ИБП

September 23, 2012 by admin Комментировать »



В свое время случилась острая необходимость в наличии альтернативного
источника питания РЭА, т.е. от аккумуляторной батареи, причем этот
источник должен был быть не просто “преобразователем напряжения”, а
прибором отвечающим определенным жестким требованиям.

Система должна была рассчитана как на питание от АКБ, так и от
сети переменного тока, отслеживать состояние сети, обеспечивать
автоматическую зарядку аккумулятора, быть достаточно мощной, обладать
защитными режимами, быть достаточно не сложной, не дорогой и легко
повторяемой.

Изучение рынка предложений готовых приборов на тот момент не
привел к успеху, китайские преобразователи не отвечали заявленным
требованиям, были достаточно не надежны, а фирменные известных фирм
были достаточно дороги и не поддавались модернизации к требованиям того
или иного “проекта”.

Поэтому, было решено воспользоваться помощью своих, мудрых,
“отечественных” разработчиков и схемотехников. После долгих поисков и
изучения различной литературы, случайно наткнулся на статью В.
Володина, г. Одесса в РАДИО N-5, 2001г., это была статья о приборе,
наиболее полно удовлетворяющем заявленным требованиям.

На первый взгляд немного пугала “сложность” схемы электрической –
принципиальной и наличия большого числа простой “логики”, но, как потом
оказалось, не все так страшно и сложно, очень удовлетворяла блочная
схема прибора, а главное возможность бесконечной модернизации и
усовершенствования под свои нужды, за что автору большое спасибо. На
принципах работы и назначении узлов и деталей я останавливаться не
буду, в статье все прекрасно и доступно написано.

Вкратце лишь расскажу о своих впечатлениях.
Итак,
сначала было решено проверить схему на работоспособность, были
кое-какие вопросы, но с В.Володиным я связаться не смог. С первым, чем
я столкнулся, это очень не удобное “чтение” схемы, поэтому было решено
привести ее в читабельный вид, сделал это в программе OrCAD, для чего
схема была разбита на два узла – блок управления и силовую часть, между
собой они соединялись 12-ти контактным разъемом, теперь было все
гораздо понятнее.

Что ж, все быстренько было спаяно, при настройке, наибольшее время
занимал узел контроля напряжения в сети, приходилось долго
“вылавливать” пороги срабатывания компараторов и перепроверять их,
остальные настройки трудностей не вызывали. Хочу отдельно сказать о
цепи из элементов VD5-VD6,VD4, резистора R8 и конденсатора С3, при
многократном повторении (в дальнейшем) прибора замечалась не стабильная
работа выходного каскада на полевых транзисторах и в дальнейшем их
пробой по напряжению, при исключении этой цепочки из схемы
неисправность исчезала:..почему это происходило я так и не разобрался,
может Старый Ржавый Электронщик подскажет, был бы признателен.

Итак, прибор настроен, “глюки” убраны, теперь необходимо провести
испытания. Установили его авто, подключили компьютер и вперед по
просторам, по кочкам.

Забегая вперед, скажу, прибор отлично работал и работает в жестком транспорте, в жару и в холод.

Теперь можно браться за его модернизацию.
Для уменьшения габаритов остановился на SMD-элементах.
Добавил в блок управления микропроцессор, благодаря этому получаем:

переключаем всю световую индикацию на процессор, избавляемся от
транзисторов, светодиодов и прочего навесного багажа в исходном блоке;
– таким же образом поступаем со звуковой индикацией (теперь наш прибор
не просто пискнет в момент смены режима работы, а сможет быть более
информативным;
– добавляем компаратор на 11В, в результате чего прибор непрерывным
сигналом сообщит нам, что до отключения из-за разряда АКБ осталось не
так много времени;
– интегрируем СОМ-порт (тут возможности использования просто
безграничны, в моем случае компьютер получает сигнал об скором
отключении из-за разрядки батарей и отсутствия внешней сети, после
чего корректно закрываются программы, сохраняются данные и ПЭВМ готова
к отключению. Еще хочу ввести возможность просмотра в памяти компьютера
режимов работы прибора, состояние сети во время моего отсутствия, но
пока не доделал);
– добавляем часы (PCF8583);
– ну и конечно ЖКИ-индикатор (для отображения информации в текстовом режиме);
– добавляем светодиодный вольтметр.

Соответственно, исходная схема доработана с учетом вновь введенных блоков.

В итоге у меня получилась плата управления:

Силовая часть:

и плата высокого напряжения (сделана отдельно для удобства и безопасности):

Светодиодная шкала-вольтметр реализована на микросхеме UAA180, с
возможность регулировки нижнего и верхнего пределов измерений и
“растянута” от 10,5 до 14,5 В. Шкала поделена на две ( по 6-ть
светодиодов), одна служит для отображения напряжения при разрядке
(работы) АКБ, другая для визуального контроля за процессом зарядки
батареи.

В схему и алгоритм процесса заряда внесены изменения (я вообще
маленький фанат всего, что связано с аккумуляторами, поэтому “мимо”
этого узла пройти просто не смог). Долго не вдаваясь в теорию, вкратце
скажу, что при зарядке батареи оптимальным током (0,1 емкости) степень
ее заряда при достижении порога напряжениях на клеммах, составляет
далеко не 100 процентов, а грубо говоря лишь 2/3 от емкости, а для нас
1/3 емкости будет совсем не лишняя, при следующем отключении сети.
Опустив расчеты и графики, скажу лишь, что нам ее надо дозарядить током
0,05 от емкости еще в течении 2-3 часов.

Для этого в силовую часть блока, в каждое плече конденсаторов С7 – С14, добавляем реле 10ADC12V или подобное.

Теперь, при зарядке и достижения напряжения на клеммах АКБ 14,5 В,
процессор отключает часть конденсаторов, чем достигается уменьшение
зарядного тока и только через два часа отключает процесс зарядки.

По поводу силового трансформатора, мною было испытано три типа –
первый полностью мотал сам, проблем не замечено, потом были заказаны
промышленные образцы ленточного и тороидального трансформатора,
работают все, в последнем случае, конечно, лучше всего и с наименьшими
потерями J.


Высота готового прибора – 10 см, ширина – 27 см.
Делались экземпляры с зарядным током 25 – 30 Ампер (АКБ 300А.ч)
Вроде так, вкратце, и все.
Автор: Anjey

Связь с автором: Нет данных

Веб сайт автора: Нет данных

Прислал: Нет данных

Источник: http://radiokot.ru

Доп материалы, файлы к устройству (схеме):

Схема

Прошивка контроллера

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты