме за счет включения стабилизатора напряжения, использующего автотрансформатор со ступенчатым регулированием.
Это обеспечивает корректировку величины выходного напряжения, но управлять частотой сигнала они не способны.
Фильтрация помех в нормальном режиме и переход на инверторное питание при авариях происходит по алгоритмам UPS Standby.
Добавлением стабилизатора напряжения различных моделей с методиками управления им позволило создавать инверторы с формой сигнала не только меандра, но и синусоиды. Однако, небольшое количество ступеней регулирования на основе релейных переключений не позволяет реализовать функции полной стабилизации.
Особенно это характерно для дешевых моделей, которые при переходе на питание от аккумулятора не только завышают частоту выше номинальной, но и искажают форму синусоиды. Помехи вносит встроенный трансформатор, в сердечнике которого происходят процессы гистерезиса.
В дорогих моделях работают инверторы на полупроводниковых ключах. UPS Line-Interactive имеют большее быстродействие при переходе на питание от АКБ, чем у ИБП Off-Line. Оно обеспечивается работой алгоритмов синхронизации между входящим напряжением с выдаваемыми сигналами. Но при этом происходит некоторое занижение КПД.
ИБП Line-Interactive нельзя использовать для питания асинхронных двигателей, которые массово установлены на всей бытовой технике, включая системы отопления. Их используют для работы устройств с , где питание фильтруется и выпрямляется одновременно: компьютеров и бытовой электроники.
ИБП двойного преобразования
Эта схема UPS получила название по английскому словосочетанию On-line» и работает на оборудовании, требующем высококачественного питания. В ней производится двойная конверсия электроэнергии, когда синусоидальные гармоники переменного тока постоянно преобразуются выпрямителем в постоянную величину, пропускаемую через инвертор для создания повторной синусоиды на выходе.
Здесь АКБ постоянно подключен в схему, что исключает необходимость его коммутаций. Этим способом практически исключается период подготовки источника бесперебойного питания на переключения.
Работу ИБП On-line по состоянию аккумулятора можно разделить на три этапа:
стадия заряда;
состояние ожидания;
разряд на работу компьютера.
Период заряда
Цепи входа и выхода синусоиды разорваны внутренним переключателем UPS.
Подключенный к выпрямителю аккумулятор получает энергию заряда до тех пор, пока его емкость не восстановится до оптимальных значений.
Период готовности
После окончания заряда АКБ автоматика источника бесперебойного питания замыкает внутренний переключатель.
Аккумулятор поддерживает состояние готовности к работе в буферном режиме.
Период разряда
АКБ автоматически переводится на питание компьютерной станции.
У источников бесперебойного питания, работающих по методике двойного преобразования электроэнергии, КПД в режиме питания от линии ниже, чем у других моделей из-за расхода энергии на выделение тепла и шума. Но в сложных конструкциях применяются методики, позволяющие увеличить КПД.
UPS On-line споосбны выправлять не только величину напряжения, но и его частоту колебаний. Это выгодно отличает их от предыдущих моделей и позволяет использовать для питания различных сложных устройств с асинхронными двигателями. Однако, стоимость таких устройств значительно выше предыдущих моделей.
Состав ИБП
В зависимости от вида рабочей схемы в комплект источника бесперебойного питания входят:
аккумуляторы для накопления электроэнергии;
Обеспечивающее поддержание работоспособности АКБ;
инвертор для формирования синусоиды,
схема управления процессами;
программное обеспечение.
Для удаленного доступа к устройству может использоваться локальная сеть, а повысить надежность схемы можно за счет ее резервирования.
В отдельных источниках бесперебойного питания используется режим «Байпас», когда нагрузка запитывается отфильтрованным напряжением сети без работы основной схемы устройства.
Часть UPS имеет ступенчатый регулятор напряжения «Бустер», управляемый от автоматики.
В зависимости от необходимости выполнять сложные технические решения источники бесперебойного питания могут оснащаться еще дополнительными специальными функциями.
Источник бесперебойного питания
Во многих регионах сегодня часто практикуют плановые и внеплановые отключения электроэнергии на довольно длительный срок. В результате люди, привыкшие к информационному изобилию, на некоторое время оказываются в своеобразном вакууме, когда не только нет освещения, но и не работают телевизор, радиоприемник, компьютер. В таких случаях очень полезно иметь альтернативный источник энергии. Им может стать аккумуляторная батарея, если снабдить ее преобразователем постоянного напряжения в переменное (инвертором) и автоматикой, контролирующей исправность сети, степень заряженности батареи, а также своевременно переключающей нагрузку на питание от сети или батареи и управляющей подзарядкой последней.
В настоящее время в продаже имеются импортные источники бесперебойного питания (ИБП, по-английски UPS) производства различных фирм. Как правило, они предназначены для предотвращения сбоев компьютеров и потери хранящихся в них ценных данных в условиях ненадежного электроснабжения. Однако подобные ИБП рассчитаны на питание нагрузок активного или активно-емкостного характера, а емкости их аккумуляторной батареи хватает всего на несколько минут работы компьютера. Схема и конструкция доступных по цене импортных ИБП таковы, что их практически невозможно приспособить, например, для питания телевизора в течение нескольких часов.
ИБП с необходимыми параметрами можно сделать самостоятельно. Такой прибор должен обеспечивать бесперебойное питание нагрузки мощностью до 300 Вт. Этого достаточно, чтобы "потянуть" любой телевизор, от переносного до "мастодонта" УЛПЦТ. В качестве резервного источника целесообразно воспользоваться автомобильной аккумуляторной батареей емкостью 55...60 А-ч, приобрести которую не составляет труда. Те же, у кого имеется легковой автомобиль, такой батареей уже располагают.
Время непрерывного питания нагрузки от аккумуляторной батареи несложно подсчитать по формуле: T=kQU/P, где Т — время непрерывной работы, ч; к=0,8...0,9 — КПД инвертора; Q — емкость батареи, А-ч; U — напряжение батареи, В; Р — мощность нагрузки Вт.
При указанных выше исходных данных оно составит немногим более двух часов, а с нагрузкой меньшей мощности соответственно увеличится. Например, компьютер обычной конфигурации с процессором Pentium 166MMX сможет работать от аккумуляторной батареи почти шесть часов.
Желательно, чтобы форма выходного напряжения ИБП в любом режиме работы оставалась синусоидальной. Но чтобы достичь этого, пришлось бы пойти на заметное увеличение массы и стоимости прибора. Практика показала, что обычные бытовые электроприборы нормально работают и при питании импульсным напряжением прямоугольной формы, затраты на формирование которого значительно меньше. В случае крайней необходимости можно подключать нагрузку к ИБП через феррорезонансный стабилизатор, который, пропуская первую гармонику импульсного напряжения, подавит все остальные. Для защиты аккумуляторной батареи и элементов ИБП от перегрузок, особенно в стартовых режимах, нужна как быстродействующая электронная защита по току, так и более инерционная с помощью плавкой вставки.
Разработанный с учетом изложенного, предлагаемый ИБП при напряжении питающей электросети в пределах 165...242 В работает как ступенчатый регулятор, поддерживая на выходе напряжение 220 В +10 %. В отличие от импортных приборов, большинство которых реагирует только на понижение напряжения, он автоматически переходит в режим питания нагрузки от аккумуляторной батареи при выходе напряжения в сети за указанные пределы в любую сторону. Процесс переключения занимает не более 20 мс, после чего на выходе ИБП появляется импульсное напряжение частотой 50 Гц, действующее значение которого поддерживается равным 220 В +10 %, пока в сети не восстановится нормальное напряжение или батарея не разрядится до 10,8 В. В последнем случае питание на грузки прекращается, так как для батареи опасна дальнейшая разрядка. Автоматический возврат в режим ступенчатого регулятора происходит спустя приблизительно секунду после восстановления нормального напряжения в сети.
Схема ИБП изображена на рис. 1. При его разработке было решено использовать во всех режимах работы один и тот же трансформатор Т2. Это потребовало применить дополнительные коммутирующие цепи и более сложное устройство управления, но значительно улучшило массогабаритные показатели ИБП и уменьшило его стоимость.
Узел А1 через понижающий и развязывающий трансформатор Т1 постоянно контролирует напряжение в электрической сети, к которой подключена вилка ХР1. В зависимости от величины напряжения узел формирует сигнал СЕТЬ ИСПРАВНА и команды на включение реле К1 и К2.
Далее через электронный выключатель — диодный мост VD7—VD10 с оптотиристором U1 в диагонали — сетевое напряжение поступает на последовательно соединенные обмотки IV и V или только на обмотку IV трансформатора Т2 (в зависимости от положения контактов реле К2). Узел А6 контролирует по падению напряжения на резисторе R12 зашунтированном диодом VD11, ток, протекающий через оптотиристор U1, и при его отсутствии формирует сигнал ТОКА НЕТ, необходимый для работы автоматики ИБП. На выходную розетку XS1, к которой подключают нагрузку, напряжение поступает с обмоток IV и V трансформатора Т2.
Степень заряженности аккумуляторной батареи GB1 по ее напряжению контролирует узел A3. Обнаружив, что напряжение ниже 12,9 В, он, если сеть исправна, подает команду ЗАРЯДКА и отменяет ее после того, как в результате подзарядки напряжение возросло до 14,3 В. Если сеть неисправна и нагрузка питается от аккумуляторной батареи, узел A3 не допускает чрезмерной разрядки последней и при напряжении менее 10,8 В разрывает цепь обмотки реле К переводя ИБП в дежурный режим.
Инвертор состоит из мощного двухтактного выходного каскада на полевых транзисторах VT3—VT9 и драйвера А5 формирующего импульсы, подаваемые на их затворы. В стоковые цепи каждой группы транзисторов включены соединенные последовательно половины обмоток I и III трансформатора Т2. Его обмотка II, диодный мост VD12—VD15 и транзистор VT9 предназначены для формирования пауз между импульсами выходного напряжения. При номинальном напряжении батареи GB1 (12,6 В) длительность паузы равна примерно половине длительности импульса, что соответствует минимуму третьей гармоники в спектре выходного напряжения инвертора. Действующее значение такого напряжения в 1,23 раза меньше амплитудного (у синусоиды это соотношение равно 1,41).
В зависимости от степени заряженности батареи GB1 ее напряжение и пропорциональная ему амплитуда выходного напряжения изменяются на 30 %, однако действующее значение последнего за счет широтно-импульсной модуляции (ШИМ) поддерживается почти неизменным, что благоприятно сказывается на работе осветительных и электронагревательных приборов, в том числе нитей накала электронных ламп и кинескопов. Практика показала, что изменение в широких пределах амплитуды питающего напряжения практически не влияет на работу телевизоров и компьютеров, блоки питания которых снабжены, как правило, стабилизаторами напряжения.
Для оксидных конденсаторов характерны повышенные потери, обусловленные тем, что одной из обкладок служит электролит со сравнительно большим активным объемным сопротивлением. Поэтому при повторении конструкции с конденсаторами, отличающимися от рекомендуемых, необходимо учитывать рекомендации, изложенные в , и характеристики конденсаторов используемого типа.
В выпрямительный мост зарядного устройства кроме диодов VD16, VD17 входят оптотиристоры U2, U3, поэтому оно работает, когда через излучающие диоды последних протекает ток, и выключено в противном случае. Цепи управления зарядным устройством и другими узлами ИБП находятся в узле автоматики А4.
Если прибор подключен к сети и напряжение в ней находится в пределах 165...242 В, после замыкания контактов выключателя SA2 "Вкл." узел А1 подаст команду на включение реле К1, замкнувшиеся контакты которого включат ИБП и последний перейдет в режим ступенчатого регулятора напряжения. Кнопка SB1 "Пуск" служит для пуска ИБП в отсутствие нормального напряжения в сети. После нажатия на эту кнопку на все узлы ИБП непосредственно от аккумуляторной батареи GB1 или через стабилизатор А2 поступает напряжение питания. Если напряжение аккумуляторной батареи выше 12,2 В, узел A3 через замкнутые контакты выключателя SA1 включит реле К1. Теперь кнопку SB1 можно отпустить. Выключив SA1 можно запретить работу ИБП при неисправной сети. Так поступают, если в резервном питании нет необходимости, например, когда все нагрузки отключены, а сам ИБП остается включенным в сеть, периодически подзаряжая аккумуляторную батарею.
При исправной сети через излучающий диод оптотиристора U1 протекает ток и на розетку XS1 поступает напряжение. Работа инвертора заблокирована низким уровнем сигнала РАЗРЕШЕНИЕ, сформированным в узле автоматики А4. Если напряжение в сети ниже 195 В, по сигналу узла А1 срабатывает реле К2 и трансформатор Т2 превращается в автотрансформатор, повышающий напряжение на нагрузке в 1,2 раза. В результате оно остается равным 220 В +10 %.
После выхода напряжения в сети за допустимые пределы нельзя включать инвертор ИБП, не дождавшись закрывания тиристора U1, которое произойдет не ранее, чем упадет почти до нуля ток, обусловленный энергией, накопленной в индуктивностях трансформатора 2 и нагрузки. Указанное обстоятельство делает невозможной обычную синхронизацию задающего генератора инвертора с напряжением в сети и вынуждает выбирать момент смены режима работы ИБП с учетом остаточной индукции в магнитопроводе трансформатора Т2 (магнитопроводы индуктивных элементов нагрузки находятся в аналогичных условиях).
Об организации процесса переключения будет подробно рассказано в разделе, посвященном работе узла автоматики А4.
Узел контроля напряжения в сети (А1) собран по схеме, изображенной на рис. 2. Напряжение, пропорциональное сетевому, поступает с обмотки II трансформатора Т (см. рис. 1) на выпрямительный мост VD19 и далее, превратившись в пульсирующее, на три идентичных компаратора, собранных на КМОП микросхемах DD1—DD3. Результат обработки выходных сигналов компараторов на микросхемах DD1 и DD2 — логический уровень на выходе параллельно соединенных элементов DD2.5, DD2.6. Высокий свидетельствует о том, что сетевое напряжение находится а пределах 165...242 В, низкий — вышло за них. В последнем случае конденсатор С24 быстро разряжается через диод VD29 и логический уровень на выходе триггера Шмитта из элементов DD4.1—DD4.3 становится низким, сообщая всем узлам ИБП, что условие СЕТЬ ИСПРАВНА не выполняется.
После восстановления в сети нормального напряжения и высокого логического уровня на выходах элементов DD2.5, DD2.6 диод VD29 закрывается, конденсатор С24 начинает медленно заряжаться через резистор R42 В результате с задержкой примерно в 1 с будет установлен высокий уровень сигнала СЕТЬ ИСПРАВНА. Задержка необходима, чтобы питание нагрузки ИБП от аккумуляторной батареи прекратилось лишь после окончания возможных переходных процессов в сети. Выходной сигнал элементов DD2.5, DD2.6 управляет также реле К1 (см. рис. 1) через ключ на транзисторе VT10.
Чтобы в режиме ожидания не разряжать аккумуляторную батарею, микросхемы DD1 и DD2 узла А1 питаются непосредственно от сети через трансформатор Т1, диодный мост VD19, диод VD18 и стабилизатор на элементах R19, VD20.
Порог срабатывания компаратора на микросхеме DD3 соответствует напряжению в сети 195 В. Если оно меньше, элемент DD5.1 замыкает цепь питания обмотки реле К2 и оно переключает обмотки трансформатора Т2 (см. рис. 1). Чтобы это происходило только при исправной сети, на один из входов элемента DD5.1 подан сигнал СЕТЬ ИСПРАВНА с выходов элементов DD4.2, DD4.3.
Говоря о напряжении в сети, обычно имеют в виду его эффективное (действующее) значение, прямое измерение которого затруднительно. Форма переменного напряжения в сети достаточно близка к синусоидальной (коэффициент гармоник обычно не превышает 6 %), его амплитуда Um и действующее значение Uэфф, связаны между собой соотношением Uэфф=0,707Um. Поэтому достаточно следить за амплитудой. Сложность состоит в том, что синусоида достигает амплитудного значения кратковременно, а выходной сигнал компаратора должен быть непрерывным.
Так как все три компаратора идентичны, разберем работу одного из них — на микросхеме DD1. Как только мгновенное значение напряжения превысит порог срабатывания триггера Шмитта на элементах DD1.1, DD1.2, он через диод VD24 разрядит конденсатор С20, что приведет к срабатыванию и второго триггера Шмитта на элементах DD1.3 и DD1.4. Однако, после уменьшения мгновенного значения напряжения до величины, меньшей порога отпускания первого триггера, второй останется сработавшим, пока конденсатор С20 не зарядится через резистор R32.
Номиналы этих элементов выбраны таким образом, что задержка отпускания второго триггера немного больше 10 мс — половины периода сетевого напряжения. Поэтому, пока амплитуда контролируемого напряжения выше порога, разрядка конденсатора С20 повторяется в каждом полупериоде и напряжение на нем не успевает достичь порога отпускания второго триггера. На выходе элемента DD1.4 сохраняется постоянный высокий уровень. Он сменится низким, если амплитуда входного напряжения уменьшилась и в очередном полупериоде конденсатор С20 успел зарядиться.
Характеристики цифровых микросхем серии К561, на которых собраны компараторы, достаточно стабильны . В температурном диапазоне +15...35 "С, свойственном жилым помещениям, установленные пороги изменяются не более чем на 0,6 %, что для ИБП вполне достаточно.
Стабилизатор напряжения +5 В (А2) предназначен для питания всех цифровых микросхем ИБП, за исключением DD1 и DD2. Его схема показана на рис. 3. Интегральный стабилизатор DA1 включен по стандартной схеме. Конденсаторы С27—С44 — блокировочные. Их устанавливают в непосредственной близости от выводов питания каждой из микросхем.
Узел контроля напряжения батареи (A3). Схема узла изображена на рис. 4. В качестве компараторов применены таймеры К1006ВИ1 (DA2 DA3). Резисторы R50—R58 задают их пороги срабатывания и отпускания. Конденсаторы С45 и С47 служат для подавления импульсных помех. Пока напряжение аккумулятора выше 10,8 В, открыт внутренний транзистор микросхемы DA2, коллектор которого соединен с выводом 7. Как только оно станет меньшим указанного, транзистор закроется и повторно откроется только после повышения напряжения батареи до 12,2 В.
Работа аналогичного компаратора на микросхеме DA3 разрешена только при высоком уровне поступающего на ее вход RS сигнала СЕТЬ ИСПРАВНА. Выходной сигнал компаратора включает и выключает устройство подзарядки аккумуляторной батареи. Пороги срабатывания и отпускания равны соответственно 12,9 и 14,3 В.
Узел автоматики (А4). Чтобы после отключения сети инвертор ИБП включился в правильной фазе, необходимо знать направление остаточной индукции в магнитопроводе трансформатора Т2. Как известно, напряжение на обмотке трансформатора пропорционально скорости изменения магнитной индукции в его магнитопроводе. Поэтому ее можно измерить косвенно, проинтегрировав напряжение. Эту операцию выполняет интегрирующая цепь R59C49C50C51 (рис. 5). Диоды VD31, VD32 защищают оксидные конденсаторы С50, С51 от напряжения неправильной полярности.
Когда пропорциональное индукции напряжение на выходе интегрирующей цепи положительно, транзистор VT11 открыт, триггер DD6.1 установлен в состояние, соответствующее лог. 1 на его выводе 5. В противном случае транзисторы VT12 и VT13 будут открыты, а состояние триггера — противоположное. Таким образом, логический уровень на выходе триггера однозначно связан с направлением магнитного потока в магнитопроводе трансформатора Т2. После отключения сети триггер DD6.1 остается в состоянии, соответствующем остаточной индукции.
Ключ на транзисторе VT14 формирует прямоугольные импульсы из сетевого напряжения, поступающего на его вход со вторичной обмотки трансформатора Т1 (см. рис. 1). Элемент DD7.1 сравнивает их фазу с фазой индукции. При совпадении высокий логический уровень на его выходе и такой же — сигнала СЕТЬ ИСПРАВНА устанавливают триггер режима DD6.2 через элемент DD8.1 в состояние, соответствующее работе ИБП от сети. В результате низкий уровень сигнала РАЗРЕШЕНИЕ запрещает работу инвертора. Одновременно логические элементы DD8.3, DD11.1, DD12.1 и DD12.2 формируют сигналы, включающие оптотиристор U1 электронного выключателя, а при высоком уровне сигнала ЗАРЯДКА — также оптотиристоры U2 и U3 (см. рис. 1).
{mospagebreak}
Лог. 1 на выходе элемента DD7.2 появляется при совпадении фаз индукции и колебаний задающего генератора инвертора. Однако для переключения триггера DD6.2 и перехода ИБП в режим работы от аккумуляторной батареи этого недостаточно. Логический узел, в который входят диоды VD33 и VD34 с резистором R67, элементы DD4.4—DD4.6, DD8.2, гарантирует, что переключение произойдет только при низком уровне сигнала СЕТЬ ИСПРАВНА, при высоком — НЕТ ТОКА и обязательно в момент выдачи задающим генератором инвертора очередного импульса.
При изменении уровня сигнала РЕЖИМ на выходе элемента DD7.3 образуются импульсы, разрешающие приблизительно на 1 с работу генератора на элементах микросхемы DD9. В результате пьезоизлучатель BQ1 подает звуковые сигналы, сообщающие о смене режима работы ИБП, причем в случае отключения сети сигнал звучит немного дольше, чем при ее восстановлении.
Драйвер инвертора (А5) построен по схеме, изображенной на рис. 6. Микросхема DA4 — задающий генератор. Схема ее включения — типовая для таймера К1006ВИ1, она подробно описана в . При низком уровне сигнала РЕЖИМ частота повторения генерируемых импульсов равна 100 Гц. В противном случае параллельно времязадающим резисторам R76 и R77 генератора через открытый диод VD35 подключен сравнительно низкоомный резистор R75 и частота повышена приблизительно до 2500 Гц. Следовательно, нужная в момент перехода ИБП к питанию нагрузки от аккумуляторной батареи фаза колебаний задающего генератора наступит быстрее.
Как уже было сказано, действующее значение выходного напряжения инвертора стабилизировано с помощью ШИМ. Напряжение аккумуляторной батареи через стабилитрон VD38 и фильтр R84C56 питает времязадающую цепь одновибратора собранного на микросхеме DA5. В результате длительность импульсов, генерируемых им в ответ на каждый импульс задающего генератора, уменьшается с увеличением этого напряжения. Смещение, создаваемое стабилитроном VD38, приближает эту зависимость к требующейся для стабилизации действующего значения выходного напряжения, а резистор R82 увеличивает до необходимого значения ток, протекающий через стабилитрон.
Триггер DD13.2 делит частоту импульсов задающего генератора на два. В итоге импульсы одновибратора через логические элементы DD10.3, DD10.4. DD11.3, DD11.4 и ключи на транзисторах VT19, VT20 с частотой 50 Гц поочередно поступают на затворы силовых транзисторов VT3— VT5 и VT6—VT8 (см. рис. 1) и открывают их. В паузах между импульсами транзистор VT9 открыт, сигнал на его затвор подан через элементы DD8.4 и DD11.2 и транзисторный ключ VT18. Работа инвертора может быть заблокирована низким уровнем сигнала РАЗРЕШЕНИЕ. В этом состоянии отпирающие импульсы отсутствуют на затворах всех силовых транзисторов.
Узел токовой защиты силовых транзисторов состоит из диодов VD36, VD37, резисторов R79—R81, R83, транзистора VT17 и триггера DD13.1. При нормальной работе инвертора транзистор VT17 закрыт. Триггер DD13.1, благодаря импульсам задающего генератора, поступающим на его вход S, находится в состоянии, соответствующем высокому уровню на выходе. Напряжение в точке соединения анодов диодов VD36 и VD37 линейно связано с меньшим из напряжений на стоках транзисторов, к которым подключены их катоды (диод, соединенный с теми стоками, где напряжение больше, оказывается закрытым).
Меньшее напряжение — всегда на стоках открытых в данный момент транзисторов и пропорционально протекающему в их каналах току. Номиналы резисторов R79—R81 подобраны таким образом, чтобы при увеличении тока до 120 А напряжение на базе транзистора VT17 достигло порога его открывания. В результате низкий логический уровень с коллектора открывшегося транзистора поступит на вход R триггера DD13.1 и переключит его. Уровни на выходах триггера и элемента DD10.2 станут низкими. Этим будет оборван открывающий импульс на затворах силовых транзисторов, что приведет к их защитному отключению.
Закрытыми все транзисторы останутся только до очередного импульса задающего генератора, который поступит на вход S триггера DD13.1 в начале следующего полупериода. Длительность импульса — 200 мкс, и все это время уровень на выводе 5 триггера будет высоким независимо от состояния входа R. Достигаемая таким образом кратковременная блокировка токовой защиты позволяет ИБП устойчиво работать на нагрузки емкостного характера (например, бестрансформаторные блоки питания электронной аппаратуры), но исключает повреждения, вызванные коротким замыканием нагрузки.
Узел контроля тока (А6), схема которого показана на рис. 7, поддерживает на своем выходе низкий уровень сигнала НЕТ ТОКА, пока мгновенное значение протекающего через электронный выключатель тока не снизится до величины, достаточной для закрывания оптотиристора U1 (см. рис. 1). Датчиком служит резистор R11, включенный последовательно с U1 Диод VD11 необходим для ограничения излишнего падения напряжения на резисторе при рабочих значениях тока. Оптрон U4 изолирует выходную цепь узла от остальных его цепей, находящихся под сетевым напряжением. Пока через резистор R11 течет ток, будут открыты транзистор VT21 и фототранзистор оптрона U4, излучающий диод которого включен в коллекторную цепь транзистора VT21.
Для питания узла служит специально предусмотренная обмотка VI трансформатора Т2 напряжение которой выпрямляет диодный мост VD40 и стабилизирует цепь R99VD41. Основная функция конденсатора С59 — сглаживать пульсации выпрямленного напряжения. Однако запасенной в нем энергии достаточно для питания узла контроля тока при смене режима ИБП, когда напряжения в сети уже нет, а инвертор еще не работает.
Детали и конструкция. Большинство деталей, кроме силовых и крупногабаритных, размещено на общей печатной плате без деления на функциональные узлы. Выключатели SA1, SA2, кнопка SB1, светодиоды HL1—HL4, розетка XS1 находятся на передней, а клеммы для подключения аккумуляторной батареи GB1 и держатели плавких вставок FU1, FU2 — на задней или боковых панелях ИБП.
Тепловыделяющие элементы установлены на шести теплоотводах из алюминиевого листа толщиной не менее 3 мм. Ниже перечислены детали, находящиеся на каждом из них, в скобках — размеры теплоотвода в миллиметрах: VT3—VT5 (150x50); VT6—VT8 (150x50); VT9, VD12—VD15 (150x50); U2, VD16 (150x80); U3. VD17 (150x80); DA1 (30x30).
В качестве VT3—VT9 вместо указанных на схеме транзисторов IRFZ44 подойдут КП723А или другие структуры MOSFET с индуцированным п каналом максимальным током стока не менее 40 А, максимальным напряжением сток-исток не менее 55 В и сопротивлением открытого канала не более 0,025 Ом. Остальные транзисторы можно заменять любыми маломощными биполярными соответствующей структуры.
Конденсаторы С2, С4—С6 — пленочные К73-17, остальные (за исключением оксидных) — любые керамические, например, КМ-5, КМ-6 или К10-17. Оксидные конденсаторы — К50-ЗБ, К50-6, К50-16. Особого внимания требуют конденсаторы С7—С14. Через них протекает переменный ток приблизительно 5,5 А. Расчет показывает, что при этом внутренняя температура конденсаторов К50-6, имеющих указанные на рис. 1 рабочее напряжение и емкость, останется в допустимых пределах при температуре окружающего воздуха не более 50 С, что вполне приемлемо для прибора, эксплуатируемого в жилом помещении. Если таких конденсаторов не нашлось, вместо них следует установить большее число конденсаторов меньшей емкости, сохранив суммарную неизменной. Уменьшать число параллельно соединенных конденсаторов за счет увеличения емкости каждого в данном случае недопустимо. Нельзя применять и конденсаторы, рассчитанные на постоянное напряжение менее 50 В.
К трансформатору Т1 предъявляются особые требования. Его первичная обмотка, постоянно включенная в сеть, должна длительное время выдерживать повышенное вплоть до 380 В напряжение. По этой причине в изготовленном автором ИБП применен трансформатор 380/26 В от прибора, предназначенного для контроля наличия трехфазного напряжения. Если подобного найти не удастся, следует взять два одинаковых маломощных трансформатора 220/9 В (например, от сетевых блоков питания радиоприемников или игровых видеоприставок) и соединить их первичные и вторичные обмотки последовательно. Различие в коэффициенте трансформации легко учитывается при настройке компараторов узла А1. Данные для самостоятельного изготовления трансформатора Т1: магнитопровод — Ш12x16, обмотка I — 6910 витков провода ПЭВ-2 0,06. обмотка II — 473 витка провода ПЭВ-2 0,21..
Магнитопровод трансформатора Т2 — ленточный ШЛ32х50. Обмотки наматывают в порядке возрастания указанных на схеме (см. рис. 1) номеров. Обмотки I и III содержат по 24 витка медной шины сечением 10 мм. Обмотка II — 44 витка провода ПЭВ-2 1,62, IV — 446 витков провода ПЭВ-2 0,9, V — 90 витков провода ПЭВ-2 0,9, VI — 44 витка провода ПЭВ-2 0,38. Каждый намотанный слой уплотняют с помощью киянки и упора, затем пропитывают изоляционным лаком (в крайнем случае клеем БФ). Между обмотками III и IV, а также V и VI обязательно делают изолирующие прокладки. Готовую катушку сушат в термошкафу по технологии, соответствующей примененному пропиточному материалу.
Дроссель L1 намотан проводом ПЭВ-2 0,72 до заполнения полости броневого магнитопровода Б-36 из феррита 2000НМ. При сборке между ферритовыми чашками вставляют прокладку толщиной 0,5 мм из немагнитного материала (например, бумаги).
Реле К1 — РЭС15 паспорт РС4.591.004 или подобное ему на 12 В, К2 — импортное JZC-20F (4088) 10ADC12V с сопротивлением обмотки 400 Ом. Вместо него подойдут реле РП21, РПУ-2 с рабочим напряжением 12 В и контактами, рассчитанными на коммутацию переменного тока до 10 А при напряжении 220 В. BQ1 — пьезокерамический звукоизлучатель любого типа. В качестве плавкой вставки RJ1 можно применить отрезок медного провода диаметром 0,72 и длиной 15...20мм.
Налаживание ИБП. Для его проведения необходимы регулируемые источники постоянного (0...15 В, 1 А) и переменного (0...250 В, 1 А, 50 Гц) напряжения, осциллограф, амперметр постоянного тока на 10 А, вольтметры постоянного (0...15 В) и переменного (0...300В) напряжения. При работе с переменным током высокого напряжения следует соблюдать меры предосторожности.
Вольтметр переменного напряжения должен быть электромагнитной системы, например, щитовой Э377. Приборы других систем, в том числе обычные авометры при измерении импульсного напряжения, генерируемого инвертором, дают показания, совершенно не соответствующие действительности.
Налаживание начинают после сборки и проверки монтажа ИБП, не подключая к нему трансформатор Т2 и аккумуляторную батарею GB1. Вместо обмоток трансформатора между стоками транзисторов VT3—VT5, VT6—VT8 и цепью +12 В временно включают резисторы мощностью не менее 1 Вт (например, МЛТ-1) и сопротивлением 470... 1000 Ом. Аналогичный резистор устанавливают между этой цепью и стоком транзистора VT9. К ней же в обход контактов выключателя SA1 и реле К1 подключают регулируемый источник постоянного напряжения.
Прежде всего проверяют стабилизатор напряжения +5 В (DA1). Оно должно оставаться практически неизменным при регулировке напряжения источника в пределах 10...15 В. Затем, подключив осциллограф к выводу 3 микросхемы DA2, с помощью резистора R50 добиваются, чтобы при напряжении ниже 10,8 В низкий логический уровень здесь сменялся высоким. После этого устанавливают в цепи +12 В напряжение 12,6 В и подключают источник переменного напряжения к обмотке I трансформатора Т1, предварительно отключив ее от всех других цепей. Регулируя переменное напряжение в пределах 160...250 В, убеждаются в неизменности напряжения на стабилитроне VD20, которое должно оставаться равным приблизительно 5,6 В.
Подключив осциллограф к выводу 8 микросхемы DD1, с помощью резистора R15 добиваются, чтобы низкий уровень сменялся высоким при превышении переменным напряжением значения 242 В. Возможно, для этого потребуется подобрать номинал резистора R17. Переключение должно быть четким, без "дребезга", в противном случае установите резистор R31 немного большего номинала. Аналогичным образом регулируют компараторы на микросхемах DD2 и DD3, добиваясь их срабатывания при напряжениях соответственно 165 и 195 В. Вместе с компаратором на микросхеме DD3 должно срабатывать реле К2.
Далее устанавливают напряжение источника переменного тока равным 220 В и подключают осциллограф к выводу 3 микросхемы DA3. Вращая ось подстроечного резистора R55, добиваются, чтобы при повышении напряжения в цепи +12 В выше 14,3 В высокий логический уровень на этом выводе сменился низким. Одновременно должен погаснуть светодиод HL4. При напряжении на первичной обмотке трансформатора Т1 более 242 или менее 165 В должен гореть светодиод HL2, сигнализирующий, что ИБП находится в режиме питания нагрузки от аккумуляторной батареи.
Подключив осциллограф к выводу 3 микросхемы DA2, убеждаются в наличии здесь импульсов с частотой повторения приблизительно 2500 Гц. Снова установив переменное напряжение равным номинальному (220 В), убеждаются, что светодиод HL2 погас, а частота колебаний мультивибратора DA2 уменьшилась до 100 Гц. Ее можно установить точно, синхронизировав развертку осциллографа с сетью и добившись с помощью подстроечного резистора R76, чтобы осциллограмма импульсов на экране была неподвижна.
Осциллограммы напряжений на стоках транзисторов VT3—VT9 должны соответствовать показанным на рис. 8. Функционирование токовой защиты проверяют, удалив диоды VD36 и VD37. Отрицательные импульсы на стоках транзисторов VT3— VT5 и VT6—VT8 после этого должны стать очень узкими. По окончании проверки не забудьте установить диоды на место.
Первое включение ИБП рекомендуется производить, подключив к нему аккумуляторную батарею через амперметр и установив в качестве FU1 плавкую вставку с током срабатывания 5... 10 А. Не вставляя вилку ХР1 в сетевую розетку, устанавливают выключатель SA2 в положение "Вкл." и нажимают на кнопку SB1 "Пуск". Должны загореться светодиоды HL3 "Вкл." и HL2 "Аккумулятор". То, что инвертор ИБП заработал, можно определить по характерному звуку, издаваемому трансформатором Т2. Ток разрядки аккумулятора без нагрузки не должен превышать 0,4 А.
Подключив к розетке XS1 вольтметр, с помощью подстроечного резистора R86 добиваются, чтобы он показал 220 В. Более точно номинальное выходное напряжение инвертора можно установить, пользуясь лампой накаливания мощностью 50... 150 Вт. Поочередно подключая ее к розетке XS1 и к выходу регулируемого автотрансформатора с напряжением, равным 220 В, устанавливают ось резистора R86 в положение, при котором яркость свечения лампы одинакова в обоих случаях.
Затем вставляют вилку ХР1 в сетевую розетку. Через секунду после этого инвертор должен автоматически выключиться, а ИБП — перейти в режим ступенчатой регулировки сетевого напряжения. При смене режима гаснет светодиод HL2 "Аккумулятор", зажигается светодиод HL1 "Сеть" и раздается звуковой сигнал. Если напряжение аккумуляторной батареи менее 12,9 В, светодиод HL4 "Зарядка" должен зажечься, а амперметр — показать ток зарядки 4...6 А.
Если напряжение батареи окажется выше указанного, зарядное устройство не включится. Для его проверки батарею придется частично разрядить, подключив к розетке XS1 нагрузку мощностью не менее 50 Вт, отключив вилку ХР1 от сети и дав ИБП поработать в этом режиме, пока напряжение аккумуляторной батареи не снизится до 12 В После этого вновь вставив вилку ХР1 в розетку, убеждаются, что аккумуляторная батарея начала заряжаться. Когда ее напряжение возрастет до 14,3 В, зарядка автоматически прекратится. Закончив все проверки, устанавливают в ИБП плавкую вставку FU1 на ток 50 А и приступают к его полноценной эксплуатации.
ЛИТЕРАТУРА
1. Евсеев А. Автоматическое зарядное устройство для аккумуляторных батарей: Сб.: "В помощь радиолюбителю", вып. 83, с. 12-17. - М.: ДОСААФ. 1983.
2. Найвельт Г. Источники электропитания радиоэлектронной аппаратуры. — М.:Радио и связь, 1986.
3. Ануфриев Ю Гусев В., Смирнов В. Эксплуатационные характеристики и надежность электрических конденсаторов. — М.: Энергия, 1976.
4. Зельдин Е. Цифровые интегральные микросхемы в информационно-измерительной аппаратуре. — Л.: Энергоатомизда, 1986.
5. Трейстер Р. Радиолюбительские схемы на ИС типа 555. — М.: Мир. 1988.
6. Микросхемы для бытовой радиоаппаратуры. Справочник. — М.: Радио и связь, 1989.
В. ВОЛОДИН, г. Одесса, Украина
Радио 5-6 2001
