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ENCYCLOPÉDIE DE LA RADIOÉLECTRONIQUE ET DU GÉNIE ÉLECTRIQUE Alimentation sans interruption. Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique
Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / Protection des équipements contre le fonctionnement d'urgence du réseau, alimentations sans interruption Lors de l'utilisation d'équipements de communication, une source d'alimentation indépendante est parfois nécessaire (par exemple, lors de pannes de courant). Si l'équipement fonctionne sans intervention humaine, alors le chargeur doit être automatique. Dans de tels cas, des alimentations sans interruption sont utilisées. L'un de ces blocs sera abordé dans cet article. L'unité d'alimentation sans coupure (UPS) proposée est conçue pour la sauvegarde automatique de l'alimentation des équipements radio sur les sites distants qui n'ont pas de personnel de service permanent (par exemple, des répéteurs). Il peut également être utilisé pour d'autres équipements 12V DC. Le BBP offre deux modes de fonctionnement : le principal, lorsque la charge est alimentée à partir de la tension secteur de 220 V AC, et l'urgence, lorsqu'en l'absence de tension secteur, la charge est alimentée à partir d'une batterie de secours avec une tension nominale de 12V. Structurellement, l'appareil est un boîtier unique, qui abrite une alimentation stabilisée avec une tension de 13 V, capable de fournir un courant de 1 ... 1,4 A à la charge ; Chargeur; batterie qui alimente la charge pendant 6...8 heures ; Système de contrôle. Le système de contrôle effectue automatiquement : - indication des modes de fonctionnement (alimentation depuis le secteur, charge, alimentation de secours depuis la batterie) ; - mise en service du BBP lors de l'apparition de la tension sur le réseau ; - charger (recharger) les batteries avec un courant stable ; - contrôle du degré de charge de la batterie par la tension à ses bornes ; - commutation de la charge sur batterie autonome en cas de coupure de la tension secteur ; - arrêt d'urgence de la batterie en cas de dysfonctionnement ou de décharge profonde due à une longue absence de tension secteur pendant plus de 6 ... 8 heures. En mode manuel, il est possible de forcer la mise sous tension à partir de la batterie. En tant qu'alimentation de secours dans le BBP, diverses variantes de batteries à l'acide nationales et importées ont été utilisées. Les batteries au plomb fabriquées par YACHT BATTERY CO, LTD (type Y7-12) et YUASA CORPORATION (NP7-12) avec une tension nominale de 12 V et une capacité de 7 A==dot==h se sont avérées fiables en fonctionnement . Ils n'ont pas besoin d'un réapprovisionnement périodique en électrolyte et d'un entretien constant, il n'y a pas d'effet «d'inversion de polarité», ils peuvent être stockés dans un état chargé pendant une longue période (jusqu'à un an). Selon les données du passeport, la tension de charge de la batterie en mode veille est de 13,5 ... 13,8 V (à une température de 20 ° C), et selon le nomogramme de décharge, avec une décharge de 6 heures avec un courant de 1,4 A, la tension critique de seuil est de 11 V, en dessous de laquelle il y a une forte baisse - une section de la courbe correspondant à une décharge complète. Plus de détails sur les paramètres de la batterie peuvent être trouvés dans l'article "Wide-use lead-acid batteries" ("Radio", 2000, n° 12, pp. 43, 44). Sur la base de ce qui précède, les seuils de fonctionnement du contrôle automatique ont été choisis: le seuil supérieur (arrêt de charge) - 14 V (tension de charge 13,8 V plus pertes de tension dans les fils d'alimentation et les contacts des bornes de la batterie) et le seuil inférieur ( arrêt d'urgence de la batterie pour éviter une décharge profonde) - 11 V. Le schéma de l'appareil est illustré à la fig. une.
Lorsque l'interrupteur à bascule SA1 est activé, la tension de l'enroulement secondaire du transformateur T1 est fournie aux redresseurs VD1-VD4, VD5. Le relais K1 est activé et ses contacts K1.1 allument le circuit de commande automatique. La tension redressée est stabilisée par un stabilisateur sur la puce DA1. Pour obtenir la valeur requise de la tension de sortie, une diode Zener VD1 est incluse dans le circuit de fil commun du microcircuit DA6. Pour augmenter la capacité de charge du stabilisateur, un émetteur suiveur sur le transistor VT1 est utilisé. La LED HL2 verte indique la présence de tension stabilisée en sortie. L'appareil commence automatiquement à charger la batterie toutes les 12 heures. S'il est chargé, le processus de charge s'arrêtera rapidement dès que la tension atteindra 14 V. Ce mode vous permet de garder la batterie chargée à tout moment. Le temporisateur se compose d'un élément multivibrateur DD1.1 et d'un compteur DD2. 12 heures après le début de fonctionnement de l'appareil, un niveau haut apparaîtra à la sortie du compteur M, et un niveau bas apparaîtra à la sortie de l'élément DD1.2. Le déclencheur sur les éléments DD3.5, DD3.6 passera à un état dans lequel la sortie de DD3.6 est haute. Dans le même temps, une impulsion apparaîtra à la sortie de l'élément DD3.1, ce qui réinitialisera le compteur DD2. Un niveau haut de la sortie de l'élément DD3.6 ouvre le transistor VT3. Le stabilisateur de courant de charge sur le transistor VT2 est activé. Lorsque le courant traverse la LED HL1, la tension chute sur celle-ci, qui sert de référence. Le courant de charge stabilisé est fourni à la batterie GB1. La LED jaune HL1 allumée sert simultanément d'indicateur du processus de charge. Les comparateurs sont fabriqués sur les amplificateurs opérationnels DA2.1 et DA2.2. Une source de tension de référence pour les comparateurs est montée sur la résistance R8 et la diode zener VD9. Cela ne dépend pas de la tension de la batterie. Les seuils de fonctionnement de l'automatisation sont définis en ajustant les résistances R10 et R13 (seuils inférieur et supérieur, respectivement). Lorsque la tension de la batterie est de 14 V, un niveau bas se produit à la sortie de l'ampli-op DA2.2. Le déclencheur sur les éléments DD3.5, DD3.6 est réinitialisé et un niveau bas apparaît également à la sortie de DD3.6. Le transistor VT3 se ferme et la batterie arrête de se charger. En cas de coupure de la tension secteur, les contacts du relais K1.1 s'ouvrent plus vite que la tension à la sortie du stabilisateur ne disparaît. Une chute de tension positive ira au circuit différenciateur C7R17 et une impulsion de niveau bas apparaîtra à la sortie de l'élément DD1.4. Le déclencheur sur les éléments DD3.3, DD3.4 basculera et un niveau haut apparaîtra à la sortie de DD3.3. Le transistor VT4 s'ouvrira, le relais K2 fonctionnera et ses contacts K2.1 connecteront la batterie GB1 à la charge. La LED HL3 rouge indique le passage à l'alimentation de secours à partir de la batterie. Lorsque la tension apparaît dans le secteur, les contacts du relais K1.1 se referment. Un niveau bas à travers la diode VD15 commutera le déclencheur DD3.3, DD3.4 de telle manière que la sortie de l'élément DD3.3 sera basse. Le transistor VT4 se ferme, le relais K2 revient à son état d'origine et l'appareil passe en mode principal. Dans le même temps, le circuit différenciateur C6R16 va générer une impulsion de niveau bas à l'entrée de l'élément DD1.3. Cette impulsion, traversant les éléments DD1.3 et DD3.2, va commuter la gâchette (DD3.5, DD3.6), un niveau haut apparaîtra en sortie de l'élément DD3.6. Le transistor VT3 s'ouvrira et le processus de charge de la batterie commencera jusqu'à ce qu'un cycle de 12 heures soit atteint. En mode d'urgence du fonctionnement de l'onduleur, le système de contrôle protège la batterie d'une décharge complète lorsque, à la suite d'une longue absence de tension sur le secteur, la batterie est déchargée et sa tension chute à 11 V. Dans ce cas cas, le comparateur est déclenché par le seuil inférieur, la sortie de l'ampli-op DA2.1 passe au niveau bas, ce qui, à travers la diode VD16, affecte le déclencheur DD3.3, DD3.4. Le transistor VT4 se ferme et les contacts du relais K2.1 reviennent à leur état d'origine. L'alimentation de charge est complètement hors tension. Lorsque la tension secteur apparaît, la charge sera alimentée par le stabilisateur. Les diodes VD1 -VD4 peuvent être remplacées par n'importe laquelle des séries KD202, ainsi que les séries KD226, KD228, etc. pour un courant de 2 ... 3 A; diode VD8-KD202A ou similaire. Diodes VD11-VD17 - tout universel, par exemple, série KD522, D220, D310. Le transistor VT1 peut être utilisé dans les séries KT817, KT819 et VT2 - dans la série KT818. La puce DA2 sera complètement remplacée par deux amplis op à usage général, par exemple, K140UD708. Au lieu de la puce DD3 (six onduleurs avec capacité de charge accrue et stroboscope), vous pouvez utiliser le K561LN2, en tenant également compte des différences de brochage. Relais K1 - relais reed RES64A (passeport RS4.569.724) avec un contact de travail Vous pouvez utiliser presque n'importe quel relais reed en choisissant une résistance R1 pour atténuer la surtension. Le relais K2 est un relais importé de petite taille pour une tension de 12 V et un courant de déclenchement de 30 mA. Vous pouvez utiliser un relais avec une tension de 9 ... 12 V, un courant de déclenchement jusqu'à 50 mA et un pouvoir de coupure de contact d'au moins 3 A, par exemple RES9 (passeport RS4.524.200, RS4.524.201) , RES32 (passeport RF4.500.341), RES47 (passeport RF4.500.409). Le transformateur T1 doit fournir une tension sur l'enroulement secondaire de 13 V à un courant suffisant pour la charge. Le BBP est monté dans un boîtier rectangulaire en plastique mesurant 95x135x305, comprenant un couvercle rectangulaire de 40 mm de haut (Fig. 2). Des trous de ventilation sont percés sur les côtés du couvercle.
Un dissipateur thermique nervuré commun d'une superficie de 100 cm² est fixé à l'extérieur de l'extrémité arrière du boîtier. Les transistors VT1, VT2 et le stabilisateur intégré DA1 sont installés sur le dissipateur thermique sur des joints isolants en ruban PTFE. La batterie est située à l'avant du boîtier et est séparée du transformateur adjacent par un joint en caoutchouc élastique. Tous les autres éléments radioélectriques, y compris les relais, sont montés sur un circuit imprimé en fibre de verre de 75x250 mm fixé à l'intérieur du couvercle. La couche de feuille est divisée par un couteau fin en zones isolées de 5x5 mm pour le montage des radioéléments (les dimensions des zones pour les microcircuits sont de 2,5x5 mm). Les liaisons entre les éléments et les plateformes sont réalisées par des conducteurs. Lors de l'établissement d'un BBP, il est recommandé tout d'abord de régler la valeur de la tension de sortie en sélectionnant la diode zener VD6. Réglez ensuite le courant du chargeur en sélectionnant la résistance R2. Le courant traversant la LED HL1 ne doit pas dépasser le maximum autorisé (sélectionné par la résistance R4). L'expérience du fonctionnement des batteries a montré que le courant de charge optimal est un courant suffisant pour la recharge. Elle est numériquement égale à 0,05 de la capacité de la batterie, soit 0,35 A. Il est commode de régler les seuils du comparateur à l'aide d'un multimètre numérique et d'un oscilloscope. Pour ce faire, vous devez déconnecter temporairement le point de connexion des résistances R8, R9 et R12 de l'appareil et le connecter à une source d'alimentation régulée externe. Ensuite, nous allumons le BBP et réglons la tension de la source externe sur 14 V (selon le multimètre numérique). En contrôlant la sortie de l'ampli-op DA2.2 avec un voltmètre ou un oscilloscope, en faisant tourner le moteur de la résistance d'accord R13, nous obtenons un niveau bas. De même, en réglant la tension de la source externe à 11 V (correspondant au seuil bas du comparateur), on atteint un niveau bas en sortie de l'ampli-op DA2.1 en ajustant la résistance R10. Après avoir défini les seuils, nous rétablissons la connexion d'origine. Pour un fonctionnement stable et fiable du relais Reed K1, un condensateur C2 est connecté en parallèle avec son enroulement (choisi empiriquement). Auteurs : V.Lavrinenko, F.Rotar, Volzhsky, région de Volgograd.
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