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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA Protección de baterías para sistema de iluminación de emergencia. 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 sistema de alimentación de emergencia para lámparas LED se puede organizar sobre la base de cualquier sistema de alimentación ininterrumpida (UPS) de computadora común, alimentando las lámparas con una batería de 12 V. La recarga constante de la batería con una red en funcionamiento de 220 V será proporcionada por el propio SAI. Sin embargo, para evitar daños y fallos prematuros de la batería, es recomendable conectar la carga (luminarias) a la misma a través de los dispositivos de protección que se describen a continuación. Estos dispositivos son simples y están construidos con piezas fácilmente disponibles. Aunque el autor los hizo en forma de estructuras separadas, se pueden colocar fácilmente en la carcasa de muchos UPS.
El dispositivo más simple, cuyo diagrama se muestra en la Fig. 1. Protege la batería de una descarga profunda. El voltaje de la batería GB1, por debajo del cual se abre el circuito de salida del estabilizador paralelo DA1, se establece mediante un divisor de voltaje formado por las resistencias R1 y R2 conectadas a la entrada de control del estabilizador. Con los valores de resistencia indicados en el diagrama se establece un umbral de unos 11,5 V, que evita una descarga profunda de la batería. Su carga (RH) puede ser cualquier aparato eléctrico diseñado para suministro de energía con un voltaje constante de 12 V con un consumo de corriente no superior a 750 mA. Por ejemplo, lámparas LED. El interruptor, como elemento independiente, no está previsto en el dispositivo. Su circuito de alimentación está cerrado mediante un puente entre los pines 1 y 3 de la parte acoplada del conector X1, que se utiliza para conectar la carga. Si la tensión de la batería es superior al mínimo permitido, se activa el relé K1 conectando la carga derecha con sus contactos. Al mismo tiempo, se enciende el LED HL1 que lo señala. Tan pronto como el voltaje de la batería cae por debajo del nivel permitido, lo que hace que el voltaje entre los terminales 1 y 2 del estabilizador DA1 caiga por debajo de 2,5 V, el circuito de bobinado del relé se abrirá, apagará la carga y el LED se apagará. .
El dispositivo está montado en una placa de circuito impreso de una cara como se muestra en la Fig. 2. Está diseñado para aceptar resistencias de montaje en superficie, conector telefónico TJ5-6P4C y relé WJ102H-1C-12VDC. Las dimensiones de la placa permiten su instalación en el alojamiento de una toma telefónica doble estándar. El estabilizador paralelo TL431A se puede reemplazar por un TL431C o KR142EN19A, pero en este último caso se debe utilizar un relé con una corriente de funcionamiento del devanado no superior a 100 mA. Para estabilizadores de la serie TL431 se permite una corriente de hasta 150 mA.
Si el dispositivo descrito anteriormente se complementa con un temporizador, como se muestra en la Fig. 3, la carga (iluminación de emergencia) se conectará sólo por un tiempo limitado, lo que ahorrará energía de la batería. El temporizador se realiza sobre un estabilizador paralelo DA1. Cuando se enciende la alimentación, el condensador C1 comienza a cargarse a través de la resistencia R2. Hasta que el voltaje en el condensador y la entrada de control del estabilizador DA1 alcance los 2,5 V, el circuito de salida de este estabilizador está cerrado. Durante este período de tiempo, la unidad de protección contra descarga profunda del estabilizador DA2 funciona exactamente de la misma manera que se describe anteriormente. Pero tan pronto como se excede el voltaje estándar del estabilizador DA1, pasará por alto las resistencias R4 y R5. El voltaje en la entrada de control del estabilizador DA2 caerá por debajo del valor estándar y la carga de la batería se desconectará. El tiempo antes del apagado automático de la carga depende de la constante de tiempo del circuito R2C1 y puede alcanzar varios minutos. En cualquier momento, presionando el botón SB1, puede descargar el capacitor C1 y así reiniciar el temporizador. El diodo VD1 está diseñado para descargar rápidamente el condensador después de desconectar la parte acoplada del conector X1.
En la Fig. La Figura 4 muestra la placa de circuito impreso de esta versión del dispositivo. El uso del estabilizador KR1EN142A como DA19 en este caso es extremadamente indeseable. Una corriente de control más alta en comparación con los estabilizadores de la serie TL431 conducirá a la necesidad de reducir el valor de la resistencia R2, lo que también reducirá el retardo del temporizador.
Si es necesario proteger la batería no solo de una descarga excesiva, sino también de un exceso de corriente de carga, el circuito de la versión original del dispositivo (ver Fig. 1) se puede complementar con una unidad de protección actual, como se muestra en la Fig. 5. Tan pronto como la caída de voltaje a través del sensor de corriente de resistencia R8 conectado en serie con la carga alcance el voltaje de apertura del transistor VT1, los transistores VT2, VT3, que forman un análogo de un tiristor, también se abrirán. En este caso, el voltaje en la entrada de control del estabilizador DA1 caerá por debajo del valor estándar, el devanado del relé K1 se desactivará y la carga se desconectará mediante los contactos abiertos del relé. Gracias a la retroalimentación positiva que cubre los transistores del análogo SCR, el dispositivo permanecerá en este estado incluso después de que se libere el relé. Para volver a aplicar voltaje a la carga, deberá desconectar la pieza de acoplamiento del conector X1 y volver a conectarla.
La placa de circuito impreso de esta versión del dispositivo se muestra en la Fig. 6. Para garantizar la disipación de potencia requerida, la resistencia R6 se compone de cuatro resistencias de 3 kOhm conectadas en paralelo. Los transistores BC847A se pueden sustituir por cualquiera de esta serie o domésticos de la serie KT3130, y BC857A por cualquiera de la serie BC857 o KT3129. Los transistores de montaje en superficie se pueden reemplazar con las series convencionales KT3102 y KT3107, pero esto requerirá reelaborar la placa de circuito impreso. En las tres opciones de dispositivo, además de los LED indicados en los diagramas de tipos, se pueden utilizar muchos otros. Vale la pena señalar que cuando se alimentan dispositivos con una tensión de alimentación nominal de 3...9 V desde una batería de 12 V, se debe reducir al valor requerido mediante un interruptor en lugar de un estabilizador lineal. La eficiencia significativamente mayor del estabilizador de pulso garantizará un tiempo de funcionamiento más prolongado del dispositivo en condiciones de emergencia. Autor: I. Tsaplin
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