Tự động sạc pin dự phòng

Để đảm bảo hoạt động trơn truĐối với bất kỳ thiết bị điện tử nào cũng cần phải dự trữ năng lượng, hay nói cách khác là đưa thêm nguồn điện (dự phòng) vào mạch điện. Để đảm bảo hoạt động liên tục cần có ít nhất một nguồn điện độc lập. Thông thường đây là ắc quy.

Phần tốt nhất về nhiệm vụ này là sự dễ dàng thực hiện. Để cung cấp nguồn dự phòng cho bất kỳ mạch điện tử công suất thấp nào, chỉ cần ba thành phần là đủ: diode chỉnh lưu, điện trở Và ắc quy.

Chương trình đặt chỗ

Sơ đồ dự phòng nguồn điện có thể trông giống như thế này:

Hình 1. Mạch điện dự phòng đơn giản thiết bị.

Mạch có điều kiện bao gồm ba phần: mạng (phía bên trái của mạch), đến các đầu ra 2-3 trong đó một thiết bị điện tử được kết nối (phía bên phải của mạch); Pin GB1 được mắc song song với đầu ra của nguồn điện thông qua điện trở sạc R1 và diode tải VD1.

Để mạch cấp nguồn hoạt động bình thường, nó phải cao hơn một chút so với điện áp định mức của pin GB1. Nếu điện áp nguồn không đủ, pin GB1 sẽ luôn ở trạng thái sạc kém, điều này sẽ làm tăng hiệu suất của pin. Nếu điện áp nguồn cao hơn đáng kể so với điện áp pin, thiết bị sẽ bị sạc quá mức khiến hiệu suất sớm giảm sút và ngoài ra, khi thiết bị được cấp nguồn từ pin ở chế độ dự phòng nguồn, có thể xảy ra hiện tượng thiếu điện áp nguồn. Điều này có thể rất quan trọng đối với hoạt động của các mạch từ nguồn điện ổn định không có bộ ổn định điện áp riêng.

Nguyên lý hoạt động

Mạch được trình bày để xem xét có hai chế độ hoạt động, có ý nghĩa để xem xét:

Chế độ ăn uống bình thường

Chúng ta hãy nhìn vào Hình 2.

Hình 2. Nguồn điện mạch thông thường.

Ở chế độ bình thường, nguồn điện chính cung cấp năng lượng cho thiết bị điện tử và đồng thời sạc pin GB1 thông qua điện trở sạc R1. VD1 bị khóa ở chế độ này vì điện thế ở cực âm của nó từ nguồn điện tăng lên so với điện thế của cực dương được nối với pin. Điều này giúp loại bỏ khả năng xảy ra tình trạng sạc quá mức không thể chấp nhận được khi pin bị xả quá nhiều và gây quá tải cho nguồn điện. Dòng sạc tối đa bị giới hạn bởi R1. Lý tưởng nhất là nên chọn sao cho khi pin được sạc đầy, một dòng điện có độ lớn tương đương với dòng điện rò rỉ của pin sẽ chạy qua nó.

Mũi tên màu đỏ chỉ dòng điện. Dòng điện cung cấp là tổng của dòng điện thiết bị điện tử và dòng sạc pin.

Chế độ sao lưu

Chúng ta hãy chuyển sang Hình 3.

Hình 3. Chế độ nguồn dự phòng.

Khi điện áp biến mất hoặc giảm đáng kể so với nguồn điện lưới, khi điện thế ở cực âm của diode VD1 trở nên thấp hơn điện thế của cực dương nối với pin, diode sẽ mở ra và dòng điện tải chính chạy qua nó, cấp nguồn cho diode. thiết bị. Một phần dòng điện tải cũng sẽ chạy qua R1. Dòng tải được thể hiện bằng mũi tên màu xanh lá cây.

Khi điện áp từ nguồn điện lưới được phục hồi, điện thế ở cực âm tăng trở lại, diode tắt và mạch chuyển sang chế độ nguồn bình thường, trong đó thiết bị được cung cấp năng lượng từ nguồn điện và pin. GB1 được sạc.

Nếu trong mạch này bạn sử dụng pin làm từ pin điện thông thường thì cần loại điện trở R1 ra khỏi mạch để loại bỏ quá trình sạc mà chúng không thích ứng. Khi năng lượng của các nguyên tố bị tiêu hao, chúng phải được thay thế bằng năng lượng mới.

Không có thiết bị điện tử nào có thể tránh khỏi tình trạng mất điện đột ngột. Đặc biệt nếu chúng ta đang nói về điện áp nguồn 220 V và nó xảy ra ở các vùng nông thôn. Để tăng độ tin cậy, họ cố gắng cung cấp nguồn năng lượng dự phòng. Lý tưởng nhất là trong trường hợp xảy ra tai nạn, nó sẽ tự động bắt đầu hoạt động và độc lập mà không cần sự can thiệp của con người.

Để dự phòng, người ta thường sử dụng pin và ắc quy có thể thay thế. Khi sử dụng nguồn ắc quy, nên sử dụng pin điện “alkaline” (Alkaline). Chúng có công suất lớn, khả năng tự xả thấp, mặc dù đắt hơn. Bạn có thể phân biệt đâu là pin nào bằng các dấu hiệu trên vỏ, ví dụ: “R6” (pin AA thông thường) và “LR6” (giống nhau, nhưng có tính kiềm).

Điểm đặc biệt của bộ vi điều khiển hiện đại là chúng có thể lập trình chuyển sang chế độ chờ SLEEP tiết kiệm năng lượng với mức tiêu thụ dòng điện rất thấp. Điều này cho phép bạn sử dụng các tụ điện điện phân công suất cao hoặc thậm chí tốt hơn là các điện trở ion thay vì pin/ắc quy.

Các ionistor đầu tiên được phát triển vào năm 1966 bởi Công ty Standard Oil. Chúng là những tụ điện lưu trữ đặc biệt với chất điện phân hữu cơ. Điện dung điển hình đạt 0,1...50 farad ở điện áp hoạt động 2...10 V. Để tham khảo, điện dung của Trái đất (một quả bóng có kích thước bằng Trái đất, như một dây dẫn đơn độc) chỉ là 0,0007 farad.

Ionistors được biết đến trong tài liệu kỹ thuật nước ngoài như tụ điện hai lớp, SuperCaps và tụ điện dự phòng. Ngoài ra còn có các thương hiệu: UltraCap (EPCOS), Tụ vàng (Panasonic), DynaCap (ELNA), BOOSTCAP (Maxwell Technologies). Ở các nước CIS, thuật ngữ ổn định “ionistor” được sử dụng, phản ánh một tính năng khác của các thiết bị này - sự tham gia của các ion vào quá trình hình thành điện tích.

Các điện trở ion hiện đại thường được chia thành ba nhóm tùy thuộc vào dòng tải dài hạn được khuyến nghị trong biểu dữ liệu:

• Dòng điện thấp (dòng điện thấp, dưới 1,5 µA);
• Dòng điện trung bình (dòng điện trung bình, từ 1,5 μA đến 10 mA);
• Dòng điện cao (dòng điện cao, từ 10 mA đến 1 A).

Điện áp hoạt động của các điện trở ion tuân theo dãy sau: 2,5; 3,3; 5,5; 6,3V.

Trong bộ lễ phục. 6.16, a...t trình bày sơ đồ tổ chức cấp điện liên tục.

Cơm. 6.16. Sơ đồ cung cấp điện liên tục (bắt đầu):

a) điốt VDI, VD2 dùng để cách ly các kênh để dòng điện không chạy từ nguồn chính sang nguồn dự phòng và ngược lại. Nếu hai nguồn điện có kích thước khác nhau thì kênh có điện áp cao hơn sẽ là kênh chính. Nếu điện áp cung cấp hoàn toàn bằng nhau thì nên thay thế diode Schottky trong kênh dự phòng bằng diode silicon 1N4004 thông thường.

b) điốt tách VDI, VD2 được bật trước (và không phải sau) bộ ổn áp DA 1. Nguồn điện chính được cung cấp qua điốt thông thường VD1 (để tiêu tán nhiều điện hơn trên nó) và pin dự phòng được cung cấp qua một diode Schottky VD2 (để điện áp ở đầu vào của bộ ổn định DA I càng cao càng tốt);

c) điốt VD2...VD4 được bật sau (và không phải trước) bộ ổn định DA 1;

d) diode VD2 cho phép bạn tổ chức thêm một nguồn điện áp âm -0,7 V, tuy nhiên, nguồn này sẽ ngừng hoạt động khi chuyển sang nguồn điện dự phòng từ pin GB1. Diode Schottky VD1 có thể được thay thế bằng diode silicon thông thường KD102A;

e) ionistor CJ cho phép bạn thay thế pin GBl, GB2 đã cạn kiệt “nhanh chóng” mà không làm gián đoạn nguồn điện cho MK trong một thời gian khá dài. Nếu điện áp trên ionistor giảm chậm thì MK không cần khởi động lại. Điện trở RI giới hạn dòng sạc của ionistor;

Cơm. 6.16. Sơ đồ cung cấp điện liên tục (tiếp theo):

f) bộ ổn định DAI giới hạn dòng sạc ban đầu của điện trở ion dự phòng SZ ở mức không quá 100 mA. Để tham khảo, dòng điện cao, bắt đầu từ khoảng 250 mA, có thể làm hỏng bộ lưu trữ ion. Diode VDI làm giảm điện áp đầu ra 0,2 V. Ngoài ra, khi tắt nguồn điện chính, nó sẽ ngăn không cho điện trở ion SZ phóng điện qua các mạch đầu ra bên trong bộ ổn định DA1

g) bóng bán dẫn VT1 thực hiện chức năng của một diode tách ngang bằng với diode “thực” VD1, nhưng có độ sụt điện áp cực thu-cực phát thấp hơn ở trạng thái mở (0,1…0,15 V thay vì 0,2 V). Nguồn điện chính +5 V(1), nguồn dự phòng +5 V(2);

h) tương tự như hình. 6.16, g, nhưng trên bóng bán dẫn hiệu ứng trường VT1, trong khi điện áp rơi trên điểm nối nguồn mở sẽ nhỏ hơn điện áp rơi trên bóng bán dẫn lưỡng cực, tất cả các yếu tố khác đều bằng nhau;

i) tụ điện lưu trữ C1 duy trì hoạt động của MK trong một thời gian khi ngắt kết nối pin GB1. Thời gian hoạt động khẩn cấp phụ thuộc vào điện dung và dòng điện rò của tụ C1, cũng như tần số xung nhịp của MK và khả năng hoạt động ổn định ở mức công suất giảm;

j) nhờ cầu diode VDI... VD4, điện áp đầu vào 9... 12 V có thể là hằng số (DC) hoặc xoay chiều (AC);

Cơm. 6.16. Mạch cấp nguồn liên tục (tiếp theo): k) điện trở ion dự phòng C2 duy trì điện áp trong mạch +4,8 V (mà MK được kết nối) trong một thời gian khi nguồn điện +11 V chính bị ngắt khỏi nguồn mạng. Các bóng bán dẫn VTI, VT2 ngăn không cho ionistor phóng điện qua điện trở trong của chip DAI và tải trong mạch +5 V;

m) Đèn LED HL1 chỉ báo nguồn khi pin dự phòng GB1 đang chạy. Điện trở R1 đặt độ sáng cần thiết. Khi các tiếp điểm của công tắc SAI đóng, nguồn điện được cung cấp từ nguồn +5 V chính, trong khi diode VD1 và bóng bán dẫn VT1 đóng và đèn LED HL1 tắt;

m) kênh nguồn chính là pin GBl, GB2 AA và kênh dự phòng là pin lithium GB3. Khi pin GBl và GB2 bị ngắt kết nối, MK sẽ nhận được nguồn điện từ pin GB3 khi ở chế độ chờ, do bộ truyền động bên ngoài (+ mạch 3,2 V) sẽ bị mất điện. Diode VD1 không cho pin GB3 phóng điện qua tải nối vào mạch +3,2 V;

o) Ở trạng thái ban đầu, thiết bị được cấp nguồn bằng 3 pin GB1...GB3, đồng thời đèn báo HL1 sáng màu xanh lục. Khi nguồn điện bên ngoài được cấp +5 V, rơle K1 được kích hoạt, các tiếp điểm K1.1 đóng, pin bị ngắt kết nối và đèn báo HL1 sáng màu đỏ. Nếu thay vì màu đỏ, màu vàng của chỉ báo được quan sát thấy, thì bạn nên kết nối một diode loại KD522B với cực âm với HL1 nối tiếp với cực “G” của đèn LED. Điện trở R1 làm giảm mức tiêu thụ dòng điện trong mạch +5 V, tuy nhiên, nếu rơle hoạt động không ổn định thì có thể thay thế điện trở này bằng một jumper; VỀ

Cơm. 6.16. Sơ đồ tổ chức cung cấp điện liên tục (cuối): p) pin dự phòng GB1 được sạc liên tục bằng dòng điện nhỏ qua điện trở R1. Diode Zener VD6 cùng với diode VD7 giới hạn điện áp trên pin ở mức +13,7 V. Điốt VD4, VD5 chỉ mở khi nguồn điện chính +16 V bị loại bỏ. Điốt VD3, VD8 là cần thiết, vì điện dung của tụ điện ở đầu ra. của bộ ổn định DAI, DA2 lớn hơn ở đầu vào (so sánh C1 và CJ, SZ và C4)

p) Nguồn điện +5V là nguồn chính, nguồn điện từ pin lithium/pin GBI là nguồn dự phòng. Đầu ra OUT nhận được điện áp lớn hơn trong số hai điện áp được cung cấp cho đầu vào VCC và BAT của chip DA1. Khi điện áp ở chân VCC giảm xuống dưới +4,75 V (được điều chỉnh bằng điện trở R2), mức THẤP được hình thành ở đầu ra PFO. Đây là hệ thống cảnh báo sớm sự cố mất điện để MK có thể chuyển sang nguồn dự phòng. Khi điện áp ở chân VCC giảm xuống dưới +4,65 V, xung đặt lại RES được tạo ra;

c) tương tự như hình. 6.16, p, nhưng có nguồn điện dự phòng từ ionistor C1. Tín hiệu đặt lại RES được gửi đến đầu vào ngắt INT, vì không cần thiết phải đặt lại MC trong phần cứng do điện áp OUT giảm đều;

r) Mức CAO/THẤP từ đầu ra MC chuyển đổi nguồn điện từ mạch +5 V hoặc từ pin dự phòng GB1, được sạc lại bằng dòng điện nhỏ qua các phần tử VDI và R4. Nếu nguồn điện +5 V không thành công, pin GB1 sẽ tự động bật và MK phải được đặt lại vì nó có thể “đóng băng” khi điện áp tăng đột ngột.

Và vì vậy - bằng cách nào đó, từng chút một, doanh nghiệp của chúng tôi (một công ty rất nghèo: giống như hầu hết TEPLOENERGO ở Ukraine) bắt đầu thất bại, tức là. đốt cháy “mặt nóng” của việc chuyển đổi nguồn điện mà sau này đã được thay thế.
Tôi đã phải tìm ra nó, tức là làm 6 chiếc. nguồn điện để cấp nguồn cho một số thiết bị (liên quan đến đo lường, thiết bị đo đạc và điều khiển).
Yêu cầu đối với họ là:
1) nguồn điện cảm biến ổn định - 20:28V/0,1A
2) nguồn điện ổn định của chính thiết bị - 10:14V/0,2A
3) cách ly điện giữa các kênh điện
4) nguồn điện dự phòng cho thiết bị (không có cảm biến) từ pin 12V (tôi sẽ không liệt kê thêm)
Tôi quyết định không phát minh lại bánh xe mà sử dụng các giải pháp mạch đã được phát triển, đặc biệt vì cần phải làm cho nó rẻ và chất lượng cao. Và bằng cách nào đó, tôi không bận tâm quá nhiều đến việc lựa chọn thiết kế mạch điện - những ví dụ về cách triển khai nguồn điện cứ lởn vởn trong đầu tôi.
Chà, đó là toàn bộ câu chuyện và bây giờ - vào vấn đề chính.
Sơ đồ thiết bị:

Như có thể thấy trên sơ đồ, nguồn điện bao gồm hai kênh độc lập 24V và 12V được xây dựng trên “tay quay”. Một diode VD5 được lắp ở điện áp 12V trên LM7812, giúp tăng điện áp lên 12,7V để bù cho sự sụt giảm trên VD12. Không còn gì để nói về bộ ổn áp, vì đây là một thiết kế mạch nổi tiếng và được mô tả trong bất kỳ sách tham khảo nào và tất nhiên, tất cả những điều này đều có trong "Hướng dẫn".
Để đảm bảo nguồn điện không bị gián đoạn, pin sạc được sử dụng (trong trường hợp của tôi là "GEMBIRD 12V4.5A").
Mạch điện trong hình ngăn ngừa hư hỏng pin do chúng nhận được điện tích quá mức. Nó tự động tắt quá trình sạc khi điện áp trên các phần tử tăng cao hơn giá trị cho phép và bao gồm bộ ổn định dòng điện trên bóng bán dẫn VT3, bộ khuếch đại VT2, bộ dò mức điện áp trên VT1.
Đèn báo của quá trình sạc là đèn LED VD4 phát sáng, đèn này sẽ tắt khi sạc xong.
Chúng tôi bắt đầu thiết lập thiết bị với bộ ổn định dòng điện. Để thực hiện việc này, chúng tôi tạm thời đóng đầu ra cơ sở của bóng bán dẫn VT3 vào dây chung và thay vì pin, chúng tôi kết nối tải tương đương với miliampe kế 0...500 mA. Sử dụng thiết bị để điều khiển dòng điện trong tải, chọn điện trở R3 sẽ đặt dòng điện sạc danh định cho từng loại ắc quy cụ thể.
Giai đoạn thiết lập thứ hai là đặt mức giới hạn điện áp đầu ra bằng cách sử dụng điện trở cắt R4. Để làm được điều này, bằng cách điều khiển điện áp trên tải, chúng ta tăng điện trở tải cho đến khi xuất hiện điện áp tối đa cho phép (13,8 V đối với ắc quy 12V/4,5A). Sử dụng điện trở R5, chúng ta tắt dòng điện trong tải (đèn LED sẽ tắt).
Bất kỳ máy biến áp cỡ nhỏ nào có điện áp trên cuộn thứ cấp 15...18 V đều phù hợp; cho kênh 24V - 25..28V.
Transistor VT3 được gắn vào tấm tản nhiệt. Để dễ dàng cài đặt, nên sử dụng điện trở nhiều vòng như SP5-2 hoặc tương tự như R4; các điện trở còn lại phù hợp với mọi loại.
Để cung cấp nguồn điện dự phòng 12V từ pin, các mạch điện được sử dụng trên các phần tử VD7, VT4, VT5 và một rơle (12V nhập khẩu) với một nhóm tiếp điểm chuyển mạch. Nếu có nguồn điện lưới và do đó +U trên tụ C4, C5, bóng bán dẫn VT4 mở và rơle ngắt điện, pin sẽ được sạc qua các tiếp điểm đóng. Khi điện áp trong mạng bị lỗi, bóng bán dẫn VT4 đóng lại - VT5 mở ra và rơle được kích hoạt - với các tiếp điểm của nó kết nối pin “+” qua VD11 với tải.
Bây giờ một chút về các bộ phận được sử dụng:
- điốt - bất kỳ... dựa trên dòng điện và điện áp, tôi đã sử dụng 1N4007 nhập khẩu rẻ nhất;
- bóng bán dẫn VT1, VT2, VT4 - KT3102, có thể là KT315 hoặc các loại tương tự nhập khẩu.
- bóng bán dẫn VT3 có thể được sử dụng KT814 hoặc KT816 - phụ thuộc vào dung lượng của pin và dòng điện sẽ được sạc;

Bây giờ một chút trong các bức ảnh - quá trình sản xuất:

Bảng mạch in. Tôi hàn rơle vào - sau đó tôi nhớ ra rằng mình cần chụp ảnh cho câu chuyện. Tôi đã không chọn lối đi, bởi vì... Bản thân PCB hóa ra có chất lượng kém - các rãnh bị bong ra ngay cả ở mức tối thiểu. nhiệt độ mỏ hàn. Sau khi hàn, tôi phủ vecni lên toàn bộ bảng.

Trong bài viết này, chúng ta sẽ xem xét cách tạo nguồn điện dự phòng bằng pin cho các thiết bị điện tử nhỏ để chúng không bao giờ bị mất điện.

Có rất nhiều thiết bị điện tử cần được cấp nguồn liên tục và không bị gián đoạn. Một ví dụ điển hình của các thiết bị như vậy là đồng hồ báo thức. Nếu mất điện vào lúc nửa đêm và đồng hồ báo thức của bạn không kêu đúng giờ, bạn có thể bỏ lỡ một cuộc họp quan trọng. Giải pháp đơn giản nhất cho vấn đề này chính là hệ thống điện dự phòng bằng pin. Do đó, nếu nguồn điện từ nguồn bên ngoài giảm xuống dưới một ngưỡng nhất định, pin sẽ tự động đảm nhận tải và tiếp tục cấp nguồn cho mọi thứ cho đến khi nguồn điện bên ngoài được phục hồi.

Các thành phần

• nguồn điện một chiều;
• pin;
• ngăn chứa pin;
• bộ ổn áp (tùy chọn);
• điện trở 1 kOhm;
• 2 điốt (có dòng điện một chiều cho phép vượt quá dòng điện từ nguồn điện);
• đầu nối nam cho điện áp không đổi;
• đầu nối cái cho điện áp không đổi.

Sơ đồ

Có nhiều loại hệ thống pin dự phòng khác nhau và loại hệ thống bạn chọn phụ thuộc phần lớn vào nguồn điện bạn đang cấp nguồn. Đối với dự án này, tôi đã thiết kế một mạch đơn giản có thể dùng để cấp nguồn cho các thiết bị điện tử công suất thấp hoạt động ở điện áp 12 volt hoặc thấp hơn.

Đầu tiên chúng ta cần một nguồn điện DC. Những nguồn như vậy rất phổ biến và có nhiều mức điện áp và dòng điện khác nhau. Nguồn điện được kết nối với mạch thông qua đầu nối nguồn DC. Sau đó nó được kết nối với diode chặn. Diode chặn ngăn dòng điện chạy từ hệ thống pin dự phòng trở lại nguồn điện. Tiếp theo, pin được kết nối thông qua một điện trở và một diode khác. Điện trở cho phép pin được sạc chậm bằng nguồn điện và diode cung cấp đường dẫn dòng điện trở thấp giữa pin và mạch cuối cùng, do đó pin có thể cấp nguồn cho mạch cuối cùng nếu điện áp đầu ra của nguồn điện giảm quá thấp. Nếu mạch bạn đang cấp nguồn yêu cầu nguồn điện được điều chỉnh thì bạn chỉ cần thêm bộ điều chỉnh điện áp ở cuối.

Nếu bạn đang cấp nguồn cho Arduino hoặc bộ vi điều khiển tương tự thì bạn nên lưu ý rằng chân V đã được kết nối với bộ điều chỉnh điện áp trên bo mạch. Vì vậy, bạn có thể đặt bất kỳ điện áp nào trong khoảng từ 7 đến 12 volt vào chân V.

Lựa chọn giá trị điện trở

Việc lựa chọn giá trị điện trở phải được thực hiện cẩn thận để không vô tình làm pin bị sạc quá mức. Để tìm ra giá trị của điện trở sẽ sử dụng, trước tiên bạn phải xem xét nguồn điện. Khi bạn làm việc với nguồn điện không được kiểm soát, điện áp đầu ra không đổi. Khi mạch được cấp nguồn bị tắt hoặc ngắt kết nối, điện áp ở đầu ra của nguồn sẽ tăng lên. Điện áp mạch hở này có thể đạt giá trị cao hơn gấp rưỡi so với điện áp ghi trên hộp nguồn. Để kiểm tra điều này, hãy dùng đồng hồ vạn năng và đo điện áp ở các đầu ra của nguồn điện khi không có gì được kết nối với nó. Đây sẽ là điện áp tối đa của nguồn điện.

Pin NiMH có thể được sạc an toàn ở dòng sạc C/10 hoặc 1/10 công suất của pin mỗi giờ. Tuy nhiên, sử dụng cùng một dòng điện sau khi pin đã được sạc đầy có thể làm hỏng pin. Nếu dự kiến ​​pin sẽ được sạc liên tục trong một khoảng thời gian không xác định (như trong hệ thống pin dự phòng) thì dòng sạc phải rất thấp. Lý tưởng nhất là dòng sạc phải bằng C/300 hoặc thậm chí nhỏ hơn.

Trong trường hợp của tôi, tôi sẽ sử dụng hộp pin cỡ AA với pin 2500mAh. Vì lý do an toàn, tôi cần dòng sạc từ 8mA trở xuống. Dựa trên điều này, chúng ta có thể tính toán giá trị điện trở mà chúng ta cần.

Để tính điện trở cần thiết của điện trở, hãy bắt đầu bằng cách xác định điện áp mạch hở của nguồn điện, sau đó trừ đi điện áp đã sạc đầy của pin. Điều này sẽ cung cấp cho bạn điện áp trên điện trở. Để xác định điện trở, hãy chia chênh lệch điện áp cho dòng điện tối đa. Trong trường hợp của tôi, điện áp mạch hở của nguồn điện là 9V và điện áp trên pin là khoảng 6V. Điều này tạo ra sự chênh lệch điện áp là 3V. Chia 3 volt này cho dòng điện 0,008 amps sẽ cho giá trị điện trở là 375 ohms. Do đó, giá trị điện trở của chúng ta ít nhất phải là 375 Ohms. Để an toàn hơn, tôi sử dụng điện trở 1k ohm. Tuy nhiên, hãy nhớ rằng việc sử dụng điện trở có giá trị cao hơn sẽ làm chậm đáng kể quá trình sạc pin. Nhưng đây không phải là vấn đề nếu hệ thống điện dự phòng rất hiếm khi được sử dụng.

Nó chỉ có thể hoạt động khi điện áp của nguồn chính biến mất; nó không thể bảo vệ tải khỏi sự giảm hoặc tăng điện áp. Những khuyết điểm này đã được khắc phục ở phiên bản mới của máy, cụ thể:

1. Thiết bị sẽ không chuyển tải sang nguồn điện dự phòng ngay cả khi điện áp nguồn chính thấp.

Thiết bị không có khả năng hoạt động ở điện áp dưới 6 volt.

Thiết bị sẽ không bảo vệ được tải khi điện áp tăng vượt quá giá trị cho phép.

Phiên bản mới của thiết bị có các đặc tính được cải thiện đáng kể.

Có khả năng hoạt động với điện áp đầu vào nguồn chính từ 6 đến 15 V.

Bảo vệ tải dưới điện áp hoặc quá điện áp. Hai bộ so sánh được sử dụng để kiểm soát điện áp của nguồn chính. Khi tắt nguồn điện áp chính, hoạt động của thiết bị tương tự như phiên bản trước.

Dòng điện tiêu thụ của tải chỉ bị giới hạn bởi dòng điện tối đa mà các tiếp điểm của rơle điện từ được sử dụng có thể chịu được.

Thiết bị được cấp nguồn bằng nguồn điện dự phòng 12 V và tiêu thụ dòng điện khoảng 100 mA. Nếu điện áp nguồn chính nhỏ hơn 12 volt, bạn cần sử dụng bộ ổn áp và nối nó vào khe hở như trên sơ đồ. đồng thời đặt ngưỡng bảo vệ bằng điện trở xây dựng.

Vận hành thiết bị

Điện áp nguồn chính được cung cấp cho các điện trở R6 và R12, từ đó điện áp được cung cấp cho đầu vào của bộ so sánh, tại đó nó được so sánh với điện áp đến từ bộ ổn định VR1. Bộ ổn áp VR1 riêng biệt được sử dụng để khi điện áp nguồn điện dự phòng thay đổi thì ngưỡng bảo vệ không thay đổi. Tôi sẽ mô tả ngắn gọn mục đích sử dụng của những điện trở cắt này. Điện trở R12 có nhiệm vụ kích hoạt bảo vệ khi điện áp giảm xuống dưới ngưỡng tối thiểu do điện trở này đặt ra. Trong trường hợp của tôi, ngưỡng này là 10,5 volt và để đặt nó, với điện áp đầu vào là 10,5 volt, sử dụng điện trở này, đặt điện áp ở chân 7 của bộ so sánh thành 1,3 V, thấp hơn ngưỡng hoạt động của bộ so sánh, vì điện áp ở chân thứ 6 của vi mạch là 1,65 volt nên bộ bảo vệ sẽ hoạt động ngay lập tức. Điện trở R6 có nhiệm vụ ngắt bảo vệ trong trường hợp điện áp của nguồn chính tăng tới mức nghiêm trọng. Trong trường hợp của tôi, điện áp tối đa được đặt ở mức 13 volt. Ở điện áp này, điện trở R6 phải được đặt thành 4 volt trên chân thứ 5 của vi mạch, điện trở này sẽ kích hoạt bảo vệ và chuyển tải sang nguồn dự phòng. Nhờ những điện trở này, khả năng bảo vệ được kích hoạt khi điện áp giảm xuống 10,5 volt hoặc tăng lên 13.

Phần thú vị nhất của mạch là việc lắp ráp trên các vi mạch DD1 và DD2. Thực ra nó là một mạch bảo vệ. Hai đầu vào của nút này được kết nối với bộ so sánh, nhưng để mức logic 1 xuất hiện ở chân 8 của vi mạch DD1 và bảo vệ hoạt động, phải tạo một số điều kiện nhất định. Nút này cũng thú vị vì nút logic ở đầu ra 8 của DD1.1 sẽ xuất hiện nếu có trạng thái logic giống hệt nhau ở đầu vào, hai số 0 hoặc hai số 1. Nếu có số 1 ở một đầu vào và số 0 ở đầu vào kia, thì việc bảo vệ sẽ không hoạt động.

Mạch bảo vệ hoạt động như sau. Với điện áp đầu vào bình thường của nguồn chính, chỉ có bộ so sánh DA1.2 hoạt động, vì điện áp cao hơn ngưỡng tắt tối thiểu và do đó bóng bán dẫn đầu ra mở của bộ so sánh DA1.2 sẽ đóng các chân 4 và 5 của phần tử DD2.4 xuống đất, tương tự như trạng thái logic 0, và ở đầu vào 1 và 2 phần tử của DD2.3 có điện áp khoảng 4,5 - 5 volt, tương tự như trạng thái logic 1, vì điện áp không đạt tới 13 volt và bộ so sánh DA1.1 không hoạt động. Trong điều kiện này, việc bảo vệ sẽ không hoạt động. Khi điện áp của nguồn chính tăng lên 13 volt, bộ so sánh DA1.1 bắt đầu hoạt động, bóng bán dẫn đầu ra mở ra và bằng cách rút ngắn đầu vào 1 và 2 của DD2.3 xuống đất, nó buộc phải tạo ra mức logic bằng 0, do đó buộc mức logic 0 xuất hiện ở cả hai đầu vào và bảo vệ được kích hoạt. Nếu điện áp giảm xuống dưới ngưỡng tối thiểu, thì điện áp cung cấp cho nhánh thứ 7 của bộ so sánh giảm xuống mức dưới 1,65 volt, bóng bán dẫn đầu ra sẽ đóng và ngừng kết nối đầu vào 4 và 5 của phần tử DD2.4 với đất, điều này sẽ dẫn đến cài đặt điện áp ở đầu vào 4 và 5 4,5 - 5 volt (cấp 1). Vì DA1.1 không còn hoạt động và DA1.2 đã dừng nên một điều kiện được tạo ra trong đó một mức logic sẽ xuất hiện ở cả hai đầu vào của bộ bảo vệ và nó sẽ hoạt động. Hoạt động của nút được hiển thị chi tiết hơn trong bảng. Bảng hiển thị các trạng thái logic ở tất cả các chân của vi mạch.

Bảng trạng thái logic của các phần tử nút.

Thiết lập thiết bị

Một thiết bị được lắp ráp chính xác yêu cầu điều chỉnh tối thiểu, cụ thể là đặt ngưỡng bảo vệ. Để thực hiện điều này, thay vì nguồn điện áp chính, bạn cần kết nối nguồn điện được điều chỉnh với thiết bị và sử dụng điện trở cắt để đặt ngưỡng bảo vệ.

Ngoại hình của thiết bị

Vị trí các bộ phận trên bo mạch thiết bị.

Danh sách các nguyên tố phóng xạ