저전압 무정전 전원 공급 장치. 계획, 설명

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제안된 장치는 350개 시리즈로 생산됩니다. 이는 모스크바의 주택 및 공동 서비스 시설에서 엘리베이터 및 기타 유사한 장비를 갖춘 음성 통신 시스템에 전원을 공급하는 데 사용되며, 이는 전원 공급 장치 네트워크의 전압 존재 여부에 관계없이 작동해야 합니다.

무정전 전원 공급 장치(UPS)는 난방이 되지 않는 공간(전기실, 엘리베이터 기계실, 차고, 지하실 등)에서 무인 모드로 사용하도록 설계되었습니다. UPS는 출력 회로의 단락으로부터 보호됩니다. 2002년부터 높은 신뢰성을 보여왔습니다. 단순한 회로 설계 덕분에 광범위한 무선 아마추어가 복제할 수 있습니다.

주요 기술 특성

출력 전압, V 공칭 ....... 13,5
네트워크가 꺼져 있을 때 최소 ....... 8,5
최대 출력 전류, A ....... 2
주변 온도,^о부터 .......-10...+40
최대 공기 습도 20 ^оC,% .......80
치수, mm.......235x165x80

쌀. 1 (확대하려면 클릭)

UPS 다이어그램은 그림 1에 나와 있습니다. 1. 강압 변압기 T1이 포함되어 있습니다. 4개의 다이오드 브리지: VD1 -VD2 및 VD5, VD6, VD1, VD2(다이오드 VD4, VD1는 두 브리지에 공통임) 평활 커패시터 C2; 칩 DA1의 전압 안정기, 트랜지스터 VT12; 공칭 전압이 1V인 젤 납산 배터리(AB) GB1; 트랜지스터 VT1의 방전을 위한 제어 장치; 릴레이 K2의 네트워크 전압 모니터링 장치. LED HLXNUMX은 주전원 전압이 있음을 나타내고 LED HLXNUMX는 출력 전압을 나타냅니다.

주전원 전압이 있는 경우 변압기 T18,5의 1차 권선 II에서 3V의 교류 전압이 다이오드 브리지에 공급됩니다. 다이오드 VD4 및 VD4의 음극 연결 지점인 첫 번째 브리지의 출력에서 정류된 전압은 커패시터 C1를 평활화합니다. 이 전압은 방전 제어 장치와 전압 안정기에 전원을 공급하는 데 사용됩니다. 이는 배터리 GB7의 전압보다 크므로 다이오드 VDXNUMX이 닫힙니다.

DA1 칩의 전압 안정기와 증폭 트랜지스터 VT2는 표준 회로에 따라 조립됩니다. 출력 전류는 공식 I을 사용하여 대략적으로 계산할 수 있는 값으로 제한됩니다._최대 = 0,6/R8. 커패시터 C2, C3, C5는 전압 안정기의 자체 여기를 방지합니다.

두 번째 브리지 출력(다이오드 VD5 및 VD6의 음극 연결 지점)에서 정류된 전압은 릴레이 K1에 전원을 공급하는 데 사용됩니다. 저항 R1과 R2는 권선을 통한 전류를 제한하고 커패시터 C1은 전압 리플을 완화합니다. 릴레이 접점 K1은 자동화 시스템을 포함한 외부 장치에 사용하도록 설계되었습니다.

주전원 전압이 없으면 VD7 다이오드가 열리고 전압 안정기가 배터리로부터 전원을 공급받습니다. 다이오드 VD8은 역전압이 가해지기 때문에 닫혀 있습니다. 출력 전압은 배터리 전압보다 약 1,3V 낮습니다. 주전원 전압이 없을 때 UPS의 작동 기간은 배터리 용량과 부하에서 소비되는 전력에 따라 결정됩니다. 출력 전압이 8,5V로 떨어지면 트랜지스터 VT1이 닫히고 DA14 칩의 핀 1에 고전압 레벨이 나타나 꺼지기 때문에 배터리는 완전히 방전되지 않습니다. 트랜지스터 VT2가 닫히고 LED HL2가 꺼지고 출력 전압이 꺼집니다. 물론 배터리는 다이오드 VD7과 저항 R4, R5를 통해 계속 방전되지만 전류(mA 단위)가 낮고 오랫동안 주전원 전압이 없으면 배터리에서 돌이킬 수 없는 프로세스가 발생할 수 있습니다. 따라서 잔여 용량이 100mAh이면 이는 하루 안에 발생합니다.

대부분의 부품은 유리 섬유로 만들어진 75x55mm 및 1,5mm 두께의 인쇄 회로 기판에 장착됩니다. 네트워크 변압기 T1 - 18차 권선 전압이 24~2V이고 전류가 50A인 변압기(예: TP-5-2)에는 400개의 2차 권선이 직렬로 연결됩니다. 트랜지스터 VT1는 냉각 표면적이 15cm4.591.001인 방열판에 설치됩니다. 릴레이 K1 - RES4, 버전 RS6. 고정 저항기 R9-R10, R2, R33 및 R8 - C11-5N(MLT 아날로그), R16, R5 - C7-3MB; R19 및 R1 튜닝 - SP4-5A. 커패시터 C295, C50, C68는 가져온 CD2(K3-5과 유사)이고 CXNUMX 및 CXNUMX은 KMXNUMXB입니다.

장치 개발 단계에서 저자는 변압기, 방열판, 퓨즈 링크 및 BPP-20 무정전 전원 공급 장치 하우징과 7Ah 배터리를 사용했습니다. 하우징의 장치 모양이 그림 2에 나와 있습니다. XNUMX.

저전압 무정전 전원 공급 장치
그림. 2

UPS를 설정하려면 조정 가능한 전압 9~20V, DC 전압계, 저항 부하 7Ω 30W 또는 이에 상응하는 실험실 전원 공급 장치(이하 LPS라고 함)가 필요합니다. UPS는 네트워크 및 배터리에서 분리되고 트리밍 저항 R5 및 R7의 슬라이더는 다이어그램에 따라 상단 위치로 설정됩니다. LIP 출력에서 전압을 20V로 설정하고 극성을 관찰하면서 배터리 대신 전압계와 전압계를 UPS에 연결합니다. 트리밍 저항 R7의 슬라이더를 움직이면 UPS 출력의 전압이 13,5V로 설정되고 LIP의 출력 전압은 UPS 출력의 전압이 8,5V로 떨어질 때까지 부드럽게 감소합니다. 그 후 슬라이더는 트리머 저항 R5는 출력 전압이 XNUMX에 가까운 값으로 급격히 떨어질 때까지 회로에 따라 부드럽게 아래쪽으로 이동합니다.

그런 다음 LPS를 끄고 UPS를 AC 주전원에 연결하십시오. 출력 전압은 13.5V여야 합니다. 2.3초 동안 출력을 닫고, 연 후 UPS가 정상적으로 작동하는지 확인하십시오.

마지막으로 배터리를 연결하고 7시간 동안 출력에 2.3Ω 저항 부하를 연결합니다. 이 모드에서 출력 전류는 1,93A입니다. 이 시간 이후 출력 전압은 13.5V와 동일하게 유지되어야 합니다. 트랜지스터 VT2는 과열되지 않아야 합니다. 설치가 끝나면 네트워크가 꺼진 상태에서 부하에 공급 전압이 있는지 확인하십시오.

대부분의 경우 UPS는 추가 측정 장비를 배치할 수 있는 여유 공간이 있는 전기 패널에 설치됩니다. 배터리 작동 시간을 연장하려면 전압계로 UPS의 출력 전압을 모니터링하고 VD8 및 R11의 개방 회로에 연결된 전류계로 충전 전류를 모니터링하는 것이 좋습니다.

UPS 출력에 연결된 부하는 8,5~13,5V 범위에서 달라질 수 있는 공급 전압에 맞게 설계되어야 합니다.

출력 단락이 발생한 경우 UPS의 신뢰성을 높이려면 DA2 마이크로 회로 핀 1의 개방 회로에 240Ω 0,25W 저항을 포함하는 것이 좋습니다.

저자: I. Korolev

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