Схема резервного питания с контроллером зарядки LiIo элемента на МСР73831

Существуют устройства на МК, в которых отключение внешнего питания приводят к сбросу микроконтроллера, что бывает нежелательно.
Эта схема буферной подзарядки LiIo элемента 3,7в и развязки по питанию на специализированной микросхеме MCP73831T-2ATI/OT. Эта микросхема является контроллером зарядки одного литиевого элемента номинальным напряжением 3,7в, имеет термокомпенсацию по току заряда в зависимости от температуры, а также изолирована по току от аккумулятора при отключении питания. То есть в этом случае разряд элемента на схему не происходит . Она обеспечивает включение зарядки при снижении напряжения на элементе и отключает её при достижении 4,2 в (верхний порог для LiIo элемента). Микросхема питается постоянным напряжением от 5 до 6в и позволяет регулировать ток зарядки от 15мА до 500мА изменением номинала резистора Rprog (на схеме R1). Микросхема обвязана практически по даташиту.

Зависимость тока зарядки от номинала этого резистора следующая:
Jзарядки = 1000/ Rprog.

В схеме устройства мной предусмотрена развязка по питанию на полевом Р-канальном транзисторе IRLML6402. Этот транзистор управляется низкоуровневым напряжением (логикой) 5 в.
При питании схемы от штатного источника 5в на затворе транзистора присутствует постоянное напряжение источника, и он закрыт. При отключении внешнего питания транзистор открывается и нагрузка питается от аккумулятора. Его напряжения 3,5 — 4 в вполне хватает для поддержания МК в рабочем состоянии. Диод Шоттки (в данном случае 1N5819), включенный между затвором и истоком полевика, запирает утечку тока в цепи питания при отключении внешнего источника.
Вот рисунок печатной платы устройства. В ней применен частично монтаж на SMD компонентах. Её размер получился всего 20 х 35мм.

Элементы SMD на этом рисунке отзеркалены, так как припаиваются со стороны проводников платы. Красный светодиод индицирует работу устройства и процесс зарядки, зеленый — его окончание.
Схема показала стабильную работу.

P.S. Хотя по даташиту микросхемы МСР73831 максимальный ток зарядки ею обеспечиваемый — 500mA, но есть информация, что на предельных токах она сильно греется и может выходить из строя. Советую ограничиться максимальным током 300mA. В Этом случае Rprog = 3,3 kOm.
А это плата чисто зарядного устройства с питанием от внешнего источника 5 в, без развязки по питанию нагрузки. Размер платы 45 х 80 мм и определяется в основном размером слота для одного элемента LiIon размерностью 18650. В ней подстроечным резистором 10 кОм предусмотрена регулировка зарядного тока от 75 мА до 300 мА. В целях компактности заменены также конденсаторы на SMD емкостью 4,7 мF (как в даташите микросхемы).

Автор ПП Buster333

Простой источник резервного питания на основе транзисторе КТ825

Электрическая схема, представленная ниже, удобна в применении на даче и там, где электроэнергия пока еще поступает нестабильно. Простое устройство, собранное по рекомендуемой схеме, обеспечит автоматическое включение резервного освещения (или другой активной нагрузки мощностью до 10— 12 Вт) при пропадании сетевого напряжения 220 В.

Транзистор VT1 серии КТ825 (можно заменить указанный на схеме на транзистор КТ825 с буквенными индексами Д и Е) обеспечивает максимальную нагрузку до 25 Вт. Он должен быть установлен на радиатор с площадью охлаждения не менее 100 см2. Если планируется менее мощная нагрузка (до 5 Вт), то возможно применить в схеме управляющий транзистор типа КТ818АМ— КТ818ГМ.

В качестве резервного источника питания используется автомобильный аккумулятор емкостью 55—190А/ч. В качестве ламп резервного освещения используются автомобильные лампы накаливания.

Сетевой блок питания (БП) вырабатывает пониженное выпрямленное напряжение 13—14 В. В БП входят понижающий трансформатор и выпрямительный мост. Пульсации этого источника питания сглаживаются электролитическим конденсатором большой емкости С1. Напряжение с блока питания через диоды VD1, VD2 и ограничивающий резистор R1 беспрепятственно поступает к подключенному аккумулятору и заряжает его слабым током. При величине зарядного тока 80— 110 мА автомобильная АКБ может находиться без вреда под зарядкой продолжительное время, примерно до десяти суток подряд. Падение напряжения на диоде VD2 создает обратное смещение для перехода база-эмиттер транзистора VT1. Транзистор находится в закрытом состоянии и нагрузка (EL1, EL2) обесточена. Переключатель S1 служит для принудительного включения аварийного режима. Это может понадобиться для разрядки АКБ или проверки системы резервного освещения (целостности ламп). Устройство в налаживании не нуждается.

Когда сетевая энергия отключается, стационарный источник питания обесточивается, и в цепь базы транзистора VT1 поступает ток через резистор R2, транзистор открывается и нагрузка питается от АКБ. Как только поступление энергии в сети возобновляется, транзистор VT1 закрывается, нагрузка выключаются, и аккумулятор заряжается по рассмотренной схеме.

Резистор R1 марки МЛТ-2, резистор R2— типа МЛТ-0,5. Аккумулятор и лампы нагрузки подключаются к устройству многожильными изолированными сетевыми проводами сечением не менее 1 мм и с минимальной длиной (для уменьшения потерь энергии в проводах). Конденсатор С1 марки К50-24, К50-ЗБ или другой на напряжение не менее 25 В.

Оптимальный вариант для понижающего трансформатора сетевого источника питания — универсальный силовой трансформатор ТПП 127/220-50-12.

Литература: Андрей Кашкаров — Электронные самоделки

Источник резервного питания. Комплексная система резервного электроснабжения загородного дома различными методами

Источники бесперебойного и резервного питания — ОРБИТА-СОЮЗ

Об источниках бесперебойного и резервного питания для систем ОПС написано немало, тем не менее часто отсутствует даже единообразная терминология, поэтому начнем именно с терминологии.

Итак, различают источники резервного (гарантированного) питания и источники бесперебойного питания.

Источник резервного (гарантированного) питания используется, когда система или какая-то из ее составляющих постоянно питаются от основного источника питания. Резервный источник подключается лишь при пропадании напряжения в основной питающей цепи. В зависимости от модели блока питания подключение может происходить в ручном или автоматическом режиме. Источники резервного питания можно рассматривать как зарядные устройства АКБ.

Источники бесперебойного питания или источники вторичного электропитания резервированные (ИВЭПР) предназначены для питания аппаратуры, которая не имеет своего встроенного сетевого источника питания. Они должны всегда обеспечивать питание нагрузки с указанными параметрами.

Источник бесперебойного питания одновременно выполняет функции и основного, и резервного. То есть, если в основной цепи напряжение по каким-то причинам пропадает, источник в автоматическом режиме переходит на резервное питание. Подобные блоки состоят из сетевого источника питания достаточной мощности, зарядного устройства для аккумуляторной батареи (АКБ) и схемы переключения нагрузки с сетевого источника на АКБ.

Специалисты выделяют еще одну группу: источники бесперебойного питания гибридного типа. Это буферные источники питания. Данные устройства можно рассматривать как источники бесперебойного или как резервного питания в зависимости от того, как будет распределена величина тока стабилизатора между током заряда АКБ и током нагрузки. Использование источников этого типа предоставляет возможность пользователю выбирать, что ему необходимо, — сокращение времени заряда АКБ за счёт увеличения тока заряда в пределах зарядных характеристик или перераспределения большей величины тока стабилизатора на нагрузку, сокращая при этом ток заряда АКБ, что приведёт к возрастанию времени её зарядки.

Системы резервирования всего объекта – это, как правило, системы достаточно большой мощности (от 0,5 до 100 кВт). Они обеспечивают подачу в сеть напряжения 220 В частотой 50 Гц, которым и питаются все вторичные источники. В основном для этой цели применяются бензиновые или дизельные электростанции, хотя в последнее время рынок все больше начинают завоевывать инверторные источники питания, работающие от аккумуляторов, а также комбинированные системы с использованием так называемых альтернативных источников энергии (ветродвигатели, солнечные батареи и т.п.).

Автономные источники бесперебойного или резервного питания, обеспечивающие подачу электроэнергии на одно или несколько устройств или систем. Эти источники имеют мощность до 500 Вт и обеспечивают выходные напряжения, характерные для питания приборов охранно-пожарной сигнализации и связи, а именно 12, 24 и 60 В постоянного тока.

Встроенные в прибор или узел системы резервного питания – это гальванические элементы или аккумуляторы, которые нужно периодически подзаряжать с помощью внешнего устройства. В более сложных системах аккумулятор подзаряжается от встроенного в изделие зарядного устройства.

Какую схему организации резервного или бесперебойного питания наиболее целесообразно использовать для систем ОПС? В этом вопросе эксперты практически единодушны: автономные источники питания. Это решение предпочтительнее как с технологической точки зрения, так и по стоимости. Именно использование отдельных источников питания относительно небольшой мощности позволяет подобрать оптимальное решение конкретной задачи, подключая к одному источнику группу приборов с тем или иным напряжением питания и токопотреблением. В большинстве случаев удобнее использовать источники бесперебойного питания, так как в этом случае отпадает необходимость использования отдельного преобразователя (адаптера) напряжения сети 220 В для постоянного питания конкретного прибора необходимым напряжением (как уже отмечалось, источник бесперебойного питания выполняет функции и основного и резервного источников одновременно). Тем не менее, если прибор оснащен собственным сетевым адаптером или устройство в дежурном режиме не потребляет энергии, а потребляет ее от случая к случаю (например, в системах автоматического пожаротушения), целесообразно применять источники резервного питания, так как их цена ниже цены источников бесперебойного питания.

Время резервирования определяется, в основном, двумя параметрами — током потребления питающихся от источника приборов и характеристиками применяемых химических источников тока.

Незаряжаемые одноразовые химические источники тока (батарейки) применяются, в основном, при использовании той схемы резервирования, когда батарейка является составной частью прибора. Целесообразность такого варианта питания очевидна при использовании, например, радиоканала связи между различными частями системы. То есть, когда части системы не соединяются проводами и каждый ее элемент питается от встроенной батарейки.

В независимых блоках бесперебойного и резервного питания, как правило, используются аккумуляторные батареи, которые могут заряжаться как встроенным в блок, так и внешним зарядным устройством.

Несколько слов о применяемых в системах ОПС аккумуляторных батареях.

По типу используемого химического процесса все аккумуляторы можно условно разделить на две большие группы — щелочные аккумуляторы и кислотные. В свою очередь, каждая из этих групп может быть разделена на подгруппы по целому ряду различных параметров. При этом каждому типу присущи свои достоинства и недостатки.

К основным достоинствам щелочных аккумуляторов можно отнести тот факт, что они не боятся глубокого разряда. Однако при работе в составе систем ОПС это достоинство использовать достаточно сложно. К примеру, допустимое напряжение питания какого-либо прибора ОПС лежит в пределах 9—14 В, а щелочная аккумуляторная батарея с номинальным напряжением 12 В может без ущерба быть разряжена до напряжения 3 В, однако при этом от нее уже не сможет нормально работать данный прибор. Недостатков же у щелочных аккумуляторов хватает, и к наиболее существенному необходимо отнести невозможность отбора от этих аккумуляторов больших токов, даже в кратковременном режиме потребления. Те же щелочные аккумуляторы, которые допускают большие разрядные токи, имеют очень высокую стоимость.

Что касается кислотных аккумуляторов (в первую очередь, относительно дешевых свинцово-кислотных), то до недавнего времени их основными недостатками являлись боязнь глубокого разряда и хлопотность использования агрессивного жидкого электролита на основе серной кислоты. Однако в 80-х годах мир начали активно завоевывать так называемые герметичные необслуживаемые свинцово-кислотные аккумуляторы (в зависимости от конструктивных особенностей внутреннего устройства они подразделяются на типы GP, HP, HV и т.п.). Их устройство таково, что они не требуют обслуживания и не выделяют наружу вредных веществ, что позволяет устанавливать их в помещениях, где постоянно находятся люди. Кроме того (и это, возможно, самое главное), они являются аккумуляторами глубокого разряда, то есть допускают отбор до 80% их номинальной емкости.

Единственным параметром источников питания, фигурирующим в нормативных документах по оснащению объектов системами ОПС, является длительность резервирования электропитания объектов. Для особо важных объектов эта длительность составляет 24 часа. Однако если объект включен в так называемый «список № 2», то есть перебои в энергоснабжении этого объекта от центральных электрических сетей не должны превышать 2 часов в сутки, требования к длительности могут быть снижены до 2,5 часа.

Отсутствием нормативных документов объясняется, в первую очередь, разнообразие применяемых на практике источников и еще большее разнообразие мнений относительно критериев выбора источника питания для конкретного объекта. К сожалению, многие поставщики резервированных источников (конечно, не производители, а торгующие организации) не обладают достаточной технической грамотностью, не говоря уже о наличии собственной лабораторно-технической базы. Это приводит к невозможности проверки и подтверждения параметров источников питания, заявляемых в рекламных, а иногда и в сопроводительных технических материалах перед попаданием изделия к конечному потребителю. А эта проверка, как показывает практика, оказывается далеко не лишней. Причем дело здесь отнюдь не в недобросовестности производителей или поставщиков оборудования, а опять-таки в отсутствии единых требований и норм, в том числе и отсутствие единообразия в терминологии.

В качестве классического примера можно привести заявляемый максимальный выходной ток, который источник способен отдать в нагрузку. В данном случае часто смешивают понятия «номинальный ток», то есть ток, который может потребляться от источника в долговременном (круглосуточном) режиме, «максимально допустимый ток источника», то есть ток, допускаемый в кратковременных режимах или импульсах (при этом должно указываться допустимое время потребления), и «максимальный выходной ток стабилизатора», то есть суммарный ток, выдаваемый источником, который может перераспределяться между током нагрузки, током, отбираемым для зарядки аккумуляторов, и токами для питания дополнительных внутренних или внешних сервисных устройств.

Основными параметрами, характеризующими источники питания, являются:— выходное напряжение источника питания,— уровень пульсаций выходного напряжения (величина напряжения пульсаций),— выходной ток,— пределы изменения напряжения питающей сети,— величина напряжения на АКБ, при котором происходит автоматическое отключение нагрузки,— максимальная мощность, потребляемая источником от питающей сети,— ёмкость встроенной АКБ, ток или время полного заряда АКБ заданной ёмкости.

Для правильного выбора источника резервного или бесперебойного питания необходимо четко представлять исходные данные, касающиеся конкретного объекта, на котором будет использоваться источник. К таковым, в первую очередь, относятся:• напряжения, которыми питаются приборы на объекте;• величины потребляемых токов в номинальных и пиковых режимах;• категория (значимость) объекта;• частота и длительность отключений электроэнергии на объекте;• критичность питаемой аппаратуры к пульсациям.

В понятие «категория» или «значимость» объекта включается то, насколько велики материальные средства, находящиеся на объекте, или какие социальные последствия могут произойти при проникновении посторонних лиц на объект или при его возгорании.

К особо важным объектам могут быть отнесены учреждения банков, хранилища оружия и боеприпасов, ядов и наркотических веществ, взрывчатых и радиоактивных материалов, базы и склады, на которых сосредоточено большое количество материальных ценностей. На этих объектах, как правило, резерв электропитания должен составлять 24 часа.

На остальных объектах для рационального расчета длительности резервного питания исходят из реально возможной частоты и длительности отключений электроэнергии в основных питающих сетях.

Скачать:1. Расчет времени работы РИП от резервного аккумулятора — Пожалуйста Войдите или Зарегистрируйтесь для доступа к этому контенту

os-info.ru

Как организовать резервное электроснабжение и бесперебойное питание дома в автономном режиме

Реструктуризация электроэнергетики России позволила полностью обеспечить потребности страны в электричестве. Однако в силу территориальных особенностей Российской Федерации надежность его подачи оставляет желать лучшего. По этой причине многие владельцы коттеджей ищут способы восполнить последствия падения напряжения и кратковременных отключений. Особенно этот вопрос волнует хозяев компьютерной техники, охранных систем и оборудования автономного газоснабжения и отопления.

Когда необходимо резервное электроснабжение и бесперебойное питание частного дома: классификация задач

По форме реализации, да и по сути действия – это практически две разные задачи. Они могут быть решены как по отдельности, так и в комплексной форме. Грамотный подход к организации автономного электропитания должен учитывать, прежде всего, сроки и частоту его отключения. Условно эти периоды можно классифицировать по следующему принципу:

• Микроотключения – случаются по причине проседания напряжения или пробоев в сети. Продолжительность таких отключений составляет от нескольких секунд до 2-5 минут. В таких случаях система резервного электроснабжения загородного дома не требует каких-либо сложных приспособлений, бывает достаточно одного ИБС.
• Краткосрочные – происходят из-за отключений на КТП (замыкания на ЛЭП, выгорание плавких вставок). Масштаб поломки носит локальный характер, поэтому ликвидация аварии производится за промежуток до 12 часов.
• Среднесрочные – такие отключения происходят по причине аварий на высоковольтных ЛЭП, которые инициированы коммунальными или газовыми службами. Устранение аварии этого типа происходит в промежуток 10-24 часа.
• Длительные – отключения из-за бедствий стихийного характера. Ликвидация аварии выполняется всеми службами, в том числе МЧС и коммунальщики. Однако масштабы и объем работ не позволяют выполнить ремонт ранее 2-4 недель.

Учитывая, какие из перечисленных видов отключения случаются в вашей местности, и следует подбирать резервное электроснабжение и бесперебойное питание дома или коттеджа. Для качественной аварийной системы обеспечения электротоком сегодня не достаточно установить генератор, понадобятся еще и силовые инверторы, способные на начальном этапе автоматически подключить оборудование.

Требования пользователя могут быть различны, например, некоторым достаточно задействовать только стратегически важные компоненты в виде холодильника или отопительного котла. Для этого хватит пары аккумуляторов и одного инвертора. Для продления автономного функционирования инверторного комплекта можно применить ветрогенератор, солнечные панели или дизельгенератор.

Типы систем резервного электроснабжения длительного действия для загородного дома или коттеджа

Организация резерва электрической энергии для коттеджа оправдана в том случае, когда она штатно поступает с длительными перебоями или же напряжение в сети не соответствует нормам. С серьезными нарушениями потенциала стабилизаторы не справятся, поэтому дополнительный источник тока должен покрывать основные потребности в освещении и работе вспомогательного оборудования.

Обычно резервное электроснабжение и бесперебойное питание сетей дома осуществляется при помощи «бесперебойника» UPS на аккумуляторах или газового генератора. Почему газового? Дело в том, что этот выбор обусловлен незначительными расходами на топливо и простыми правилами эксплуатации.

Оборудование дополнительного энергоснабжения должно проявлять мгновенную реакцию на падение или отключение напряжения, а также обеспечивать работу основных потребителей довольно продолжительное время. Бесперебойные конструкции бывают двух типов: одноступенчатые и двухступенчатые.

Одноступенчатые системы для обеспечения резерва электроэнергии

По сути это обычная аварийная схема бесперебойного питания, с той лишь разницей, что здесь применяются более мощные и емкие АКБ. Специалисты утверждают, что такое несложное решение поможет там, где перебои не столь частое явление, а требования к мощности источника не столь категоричны.

Если требования к продолжительности функционирования оборудования будут увеличиваться, то возникает необходимость применения батарей большей мощности и емкости. Однако такое решение связано с некоторыми проблемами:

• Литий-ионные АКБ и так недешевы, а с ростом емкости цена будет расти пропорцтонально.
• Батареи со свинцовыми пластинами дешевле, но занимают много места и требуют особых условий эксплуатации, потому что содержат кислоту.
• Чтобы быстро зарядить АКБ до следующего отключения сети, нужен зарядный ток большой величины и мощности домашней сети может быть недостаточно.
• Эксплуатационный ресурс аккумулятора составляет до 2 000 циклов «заряд-разряд», поэтому дорогую АКБ придется менять через каждые 2-3 года.

Двухступенчатый способ обеспечения резерва электропитания

Двухступенчатая система для организации резервного электроснабжения загородного дома включает генератор и источник бесперебойного питания. Принцип ее работы прост – сразу после сбоя штатного электропитания включается ИБП, отвечающий за аварийную схему. Далее запускается генератор.

Такая конструкция не нуждается в мощном аккумуляторе, потому как он включается только на короткое время и нагрузка минимальна. Ресурс батареи в этом случае расходуется экономно, поэтому ее срок службы составляет более 10 лет. При этом стоит запомнить, что АКБ от автомобиля не подойдет для использования в ИБП. Мощность электрогенератора не ограничивается и зависит от потребностей пользователя.

Выбираем резервные источники электроснабжения для частного дома или коттеджа

Выше уже были рассмотрены типы аварийных отключений электропитания в зависимости от временных промежутков, необходимых для их устранения. Теперь рассмотрим оптимальные решения по восполнению энергии для каждого из видов отключения:

• При перерывах в энергоснабжении до нескольких минут подойдет обычный бесперебойник ИБП, который способен выдержать минимальную, но обязательную нагрузку. Базовое требование к источнику – чистая синусоида на выходе для качественного питания автоматики и циркуляционного насоса отопительного котла.
• Для отключений сроком до 12 часов оптимальной считается система, состоящая из источника бесперебойного питания. В составе источника должно быть несколько мощных АКБ достаточной емкости, чтобы быть в состоянии обеспечивать питанием все оборудование. Нужно быть готовым увеличить емкость батарей до 300-400 Ач. При этом, кроме набора инструментов электрика, понадобится ИБП, который способен заряжать аккумуляторы.

• Среднесрочные отключения электричества на срок до двух суток потребуют более серьезного подхода. В данном случае резервные источники электроснабжения для дома должны включать генератор. Только такая схема позволит снабжать потребители на протяжении длительного времени. Основная нагрузка по обеспечению коттеджа электропитанием ложится на ИБП. Генератор заводится через каждые 3-6 часов для зарядки батарей, это гораздо экономнее, чем его постоянная работа.
• Длительные отключения перекрываются той же связкой – АКБ + ИБП + генератор. Разница состоит только в количестве горючего для электрогенератора.

Двухступенчатая схема обеспечения резерва электрического питания домашнего оборудования представляет собой оптимальное решение не только для местности, где перебои случаются довольно часто, но и там, где нужно обеспечить большую мощность на длительное время. В любом случае, окончательный выбор компонентов зависит от грамотной оценки потребностей домовладельца в оборудовании, которое должно функционировать независимо от наличия электричества в штатной сети.

stroimass.com

Аккумуляторная батарея для частного дома как резервный источник электроснабжения

Во время проживания вне больших городов собственники домов часто сталкиваются с проблемой перебоев в электроснабжении. Это бывает по многим причинам, например, из-за износа линий электропередач, погодных условий или неправильного разделения нагрузки. Чаще всего для решения этих проблем устанавливается резервное питание частного дома, которое бывает нескольких типов и решает различные задачи. В данной статье рассмотрены виды ИБП, какой резервный источник выбрать, и какими характеристиками обладает АКБ.

АКБ для частного дома

Источник бесперебойного питания

Для обеспечения снабжения электрическим током жилого помещения без перерыва существует несколько видов ИБП, которые классифицируются по исполняемым функциям. К ним относятся:

1. Комплекс агрегатов, призванных подключаться автоматически при нарушении снабжения сетевой электроэнергии. Во время аварийных ситуаций автоматика самостоятельно принимает решение и подключает резервный источник питания, снабжающий дом и основные бытовые приборы. При этом сетевая линия отключается до момента возникновения подачи энергии;
2. Постоянный источник электроснабжения. Эти приборы призваны обеспечивать постоянное снабжение электричеством жилой дом, что создает независимую от центральной линии систему, которая способна генерировать и накапливать энергию, используя аккумуляторы.

В обеих указанных выше системах имеется аккумуляторная батарея, которая является неотъемлемой их частью и используется в качестве накопителя и хранилища тока.

ИПБ

Также ИБП можно классифицировать, основываясь на принципе генерации электричества. В каждом из агрегатов есть свой источник питания: в первом случае это АКБ, которая накапливает ток во время работы приборов от центральной сети, а во втором – в качестве генерирующей силовой установки могут выступать солнечные батареи, бензиновый или дизельный генератор или ветряк. Подобная система особенно выгодна в отдаленных участках, при отсутствии поблизости центрального снабжения электричеством.

Виды АКБ для источника бесперебойного питания

Аккумуляторы для дома, используемые как резервное электроснабжение или в качестве основной коммуникации с альтернативным источником питания, в зависимости от своей конструкции бывают нескольких видов:

1. Свинцово-кислотные АКБ – это блоки, в которых электролит расположен внутри металлической сетки, между которыми находятся синтетические волокна, пропитанные жидкостью. Данные батареи широко используются для источников бесперебойного питания, так как быстро заряжаются и выдают большее количество энергии. Но в связи с тем, что структура свинцовых пластин пористая, срок службы подобных деталей весьма ограничен и составляет не более пяти лет;
2. Гелиевые аккумуляторы – это сложно устроенный агрегат, накапливающий и отдающий электрический ток, внутри которого вместо жидкого электролита расположен пропитанный гель. Он контактирует со стержнем, возникает электрохимическая реакция, но, благодаря свойствам геля, побочного эффекта в виде газа не возникает, поэтому эти батареи изготавливаются в герметичном корпусе.

Свинцово-кислотный АКБ

Таким образом, исходя из физико-химических свойств перечисленных АКБ, можно сделать вывод, что резервное электроснабжение лучше устраивать, используя гелиевые батареи, так как они обладают глубоким разрядом, что очень важно при необходимости обеспечить электричеством частный дом во время отключения основной линии. А для организации источника бесперебойного питания по альтернативной схеме лучше подходит АКБ, созданный по свинцово-кислотной технологии.

Важно! В обоих типах батарей, так как выделения газа являются минимальными, корпус изготавливается герметичным, и обслужить его не получится. После выработки своего ресурса изделие подлежит утилизации согласно техническим требованиям.

Гелиевый АКБ в герметичном корпусе

Многие собственники индивидуального жилья, выбирая аккумуляторы для дома, используемые при отключении электричества, в целях экономии пытаются заменить более дорогие гелиевые или свинцово-кислотные АКБ простыми батареями с жидким электролитом, которые предназначены для автомобилей. Конечно, их стоимость значительно ниже, но и функции, которые они выполняют, отличаются. Данный агрегат предназначен для максимальной выдачи тока определенного номинала и мощности, чтобы раскрутить стартер двигателя и выполнить его запуск. Он обладает хорошими характеристиками по короткому импульсу, но для длительной работы не подходит, так как быстро разряжается. К тому же его подзарядка занимает значительно больше времени, чем гелиевые или свинцово-химические АКБ.

Резервное электроснабжение: принцип работы

Энергоснабжение частного дома может осуществляться несколькими способами. В первую очередь, это сетевая линия, подающая электричество, генерируемое городской станцией. Преимуществом данной системы является то, что ток, поставляемый от организации, имеет хорошие характеристики, большую мощность и устойчивые показатели. К тому же собственнику жилья нет необходимости следить за электрооборудованием, все обслуживание системы проводят электроэнергетики со специализированной организации.

Также нередко применяется индивидуальное снабжение электроэнергией с применением альтернативных источников питания, таких как солнечные батареи или генераторы. Преимущества данной системы – это ее независимость от сетевой организации и бесперебойное снабжение током жилого помещения. Но для устройства подобной схемы понадобятся определенные знания и опыт, поэтому при планировании обеспечения дачи или частного дома электричеством именно от независимого источника стоит обратиться к квалифицированным специалистам.

Не важно, какой вид энергоснабжения выбран, обязательно нужно предусмотреть резервное питание для частного дома. Эта система позволяет организовать данный тип коммуникации таким образом, что даже во время отключения основной линии электропередачи или возникновения аварийной ситуации вместо генератора включается аккумулятор, который на протяжении некоторого времени позволяет пользоваться электричеством для поддержания хотя бы минимального комфорта и работы основных бытовых приборов. В каждой из систем предусмотрен свой тип АКБ, в зависимости от решаемой задачи.

Принцип работы резервного питания весьма прост: он заключается в непрерывном накоплении тока в емкости аккумулятора при рабочей сети. То есть в системе имеется зарядное устройство, которое подключено к АКБ и общей линии. Во время отключения тока происходит обратная реакция, и накопленная энергия устремляется на потребителя, после возникновения подачи электричества все процессы возвращаются в исходный вариант.

Аккумулятор для частного дома: схемы подключения

Схема подключения АКБ

Резервное электроснабжения для загородного дома с использованием аккумулятора может монтироваться по двум основным схемам:

1. Последовательное соединение АКБ. При этом напряжение будет увеличиваться кратно, например, при использовании батареи номиналом 12В два последовательно соединенных изделия образуют сеть, равную 24В, чем больше аккумуляторов, тем выше этот показатель;
2. Параллельная схема. В данном случае кратно увеличивается не напряжение, а сила тока, при этом мощность остается равной 12 Вольт, не зависимо от количества приборов.

Схему подключения необходимо применять в зависимости от расчета потребляемой энергии на бытовые приборы и в соответствии с нужным напряжением.

Технические характеристики АКБ для дома

Многие производители предлагают батареи с индивидуальными показателями, но большинство из них относительно схожи и имеют следующие характеристики:

1. Рабочее напряжение номиналом 12 Вольт. Это средний показатель наиболее распространённых изделий; бывают АКБ и 24 Вольта, но используются они весьма редко;
2. Емкость батареи для резервирования электроэнергии бывает разной: от 50 до 500 А/час. При необходимости больших объемов питания такие АКБ можно соединить в параллельную схему. Определить номинальную емкость изделия можно по весу: чем он выше, тем больше в детали свинцовых пластин, соответственно, и электрически заряженного материала намного больше;
3. Габариты и корпус. В большинстве моделей в качестве оболочки используется герметично запаянный пластик, который хорошо переносит перепады температур и не боится влаги, а также окисления внутренней среды;
4. Максимальный цикл заряда и разряда детали. В зависимости от емкости и устройства АКБ, она бывает от 50 до 250 циклов. Выбирать батарею для использования в бесперебойном электропитании необходимо, учитывая этот параметр, так как чем выше данный показатель, тем дороже будет АКБ.

Это основные характеристики, которые присущи большинству моделей аккумуляторов, используемых в качестве накопителя энергии в системах бесперебойного или аварийного электроснабжения.

Техника безопасности при эксплуатации АКБ

Дача является местом временного пребывания, поэтому при организации электроснабжения с использованием аккумуляторов, не зависимо от их вида, необходимо соблюдать основные правила техники безопасности при монтаже и эксплуатации, чтобы в момент отсутствия собственника в жилом помещении не возникло аварийных ситуаций.

В первую очередь, это обеспечение хорошей циркуляции воздушных масс в технической комнате, в которой расположены батареи. Так как побочным эффектом зарядки АКБ является образование вредного для человека газа в момент закипания электролита, его скопление может привести к отравлению или аллергической реакции. Поэтому для качественного проветривания помещение нужно оборудовать приточной и вытяжной вентиляцией, желательно работающей в автоматическом режиме.

Автоматический выключатель

Необходима установка термостатического датчика, отключающего питание зарядного устройства. Это необходимо для предотвращения вздутия или разрыва АКБ во время достижения им максимальной емкости.

Нужно периодически замерять рабочие параметры батареи, используя мультиметр или другое оборудование. Если технические характеристики в процессе эксплуатации значительно упали, то деталь необходимо заменить и провести точную диагностику всей системы для выяснения причины.

Запрещается использовать в резервном или автономном энергоснабжении автомобильные аккумуляторы с жидким электролитом. Так как они обладают низким ресурсом с точки зрения цикла подзарядки, который равен не более 50 раз, то срок их службы в данной системе составит не больше 6 месяцев.

Таким образом, при правильном выборе и грамотной эксплуатации аккумулятора для резервного питания частного дома оборудование прослужит вес срок, заявленный производителем, и не доставит проблем собственнику жилого помещения.

Видео

Оцените статью:

elquanta.ru

Источники резервного питания

www.about-pc.narod.ru

cxema.org — Источник резервного питания (часть 2)

Источник резервного питания (часть 2)

Часть 1. Изготовление небольшой солнечной панели (далее СП).

Часть 2. Изготовление простого контроллера для свинцово-кислотного аккумулятора.

Начнем с определения параметров контроллера.

Так как, был нужен достаточно простой вариант контроллера заряда/разряда, то и серьезных требований к параметрам не предъявлялось.

1. Нужно защитить аккумулятор от перезаряда. В моем случае ток с СП не превышает 1,4а, поэтому не требуется его ограничивать. А вот конечное напряжение при зарядке нужно ограничить в связи с тем, что СП может давать до 20в (см. расчеты выше).

2. Нужно защитить от разряда. Например, отключать всю нагрузку, когда напряжение на нем снизится до выставленного нами уровня.

3. Сделать светодиодную индикацию для наглядности.

Для ограничения конечного напряжения зарядки я использовал стандартное включение стабилизатора напряжения LM317, который ограничивает напряжение до 13,6в.

Для исключения возможности разряда аккумулятора воспользуемся операционным усилителем LM358, который будет отслеживать напряжение на нашем аккумуляторе и, при снижении его до 10в, отключать всю нагрузку.

Кроме того, LM358 является «сдвоенным» операционным усилителем, поэтому и индикацию на светодиоде мы также реализуем на этой микросхеме.

  Кратко по схеме. КН1 – кнопка без фиксации, является запуском для включения нагрузки (например резервного освещения). КН2 – принудительное отключение нагрузки. Реле должно быть с напряжением питания 12в. Ток реле выбирается исходя из нагрузки.

Работа схемы заключается в отслеживании напряжения на аккумуляторе микросхемой и, при снижении напряжения до уровня, настроенного подстроечным резистором, на выводе 1 микросхемы исчезает напряжение для питания реле и реле отключается. При этом обесточивается вся схема, то есть отключается нагрузка.

А вот вторая часть микросхемы, отвечающая за индикацию, работает наоборот. При снижении напряжения до настроенного уровня вторым подстроечным резистором, на выводе 7 появляется ток и, соответственно, загорается светодиод.

Наладка схемы сводится к установке напряжений срабатывания.

Для этого нам понадобиться блок питания с плавной регулировкой напряжения.

БП мы подключаем ко «входу 12-15в с аккумулятора» (имитируем аккумулятор) и подаем напряжение 12в. Далее нажимаем КН1 и слышим как сработало реле.

Плавно снижаем напряжение питания до 10в. После вращаем подстроечный резистор на 3-ем выводе микросхемы и добиваемся отключения схемы. Таким образом, при разрядке аккумулятора до 10в, наша схема сама отключится и защитит аккумулятор от глубокого разряда.

Аналогично настраиваем напряжение срабатывания светодиода. Он должен загораться при 11в на БП.

В итоге: при падении напряжения до 11в, включается светодиод, сообщающий о скором отключении всей схемы. А при падении напряжения на аккумуляторе 10в вся схема отключится.

Данная схема зарекомендовала себя. Стабильно работает у меня более 2 лет.

Печатные платы разведены в lay и, при использования метода ЛУТ, протравлены в хлорном железе.

Блок ограничения напряжения заряда.

Блок контроля разряда аккумулятора.

В качестве корпуса для контроллера я использовал короб от старого CD-ROM.

В процессе эксплуатации, мне понадобилась дополнительная индикация тока зарядки, тока потребления нагрузкой и напряжения на аккумуляторе. Для этого я заказал уже готовые индикаторы на «АЛИ» и подключил в соответствующие цепи.

Конструкция готова!

Часть 3. Немного об аккумуляторах.

Для предложенного варианта системы требуется использование аккумуляторов с номинальным напряжением 12в, свинцово-кислотные, гелевые. Для этого подойдут аккумуляторы от легковых авто, от источников бесперебойного питания.

Так как максимальный ток заряда может достигать 1,4а, то рекомендую использовать аккумуляторы с минимальной емкостью 7-10 ач.

Скачать архив можно тут

С уважением к проекту VIP-CXEMA,

Иванов Максим Н., г. Вологда, 2015.

• < Назад
• Вперёд >

vip-cxema.org

резервный источник питания — это… Что такое резервный источник питания?

 резервный источник питания

3.3.45 резервный источник питания : Источник питания, обеспечивающий электроэнергией нормативного качества при исчезновении напряжения на основном источнике.

Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации. academic.ru. 2015.

• резервный запас воздуха (резерв)
• Резервный источник электроснабжения

Смотреть что такое «резервный источник питания» в других словарях:

• резервный источник питания — Дополнительный источник питания, обеспечивающий работоспособность устройства при выходе из строя основного источника. [http://www.lexikon.ru/dict/net/index.html] Тематики электроснабжение в целом EN redundant powerredundant power supply… …   Справочник технического переводчика

• резервный источник питания собственных нужд электростанции — аварийный источник питания собственных нужд электростанции — [А.С.Гольдберг. Англо русский энергетический словарь. 2006 г.] Тематики энергетика в целом Синонимы аварийный источник питания собственных нужд электростанции EN emergency… …   Справочник технического переводчика

• резервный источник питания на аккумуляторах — — [Л.Г.Суменко. Англо русский словарь по информационным технологиям. М.: ГП ЦНИИС, 2003.] Тематики информационные технологии в целом EN battery backed power supply …   Справочник технического переводчика

• специализированный резервный источник питания — 3.1.4 специализированный резервный источник питания (dedicated reserve power source (A.861.4.5)): Вспомогательная батарея с соответствующими приспособлениями для зарядки, выделенная специально для регистратора и имеющая емкость, достаточную для… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

• автоматическое переключение на резервный источник питания — — [А.С.Гольдберг. Англо русский энергетический словарь. 2006 г.] Тематики энергетика в целом EN automatic transfer …   Справочник технического переводчика

• источник питания (в электроснабжении) — источник питания источник питания электроэнергией [Интент] источник электропитания — [Я.Н.Лугинский, М.С.Фези Жилинская, Ю.С.Кабиров. Англо русский словарь по электротехнике и электроэнергетике, Москва, 1999 г.] Характеристики внешних… …   Справочник технического переводчика

• резервный источник электропитания — резервный источник питания — [Я.Н.Лугинский, М.С.Фези Жилинская, Ю.С.Кабиров. Англо русский словарь по электротехнике и электроэнергетике, Москва, 1999 г.] Тематики электротехника, основные понятия Синонимы резервный источник питания EN… …   Справочник технического переводчика

• резервный электрический источник питания — Электрический источник питания, предназначенный для поддержания питания электрической установки или ее частей, или части в случае перерыва нормального питания, но не в целях безопасности. [ГОСТ Р МЭК 60050 826 2009] резервный источник… …   Справочник технического переводчика

• резервный электрический источник питания — (standby electric source): Электрический источник питания, предназначенный для поддержания питания электрической установки или ее частей, или части в случае перерыва нормального питания, но не в целях безопасности. Источник: ГОСТ Р МЭК 60050 826… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

• Источник питания электрический резервный — Резервный электрический источник питания: электрический источник питания, предназначенный для поддержания питания электроустановки или ее частей, или части в случае перерыва нормального питания, но в иных целях, чем безопасность… Источник: ГОСТ …   Официальная терминология

normative_reference_dictionary.academic.ru

11. Схемы резервирования источников питания

Для резервирования питания ответственных энергопотребителей используют параллельное соединение нескольких источников питания, исключая при этом взаимное влияние одного источника на другой.При повреждении или отключении одного из нескольких питающих устройств нагрузка автоматически и без разрыва цепи питания подключится к источнику питания, напряжение которого выше остальных. Обычно в цепях постоянного тока для разделения питающих цепей используют полупроводниковые диоды. Эти диоды препятствуют влиянию одного источника питания на другой. В то же время на этих диодах нерационально расходуется некоторая доля энергии источника питания. В этой связи в схемах резервирования стоит использовать диоды с минимальным падением напряжения на переходе. Обычно это германиевые диоды.В первую очередь питание на нагрузку подают с основного источника, имеющего обычно (для реализации функции самопереключения на резервное питание) более высокое напряжение. В качестве такого источника чаще всего используют сетевое напряжение (через блок питания). В качестве источника резервного питания обычно используют батарею или аккумулятор, имеющие напряжение заведомо меньшее, чем у основного источника питания.Самые простые и очевидные схемы резервирования источников постоянного тока показаны на рис. 10.1 и 10.2. Подобным образом можно подключить неограниченное количество источников питания к ответственному радиоэлектронному оборудованию.Схема резервирования источников питания (рис. 10.2) отличается тем, что роль диодов, разделяющих источники питания, выполняют светодиоды. Свечение светодиода индицирует задействованный источник питания (обычно имеющий более высокое напряжение). Недостатком подобного схемного решения является то, что максимальный ток, потребляемый нагрузкой, невелик и непревышает максимально допустимого прямого тока через свето-диод.

Рис. 10.1. Основная схема резервирования источников питания

Рис. 10.2. Схема резервирования источников питания с использованием светодиодов

Рис. 10.3. Схема резервирования источника питания охранного устройства

Кроме того, на светодиоде падает около двух вольт, необходимых для его работы. Световая индикация неустойчива при несущественной разности напряжений питания.Схема авторезервирования источника питания для ответственного оборудования — охранного устройства [10.1, 10.2] — приведена на рис. 10.3. На схеме условно показан основной — сетевой источник питания. На его выходе — нагрузке RH и конденсаторе С2 — формируется стабильное напряжение 12 6 или более! Батарея резервного питания GB1 подключена к сопротивлению нагрузки через цепочку диодов VD1 и VD2. Поскольку разность напряжения на этих диодах минимальна, ток через диоды в нагрузку не протекает. Однако, стоит отключиться основномуисточнику питающего напряжения, как диоды откроются. Таким образом питание подается на нагрузку без перебоев.Светодиод HL1 индицирует исправное состояние резервного источника питания, а диод VD2 не допускает питание светодио-да от источника основного питания.Схему можно изменить таким образом, чтобы два светодио-да независимо друг от друга индицировали рабочее состояние обоих источников питания. Для этого достаточно схему (рис. 10.3) дополнить элементами индикации.Устройство для автоматического включения резервной батареи питания описано в патенте ГДР № 271600 [10.3], а его схема показана на рис. 10.4.

Рис. 10.4. Схема устройства для автоматического включения резервной батареи питания

В исходном (штатном) режиме ток от источника основного питания Еа через светодиод-индикатор тока нагрузки поступает в нагрузку. Транзистор VT1 открыт, транзистор VT2 закрыт, резервная батарея питания Еь отключена. Как только произойдет отключение основного источника питания, светодиод HL1 погаснет, закроется транзистор VT1 и, соответственно, откроется транзистор VT2. Батарея Еь подключится к нагрузке.Недостатком устройства является то, что максимальный ток через нагрузку не может превышать максимально допустимого тока через светодиод. Кроме того, на самом светодиоде теряется до 2 В. Если пожертвовать функцией индикации и заменить светодиод на германиевый диод, рассчитанный на повышенный ток, это ограничение снимется.Для нормальной работы телефонных автоматических определителей номера (АОН) необходимым условием являетсяиспользование резервного источника питания. Схема одного из них [10.4] показана на рис. 10.5.Когда источник питания включают в сеть, срабатывает реле К1, которое одновременно является датчиком разряда аккумулятора GB1. Через резистор R2 протекает зарядный ток 5… 10 мА. При отключении сетевого напряжения устройство получает питание от аккумулятора GB1, однако, если напряжение на аккумуляторе упадет ниже 6,5 В, реле отключится. Контакты реле разомкнут цепь питания и защитят таким образом аккумулятор от дальнейшего разряда.

Рис. 10.5. Схема автоматического включения резервного источника питания для АОНа

Аккумуляторная батарея состоит из шести элементов Д-0,55. Ее ресурса хватает для автономной работы телефона в течение часа.В схеме использовано реле РЭС-64А РС4.569.724.Налаживают устройство подбором резистора R1, которым устанавливают напряжение отпускания реле К1. Подбором R2 устанавливают величину зарядного тока. Для исключения перезаряда аккумулятора рекомендуется снизить величину зарядного тока до 0,2 мА.Автоматический перевод питания нагрузки, например, радиоприемника, на резервное батарейное питание при отключении сетевого источника питания позволяет осуществить устройство по схеме на рис. 10.6 [10.5]. Режим работы устройства индицируется свечением светодиода: зеленый цвет — работа в штатном режиме; красный — в аварийном (на батареях).Особенностью индикатора является то, что при работе от батареи ее разряд через подключенный основной блок питания исключен за счет использования диода в цепи затвора полевого транзистора.Для того чтобы при работе устройства от блока питания не происходила подпитка нагрузки от батареи, выходное напряжение блока питания должно на 0, 7… 0, 8 В превышать напряжение батареи.

Рис. 10.6. Схема автоматического переключения нагрузки на резервное питание с индикацией

Рис. 10.7. Схема автоматического коммутатора питания

Дальнейшим развитием предыдущего устройства является автоматический коммутатор питания (рис. 10.7) [10.6]. Устройство предназначено для установки в любые носимые и переносные устройства (приемники, плейеры, магнитофоны), имеющие внутренние источники питания. Автоматический коммутатор питания позволяет автоматически переходить от внутреннего к внешнему питанию и обратно.В исходном состоянии, когда внешний источник питания отключен, реле К1 обесточено, и через его нормально замкнутые контакты напряжение подается с батареи GB1 на нагрузку RH и через диод VD1 на нижний по схеме (красный) диод HL1. При подключении внешнего источника питания реле К1 срабатывает, его контакты К1.1 устанавливаются в нижнее по схеме положение, и питание на нагрузку подается от внешнего источника. Так как на анод верхнего по схеме диода HL1 (зеленого цвета) подается напряжение на 2 В больше, чем на анод нижнего диода HL1 (красного цвета), двухцветный двуханодный светодиод HL1 светится зеленым цветом, указывая на режим работы от сети. При пропадании сетевого напряжения обмотка реле К1 обесточивается, и нагрузка автоматически переключается на работу от батареи GB1. Об этом сигнализирует индикатор HL1, меняя цвет свечения с зеленого на красный. Диод VD1 следует взять типа КД503, КД521 или КД510. Падение напряжения на нем в прямом включении должно быть не менее 0,7 б.-Тогда при свечении зеленого светодиода не будет подсвечиваться красный.Резистором R2 устанавливают ток через HL1, равный 20 мА. Реле К1 типа РЭС-15 (паспорт РС4.591.005) или другое с рабочим напряжением не более 5 В. Обычно срабатывание реле происходит при напряжении, на 30…40% меньшем его рабочего напряжения.При настройке устройства резистор R1 подбирают такой величины, чтобы реле К1 надежно срабатывало при напряжении 4 В. При использовании реле К1 других типов с напряжением срабатывания, близким к 4,5 В, резистор R1 можно исключить.При сетевом питании электронно-механических часов наблюдается неприятный эффект: при отключении сетевого напряжения происходит остановка хода часов.Более надежными и удобными в эксплуатации являются комбинированные блоки питания — сетевые блоки питания в сочетании с никель-кадмиевыми аккумуляторами Д-0,1 или Д-0,125 (рис. 10.8) [10.7].Здесь конденсаторы С1 и С2 выполняют функцию балластных реактивных элементов, гасящих избыточное напряжение сети. Резистор R2 служит для разрядки конденсаторов С1 и С2 при отключении устройства от сети.Если контакты выключателя SA1 замкнуты, то при отрицательной полуволне сетевого напряжения на верхнем (по схеме) проводе диод VD2 откроется, и через него будут заряжаться конденсаторы С1 и С2. При положительных же полуволнах конденсаторы станут перезаряжаться, ток потечет, в первую очередь, через открытый диод VD3 и начнет подзаряжаться аккумулятор GB1 и конденсатор СЗ. Напряжение на полностью заряженном аккумуляторе будет не менее 1,35 В, на светодиоде HL1 — около 2 В. Поэтому светодиод начнет открываться и тем самым ограничивать зарядный ток аккумулятора. Следовательно, аккумулятор постоянно будет в заряженном состоянии.

Рис. 10.8. Комбинированный блок питания электронно-механических часов

При наличии напряжения в сети часы питаются от нее во время положительных полупериодов, а во время отрицательных полупериодов — энергией, запасенной аккумулятором GB1 и конденсатором СЗ. При пропадании сетевого напряжения источником питания становится аккумулятор.Освещение циферблата включают размыканием контактов выключателя SA1. В этом случае ток зарядки и разрядки конденсаторов С1 и С2 протекает через нити накала ламп EL1 и EL2, и они начинают светиться. А ранее замкнутый двуханодный стабилитрон VD1 теперь выполняет две функции: ограничивает напряжение на лампах до значения, при котором они светятся с небольшим недокалом, а в случае перегорания нити накала одной из ламп пропускает через себя зарядно-разрядный ток конденсаторов, что предотвращает нарушение работы блока питания в целом.Двуханодный стабилитрон VD1 типа КС213Б можно заменить на два включенных встречно-последовательно стабилитрона Д814Д, КС213Ж, КС512А. Светодиод HL1 — АЛ341 с прямым падением напряжения при токе 10 мА — 1,9…2,1 В. Лампы накаливания EL1 и EL2 типа СМН6,3-20 (на напряжение 6,3 В и ток и м/ч; или аналогичные, корпус выключателя SA1 должен быть надежно изолирован от сети.В блоке питания для электронных часов (рис. 10.9) гашение избыточного сетевого напряжения осуществляется резисторами R1 и R2 [10.8]. Это не самое экономичное решение проблемы, но при малых токах потребления вполне оправдано. Кроме того, при случайном касании выхода выпрямителя максимальный ток через тело человека не достигнет опасных значений (не более 4 мА), поскольку величина ограничивающих ток резисторов достаточно велика.

Рис. 10.9. Схема резервированного питания электронных часов

С выхода стабилизатора (аналога стабилитрона и, одновременно, индикатора включения — светодиода HL1) напряжение питания через германиевый диод VD5 подается на электронные часы. В случае отключения сетевого напряжения часы получают питание от батареи GB1, при наличии сетевого напряжения ток выпрямителя подзаряжает элемент питания. В схеме не использован конденсатор фильтра. Роль конденсатора фильтра большой емкости выполняет сам элемент питания.Электронно-механические часы обычно питают от одного гальванического элемента напряжением 1,5 В. Предлагаемый источник бесперебойного питания (рис. 10.10) для кварцевых электронно-механических часов вырабатывает напряжение 1,4 В при среднем токе нагрузки 1 мА [10.9]. Напряжение, снимаемое с емкостного делителя С1 и С2, выпрямляет узел на элементах VD1, VD2, СЗ. Без нагрузки напряжение на конденсаторе СЗ не превышает 12 В.Рассмотренные ранее устройства автоматического перехода на резервное питания в случае отключения основного источника использовали в качестве базового (основного) источник постоянного тока. Менее известны схемы резервирования устройств, работающие на переменном токе. Схема одного из них, способного работать в цепях как постоянного, так и переменного тока приведена ниже [10.10].

Рис. 10.10. Схема низковольтного источника бесперебойного питания

Рис. 10.11. Схема включения источника резервного питания с гальванической развязкой

Схема включения источника резервного питания с гальванической развязкой (ИР/7) питается от источника управляющего сигнала (рис. 10.11), потребляя при этом минимальный ток (доли мА). Управляющий сигнал поступает на резистивный делитель R1, R2. Стабилитрон VD6 и диоды VD1 — VD5 защищают вход устройства от перенапряжения и неправильного подключения полярности. ИР/7 отключен контактами реле К1.1. Напряжение, снимаемое с резистора R2 и стабилитрона VD6, поступает через диод VD5 на электролитический конденсатор С1 большой емкости. Этот конденсатор при первом включении устройства заряжается до 9… 10 В за 2.. .3 минуты, после чего схема готова к работе. Скорость заряда и потребляемый устройством ток определяются резистором R1. Транзистор VT1 закрыт падением напряжения на VD5.

Через диод VD7 и резистор R4 устройство подключено к ИР/7.При отключении управляющего напряжения переход эмиттер — база входного транзистора устройства более не шунтируется. Транзисторы VT1 и VT2 открываются. Конденсатор С1 разряжается через реле К1 и транзистор VT2. Контакты К1.1 реле замыкаются, включая ИРП. Питание на схему поступает от ИРП. Одновременно контакты реле К1.2 могут управлять другой нагрузкой. Если на входе устройства вновь появляется управляющее напряжение, транзистор VT1 запирается. Соответственно, запирается и транзистор VT2. Реле К1 обесточивается, отключая своими контактами К1.1 ИРП. Напряжение на конденсаторе С1 сохраняется на уровне 9… 10 Б, и схема переходит в ждущий режим работы.

lib.qrz.ru

Резервное питание частного дома от аккумулятора. Аварийное питание дачи или загородного дома (инвертор + аккумулятор)

Аккумуляторная батарея для частного дома как резервный источник электроснабжения

Во время проживания вне больших городов собственники домов часто сталкиваются с проблемой перебоев в электроснабжении. Это бывает по многим причинам, например, из-за износа линий электропередач, погодных условий или неправильного разделения нагрузки. Чаще всего для решения этих проблем устанавливается резервное питание частного дома, которое бывает нескольких типов и решает различные задачи. В данной статье рассмотрены виды ИБП, какой резервный источник выбрать, и какими характеристиками обладает АКБ.

АКБ для частного дома

Источник бесперебойного питания

Для обеспечения снабжения электрическим током жилого помещения без перерыва существует несколько видов ИБП, которые классифицируются по исполняемым функциям. К ним относятся:

1. Комплекс агрегатов, призванных подключаться автоматически при нарушении снабжения сетевой электроэнергии. Во время аварийных ситуаций автоматика самостоятельно принимает решение и подключает резервный источник питания, снабжающий дом и основные бытовые приборы. При этом сетевая линия отключается до момента возникновения подачи энергии;
2. Постоянный источник электроснабжения. Эти приборы призваны обеспечивать постоянное снабжение электричеством жилой дом, что создает независимую от центральной линии систему, которая способна генерировать и накапливать энергию, используя аккумуляторы.

В обеих указанных выше системах имеется аккумуляторная батарея, которая является неотъемлемой их частью и используется в качестве накопителя и хранилища тока.

ИПБ

Также ИБП можно классифицировать, основываясь на принципе генерации электричества. В каждом из агрегатов есть свой источник питания: в первом случае это АКБ, которая накапливает ток во время работы приборов от центральной сети, а во втором – в качестве генерирующей силовой установки могут выступать солнечные батареи, бензиновый или дизельный генератор или ветряк. Подобная система особенно выгодна в отдаленных участках, при отсутствии поблизости центрального снабжения электричеством.

Виды АКБ для источника бесперебойного питания

Аккумуляторы для дома, используемые как резервное электроснабжение или в качестве основной коммуникации с альтернативным источником питания, в зависимости от своей конструкции бывают нескольких видов:

1. Свинцово-кислотные АКБ – это блоки, в которых электролит расположен внутри металлической сетки, между которыми находятся синтетические волокна, пропитанные жидкостью. Данные батареи широко используются для источников бесперебойного питания, так как быстро заряжаются и выдают большее количество энергии. Но в связи с тем, что структура свинцовых пластин пористая, срок службы подобных деталей весьма ограничен и составляет не более пяти лет;
2. Гелиевые аккумуляторы – это сложно устроенный агрегат, накапливающий и отдающий электрический ток, внутри которого вместо жидкого электролита расположен пропитанный гель. Он контактирует со стержнем, возникает электрохимическая реакция, но, благодаря свойствам геля, побочного эффекта в виде газа не возникает, поэтому эти батареи изготавливаются в герметичном корпусе.

Свинцово-кислотный АКБ

Таким образом, исходя из физико-химических свойств перечисленных АКБ, можно сделать вывод, что резервное электроснабжение лучше устраивать, используя гелиевые батареи, так как они обладают глубоким разрядом, что очень важно при необходимости обеспечить электричеством частный дом во время отключения основной линии. А для организации источника бесперебойного питания по альтернативной схеме лучше подходит АКБ, созданный по свинцово-кислотной технологии.

Важно! В обоих типах батарей, так как выделения газа являются минимальными, корпус изготавливается герметичным, и обслужить его не получится. После выработки своего ресурса изделие подлежит утилизации согласно техническим требованиям.

Гелиевый АКБ в герметичном корпусе

Многие собственники индивидуального жилья, выбирая аккумуляторы для дома, используемые при отключении электричества, в целях экономии пытаются заменить более дорогие гелиевые или свинцово-кислотные АКБ простыми батареями с жидким электролитом, которые предназначены для автомобилей. Конечно, их стоимость значительно ниже, но и функции, которые они выполняют, отличаются. Данный агрегат предназначен для максимальной выдачи тока определенного номинала и мощности, чтобы раскрутить стартер двигателя и выполнить его запуск. Он обладает хорошими характеристиками по короткому импульсу, но для длительной работы не подходит, так как быстро разряжается. К тому же его подзарядка занимает значительно больше времени, чем гелиевые или свинцово-химические АКБ.

Резервное электроснабжение: принцип работы

Энергоснабжение частного дома может осуществляться несколькими способами. В первую очередь, это сетевая линия, подающая электричество, генерируемое городской станцией. Преимуществом данной системы является то, что ток, поставляемый от организации, имеет хорошие характеристики, большую мощность и устойчивые показатели. К тому же собственнику жилья нет необходимости следить за электрооборудованием, все обслуживание системы проводят электроэнергетики со специализированной организации.

Также нередко применяется индивидуальное снабжение электроэнергией с применением альтернативных источников питания, таких как солнечные батареи или генераторы. Преимущества данной системы – это ее независимость от сетевой организации и бесперебойное снабжение током жилого помещения. Но для устройства подобной схемы понадобятся определенные знания и опыт, поэтому при планировании обеспечения дачи или частного дома электричеством именно от независимого источника стоит обратиться к квалифицированным специалистам.

Не важно, какой вид энергоснабжения выбран, обязательно нужно предусмотреть резервное питание для частного дома. Эта система позволяет организовать данный тип коммуникации таким образом, что даже во время отключения основной линии электропередачи или возникновения аварийной ситуации вместо генератора включается аккумулятор, который на протяжении некоторого времени позволяет пользоваться электричеством для поддержания хотя бы минимального комфорта и работы основных бытовых приборов. В каждой из систем предусмотрен свой тип АКБ, в зависимости от решаемой задачи.

Принцип работы резервного питания весьма прост: он заключается в непрерывном накоплении тока в емкости аккумулятора при рабочей сети. То есть в системе имеется зарядное устройство, которое подключено к АКБ и общей линии. Во время отключения тока происходит обратная реакция, и накопленная энергия устремляется на потребителя, после возникновения подачи электричества все процессы возвращаются в исходный вариант.

Аккумулятор для частного дома: схемы подключения

Схема подключения АКБ

Резервное электроснабжения для загородного дома с использованием аккумулятора может монтироваться по двум основным схемам:

1. Последовательное соединение АКБ. При этом напряжение будет увеличиваться кратно, например, при использовании батареи номиналом 12В два последовательно соединенных изделия образуют сеть, равную 24В, чем больше аккумуляторов, тем выше этот показатель;
2. Параллельная схема. В данном случае кратно увеличивается не напряжение, а сила тока, при этом мощность остается равной 12 Вольт, не зависимо от количества приборов.

Схему подключения необходимо применять в зависимости от расчета потребляемой энергии на бытовые приборы и в соответствии с нужным напряжением.

Технические характеристики АКБ для дома

Многие производители предлагают батареи с индивидуальными показателями, но большинство из них относительно схожи и имеют следующие характеристики:

1. Рабочее напряжение номиналом 12 Вольт. Это средний показатель наиболее распространённых изделий; бывают АКБ и 24 Вольта, но используются они весьма редко;
2. Емкость батареи для резервирования электроэнергии бывает разной: от 50 до 500 А/час. При необходимости больших объемов питания такие АКБ можно соединить в параллельную схему. Определить номинальную емкость изделия можно по весу: чем он выше, тем больше в детали свинцовых пластин, соответственно, и электрически заряженного материала намного больше;
3. Габариты и корпус. В большинстве моделей в качестве оболочки используется герметично запаянный пластик, который хорошо переносит перепады температур и не боится влаги, а также окисления внутренней среды;
4. Максимальный цикл заряда и разряда детали. В зависимости от емкости и устройства АКБ, она бывает от 50 до 250 циклов. Выбирать батарею для использования в бесперебойном электропитании необходимо, учитывая этот параметр, так как чем выше данный показатель, тем дороже будет АКБ.

Это основные характеристики, которые присущи большинству моделей аккумуляторов, используемых в качестве накопителя энергии в системах бесперебойного или аварийного электроснабжения.

Техника безопасности при эксплуатации АКБ

Дача является местом временного пребывания, поэтому при организации электроснабжения с использованием аккумуляторов, не зависимо от их вида, необходимо соблюдать основные правила техники безопасности при монтаже и эксплуатации, чтобы в момент отсутствия собственника в жилом помещении не возникло аварийных ситуаций.

В первую очередь, это обеспечение хорошей циркуляции воздушных масс в технической комнате, в которой расположены батареи. Так как побочным эффектом зарядки АКБ является образование вредного для человека газа в момент закипания электролита, его скопление может привести к отравлению или аллергической реакции. Поэтому для качественного проветривания помещение нужно оборудовать приточной и вытяжной вентиляцией, желательно работающей в автоматическом режиме.

Автоматический выключатель

Необходима установка термостатического датчика, отключающего питание зарядного устройства. Это необходимо для предотвращения вздутия или разрыва АКБ во время достижения им максимальной емкости.

Нужно периодически замерять рабочие параметры батареи, используя мультиметр или другое оборудование. Если технические характеристики в процессе эксплуатации значительно упали, то деталь необходимо заменить и провести точную диагностику всей системы для выяснения причины.

Запрещается использовать в резервном или автономном энергоснабжении автомобильные аккумуляторы с жидким электролитом. Так как они обладают низким ресурсом с точки зрения цикла подзарядки, который равен не более 50 раз, то срок их службы в данной системе составит не больше 6 месяцев.

Таким образом, при правильном выборе и грамотной эксплуатации аккумулятора для резервного питания частного дома оборудование прослужит вес срок, заявленный производителем, и не доставит проблем собственнику жилого помещения.

Видео

Оцените статью:

elquanta.ru

Резервное питание для загородного дома: инвертор и АКБ

В связи со скорым наступлением дачного сезоны рассмотрим вопрос того, как обеспечить себе бесперебойное электроснабжение при периодическом отключении городской линии.

Пусть ситуация такова, что городское питание есть, но оно может отключаться как кратковременно (до часа), так и на весь день. А поскольку хочется, чтобы работали телевизор, холодильник, освещение и розетки, то надо озаботиться резервным питанием.

Я уже писал несколько статей про целесообразность солнечных батарей, и мы пришли к выводу, что солнечные батареи имеют смысл только если основного питания нет и не предвидится, а потребность в электричестве у нас очень маленькая (лампочка и розетка для ноутбука).

Для нашей задачи «питание есть, но отключается», солнечные батареи дадут немного энергии в летний период, но их установка никак не оправдывает себя по сравнению с системой «инвертор + аккумуляторы».

Итак, что представляет собой необходимая нам система.

В центре системы стоит инвертор. Инвертор — это устройство, которое выполняет три функции:

• При наличии города заряжает аккумуляторы и даёт питание на потребители в доме
• Генерирует из постоянного напряжения аккумуляторов переменное напряжение 230В для питания дом
• Автоматически переключает питание потребителей на аккумуляторы и обратно

Собственно, в инверторе есть блок питания, который делает из 230В 12 либо 24 либо 48 вольт постоянного тока для заряда аккумуляторов. Также там есть схема, которая из постоянного напряжения аккумуляторов делает 230В переменного тока, отсюда и название «инвертор» — он меняет направление тока 50 раз в секунду для генерации переменного.

Есть инверторы дешёвые, которые выдают на выходе модифицированный синус. То есть, синусоида получается ступенчатой, как на картинке.

Дешёвый инвертор — это, например, инвертор автомобильный, который вставляется в прикуриватель и из 12В делает 230В для работы ноутбука. Или более крупные и мощные инверторы, но недостаточно дорогие. Такой сигнал плох для техники, имеющей преобразователи питания, так как эти преобразователи от такого сигнала сильно греются (не буду сейчас объяснять почему, это не относится к теме) и их срок службы сокращается. Хорошие инверторы выдают сигнал «чистый синус», качество которого регламентируется ГОСТом, как правило, качество чистого синуса из инвертора даже выше качества сигнала городской линии.

Так вот, инвертор при наличии города заряжает аккумуляторы, а при пропадании города их разряжает. Причём хороший инвертор переключается почти мгновенно, даже компьютер перезагрузиться не успеет.

Мы обычно используем в проектах по резервному питания инверторы МАП Энергия, они производятся в Москве.

Это достаточно большой железный ящик, к нему подключаются город, дом и аккумуляторы.

Инверторы есть на 12, 24 и 48 вольт — это поддерживаемое ими напряжения массива аккумуляторов. Аккумуляторы резервного питания обычно 12-вольтовые, соответственно, чтобы получить 48 вольт, нам надо взять 4 аккумуляторы, 24 вольта — 2 аккумулятора. Я чуть позже напишу, как считать количество аккумуляторов, но сейчас важно знать, что если аккумулятора нам по расчётам надо 4, то лучше брать 48-вольтовый инвертор. Больше напряжение — меньше ток в проводах, значит, меньше потери напряжения и нагрев проводов.

Если нам нужно резервировать 3-фазную сеть питания дома, то нужны три инвертора. Можно использовать один массив аккумуляторов. Инверторы МАП Энергия умеют работать с 3-фазной сетью, их надо соединить между собой кабелем, чтобы они синхронизировались.

Помимо основных перечисленных выше функций хороший инвертор делает следующие полезные вещи:

• Контроль мощности потребления дома
• Логгирование данных и передача их на компьютер
• Контроль уровня заряда аккумуляторов, чтобы не разряжать их в ноль (это плохо для них)
• Автозапуск генератора, когда аккумуляторы садятся

Для последнего пункта — автозапуска генератора — требуется, чтобы генератор мог запускаться по сигналу типа «сухой контакт». На инверторе есть реле, которое включается и выключается при необходимости запустить или заглушить аккумулятор.

По сравнению с системой резервного питания «просто генератор» система «инвертор + аккумуляторы» имеет такие преимущества:

• инвертор переключает мгновенно. А генератор с автозапуском запускается секунд 20 или больше.
• инвертор сам переключает линии питания, а генератору нужен щит АВР (автоввода резерва)
• инвертор бесшумный, а генератор сами знаете
• инвертор и аккумуляторы можно поставить в доме, они ничего не выделяют в воздух. Генератору нужно отдельное помещение или навес.
• генератор дымит
• генератор требует бензин и масло
• срок службы генератора меньше срока службы инвертора и гелевых аккумуляторов

Важно оговориться, что если нам нужно много электричества (например, электронагреватели или мощные холодильники), то аккумуляторы нас не спасут, тут генератор нужен. Аккумуляторы — это для резерва на время кратковременных отключений.

Считаем количество аккумуляторов

Ёмкость аккумуляторов считается в ампер-часах. Автомобильный аккумулятор — это, как правило, 52 или 60 АЧ. Аккумулятор маленькой машины типа Daewoo Matiz — 40АЧ. Кстати, для резервного питания можно использовать автомобильные аккумуляторы, но у них срок службы 4-5 лет и их нельзя ставить в помещение — выделяют. Специальные аккумуляторы для систем резервного питания служат 10-12 лет, полностью герметичны и не требуют обслуживания.

Аккумуляторы резервного питания имеют ёмкость до 250АЧ. Самые распространённые — 200АЧ. Вес такого аккумулятора 65 кг.

Напряжение аккумулятора 12 вольт. Разряжается он не в ноль, а, скажем, до 10% ёмкости. Получается, что в аккумуляторе запасено 2160 Вт-часов электроэнергии. КПД хорошего инвертора МАП Энергия 96%, значит, фактически 200АЧ аккумулятор даст нам 2073 Вт-часов электроэнергии. Это означает, что холодильник со средним потреблением 100Вт-часов проработает 20 с небольшим часов от одного такого аккумулятора. Если среднее потребление дома посчитать как холодильник (небольшой и современный) + несколько светодиодных лампочек + небольшой телевизор + розетка для ноутбука, то получаем примерно 3 часа работы. Ставим 4 аккумулятора — получаем 12 часов автономной работы.

Если использовать какой-то мощный прибор, например, чайник на 1600Вт, который кипятит воду за 5 минут, то он израсходует 133 Вт-часов электроэнергии из аккумуляторов.  Вот такой расчёт. Нужно сориентироваться, сколько ватт-часов электроэнергии нам необходимо для резерва, понять, в скольких аккумуляторах они содержатся, подобрать инвертор на соответствующее напряжение и максимальную мощность дома.

Общий бюджет системы складывается из:

• аккумуляторов
• инвертора
• клемм на аккумуляторы
• УЗИП — устройство защиты от импульсных помех, очень полезная вещь
• кабеля от инвертора до аккумуляторов нужного сечения

Если в какой-то момент поймёте, что аккумуляторов не хватает, можно поставить ещё столько же параллельно. Можно добавить в систему солнечные батареи, подключив их через контроллер к аккумуляторам. Можно добавить генератор, который будет запускаться по сигналу от инвертора.

Можно при помощи инвертора и батарей зарезервировать не весь дом, а какую-то ветку электроснабжения: слаботочный шкаф, аварийное освещение, газовый котёл, насосы и так далее.

98 просмотров всего, 1 просмотров сегодня

Буду признателен за написание какого-либо короткого комментария к тексту. Он оказался полезен? Остались какие-то вопросы? Нашли ошибку? Напишите об этом, пожалуйста.

Мы выполняем проектирование современных инженерных систем для квартир и загородных домов. Также консультации, шеф-монтаж, аудит. Высылайте задачи и любые вопросы на почту [email protected]

home-matic.ru

Аварийное питание дачи или загородного дома (инвертор + аккумулятор)

Обзор может оказаться полезным всякого рода дачникам и пользователям загородных домов (а может и не только загородных), в местах с частым отключением электричества… На текущий момент можно купить напрямую с завода инвертор несколько дешевле чем по указанной ссылке в шапке обзора — внизу обзора будет выложена ссылка.Вместо предисловияУже несколько лет переехал жить на дачу (просто нравится), и столкнулся с проблемой периодического отключения электричества. Причины выдвигались разнообразные и нехватка мощности трансформатора в СНТ (выбивало) и разнообразные работы и т.п.Понятно что меня эти проблемки не радовали, особенно если учитывать, что как у большинства дачников вода у меня из скважины, и при отключении электроэнергии ее просто нет 🙁 Ну и в холодное время года может и котел отключаться без электропитания, надоели эти все фонарики/свечки…Стал искать варианты решения этой проблемы. Первые варианты были установка солнечных батарей/ветряков (собирал инфу)… Но весьма отпугнула цена + окупаемость данного предприятия. Вернее сказать подобное решение актуально не имеющим доступа к сетевой электроэнергии СОВСЕМ, при этом расходы имеют смысл, как соизмеримые с подключением к сетевым источникам. В моем случае- регулярные отключения по несколько часов, это получалось слишком дорого и нерентабельно.Вариант с бензо и дизель генераторами рассматривался (большинство соседей используют подобный вариант), но имеет ряд минусов, в сравнении с родившейся идеей, использовать только«часть» от системы питания дома солнечной энергией! Ну т.е. использовать вместо солнечных батарей имеющуюся сеть 220в для заряда аккумуляторов, и расходовать заряд в отсутствие основной от аккумуляторов. Ну короче конечный вариант схемы получился совсем далекий от схемы питания солнечной энергией 🙂 Но зато ГОРАЗДО дешевле и проще, причем дешевле даже бензо и дизель генераторовСхема успешно отработала более одного года! Элементы схемы, это Инвертор с UPS и контролем/зарядкой внешней батареи (в моем случае инвертор 1500Вт (пик 3000Вт) — в некоторых китайских источниках фигурировала цифра 3000вт пиковой нагрузки до 4 минут, не проверял не знаю 🙂 Вернее сказать типа проверки (случайно) получилось, но насколько это корректно рассматривать не берусь судить — ниже опишу подробности.

Ниже на фото будут встречаться инвертор на 2000Вт (куплен соседу) и мой на 1500Вт, поэтому будут фигурировать разные наклейки с мощностью.  Собственно обозреваемый со всех сторон :)Спереди два контрольных стрелочных индикатора (бывают модификации) с индикацией сети 220v (по выходу), уровня 12в и индикаторы режима работы (заряд/ работа от сети; «Faule» — режим «авария» этот режим включается кратковременно при переключениях и неполадках в сети, после чего возвращается в нормальный; сигнализация включенного питания инвертора). Возможно стоит заметить, что при отключении инвертора сквозь него передача сети продолжается. И еще одна особенность (я бы сказал «косяк») — в процессе работы обратил внимание, что индикация 12в, это не всегда индикация заряда аккумулятора. Если сделать первоначальное включение БЕЗ аккумулятора вовсе — 12 в будет подаваться со внутреннего преобразователя и следовательно показания все так же будут 12в, хотя аккумулятора как такового не будет. Короче именно с 12в индикацией не совсем понятно, сейчас задал вопрос представителю завода, что он сможет ответить.

Вот такой поставляется комплект… 

По идее каждый сам выбирает по своей предполагаемой нагрузке мощность инверто

www.taker.im

Аварийное питание дачи или загородного дома (инвертор + аккумулятор)

Обзор может оказаться полезным всякого рода дачникам и пользователям загородных домов (а может и не только загородных), в местах с частым отключением электричества…

Вместо предисловия (можно пропустить нетерпеливым — многА буковок)

Дополнительная информация

Уже несколько лет переехал жить на дачу (просто нравится), и столкнулся с проблемой периодического отключения электричества. Причины выдвигались разнообразные и нехватка мощности трансформатора в СНТ (выбивало) и разнообразные работы и т.п. Понятно что меня эти проблемки не радовали, особенно если учитывать, что как у большинства дачников вода у меня из скважины, и при отключении электроэнергии ее просто нет 🙁 Ну и в холодное время года может и котел отключаться без электропитания, надоели эти все фонарики/свечки… Стал искать варианты решения этой проблемы. Первые варианты были установка солнечных батарей/ветряков (собирал инфу)… Но весьма отпугнула цена + окупаемость данного предприятия. Вернее сказать подобное решение актуально не имеющим доступа к сетевой электроэнергии СОВСЕМ, при этом расходы имеют смысл, как соизмеримые с подключением к сетевым источникам. В моем случае- регулярные отключения по несколько часов, это получалось слишком дорого и нерентабельно. Вариант с бензо и дизель генераторами рассматривался (большинство соседей используют подобный вариант), но имеет ряд минусов, в сравнении с родившейся идеей, использовать только«часть» от системы питания дома солнечной энергией! Ну т.е. использовать вместо солнечных батарей имеющуюся сеть 220в для заряда аккумуляторов, и расходовать заряд в отсутствие основной от аккумуляторов. Ну короче конечный вариант схемы получился совсем далекий от схемы питания солнечной энергией 🙂 Но зато ГОРАЗДО дешевле и проще, причем дешевле даже бензо и дизель генераторов

Схема успешно отработала один год! Элементы схемы, это Инвертор с UPS и контролем/зарядкой внешней батареи (в моем случае инвертор 1500Вт (пик 3000Вт) — в некоторых китайских источниках фигурировала цифра 3000вт пиковой нагрузки до 4 минут, не проверял не знаю 🙂

Ниже на фото инвертор на 2000Вт (куплен соседу)По идее каждый сам выбирает по своей нагрузке мощность, я отталкивался от среднемесячного потребления пересчитанного с учетом возможного пика в момент запуска двигателя насоса. Нужно иметь ввиду, что ВСЕ электропотребители запитывать нет смысла, т.к. пару часов можно спокойно потерпеть отсутствие нагрева воды нагревателями, стиралку, холодильник (он практически за день не оттает) Чем меньше суммарная мощность, тем меньшей мощности требуется инвертор и меньшей емкости аккумулятор (на то же время работы) — это РЕАЛЬНО позволяет значительно уменьшить затраты на создание аварийного питания. Далее, в моем случае инвертор с модифицированной синусоидой (он дешевле). В случае использования (например) котлов для обогрева и др. устройств требующих ЧИСТОЙ синусоиды для насосов, а так же при подключении холодильника и т.п. устройств необходимо выбирать инвертор несколько более дорогой, выдающий «Чистую синусоиду» (не забывая про функции UPS и заряда, если Вас интересует АВТОМАТИЧЕСКИЙ переход на аварийное питание и обратно). Например такой Насос на скважину у меня тоже «любит» чистую синусоиду, но я исходил из того, что он у меня с гидроаккумулятором (баком на 24л), и включения кратковременные. За это время насос не успевает нагреваться и уходить в защиту (к слову сказать тепловая защита вроде на всех сейчас установлена). На практике один раз насос отрубился в защиту, когда летом насос стоял постоянно включенным (поливался огород) и жена не заметила что включилось аварийное питание 🙂 Сколько времени он проработал до срабатывания защиты неизвестно :)Аккумулятор автомобильный (я покупал с запасом — на 190 А*ч). Как оказалось, для меня, эта емкость оказалась слишком избыточной — в реале, практически за часов 5 работы от аккумулятора, показания встроенного измерителя напряжения аккумулятора не изменились заметно. При этом было включено освещение в паре комнат, уличное и два телевизора на 24″ и 38″, ноутбук 17″, (по необходимости вода) и возможно еще что-то… + вполне можно было подрабатывать различным ручным электроинструментом (по необходимости). Покупать специальные аккумуляторы (будь то тяговые или гель) я решил нецелесообразным, т.к. инвертор имеет контроль заряда аккумулятора, и в отличие от «солнечных технологий» не вырабатывает его ниже «нормального его разряда».

Для более оптимального подключения я разделил всю электропроводку дачи на две части (в электрической коробке): -Одна часть идет напрямую от сети, и не резервируется аварийным источником — электронагреватели воды, стиралка, холодильник и прочие достаточно энергоемкие потребители, без которых можно легко «прожить» несколько часов. -вторая часть подключена с коробки через кабель на обычную вилку, чтобы при необходимости ее можно было включить в имеющуюся рядом розетку (при этом из схемы легко исключается инвертор и аккумулятор), это может понадобиться, например, при выходе из строя инвертора, аккумулятора или для их обслуживания. В тоже время инвертор на выходе уже имеет предустановленную розетку стандартную, к которой и подключается вилка с потребителями требующими резервного питания. У меня это получилось примерно так.

Нужно иметь ввиду (на уме) некоторую технику безопасности при выборе места размещения и монтаже (не совсем как у меня — делалось скорее для тестирования, но пока так и осталось, как говорят нет ничего более постоянного, чем «временное» :))

Схема срабатывает при отключении 220в (или изменении параметров выше/ниже допустимых) — переключается на питание от аккумулятора, при этом слышен небольшой шум от вентилятора охлаждения инвертора (зависит от кол-ва потребителей подключенных в данный момент) и светится индикация на передней панели инвертора. При появлении сети происходит обратное переключение на сеть 220 и повышается шум вентилятора, на время подзаряда аккумулятора. Практически толчков в доме не заметно, никакого дискомфорта от пропадания сети я не испытываю и даже не могу сразу сказать (когда соседи по тлф звонят спрашивают) — есть ли «свет» или нету 🙂

Размещение синусоид и пр. технических нюансов в данном обзоре считаю необязательным, поэтому приведу фото внутренностей инвертора (для ликбеза и маньякам страждующим расчлененки)

Сравнение «моей» схемы резервного питания с подобными на бензине и дизель генераторах: + меньшая стоимость + нет шума + нет запаха + автоматический переход на резервное питание + нет проблем при запуске ни летом ни зимой (особенно актуально при запуске женой) + нет необходимости в отдельном месте для хранения (на веранде занимает одну полку) + нет необходимости закупать, привозить, хранить топливо

— ограниченное время непрерывной работы

± Спорные пункты, это переделка проводки и отключение некоторых потребителей, т.к. можно подключить ВСЕХ и ничего не переделывать, но необходимость более мощного инвертора (возможно с «чистым» синусом), мощного аккумулятора (скорее всего использование двух последовательно и инвертора на 24в, для уменьшения токов по низковольтным цепям)

Вывод: Вполне рабочая схема, я (и жена) по крайней мере довольны вполне.

ЗЫЖ ссылки по просьбе на модифицированную синусоиду (как в обзоре) aliexpress.com/item/2000W-4000W-peak-12v-to-220v-Power-Inverter-Charger-UPS-Quiet-and-Fast-Charge/1984783459.html и чистую синусоиду (самую дешевую из найденных, насколько чистая не знаю) aliexpress.com/item/pure-sine-wave-2000W-4000W-peak-12v-to-220v-230v-240v-Power-Inverter-Charger-UPS-Quiet/32242841357.html

UPD. Через некоторое время после написания и опубликования этого обзора произошло несколько событий или новостей, как бы лучше выразиться 🙂 Решил дописать в этот обзор, т.к. не знаю как тут делают в подобных случаях обычно 🙂

1. В результате некоторых истязаний над инвертором удалось его «спалить» 🙂 Нет смысла описывать КАК и СКОЛЬКО мы ему дали… но он держался стойко 🙂 Было включено освещение, тв, ноут, насос включался регулярно на 800 Вт рабочего (пусковой значительно выше)+ добавили электрокамин на кВт полтора- два (сейчас трудно сказать в каком режиме его включали в тот момент), при этом напряжение сети «гуляло» до 120 и подымалось выше 220 заметно довольно регулярно, были проблемы на новый год на дачах… Короче, как оказалось сам инвертор выжил, сгорели контакты реле коммутирующего. Была произведена замена на иное (к сожалению не сфотографировал модель), т.к. вариантов на радиорынке было немного на близкий ток с коммутацией по двум контактам.

В процессе «осваивания» схемотехники данного инвертора получилось «выйти» на производителя, который любезно предоставил схему-логику поиска неисправностей данного инвертора. Разместил на своем сайте, т.к. тут не нашел возможности хранения файлов rauss.ucoz.ru/_ld/0/3_checking.zip

Схему смог найти только ПОДОБНОГО устройства, если необходимо, то ее тоже могу вкачать.

Ну и кроме всего вышеописанного… Производитель предложил разместить ссылку прямо на него. У него появился интернет ресурс, который начинает работать с отправкой для РОЗНИЧНОЙ продажи подобного инвертора, и целого ряда других и прочей электроники! Я думаю многих может заинтересовать ресурс для ознакомления по крайней мере. Весьма отзывчивая поддержка, я бы сказал даже несколько навязчивая, но посмотреть есть на что 🙂 Тем более раз обещают отправку в Россию. Я надеюсь это не противоречит «местным правилам» 🙂

mysku.ru

Как организовать резервное электроснабжение и бесперебойное питание дома в автономном режиме

Реструктуризация электроэнергетики России позволила полностью обеспечить потребности страны в электричестве. Однако в силу территориальных особенностей Российской Федерации надежность его подачи оставляет желать лучшего. По этой причине многие владельцы коттеджей ищут способы восполнить последствия падения напряжения и кратковременных отключений. Особенно этот вопрос волнует хозяев компьютерной техники, охранных систем и оборудования автономного газоснабжения и отопления.

Когда необходимо резервное электроснабжение и бесперебойное питание частного дома: классификация задач

По форме реализации, да и по сути действия – это практически две разные задачи. Они могут быть решены как по отдельности, так и в комплексной форме. Грамотный подход к организации автономного электропитания должен учитывать, прежде всего, сроки и частоту его отключения. Условно эти периоды можно классифицировать по следующему принципу:

• Микроотключения – случаются по причине проседания напряжения или пробоев в сети. Продолжительность таких отключений составляет от нескольких секунд до 2-5 минут. В таких случаях система резервного электроснабжения загородного дома не требует каких-либо сложных приспособлений, бывает достаточно одного ИБС.
• Краткосрочные – происходят из-за отключений на КТП (замыкания на ЛЭП, выгорание плавких вставок). Масштаб поломки носит локальный характер, поэтому ликвидация аварии производится за промежуток до 12 часов.
• Среднесрочные – такие отключения происходят по причине аварий на высоковольтных ЛЭП, которые инициированы коммунальными или газовыми службами. Устранение аварии этого типа происходит в промежуток 10-24 часа.
• Длительные – отключения из-за бедствий стихийного характера. Ликвидация аварии выполняется всеми службами, в том числе МЧС и коммунальщики. Однако масштабы и объем работ не позволяют выполнить ремонт ранее 2-4 недель.

Учитывая, какие из перечисленных видов отключения случаются в вашей местности, и следует подбирать резервное электроснабжение и бесперебойное питание дома или коттеджа. Для качественной аварийной системы обеспечения электротоком сегодня не достаточно установить генератор, понадобятся еще и силовые инверторы, способные на начальном этапе автоматически подключить оборудование.

Требования пользователя могут быть различны, например, некоторым достаточно задействовать только стратегически важные компоненты в виде холодильника или отопительного котла. Для этого хватит пары аккумуляторов и одного инвертора. Для продления автономного функционирования инверторного комплекта можно применить ветрогенератор, солнечные панели или дизельгенератор.

Типы систем резервного электроснабжения длительного действия для загородного дома или коттеджа

Организация резерва электрической энергии для коттеджа оправдана в том случае, когда она штатно поступает с длительными перебоями или же напряжение в сети не соответствует нормам. С серьезными нарушениями потенциала стабилизаторы не справятся, поэтому дополнительный источник тока должен покрывать основные потребности в освещении и работе вспомогательного оборудования.

Обычно резервное электроснабжение и бесперебойное питание сетей дома осуществляется при помощи «бесперебойника» UPS на аккумуляторах или газового генератора. Почему газового? Дело в том, что этот выбор обусловлен незначительными расходами на топливо и простыми правилами эксплуатации.

Оборудование дополнительного энергоснабжения должно проявлять мгновенную реакцию на падение или отключение напряжения, а также обеспечивать работу основных потребителей довольно продолжительное время. Бесперебойные конструкции бывают двух типов: одноступенчатые и двухступенчатые.

Одноступенчатые системы для обеспечения резерва электроэнергии

По сути это обычная аварийная схема бесперебойного питания, с той лишь разницей, что здесь применяются более мощные и емкие АКБ. Специалисты утверждают, что такое несложное решение поможет там, где перебои не столь частое явление, а требования к мощности источника не столь категоричны.

Если требования к продолжительности функционирования оборудования будут увеличиваться, то возникает необходимость применения батарей большей мощности и емкости. Однако такое решение связано с некоторыми проблемами:

• Литий-ионные АКБ и так недешевы, а с ростом емкости цена будет расти пропорцтонально.
• Батареи со свинцовыми пластинами дешевле, но занимают много места и требуют особых условий эксплуатации, потому что содержат кислоту.
• Чтобы быстро зарядить АКБ до следующего отключения сети, нужен зарядный ток большой величины и мощности домашней сети может быть недостаточно.
• Эксплуатационный ресурс аккумулятора составляет до 2 000 циклов «заряд-разряд», поэтому дорогую АКБ придется менять через каждые 2-3 года.

Двухступенчатый способ обеспечения резерва электропитания

Двухступенчатая система для организации резервного электроснабжения загородного дома включает генератор и источник бесперебойного питания. Принцип ее работы прост – сразу после сбоя штатного электропитания включается ИБП, отвечающий за аварийную схему. Далее запускается генератор.

Такая конструкция не нуждается в мощном аккумуляторе, потому как он включается только на короткое время и нагрузка минимальна. Ресурс батареи в этом случае расходуется экономно, поэтому ее срок службы составляет более 10 лет. При этом стоит запомнить, что АКБ от автомобиля не подойдет для использования в ИБП. Мощность электрогенератора не ограничивается и зависит от потребностей пользователя.

Выбираем резервные источники электроснабжения для частного дома или коттеджа

Выше уже были рассмотрены типы аварийных отключений электропитания в зависимости от временных промежутков, необходимых для их устранения. Теперь рассмотрим оптимальные решения по восполнению энергии для каждого из видов отключения:

• При перерывах в энергоснабжении до нескольких минут подойдет обычный бесперебойник ИБП, который способен выдержать минимальную, но обязательную нагрузку. Базовое требование к источнику – чистая синусоида на выходе для качественного питания автоматики и циркуляционного насоса отопительного котла.
• Для отключений сроком до 12 часов оптимальной считается система, состоящая из источника бесперебойного питания. В составе источника должно быть несколько мощных АКБ достаточной емкости, чтобы быть в состоянии обеспечивать питанием все оборудование. Нужно быть готовым увеличить емкость батарей до 300-400 Ач. При этом, кроме набора инструментов электрика, понадобится ИБП, который способен заряжать аккумуляторы.

• Среднесрочные отключения электричества на срок до двух суток потребуют более серьезного подхода. В данном случае резервные источники электроснабжения для дома должны включать генератор. Только такая схема позволит снабжать потребители на протяжении длительного времени. Основная нагрузка по обеспечению коттеджа электропитанием ложится на ИБП. Генератор заводится через каждые 3-6 часов для зарядки батарей, это гораздо экономнее, чем его постоянная работа.
• Длительные отключения перекрываются той же связкой – АКБ + ИБП + генератор. Разница состоит только в количестве горючего для электрогенератора.

Двухступенчатая схема обеспечения резерва электрического питания домашнего оборудования представляет собой оптимальное решение не только для местности, где перебои случаются довольно часто, но и там, где нужно обеспечить большую мощность на длительное время. В любом случае, окончательный выбор компонентов зависит от грамотной оценки потребностей домовладельца в оборудовании, которое должно функционировать независимо от наличия электричества в штатной сети.

stroimass.com

самодельные домашние батареи на 30-100 кВт

Экология жизни: Лайфхак. Своими руками можно собрать блок с лучшими характеристиками, чем у Tesla (например, на 30-100 кВтч) — и намного дешевле.

Бесплатное электричество при помощи бэушных батареек

В мае 2015 года Илон Маск представил красивые домашние блоки Powerwall, чтобы хранить энергию от солнечных батарей с крыши — и снабжать бесплатным электричеством весь дом днём и ночью. Даже при отсутствии солнечных батарей такое резервное питание для дома особенно ценно, если в квартале отключили электричество. Компьютер и вся техника продолжат спокойно работать. 

Вторая версия Powerwall хранит до 13,5 кВтч, чего должно хватить на несколько часов (стандартная мощность 5 кВт, а в пике 7 кВт). Проблема лишь в том, что оригинальная версия от Tesla стоит аж $5500 (плюс $700 за сопутствующее оборудование, итого $6200, плюс работы по установке стоят от $800 до $2000) — очень дорого.

DIY-мейкеры решили эту проблему с помощью бэушных батареек, которые лежат бесплатно в выброшенных ноутбуках.

Своими руками можно собрать блок с лучшими характеристиками, чем у Tesla (например, на 30-100 кВтч) — и намного дешевле.

Энтузиасты DIY-сборки делятся опытом на специализированных форумах DIY Powerwalls, в группе на Facebook и на YouTube. Специальный раздел на форумах посвящён безопасности — это важный аспект, когда собираешь такую мощную штуку, которая может ещё и загореться на улице (их обычно устанавливают за пределами дома, чтобы не нарушать закон и из безопасности).

Для мейкеров сборка и подключение такого блока питания — не только интересное занятие и экономия денег, но ещё и возможность разобраться, как работает электрика в доме.

Практически все энтузиасты в комментарии Motherboard отметили, что их собственные системы получаются гораздо большей ёмкости, чем у Tesla. Вероятно, компания пожертвовала ёмкостью ради красивого тонкого дизайна блока питания и ради большей эффективности охлаждения и безопасности. Один из французских мейкеров с форума под ником Glubux собрал блок на 28 кВтч. Он говорит, что этого хватает для всего дома, и пришлось даже купить электрическую духовку и индукционную плиту, чтобы куда-то расходовать излишки энергии.

Австралийский мейкер Питер Мэтьюс собрал блок на 40 кВтч, который питается от 40 солнечных панелей на крыше, благо в Австралии нет недостатка солнечных дней.

Самый большой самодельный блок, который удалось найти Motherboard, собран из 22 500 ячеек от ноутбуков и имеет ёмкость более 100 кВтч. От такого блока маленький дом может работать несколько месяцев — например, всю зиму — даже если солнечные панели полностью вышли из строя или неактивны.

А калифорнийский блогер Джеху Гарсия намерен собрать из батареек ноутбука систему на 1 мегаватт, крупнейшую подобную систему частного хранения энергии в США.

Большинство энтузиастов использует при сборке литий-ионные аккумуляторы модели 18650. Они обычно упакованы в цветные пластиковые корпуса и устанавливаются в ноутбуки и другую электронику. Новые аккумуляторы 18650 стоят около $5 за штуку, так что система выйдет немногим дешевле модели от Tesla. Поэтому, сборщики обычно скупают бэушные аккумуляторы и вынимают аккумуляторы из выкинутых сломанных ноутбуков. К сожалению, многие люди просто выкидывают аккумуляторы вместе со сломанным ноутбуком, хотя они ещё вполне рабочие. По словам директора крупнейшей в США компании по переработке батарей Call2Recycle, около 95% аккумуляторов не используются повторно, а заканчивают свой путь на свалке, хотя почти все типы батарей могут быть использованы повторно в том или ином виде.

Найти достаточное количество выброшенной техники не так просто, а в последнее время стало ещё труднее, потому что многие люди начали собирать из них собственные энергетические системы вроде Powerwall, а производители ноутбуков вообще не поощряют повторное использование их аккумуляторов в самодельной технике не их фирмы.

После находки батарей их тестируют, затем «обновляют» через cycling с полным разрядом. Потом батареи объединяет в «упаковки». Такие коробки для сотни батарей можно купить на рынке или собрать самостоятельно. Наверх прикрепляют электропроводящие медные «шины» (busbars), а к ним припаивают контакты батарей.

Вся структура прикрепляются к инвертору и монтируется в стойке, которая устанавливается обычно на улице. Можно установить там систему мониторинга для контроля температуры с автоматическим отключением банков энергии, которые слишком сильно разогрелись.

Сейчас уже сформировалось целое сообщество мейкеров со всего мира, которые конструируют такие «аккумуляторные домашние фермы» из старых батарей ноутбуков, чтобы хранить электричество от солнечных батарей. Сообщество объединяет энтузиастов со всего мира, они делятся опытом и советами по безопасности, инженерным системам, совместимости разных типов батарей и т. д. Успех и безопасность Powerwall доказала, что это действительно безопасные системы, пригодные для постоянного долговременного использования (у Powerwall гарантия 10 лет).опубликовано econet.ru

Автор: Анатолий Ализар

P.S. И помните, всего лишь изменяя свое сознание — мы вместе изменяем мир! © econet

econet.ru

Резервные источники питания для частного дома: генераторы против батарей

• Магазин
• Специалисты
• Журнал
• Форум
• Все разделы

  ►

  Перепланировки

  • Каталог домов

  С чего начать ремонт

  ►

  Дизайн и декор

  • Квартира
  • Спальня
  • Кухня
  • Столовая
  • Гостиная
  • Ванная комната, санузел
  • Прихожая
  • Детская
  • Мансарда
  • Маленькие комнаты
  • Рабочее место
  • Гардеробная
  • Библиотека
  • Декорирование
  • Мебель
  • Аксессуары
  • Загородный дом
  • Ландшафт
  • Системы хранения
  • Коридор
  • Уборка

  ►

  Строительство и ремонт

  • Фундамент
  • Кровля

www.ivd.ru

Цепь подзарядки аккумуляторов для RTC резервного питания

Я разрабатываю систему, которая содержит RTC для отображения даты и времени в пользовательском интерфейсе, а также для регистрации событий с отметками времени. В этом конкретном случае система включается с интервалами от одного раза в день до одного раза в две недели. При использовании он работает от источника постоянного тока, который получен из источника переменного тока. Система может оставаться включенной / используемой в течение любого промежутка времени от 30 минут до 4 часов одновременно. При выключении питание от сети (и, следовательно, от источника постоянного тока в цепи) отключается. Это когда RTC необходимо использовать решение для резервного аккумулятора (или аналогичного резервного), чтобы RTC работал. RTC, который я собираюсь использовать, — это микрочип MCP79510 .

Конечно, наиболее распространенным решением для такого применения было бы просто использовать стандартную батарейку типа «таблетка» (например, CR1220 или CR2032). Однако система должна быть спроектирована таким образом, чтобы обычный пользователь не имел физического доступа к внутренним частям системы, где расположена резервная батарея. Только уполномоченный персонал должен иметь такой доступ. Таким образом, чтобы предотвратить посещение системы таким персоналом только ради замены батареи каждый раз, когда она разряжается (хотя это может происходить только раз в 5-10 лет, и может быть реализовано несколько таких систем). в поле), я ищу альтернативное решение для обеспечения этого резервного питания.

Моя первая мысль — просто использовать перезаряжаемую батарейку типа «таблетка» с небольшой цепью зарядки. Теоретически это никогда не требует замены батареи, если только сама батарея не работает со сбоями. Я читал о зарядке этих перезаряжаемых батарей. Я хорошо знаю, что не перезаряжаемые батарейки типа «таблетка» … не перезаряжаемые …

С учетом сказанного я прочитал, что для таких типов батарей никогда не следует использовать струйную зарядку, поскольку механизм зарядки с постоянным током может привести к тому, что зарядное напряжение будет выше, чем рассчитано для батареи. Поэтому я понимаю, что я не могу использовать «зарядную» схему, которая всегда держит аккумулятор на полностью заряженном напряжении, как при использовании других типов аккумуляторов. Я правильно понимаю, или я ошибаюсь?

Мое первое предпочтение для этого типа батареи — что-то вроде Panasonic VL1220 . Для этой конкретной батареи есть документ, в котором описаны несколько цепей зарядки, из которых приведенная ниже схема кажется «стандартной» для использования:

Разве эта схема не заряжает батарею постоянно, как это обычно рекомендуется?

Во время дальнейшего чтения я наткнулся на контроллер управления зарядкой Microchip MCP73831 . Хотя это кажется привлекательной альтернативой решению с дискретной схемой, в нем также упоминается функция зарядки с постоянным током, которая (по моему мнению) не подходит для зарядки аккумуляторов такого типа. Может ли это устройство быть правильно настроено для зарядки аккумуляторных батарей типа «таблетка», как, например, в моем приложении?

Альтернативное решение для настройки батареи — использовать суперконденсатор. Хотя это гораздо более простое решение, оно будет в значительной степени зависеть от включения системы до истощения суперконденсатора, чтобы перезарядить суперконденсатор. Рабочие напряжения для этих типов конденсаторов накладывают серьезные ограничения на общее время резервного питания, особенно если существует вероятность того, что система не включится достаточно рано, чтобы перезарядить суперконденсатор до того, как он будет полностью разряжен. Кроме того, физический размер суперконденсаторов с очень высокой емкостью также становится проблемой. Таким образом, решение суперконденсатора, вероятно, не является идеальным.

ОБНОВЛЕНИЕ: Из комментариев до сих пор и ответа Neil_UK кажется, что MCP73831 не является необходимым, и что вышеупомянутая схема будет достаточна для приложения.

ОБНОВЛЕНИЕ 2:

В случае использования перезаряжаемой батарейки типа «таблетка», будет ли ожидаемый срок службы самой батареи в том же порядке, что и у неперезаряжаемой батарейки типа «таблетка»? Если это так, то, возможно, неизбежно, что батарею придется заменять каждые 5-10 лет, независимо от того, является ли она перезаряжаемой или не перезаряжаемой (что означает, что я мог бы также пойти с тип аккумуляторной батареи).

Резервный источник питания | Микросхема

Схема представленного ниже резервного источника питания может найти разнообразное применение в радиолюбительской практике. Несмотря на то, что рассчитан он на малую силу тока нагрузки, прибор может потребоваться в схемах цифровой электроники для поддержания их питания в аварийный момент отключения электричества. В качестве источника напряжения в критический период используются обычные гальванические элементы или аккумуляторы.

Схема резервного источника питания состоит из трансформатора с выходным напряжением 10 вольт и током не ниже 0,5 ампера, выпрямительного моста на четырех диодах 1N4002 и электролитического конденсатора номиналом 1000 мкФ x 16 В. Далее следует стабилитрон 8V2, который управляет транзистором BD139. Выходное напряжение устройства стабилизируется до +7,5 вольт. Батареи резервного источника питания в количестве пяти штук с общим напряжением 7,5 вольт подключены последовательно с диодом D7. Они готовы включиться в работу в случае прерывания основного источника питания. Падение напряжения на D7 уменьшит выходное напряжение от аккумуляторной батареи до 7 вольт. Резистор R3 резервного источника питания имеет специальную функцию подзарядки батареи. Для получения фактического сопротивления R3 напряжение между аккумулятором и стабилитроном D6 делится на ток утечки, который может составлять порядка 0,7 мА.

Номиналы остальных радиоэлементов резервного источника питания следующие:
R1-2-3 = 1 кОм; С2 = 100 мкФ x 16 В; D7 = 1N4002.

Ну и ещё одна простая схемка резервного источника питания с применением реле.

Применение реле позволяет значительно повысить мощностные и силовые характеристики устройства.

Обсуждайте в социальных сетях и микроблогах

Метки: Безопасность, защита

Радиолюбителей интересуют электрические схемы:

Импульсный источник питания
Двуполярный источник питания УМЗЧ

Аккумуляторная батарея для частного дома как резервный источник электроснабжения

Во время проживания вне больших городов собственники домов часто сталкиваются с проблемой перебоев в электроснабжении. Это бывает по многим причинам, например, из-за износа линий электропередач, погодных условий или неправильного разделения нагрузки. Чаще всего для решения этих проблем устанавливается резервное питание частного дома, которое бывает нескольких типов и решает различные задачи. В данной статье рассмотрены виды ИБП, какой резервный источник выбрать, и какими характеристиками обладает АКБ.

АКБ для частного дома

Источник бесперебойного питания

Для обеспечения снабжения электрическим током жилого помещения без перерыва существует несколько видов ИБП, которые классифицируются по исполняемым функциям. К ним относятся:

1. Комплекс агрегатов, призванных подключаться автоматически при нарушении снабжения сетевой электроэнергии. Во время аварийных ситуаций автоматика самостоятельно принимает решение и подключает резервный источник питания, снабжающий дом и основные бытовые приборы. При этом сетевая линия отключается до момента возникновения подачи энергии;
2. Постоянный источник электроснабжения. Эти приборы призваны обеспечивать постоянное снабжение электричеством жилой дом, что создает независимую от центральной линии систему, которая способна генерировать и накапливать энергию, используя аккумуляторы.

В обеих указанных выше системах имеется аккумуляторная батарея, которая является неотъемлемой их частью и используется в качестве накопителя и хранилища тока.

ИПБ

Также ИБП можно классифицировать, основываясь на принципе генерации электричества. В каждом из агрегатов есть свой источник питания: в первом случае это АКБ, которая накапливает ток во время работы приборов от центральной сети, а во втором – в качестве генерирующей силовой установки могут выступать солнечные батареи, бензиновый или дизельный генератор или ветряк. Подобная система особенно выгодна в отдаленных участках, при отсутствии поблизости центрального снабжения электричеством.

Виды АКБ для источника бесперебойного питания

Аккумуляторы для дома, используемые как резервное электроснабжение или в качестве основной коммуникации с альтернативным источником питания, в зависимости от своей конструкции бывают нескольких видов:

1. Свинцово-кислотные АКБ – это блоки, в которых электролит расположен внутри металлической сетки, между которыми находятся синтетические волокна, пропитанные жидкостью. Данные батареи широко используются для источников бесперебойного питания, так как быстро заряжаются и выдают большее количество энергии. Но в связи с тем, что структура свинцовых пластин пористая, срок службы подобных деталей весьма ограничен и составляет не более пяти лет;
2. Гелиевые аккумуляторы – это сложно устроенный агрегат, накапливающий и отдающий электрический ток, внутри которого вместо жидкого электролита расположен пропитанный гель. Он контактирует со стержнем, возникает электрохимическая реакция, но, благодаря свойствам геля, побочного эффекта в виде газа не возникает, поэтому эти батареи изготавливаются в герметичном корпусе.

Свинцово-кислотный АКБ

Таким образом, исходя из физико-химических свойств перечисленных АКБ, можно сделать вывод, что резервное электроснабжение лучше устраивать, используя гелиевые батареи, так как они обладают глубоким разрядом, что очень важно при необходимости обеспечить электричеством частный дом во время отключения основной линии. А для организации источника бесперебойного питания по альтернативной схеме лучше подходит АКБ, созданный по свинцово-кислотной технологии.

Важно! В обоих типах батарей, так как выделения газа являются минимальными, корпус изготавливается герметичным, и обслужить его не получится. После выработки своего ресурса изделие подлежит утилизации согласно техническим требованиям.

Гелиевый АКБ в герметичном корпусе

Многие собственники индивидуального жилья, выбирая аккумуляторы для дома, используемые при отключении электричества, в целях экономии пытаются заменить более дорогие гелиевые или свинцово-кислотные АКБ простыми батареями с жидким электролитом, которые предназначены для автомобилей. Конечно, их стоимость значительно ниже, но и функции, которые они выполняют, отличаются. Данный агрегат предназначен для максимальной выдачи тока определенного номинала и мощности, чтобы раскрутить стартер двигателя и выполнить его запуск. Он обладает хорошими характеристиками по короткому импульсу, но для длительной работы не подходит, так как быстро разряжается. К тому же его подзарядка занимает значительно больше времени, чем гелиевые или свинцово-химические АКБ.

Резервное электроснабжение: принцип работы

Энергоснабжение частного дома может осуществляться несколькими способами. В первую очередь, это сетевая линия, подающая электричество, генерируемое городской станцией. Преимуществом данной системы является то, что ток, поставляемый от организации, имеет хорошие характеристики, большую мощность и устойчивые показатели. К тому же собственнику жилья нет необходимости следить за электрооборудованием, все обслуживание системы проводят электроэнергетики со специализированной организации.

Также нередко применяется индивидуальное снабжение электроэнергией с применением альтернативных источников питания, таких как солнечные батареи или генераторы. Преимущества данной системы – это ее независимость от сетевой организации и бесперебойное снабжение током жилого помещения. Но для устройства подобной схемы понадобятся определенные знания и опыт, поэтому при планировании обеспечения дачи или частного дома электричеством именно от независимого источника стоит обратиться к квалифицированным специалистам.

Не важно, какой вид энергоснабжения выбран, обязательно нужно предусмотреть резервное питание для частного дома. Эта система позволяет организовать данный тип коммуникации таким образом, что даже во время отключения основной линии электропередачи или возникновения аварийной ситуации вместо генератора включается аккумулятор, который на протяжении некоторого времени позволяет пользоваться электричеством для поддержания хотя бы минимального комфорта и работы основных бытовых приборов. В каждой из систем предусмотрен свой тип АКБ, в зависимости от решаемой задачи.

Принцип работы резервного питания весьма прост: он заключается в непрерывном накоплении тока в емкости аккумулятора при рабочей сети. То есть в системе имеется зарядное устройство, которое подключено к АКБ и общей линии. Во время отключения тока происходит обратная реакция, и накопленная энергия устремляется на потребителя, после возникновения подачи электричества все процессы возвращаются в исходный вариант.

Аккумулятор для частного дома: схемы подключения

Схема подключения АКБ

Резервное электроснабжения для загородного дома с использованием аккумулятора может монтироваться по двум основным схемам:

1. Последовательное соединение АКБ. При этом напряжение будет увеличиваться кратно, например, при использовании батареи номиналом 12В два последовательно соединенных изделия образуют сеть, равную 24В, чем больше аккумуляторов, тем выше этот показатель;
2. Параллельная схема. В данном случае кратно увеличивается не напряжение, а сила тока, при этом мощность остается равной 12 Вольт, не зависимо от количества приборов.

Схему подключения необходимо применять в зависимости от расчета потребляемой энергии на бытовые приборы и в соответствии с нужным напряжением.

Технические характеристики АКБ для дома

Многие производители предлагают батареи с индивидуальными показателями, но большинство из них относительно схожи и имеют следующие характеристики:

1. Рабочее напряжение номиналом 12 Вольт. Это средний показатель наиболее распространённых изделий; бывают АКБ и 24 Вольта, но используются они весьма редко;
2. Емкость батареи для резервирования электроэнергии бывает разной: от 50 до 500 А/час. При необходимости больших объемов питания такие АКБ можно соединить в параллельную схему. Определить номинальную емкость изделия можно по весу: чем он выше, тем больше в детали свинцовых пластин, соответственно, и электрически заряженного материала намного больше;
3. Габариты и корпус. В большинстве моделей в качестве оболочки используется герметично запаянный пластик, который хорошо переносит перепады температур и не боится влаги, а также окисления внутренней среды;
4. Максимальный цикл заряда и разряда детали. В зависимости от емкости и устройства АКБ, она бывает от 50 до 250 циклов. Выбирать батарею для использования в бесперебойном электропитании необходимо, учитывая этот параметр, так как чем выше данный показатель, тем дороже будет АКБ.

Это основные характеристики, которые присущи большинству моделей аккумуляторов, используемых в качестве накопителя энергии в системах бесперебойного или аварийного электроснабжения.

Техника безопасности при эксплуатации АКБ

Дача является местом временного пребывания, поэтому при организации электроснабжения с использованием аккумуляторов, не зависимо от их вида, необходимо соблюдать основные правила техники безопасности при монтаже и эксплуатации, чтобы в момент отсутствия собственника в жилом помещении не возникло аварийных ситуаций.

В первую очередь, это обеспечение хорошей циркуляции воздушных масс в технической комнате, в которой расположены батареи. Так как побочным эффектом зарядки АКБ является образование вредного для человека газа в момент закипания электролита, его скопление может привести к отравлению или аллергической реакции. Поэтому для качественного проветривания помещение нужно оборудовать приточной и вытяжной вентиляцией, желательно работающей в автоматическом режиме.

Автоматический выключатель

Необходима установка термостатического датчика, отключающего питание зарядного устройства. Это необходимо для предотвращения вздутия или разрыва АКБ во время достижения им максимальной емкости.

Нужно периодически замерять рабочие параметры батареи, используя мультиметр или другое оборудование. Если технические характеристики в процессе эксплуатации значительно упали, то деталь необходимо заменить и провести точную диагностику всей системы для выяснения причины.

Запрещается использовать в резервном или автономном энергоснабжении автомобильные аккумуляторы с жидким электролитом. Так как они обладают низким ресурсом с точки зрения цикла подзарядки, который равен не более 50 раз, то срок их службы в данной системе составит не больше 6 месяцев.

Таким образом, при правильном выборе и грамотной эксплуатации аккумулятора для резервного питания частного дома оборудование прослужит вес срок, заявленный производителем, и не доставит проблем собственнику жилого помещения.

Видео

Оцените статью:

Источник питания 12 В от батареи

В этом уроке мы делаем схему резервного источника питания 12 В от батареи. Эта схема автоматически переключает нагрузку на аккумулятор при отсутствии сетевого питания. Когда сетевое питание восстановится, нагрузка переключится на сетевое питание, и аккумулятор автоматически перейдет в режим зарядки.

Компоненты оборудования

08

Принципиальная схема

Рабочее объяснение

Эта схема состоит из трех частей, первая часть обеспечивает питание всей цепи.Вторая часть — это автоматическое зарядное устройство, поэтому, когда аккумулятор полностью зарядится, эта схема автоматически прекратит его зарядку. Зеленый светодиод используется для индикации полностью заряженного аккумулятора. Третья часть — это стабилизатор напряжения, который обеспечивает фиксированное и чистое напряжение 12 В с помощью микросхемы LM812 и сглаживающих конденсаторов.

Выходной ток составляет 1 А, и эту схему можно использовать для устройств, которым требуется ток менее 1 А. Мы используем батарею SLA на 7,2 Ач, но вы можете использовать 10 или 12 Ач для более длительного резервного копирования.Вы также можете использовать батарею SLA на 20 или 25 Ач, и ее заряд займет больше времени по сравнению с другими. Вы можете модифицировать эту схему для получения более высокого выходного тока, используя высокоамперный трансформатор с подходящими диодами в диодном мосту. А также использование транзистора с ИС для усиления выходного тока. Таким образом, схема будет заряжать батарею с более высоким током быстрее.

Регулировка цепи

Первоначально эта схема требует некоторых настроек.

• Подключите регулируемый источник питания.
• Установите напряжение регулируемого источника питания на 14,4 В. Снимите аккумулятор и трансформатор и подключите источник питания вместо аккумулятора.
• Отрегулируйте переменный резистор 10 кОм, пока не загорится светодиод.
• Подключите аккумулятор и трансформатор обратно на место и снимите регулируемый источник питания.
• Теперь ваша схема перейдет в режим зарядки. Посмотрите, загорается ли светодиод, когда напряжение аккумулятора достигает 14,4 В во время зарядки. Проверить напряжение мультиметром.Если нет, отрегулируйте переменный резистор, пока не загорится светодиод.
• Теперь ваша схема готова к использованию.

Источник питания 12 В от батареи

Зарядная часть цепи также полностью автоматическая, поэтому, когда батарея полностью зарядится, зарядка будет автоматически остановлена, что будет обозначено зеленым светодиодом, используемым в цепи. Выходной ток составляет 1 А, благодаря чему схему можно использовать для самых разных устройств, которым требуется ток менее 1 А.

В схеме используется батарея SLA на 7,2 Ач, но вы также можете использовать батарею на 10 или 12 Ач в течение длительного времени. Вы также можете использовать батарею SLA на 20 или 25 Ач, но это займет больше времени, чем батареи 7,2, 10 и 12 Ач. Например, для полной зарядки аккумулятора емкостью 20 Ач 75% потребуется около 20 часов.

Схема может быть легко модифицирована для более высокой выходной мощности и для более быстрой зарядки более мощных батарей, используя высокоамперный трансформатор с подходящими диодами вместо всех 1N4007 и используя транзистор с LM7812 для увеличения выходного тока.

Часть схемы зарядного устройства батареи требует некоторых настроек в первый раз. Для настройки подключите регулируемый блок питания и установите его напряжение 14,4 В. Теперь удалите батарею и трансформатор 1A из цепи резервного питания от батареи, подключите источник питания вместо батареи и отрегулируйте переменный резистор 10K, пока не загорится зеленый светодиод. После этих регулировок подключите свинцово-кислотную батарею и трансформатор 1A к цепи резервного питания от батареи и отключите регулируемый источник питания, когда вы подключите батарею к цепи, она перейдет в режим зарядки.Теперь проверьте аккумулятор мультиметром во время зарядки и посмотрите, загорается ли зеленый светодиод, когда напряжение аккумулятора достигло 14,4 во время зарядки. В противном случае снова отрегулируйте переменный резистор 10 кОм, чтобы зеленый светодиод загорелся, когда во время зарядки напряжение батареи будет 14,4.

Авторские права 2015 CircuitDiagram.Org. Все права защищены .

На рисунке ниже показан проект простой схемы автоматического резервного питания от аккумуляторной батареи 12 В. Схема автоматически переключает нагрузку на батарею при отсутствии сетевого питания, а когда сетевое питание восстанавливается, нагрузка автоматически переключается на сетевое питание, и аккумулятор переходит в режим зарядки.

Здравствуйте, читатели! Мы часто добавляем новые принципиальные схемы, поэтому не забывайте почаще возвращаться. Спасибо.

Зарядное устройство

— Схема подзарядки плоской батареи для резервного питания RTC

Я разрабатываю систему, которая содержит RTC для отображения даты и времени в пользовательском интерфейсе, а также для регистрации событий с отметками времени. В этом конкретном случае система включается с интервалом от одного раза в день до одного раза в две недели. При использовании он работает от источника постоянного тока, получаемого от сети переменного тока.Система может оставаться включенной / использоваться в течение любого времени от 30 минут до 4 часов за раз. Когда питание отключено, питание от сети (и, следовательно, подача постоянного тока на схему) отключается. Это когда RTC необходимо использовать резервную батарею (или аналогичную резервную батарею), чтобы поддерживать работу RTC. Я собираюсь использовать RTC Microchip MCP79510.

Конечно, наиболее распространенным решением для такого применения было бы просто использовать стандартную батарейку типа «таблетка» (например, CR1220 или CR2032).Однако система должна быть спроектирована таким образом, чтобы у обычного пользователя не было физического доступа к внутренним компонентам системы, где расположена резервная батарея. Такой доступ должен иметь только уполномоченный персонал. Таким образом, чтобы предотвратить посещение системы таким персоналом только ради замены батареи каждый раз, когда она разряжена (хотя это может происходить только один раз в 5-10 лет, и может быть реализовано несколько таких систем в полевых условиях), я ищу альтернативное решение для обеспечения этого резервного питания.

Моя первая мысль — просто использовать аккумуляторную батарею типа «таблетка» с небольшой схемой зарядки. Теоретически это никогда не потребует замены батареи, если только она не неисправна. Я прочитал кое-что о зарядке этих аккумуляторных батарей типа «таблетка». Мне хорошо известно, что неперезаряжаемые батарейки типа «таблетка» … неперезаряжаемые …

С учетом сказанного, я читал, что капельная зарядка никогда не должна использоваться для этих типов батарей, поскольку механизм зарядки постоянным током может привести к зарядному напряжению выше, чем рассчитана на батарею.Поэтому я понимаю, что я не могу использовать схему «зарядки», которая всегда поддерживает полностью заряженное напряжение аккумулятора, как это используется с другими типами аккумуляторных приложений. Я правильно это понимаю или ошибаюсь?

Мое первое предпочтение в пользу этого типа батарей — это что-то вроде Panasonic VL1220. Для этой конкретной батареи есть документ, в котором описываются несколько схем зарядки, из которых приведенная ниже схема кажется «стандартной» для использования:

Разве эта схема не заряжает аккумулятор постоянно, как это обычно рекомендуется?

При дальнейшем чтении я наткнулся на контроллер управления зарядкой Microchip MCP73831.Хотя это кажется привлекательной альтернативой решению с дискретной схемой, в нем также упоминается функция зарядки постоянным током, которая (согласно моему пониманию) не подходит для зарядки этих типов аккумуляторов. Можно ли правильно настроить это устройство для зарядки аккумуляторных батарей типа «таблетка», как в случае с моим приложением?

Альтернативным решением для установки батареи является использование суперконденсатора. Хотя это гораздо более простое решение, оно будет во многом зависеть от включения системы до того, как суперконденсатор разрядится, чтобы перезарядить суперконденсатор.Рабочие напряжения для этих типов конденсаторов сильно ограничивают общее время резервного питания, особенно если существует вероятность того, что система не будет включена достаточно рано, чтобы перезарядить суперконденсатор до того, как он уже разрядится. Кроме того, физический размер суперконденсаторов с очень высокой емкостью также становится проблемой. Поэтому решение суперконденсатора, вероятно, не идеальное.

ОБНОВЛЕНИЕ:
Из комментариев до сих пор и ответа Neil_UK кажется, что MCP73831 не нужен, и что вышеуказанная схема будет достаточной для приложения.

ОБНОВЛЕНИЕ 2:

В случае использования аккумуляторной батареи типа «таблетка», находится ли ожидаемый срок службы самой батареи в том же порядке, что и у неперезаряжаемых батареек типа «таблетка»? Если это так, то, возможно, неизбежно придется заменять батарею каждые 5-10 лет, независимо от того, перезаряжаемый он или неперезаряжаемый (что означает, что я мог бы с таким же успехом выбрать неперезаряжаемый тип. тип аккумуляторной батареи).

Добавление резервного аккумулятора в схему с внешним источником питания

Проблема с исходной схемой, как вы знаете, заключается в том, что когда питание отключено, зарядное устройство по-прежнему питается от самой батареи! Поэтому, когда система работает от батареи, она постоянно разряжается, пытаясь зарядить себя.Чтобы исправить это, нам не следует подавать питание на зарядное устройство от аккумулятора.

Один из способов сделать это, как вы предлагаете, — использовать силовой полевой транзистор для отключения источника питания от зарядного устройства. Проблема заключается в том, что мы не можем перенастроить существующую схему. Таким образом, нам нужны и батарея, и регулятор, чтобы иметь возможность питать один и тот же узел, VSTABLE, но нам нужно блокировать питание от зарядного устройства, когда регулятор выключен. Один из способов узнать, включен или выключен регулятор, — это напряжение VSTABLE.Как вы указали, напряжение питания составляет 5 В, а напряжение аккумулятора — 3,7 В, поэтому мы можем использовать компаратор напряжения, чтобы указать, является ли VSTABLE ближе к 5 В или 3,7 В. Если оно ближе к 5 В, мы знаем, что стабилизатор питает цепь, и мы также должны запитать зарядное устройство. Если VSTABLE ближе к 3,7 В, мы предполагаем, что регулятор выключен, и мы отключаем зарядное устройство с помощью силового полевого транзистора M1:

.

^{смоделировать эту схему — Схема, созданная с помощью CircuitLab}

Компаратор напряжения, 4.35 В основано на падении напряжения на диоде 0 В. Например, если падение напряжения на диодах составляет 0,7 В, напряжение компаратора должно быть 3,65 В.

Общий случай

Приведенное выше должно работать в вашей ситуации. Однако что, если внешний источник питания и аккумулятор имеют одинаковое напряжение? В этом случае использование компаратора напряжения не сработает. Нам нужно добавить сигнал, чтобы указать, активен ли регулятор. Назовем этот сигнал RGOODN и скажем, что RGOODN низкий, когда регулятор включен, и высокий, когда регулятор выключен:

^{смоделировать эту схему}

RGOODN может быть сгенерирован перемычкой, переключателем, схемой и т. Д.Разработчик должен выяснить, как генерировать сигнал.

Батарея-резервная с внутрисхемной подзарядкой «блог kmod

У меня есть довольно простая по звучанию схема, которую я хочу построить, но мне, на удивление, довольно сложно найти какие-либо рекомендации по ней в Интернете (может быть, я не нашел правильный термин Google?). Дело в том, что я хочу обеспечить систему резервным аккумулятором, чтобы она могла легко переключаться между включением и отключением. Однако при подключении к розетке аккумулятор должен заряжаться.Так работает любое портативное потребительское устройство, но, что удивительно, не так, как люди используют батареи в сфере DIY. Итак, вопрос в том, как именно заставить систему переключаться между аккумулятором и источником зарядки?

Самый простой и понятный способ — настроить схему зарядки, а затем подключить нагрузку непосредственно к батарее, например:

При работе от аккумулятора аккумулятор просто питает нагрузку; а при включении схема зарядного устройства должна распределять свою мощность между нагрузкой и подзарядкой аккумулятора.И если нагрузка потребляет больше, чем может обеспечить зарядное устройство, разница должна быть компенсирована аккумулятором. Возможно, вам стоит добавить диод, чтобы напряжение аккумулятора не перетекло обратно на микросхему зарядного устройства, но вы поняли идею.

Но вопрос в том, безопасно ли это? Мне кажется, что так и должно быть, но с литиевыми батареями я не хочу ничего воспринимать как должное. Удивительно, но я не нашел в Интернете источников, говорящих о том, есть это или нет. Есть много людей, которые предлагают сложные схемы, и я могу придумать объяснения, почему они могут быть лучше, но я не видел никаких объяснений, почему более простой вариант недостаточен.Одна из причин, по которой сложные варианты лучше, заключается, например, в том, что если вы подключаете входное напряжение непосредственно к нагрузке (и используете транзистор, чтобы контролировать, подключен ли аккумулятор к нагрузке), это позволяет вам использовать полную емкость зарядного устройства. для батареи, продолжая питать нагрузку (в более простой конструкции ток заряда разделяется между батареей и нагрузкой, что увеличивает время зарядки). Однако это не кажется серьезным недостатком для моего варианта использования, поскольку время подзарядки не является самым важным.

Может быть, есть какая-то проблема, что зарядное устройство будет предпочтительно заряжать батарею, а не питать нагрузку, хотя я считаю, что, поскольку передняя часть нагрузки будет регулятором напряжения, регулятор попытается сделать так, чтобы этого не произошло; Другими словами, регулятор должен обеспечивать путь с гораздо меньшим импедансом, чем батарея (при условии, что нагрузка недостаточно запитана), которая будет принимать подавляющую часть тока.

В любом случае, если кто-нибудь знает больше о том, сделано это или нет, пожалуйста, дайте мне знать, так как я собираюсь построить такую ​​схему!

Обновление : ну, на самом деле у меня больше нет ответов, но я думаю, что решил для себя одну вещь: я хочу построить схему блокировки пониженного напряжения, которая отключает питание от батареи, когда напряжение становится слишком низким.Это сделано для безопасности батареи, поскольку она чрезмерно разряжается, что плохо для батареи и, кто знает, вероятно, тоже небезопасно. Поскольку я планирую использовать схему для отключения аккумулятора от нагрузки в этой ситуации, кажется, что не составит большого труда обновить условие «выключить», чтобы также включить «или если USB-адаптер подключен» .

Обновление № 2 (12.04.14) : на самом деле похоже, что подход в этом посте — прямое соединение батареи и нагрузки — может быть подходящим, хотя я не уверен, как работает блокировка пониженного напряжения должен работать.Я склоняюсь к этому, так как только что увидел, что SparkFun выпустила плату зарядного устройства, которая работает именно так — здесь на схемах видно, что аккумулятор и нагрузка подключены напрямую, и это также предлагается в таблице данных для зарядное устройство, которое они используют. Я не настолько близок к тому, чтобы действительно иметь потребность в резервном аккумуляторе для моего проекта, но все же круто думать об этом.

Зарядка аккумулятора

% PDF-1.4
%
1 0 obj> поток
application / pdfЗарядка аккумулятора

iText 2.1.7, автор 1T3XTSNVA5572011-12-08T01: 06: 25.000Z2011-12-08T01: 06: 25.000Z

конечный поток
эндобдж
2 0 obj> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB / ImageC / ImageI] / Font >>> / MediaBox [0 0 540 720] / Contents [7 0 R 8 0 R 9 0 R 10 0 R] / Type / Страница / Родитель 11 0 R >>
эндобдж
3 0 obj> поток
Принципиальная схема зарядного устройства для свинцово-кислотных аккумуляторов

и его работа

В этом проекте «Сделай сам» я покажу вам, как построить простую схему зарядного устройства для свинцово-кислотных аккумуляторов, используя легко доступные компоненты.Эта схема может использоваться для зарядки аккумуляторных свинцово-кислотных аккумуляторов на 12 В с номиналом от 1 Ач до 7 Ач.

Введение

Свинцово-кислотные батареи — одни из самых старых аккумуляторных батарей, доступных сегодня. Из-за их низкой стоимости (по емкости) по сравнению с новыми технологиями аккумуляторов и способности обеспечивать высокие импульсные токи (важный фактор в автомобилях) свинцово-кислотные аккумуляторы по-прежнему являются предпочтительным выбором аккумуляторов почти для всех транспортных средств.

Основная проблема, связанная с любой батареей, заключается в том, что она со временем разряжается и требует подзарядки, чтобы обеспечить необходимое напряжение и ток.

У разных аккумуляторов разные стратегии зарядки, и в этом проекте я покажу вам, как заряжать свинцово-кислотные аккумуляторы с помощью простой схемы зарядного устройства для свинцово-кислотных аккумуляторов.

Предупреждение: Прежде чем продолжить, я хочу, чтобы вы знали, что эта схема тестируется в определенных условиях тестирования, и мы не гарантируем, что она будет успешной на 100%. Попробуйте эту схему на свой страх и риск. Примите все необходимые меры предосторожности, поскольку вы можете иметь дело с сетевым напряжением и высоким потенциалом постоянного тока.

Как зарядить свинцово-кислотный аккумулятор?

Для зарядки аккумулятора от сети переменного тока нам понадобится понижающий трансформатор, выпрямитель, схема фильтрации, регулятор для поддержания постоянного напряжения. Затем мы можем подать стабилизированное напряжение на аккумулятор, чтобы зарядить его. Подумайте, если у вас есть только постоянное напряжение и заряжаете свинцово-кислотную батарею, мы можем сделать это, подав это постоянное напряжение на регулятор напряжения постоянного-постоянного тока и некоторые дополнительные схемы перед подачей на свинцово-кислотную батарею. Автомобильный аккумулятор также является свинцово-кислотным аккумулятором.

Как видно на приведенной выше блок-схеме, на регулятор напряжения постоянного тока подается постоянное напряжение. Здесь используется стабилизатор напряжения 7815, который представляет собой стабилизатор на 15 В. На аккумулятор подается регулируемое выходное напряжение постоянного тока. Также имеется схема режима непрерывной зарядки, которая помогает снизить ток, когда аккумулятор полностью заряжен.

Связанная публикация — Схема портативного зарядного устройства 12 В с использованием LM317

Принципиальная схема

Принципиальная схема зарядного устройства для свинцово-кислотных аккумуляторов приведена ниже.

Компоненты цепи зарядного устройства свинцово-кислотной батареи

• 7815
• Мостовой выпрямитель
• Резисторы — 1 Ом (5 Вт), 1 кОм x 2, 1,2 кОм, 1,5 кОм x 2, 10 кОм
• Диоды — 1N4007, 1N4732A (стабилитрон)
• 2SD882 NPN транзистор
• светодиода x 4
• Потенциометр 50 кОм
• реле 12 В

Описание компонентов

7815

Регуляторы 7815X являются частью линейных регуляторов 7815X.Вы могли использовать 7805 и 7812, которые производят регулируемое напряжение 5 В и 12 В соответственно. Точно так же регулятор напряжения 7815 выдает постоянное регулируемое напряжение 15 В.

Свинцово-кислотная батарея

Свинцово-кислотная батарея — это перезаряжаемая батарея, разработанная в 1859 году Гастоном Планте. Основные преимущества свинцовых аккумуляторов в том, что они рассеивают очень мало энергии (если рассеивание энергии меньше, они могут работать долгое время с высокой эффективностью), они могут обеспечивать высокие импульсные токи и доступны по очень низкой цене.

Калибровка схемы

Прежде чем увидеть работу, позвольте мне показать вам, как откалибровать схему. Для калибровки схемы вам понадобится регулируемый источник питания постоянного тока (настольный источник питания). Установите напряжение в вашем настольном источнике питания на 14,5 В и подключите его к CB + и CB- схемы.

Сначала установите перемычку между положениями 2 и 3 для калибровки. Теперь медленно поворачивайте потенциометр 50 кОм, пока не загорится светодиод «Заряжено». Теперь отключите питание и подключите перемычку между 1 и 2.Ваша схема готова, так как все, что вам нужно, это источник постоянного (или переменного) напряжения 18 В.

ПРИМЕЧАНИЕ

• 14,5 В, установленное нами при калибровке, называется точкой срабатывания. Если для точки срабатывания установлено значение 14,5 В, аккумулятор будет заряжаться примерно на 75% своей емкости.
• Если вы хотите зарядить на 100%, установите точку срабатывания ≈16 В, сняв регулятор 7815 и напрямую подавая 18 В постоянного тока, но это не рекомендуется.

Описание схемы

• Схема в основном состоит из мостового выпрямителя (если вы используете источник переменного тока с пониженным напряжением до 18 В), регулятора 7815, стабилитрона, реле 12 В и нескольких резисторов и диодов.
• Напряжение постоянного тока подключается к Vin 7815 и начинает заряжать аккумулятор через реле и резистор 1 Ом (5 Вт).
• Когда напряжение зарядки аккумулятора достигает точки срабатывания, то есть 14,5 В, стабилитрон начинает проводить и обеспечивает достаточное базовое напряжение для транзистора.