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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA Sistema de alimentación ininterrumpida de baja tensión. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / Protección de equipos contra operación de emergencia de la red, sistemas de alimentación ininterrumpida El dispositivo propuesto se produce en una serie de 350 piezas. Se utiliza en instalaciones de vivienda y servicios comunales en Moscú para alimentar sistemas de comunicación de voz con ascensores y otros equipos similares, que deben funcionar independientemente de la presencia de voltaje en la red eléctrica. Un sistema de alimentación ininterrumpida (UPS) está diseñado para su uso en modo desatendido en habitaciones sin calefacción (sala eléctrica, sala de máquinas de ascensores, garaje, sótano, etc.). El UPS está protegido contra cortocircuitos en los circuitos de salida. Ha demostrado una alta confiabilidad en funcionamiento desde 2002. Un diseño de circuito simple permite que sea replicado por una amplia gama de radioaficionados. Principales características técnicas
El diagrama del UPS se muestra en la Fig. 1. Contiene un transformador reductor T1; dos puentes de diodos: VD1 -VD4 y VD1, VD2, VD5, VD6 (los diodos VD1, VD2 son comunes a ambos puentes); condensador de suavizado C4; estabilizador de voltaje en chip DA1, transistor VT2; batería de gel de plomo-ácido (AB) GB1 con una tensión nominal de 12 V; unidad de control para su descarga en el transistor VT1; unidad de monitoreo de voltaje de red en el relé K1. El LED HL1 indica la presencia de tensión de red y el LED HL2 indica la tensión de salida. En presencia de tensión de red, se suministra a los puentes de diodos una tensión alterna de 18,5 V desde el devanado secundario II del transformador T1. El voltaje rectificado de la salida del primer puente, el punto de conexión de los cátodos de los diodos VD3 y VD4, suaviza el condensador C4. Este voltaje se utiliza para alimentar la unidad de control de descarga y el estabilizador de voltaje. Es mayor que el voltaje de la batería GB1, por lo que el diodo VD7 está cerrado. El estabilizador de voltaje en el chip DA1 y el transistor de amplificación VT2 se ensamblan según un circuito estándar. La corriente de salida está limitada a un valor que se puede calcular aproximadamente usando la fórmula Imax = 0,6/R8. Los condensadores C2, C3, C5 evitan la autoexcitación del estabilizador de voltaje. El voltaje rectificado de la salida del segundo puente, el punto de conexión de los cátodos de los diodos VD5 y VD6, se utiliza para alimentar el relé K1. Las resistencias R1 y R2 limitan la corriente a través de su devanado y el condensador C1 suaviza las ondulaciones de voltaje. Los contactos de relé K1 están diseñados para su uso en dispositivos externos, incluidos sistemas de automatización. En ausencia de tensión de red, el diodo VD7 se abre y el estabilizador de tensión recibe energía de la batería. El diodo VD8 está cerrado porque se le aplica voltaje inverso. El voltaje de salida es aproximadamente 1,3 V menor que el voltaje de la batería. La duración del funcionamiento del UPS en ausencia de voltaje de red está determinada por la capacidad de la batería y la energía consumida por la carga. La batería no está profundamente descargada, porque cuando el voltaje de salida cae a 8,5 V, el transistor VT1 se cierra y aparece un nivel de alto voltaje en el pin 14 del chip DA1, que lo apaga. El transistor VT2 se cierra, el LED HL2 se apaga y el voltaje de salida se apaga. Por supuesto, la batería continúa descargándose a través del diodo VD7 y las resistencias R4, R5, pero con una corriente baja (unidades de mA), y pueden ocurrir procesos irreversibles en la batería si la tensión de red está ausente durante un tiempo prolongado. Entonces, con una capacidad residual de 100 mAh, esto sucederá no antes de un día. La mayor parte de las piezas están montadas sobre una placa de circuito impreso de fibra de vidrio de 75x55 mm y 1,5 mm de espesor. Transformador de red T1: cualquiera con un voltaje de devanado secundario de 18 a 24 V y una corriente de 2 A, por ejemplo TP-50-5, en el que dos devanados secundarios están conectados en serie. El transistor VT2 se instala en un disipador de calor con una superficie de enfriamiento de 400 cm2. Relé K1 - RES15, versión RS4.591.001. Resistencias fijas R1-R4, R6, R9 y R10 - C2-33N (análoga a MLT), R8, R11 - C5-16MB; sintonizando R5 y R7 - SP3-19A. Los condensadores C1, C4, C5 son CD295 importados (análogos a K50-68), C2 y C3 son KM5B. En la etapa de desarrollo del dispositivo, el autor utilizó un transformador, un disipador de calor, un fusible y la carcasa del sistema de alimentación ininterrumpida BPP-20, así como una batería de 7 Ah. La apariencia del dispositivo en la carcasa se muestra en la Fig. 2.
Para configurar un UPS se necesita una fuente de alimentación de laboratorio (en adelante LPS) con un voltaje ajustable de 9...20 V y un voltímetro de CC, así como una carga resistiva de 7 Ohmios 30 W o su equivalente. El UPS se desconecta de la red y de la batería, y los controles deslizantes de las resistencias de recorte R5 y R7 se colocan en la posición superior según el diagrama. En la salida del LIP, configure el voltaje a 20 V, conéctelo y un voltímetro al UPS en lugar de a la batería, observando la polaridad. Al mover el control deslizante de la resistencia de recorte R7, el voltaje en la salida del UPS se establece en 13,5 V, luego el voltaje de salida del LIP se reduce suavemente hasta que el voltaje en la salida del UPS cae a 8,5 V. Después de esto, el control deslizante de la resistencia de ajuste R5 se mueve suavemente hacia abajo según el circuito, hasta que el voltaje de salida cae bruscamente a un valor cercano a cero. A continuación, apague el LPS y conecte el UPS a la red eléctrica de CA. El voltaje en su salida debe ser de 13.5 V. Cierre la salida durante 2.3 s y, después de abrirla, verifique el restablecimiento del funcionamiento normal del UPS. Finalmente, conecte la batería y conecte una carga resistiva de 7 ohmios a la salida durante 2.3 horas. En este modo, la corriente de salida es de 1,93 A. Después de este tiempo, el voltaje de salida debe permanecer igual a 13.5 V. El transistor VT2 no debe sobrecalentarse. Al finalizar la instalación, con la red apagada, comprobar la presencia de tensión de alimentación en la carga. En la mayoría de los casos, el SAI se instala sobre un cuadro eléctrico, que suele tener espacio libre donde se pueden colocar instrumentos de medición adicionales. Para extender el tiempo de funcionamiento de la batería, es recomendable monitorear el voltaje de salida del UPS con un voltímetro y su corriente de carga con un amperímetro, que está conectado al circuito abierto de VD8 y R11. La carga conectada a la salida del SAI debe estar diseñada para la tensión de alimentación, que puede variar en el rango de 8,5...13,5 V. Para aumentar la confiabilidad del UPS en caso de cortocircuitos en su salida, es recomendable incluir una resistencia de 2 ohmios y 1 W en el circuito abierto del pin 240 del microcircuito DA0,25. Autor: I. Korolev
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