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無線電子工学および電気工学の百科事典 無停電電源装置。 無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典
無線電子工学と電気工学の百科事典 / ネットワークの緊急操作、無停電電源装置からの機器の保護 通信機器を操作するときは、自律電源が必要になることがあります (停電時など)。 機器が人間の介入なしで動作する場合、充電器は自動である必要があります。 このような場合には、無停電電源装置が使用されます。 この記事では、これらのブロックの XNUMX つについて説明します。 提案された無停電電源装置 (UPS) は、保守要員が常駐していない遠隔地 (中継器など) にある無線機器の自動電源バックアップ用に設計されています。 電源電圧がDC12Vの他の機器にも使用できます。 UPS には 220 つの動作モードがあります。負荷が 12 V AC 電源から電力供給される場合のメインモードと、主電源電圧がない場合に負荷が公称電圧 XNUMX V のバックアップ バッテリから電力供給される場合の緊急モードです。 構造的には、このデバイスは 13 つのハウジングに電圧 1 V の安定化電源を収容しており、負荷に 1,4 ～ 6 A の電流を供給できます。 充電器; 負荷に8～XNUMX時間電力を供給するバッテリー。 制御システム。 制御システムは以下を自動的に実行します。 - 動作モードの表示（主電源、充電、バッテリーからの緊急電源）。 -電圧が主電源に現れたときにBBPを動作に含める。 - 安定した電流でバッテリーを充電（再充電）します。 - 端子の電圧によってバッテリーの充電度を監視する。 - 主電源電圧がなくなったときに、負荷を自律的なバッテリー電源に切り替える。 - 6 ～ 8 時間以上電源電圧が長期間供給されないことによるバッテリーの故障または深放電の場合のバッテリーの緊急シャットダウン。 マニュアルモードではバッテリーから強制的に電源を入れることが可能です。 国内および輸入の酸電池のさまざまなバージョンが UPS のバックアップ電源として使用されました。 ヨットバッテリー株式会社（タイプ Y7-12）およびユアサ株式会社（NP7-12）によって製造され、定格電圧 12 V、容量 7 A = dot = h の鉛蓄電池は、動作上信頼性が高いことが証明されています。 定期的な電解液の補充や定期的なメンテナンスが不要で、「極性反転」効果がなく、充電した状態で長期間（最長 XNUMX 年）保管できます。 パスポートデータによると、バックアップモードでのバッテリーの充電電圧は13,5...13,8 V（温度20℃で）で、放電ノモグラムによると、電流6で1,4時間の放電です。 A、閾値臨界電圧は 11 V で、それを下回ると急激な降下があり、これは完全な放電に対応する曲線のセクションです。 バッテリパラメータの詳細については、「広く使用される鉛酸バッテリ」(Radio、2000、No.12、43、44 ページ) という記事を参照してください。 上記に基づいて、自動制御しきい値が選択されました。上限しきい値 (充電シャットダウン) - 14 V (充電電圧 13,8 V に、電源線とバッテリ端子からの接点での電圧損失を加えたもの) と下限しきい値 (バッテリの緊急シャットダウン)深放電を防ぐためのバッテリー） - 11 V。 デバイスのスキームを図1に示します。 XNUMX。
SA1 トグル スイッチがオンになると、トランス T1 の 1 次巻線からの電圧が整流器 VD4 ～ VD5、VD1 に供給されます。 リレー K1.1 が作動し、その接点 K1 が自動制御回路をオンにします。 整流された電圧は、DA1 チップ上のスタビライザーによって安定化されます。 必要な出力電圧値を得るために、ツェナー ダイオード VD6 が DA1 マイクロ回路のコモン ワイヤ回路に接続されます。 スタビライザの負荷容量を増やすために、トランジスタ VT2 にエミッタフォロワが使用されます。 緑色の HLXNUMX LED は、安定した出力電圧の存在を示します。 デバイスは 12 時間ごとに自動的にバッテリーの充電を開始します。 充電されている場合、電圧が 14 V に達するとすぐに充電プロセスが停止します。このモードでは、バッテリーを常に充電し続けることができます。 タイマーは、要素 DD1.1 のマルチバイブレーターとカウンター DD2 で構成されます。 デバイスが動作を開始してから 12 時間後、カウンタの出力 M にハイ レベルが表示され、要素 DD1.2 の出力にロー レベルが表示されます。 要素 DD3.5、DD3.6 のトリガーは、DD3.6 の出力が High の状態に切り替わります。 同時に、要素 DD3.1 の出力にパルスが現れ、カウンタ DD2 をリセットします。 要素DD3.6の出力からのハイレベルは、トランジスタVT3を開く。 トランジスタ VT2 の充電電流安定化装置がオンになります。 電流が HL1 LED を通過すると、電圧が降下し、これが基準として使用されます。 安定した充電電流がバッテリGB1に供給される。 黄色に光る LED HL1 は、充電プロセスのインジケーターとしても機能します。 コンパレータはオペアンプ DA2.1 と DA2.2 を使用して作られています。 コンパレータ用の基準電圧源は、抵抗 R8 とツェナー ダイオード VD9 を使用して組み立てられます。 バッテリー電圧には依存しません。 自動応答しきい値は、トリミング抵抗 R10 および R13 (それぞれ下限しきい値と上限しきい値) を使用して設定されます。 電池電圧が 14 V になると、オペアンプ DA2.2 の出力にローレベルが現れます。 要素 DD3.5、DD3.6 のトリガーがリセットされ、DD3.6 の出力にもローレベルが現れます。 トランジスタ VT3 が閉じ、バッテリの充電が停止します。 電気ネットワーク内の電圧が消えると、リレー K1.1 の接点は、スタビライザーの出力の電圧が消えるよりも早く開きます。 正の電圧降下が微分回路 C7R17 に印加され、低レベルのパルスが要素 DD1.4 の出力に現れます。 要素 DD3.3、DD3.4 のトリガーが切り替わり、DD3.3 の出力に高レベルが表示されます。 トランジスタ VT4 が開き、リレー K2 が動作し、その接点 K2.1 がバッテリ GB1 を負荷に接続します。 赤色の HL3 LED は、バッテリーからの緊急電源への移行を示します。 電気ネットワークに電圧が現れると、リレー K1.1 の接点が再び閉じます。 VD15 ダイオードを介したローレベルは、トリガー DD3.3、DD3.4 を切り替え、DD3.3 要素の出力がローになります。 トランジスタ VT4 が閉じ、リレー K2 が元の状態に切り替わり、デバイスはメイン モードになります。 同時に、微分回路 C6R16 は要素 DD1.3 の入力でローレベルのパルスを生成します。 このパルスは要素 DD1.3 と DD3.2 を通過し、トリガー (DD3.5、DD3.6) を切り替え、要素 DD3.6 の出力にハイレベルが現れます。 トランジスタ VT3 が開き、12 時間サイクルに達するまでバッテリーの充電プロセスが開始されます。 UPS の緊急動作モードでは、主電源に電圧が長期間供給されなかった結果、バッテリーが放電して電圧が 11 V に低下した場合、制御システムはバッテリーが完全に放電するのを防ぎます。この場合、 、コンパレータは下限閾値でトリガされ、オペアンプ DA2.1 レベルの出力に低電圧が発生し、ダイオード VD16 を介してトリガ DD3.3、DD3.4 に影響を与えます。 トランジスタ VT4 が閉じ、リレー K2.1 の接点は元の状態に戻ります。 負荷電源は完全に遮断されます。 主電源電圧が現れると、負荷にはスタビライザーから電力が供給されます。 ダイオード VD1 ～ VD4 は、電流 202 ～ 226 A の場合、KD228 シリーズのほか、KD2、KD3 などのシリーズと置き換えることができます。 ダイオード VD8-KD202A または同様のもの。 ダイオード VD11 ～ VD17 - 汎用のもの、たとえば、シリーズ KD522、D220、D310。 トランジスタ VT1 は KT817、KT819 シリーズ、VT2 - KT818 シリーズで使用できます。 DA2 マイクロ回路は、140 つの汎用オペアンプ (K708UD3 など) で完全に置き換えることができます。 DD561 マイクロ回路 (負荷容量とゲートが増加した 2 個のインバーター) の代わりに、ピン配置の違いも考慮して、KXNUMXLNXNUMX を使用できます。 リレー K1 - 常開接点 64 つを備えたリード スイッチ RES4.569.724A (パスポート RS1) 過剰な電圧を抑制する抵抗 R2 を選択することで、ほぼすべてのリード スイッチ リレーを使用できます。 リレー K12 は、電圧 30 V、動作電流 XNUMX mA の輸入小型リレーです。 電圧が 9 ～ 12 V、動作電流が最大 50 mA、接点遮断容量が少なくとも 3 A のリレーを使用できます。たとえば、RES9 (パスポート RS4.524.200、RS4.524.201)、 RES32 (パスポート RF4.500.341)、RES47 (RF パスポート 4.500.409)。 変圧器 T1 は、負荷に十分な電流で 13 次巻線に XNUMX V の電圧を供給する必要があります。 UPS は、高さ 95 mm の長方形のカバーを含む、寸法 135x305x40 のプラスチック製の長方形のケースに取り付けられています (図 2)。 蓋の側面には通気孔が開けられています。
面積 100 cm1 の一般的なフィン付きヒートシンクがケース後端の外部に固定されています。 トランジスタ VT2、VT1 および統合スタビライザ DA75 は、フッ素樹脂テープで作られた絶縁パッド上のヒートシンク上に取り付けられています。 バッテリーはハウジングの前部に位置し、弾性ゴムガスケットによって隣接する変圧器から分離されています。 リレーを含む他のすべての無線要素は、カバーの内側に取り付けられた、寸法 250x5 mm のフォイルグラスファイバー製の取り付けプレートに取り付けられます。 ホイル層は、無線素子を取り付けるための独立した 5x2,5 mm パッドに薄いカッターで分割されます (超小型回路用のパッドの寸法は 5xXNUMX mm)。 素子とパッド間の接続は導体によって行われます。 電源ユニットをセットアップするときは、最初にツェナー ダイオード VD6 を選択して出力電圧を設定することをお勧めします。 次に、充電器電流は抵抗 R2 を選択することによって設定されます。 HL1 LED を流れる電流は、最大許容値 (抵抗 R4 で選択) を超えてはなりません。 バッテリーの運用経験から、最適な充電電流は再充電に十分な電流であることがわかっています。 これは数値的にはバッテリー容量の 0,05、つまり 0,35 A に相当します。 デジタルマルチメータとオシロスコープを使用してコンパレータの応答しきい値を調整すると便利です。 これを行うには、抵抗 R8、R9、および R12 の接続点をデバイスから一時的に切断し、外部安定化電源に接続する必要があります。 次に、UPS の電源をオンにし、外部電源の電圧を 14 V に設定します (デジタル マルチメーターを使用)。 オペアンプ DA2.2 の出力を電圧計またはオシロスコープで監視し、トリミング抵抗 R13 のスライダーを回転させることで低レベルを実現します。 同様に、外部電源の電圧を 11 V (コンパレータの下限しきい値に相当) に設定すると、抵抗 R2.1 を調整してオペアンプ DA10 の出力が低レベルになります。 応答しきい値を設定した後、元の接続を復元します。 リードリレー K1 の信頼できる安定した動作のために、コンデンサ C2 がその巻線に並列に接続されます (実験的に選択されました)。 著者：V.Lavrinenko、F.Rotar、Volzhsky、Volgograd地域。
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