Un circuito de alimentación de respaldo simple de 12 V. Sistema de respaldo de energía en el hogar

Para reservar energía para los consumidores de energía críticos, se utiliza la conexión en paralelo de varias fuentes de energía, eliminando al mismo tiempo la influencia mutua de una fuente sobre otra.
Si uno de varios dispositivos de suministro de energía se daña o se desconecta, la carga se conectará automáticamente y sin interrumpir el circuito de energía a la fuente de energía cuyo voltaje sea mayor que los demás. Normalmente, en los circuitos de CC, se utilizan diodos semiconductores para separar los circuitos de alimentación. Estos diodos evitan que una fuente de alimentación influya en otra. Al mismo tiempo, estos diodos desperdician parte de la energía del suministro eléctrico. En este sentido, en circuitos redundantes conviene utilizar diodos con una caída de tensión mínima en la unión. Normalmente se trata de diodos de germanio.
En primer lugar, la energía se suministra a la carga desde la fuente principal, que generalmente tiene un voltaje más alto (para implementar la función de autoconmutación a energía de respaldo). La tensión de red (a través de una fuente de alimentación) se utiliza con mayor frecuencia como fuente de este tipo. Como fuente de energía de respaldo se suele utilizar una batería o acumulador, teniendo un voltaje obviamente menor que el de la fuente de energía principal.
Los esquemas de redundancia más simples y obvios para fuentes de CC se muestran en la Fig. 10.1 y 10.2. De esta manera, puede conectar una cantidad ilimitada de fuentes de energía a equipos electrónicos críticos.
El circuito de redundancia de la fuente de alimentación (Fig. 10.2) se diferencia en que la función de los diodos que separan las fuentes de alimentación la desempeñan los LED. El LED se ilumina para indicar la fuente de alimentación activa (normalmente un voltaje más alto). La desventaja de esta solución de circuito es que la corriente máxima consumida por la carga es pequeña y no excede la corriente directa máxima permitida a través del LED.

Arroz. 10.1. Esquema básico de redundancia de suministro de energía.

Arroz. 10.2. Esquema de redundancia de suministro de energía mediante LED.

Arroz. 10.3. Circuito de redundancia de alimentación del dispositivo de seguridad.

Además, el LED baja unos dos voltios necesarios para su funcionamiento. La indicación luminosa es inestable cuando la diferencia de voltaje de suministro es insignificante.
El diagrama de redundancia automática de la fuente de alimentación para equipos críticos (un dispositivo de seguridad) se muestra en la Fig. 10.3. El diagrama muestra convencionalmente el principal: la fuente de alimentación principal. En su salida, carga RH y condensador C2, ¡se forma un voltaje estable de 12 6 o más! La batería de respaldo GB1 está conectada a la resistencia de carga a través de una cadena de diodos VD1 y VD2. Dado que la diferencia de voltaje entre estos diodos es mínima, no fluye corriente a través de los diodos hacia la carga. Sin embargo, vale la pena apagar el suministro principal.
a la fuente de tensión de alimentación, a medida que se abren los diodos. De este modo, se suministra energía a la carga sin interrupción.
El LED HL1 indica el estado de servicio de la fuente de energía de respaldo y el diodo VD2 no permite que el LED se alimente desde la fuente de energía principal.
El circuito se puede modificar para que dos LED indiquen de forma independiente el estado de funcionamiento de ambas fuentes de alimentación. Para ello basta con complementar el circuito (Fig. 10.3) con elementos indicadores.
En la patente de la RDA nº 271600 se describe un dispositivo para encender automáticamente una batería de respaldo, y su circuito se muestra en la Fig. 10.4.

Arroz. 10.4. Diagrama del dispositivo para encender automáticamente la batería de respaldo

En el modo inicial (estándar), la corriente de la fuente de alimentación principal Ea fluye hacia la carga a través del indicador LED de corriente de carga. El transistor VT1 está abierto, el transistor VT2 está cerrado, la batería de respaldo Eb está desconectada. Tan pronto como se apague la fuente de alimentación principal, el LED HL1 se apagará, el transistor VT1 se cerrará y, en consecuencia, se abrirá el transistor VT2. La batería Eb se conectará a la carga.
La desventaja del dispositivo es que la corriente máxima a través de la carga no puede exceder la corriente máxima permitida a través del LED. Además, se pierden hasta 2 V en el propio LED. Si sacrifica la función de indicación y reemplaza el LED con un diodo de germanio diseñado para aumentar la corriente, se eliminará esta limitación.
Para el funcionamiento normal de los identificadores automáticos de llamadas telefónicas (ANI), una condición necesaria es
uso de una fuente de energía de respaldo. El diagrama de uno de ellos se muestra en la Fig. 10.5.
Cuando se enciende la fuente de alimentación, se activa el relé K1, que también es un sensor de descarga de la batería GB1. A través de la resistencia R2 fluye una corriente de carga de 5... 10 mA. Cuando se apaga la tensión de red, el dispositivo recibe energía de la batería GB1; sin embargo, si la tensión de la batería cae por debajo de 6,5 V, el relé se apagará. Los contactos del relé abrirán el circuito de alimentación y así protegerán la batería de una mayor descarga.

Arroz. 10.5. Esquema para encender automáticamente una fuente de alimentación de respaldo para el identificador de llamadas

La batería consta de seis celdas D-0,55. Su recurso es suficiente para que el teléfono funcione de forma autónoma durante una hora.
El circuito utiliza un relé RES-64A RS4.569.724.
El dispositivo se configura seleccionando la resistencia R1, que establece el voltaje de liberación del relé K1. Seleccionando R2, se determina el valor de la corriente de carga. Para evitar sobrecargar la batería, se recomienda reducir la corriente de carga a 0,2 mA.
La transferencia automática de la fuente de alimentación de la carga, por ejemplo, un receptor de radio, a la energía de la batería de respaldo cuando se apaga la fuente de alimentación principal, permite implementar el dispositivo de acuerdo con el diagrama de la Fig. 10.6. El modo de funcionamiento del dispositivo se indica mediante la iluminación LED: color verde: funcionamiento en modo normal; rojo - en modo de emergencia (con baterías).
Una característica especial del indicador es que cuando funciona con batería, su descarga a través de la fuente de alimentación principal conectada se elimina debido al uso de un diodo en el circuito de compuerta del transistor de efecto de campo.
Para evitar que la carga se alimente desde la batería cuando el dispositivo está funcionando desde la fuente de alimentación, el voltaje de salida de la fuente de alimentación debe ser 0,7... 0,8 V mayor que el voltaje de la batería.

Arroz. 10.6. Esquema de cambio automático de carga a energía de respaldo con indicación.

Arroz. 10.7. Circuito de interruptor de alimentación automático.

Un desarrollo adicional del dispositivo anterior es un interruptor de alimentación automático (Fig. 10.7). El dispositivo está diseñado para su instalación en cualquier dispositivo portátil y portátil (receptores, reproductores, grabadoras) que tenga fuentes de energía internas. El interruptor de alimentación automático le permite cambiar automáticamente de alimentación interna a externa y viceversa.
En el estado inicial, cuando se apaga la fuente de alimentación externa, el relé K1 se desactiva y, a través de sus contactos normalmente cerrados, se suministra voltaje desde la batería GB1 a la carga RH y a través del diodo VD1 al diodo inferior (rojo) HL1 en el circuito. Cuando se conecta una fuente de alimentación externa, el relé K1 se activa, sus contactos K1.1 se colocan en la posición más baja de acuerdo con el diagrama y se suministra energía a la carga desde una fuente externa. Dado que el ánodo del diodo superior HL1 (verde) recibe un voltaje 2 V mayor que el ánodo del diodo inferior HL1 (rojo), el LED bicolor de dos ánodos HL1 se ilumina en verde, lo que indica el modo de funcionamiento de la red. Cuando falla la tensión de red, el devanado del relé K1 se desactiva y la carga cambia automáticamente al funcionamiento desde la batería GB1. Esto lo indica el indicador HL1, que cambia el color del brillo de verde a rojo. El diodo VD1 debe tomarse del tipo KD503, KD521 o KD510. La caída de voltaje a través de él en conexión directa debe ser de al menos 0,7 b. Luego, cuando el LED verde esté encendido, el rojo no se encenderá.
La resistencia R2 establece la corriente a través de HL1 en 20 mA. Relé K1 tipo RES-15 (pasaporte RS4.591.005) u otro con una tensión de funcionamiento no superior a 5 V. Normalmente, el relé funciona a una tensión que es un 30...40% menor que su tensión de funcionamiento.
Al configurar el dispositivo, la resistencia R1 se selecciona de tal valor que el relé K1 funcione de manera confiable a un voltaje de 4 V. Cuando se utilizan relés K1 de otros tipos con un voltaje de operación cercano a 4,5 V, se puede eliminar la resistencia R1.
Cuando se suministra alimentación de red a relojes electrónico-mecánicos, se observa un efecto desagradable: cuando se corta la tensión de red, el reloj deja de funcionar.
Más confiables y cómodas de usar son las fuentes de alimentación combinadas: fuentes de alimentación de red en combinación con baterías de níquel-cadmio D-0.1 o D-0.125 (Fig. 10.8).
Aquí, los condensadores C1 y C2 realizan la función de elementos reactivos de balasto que amortiguan el exceso de tensión de la red. La resistencia R2 sirve para descargar los condensadores C1 y C2 cuando el dispositivo está desconectado de la red.
Si los contactos del interruptor SA1 están cerrados, entonces, con una media onda negativa de la tensión de red en el cable superior (según el diagrama), se abrirá el diodo VD2 y los condensadores C1 y C2 se cargarán a través de él. Con medias ondas positivas, los condensadores comenzarán a recargarse, la corriente fluirá, en primer lugar, a través del diodo abierto VD3 y la batería GB1 y el condensador S3 comenzarán a recargarse. El voltaje en una batería completamente cargada será de al menos 1,35 V, en el LED HL1, aproximadamente 2 V. Por lo tanto, el LED comenzará a abrirse y, por lo tanto, limitará la corriente de carga de la batería. Por lo tanto, la batería siempre estará cargada.

Arroz. 10.8. Fuente de alimentación combinada para relojes electrónicos-mecánicos.

Si hay voltaje en la red, el reloj se alimenta de él durante los semiciclos positivos y durante los semiciclos negativos de la energía almacenada en la batería GB1 y el condensador SZ. Cuando falla la tensión de red, la batería se convierte en la fuente de energía.
La iluminación del dial se enciende abriendo los contactos del interruptor SA1. En este caso, la corriente de carga y descarga de los condensadores C1 y C2 fluye a través de los filamentos de las lámparas EL1 y EL2 y comienzan a brillar. Y el diodo zener VD1 de dos ánodos, anteriormente cerrado, ahora realiza dos funciones: limita el voltaje de las lámparas a un valor en el que brillan con una ligera subtensión, y si el filamento de una de las lámparas se quema, pasa la carga. -descarga de corriente de los condensadores a través de sí mismo, lo que evita la interrupción del funcionamiento de la fuente de alimentación en general.
El diodo zener de dos nodos VD1 tipo KS213B se puede sustituir por dos diodos zener de serie contraria D814D, KS213Zh, KS512A. LED HL1 - AL341 con caída de tensión continua a una corriente de 10 mA - 1,9...2,1 V. Lámparas incandescentes EL1 y EL2 tipo SMN6.3-20 (para tensión 6,3 V y corriente y m/h; o similar, la El cuerpo del conmutador SA1 debe estar aislado de forma fiable de la red.
En la fuente de alimentación de un reloj electrónico (figura 10.9), las resistencias R1 y R2 suprimen el exceso de tensión de red. Ésta no es la solución más económica al problema, pero con un bajo consumo de corriente está bastante justificado. Además, si se toca accidentalmente la salida del rectificador, la corriente máxima a través del cuerpo humano no alcanzará valores peligrosos (no más de 4 mA), ya que el valor de las resistencias limitadoras de corriente es bastante grande.

Arroz. 10.9. Circuito de alimentación redundante para relojes electrónicos.

Desde la salida del estabilizador (un análogo de un diodo zener y, al mismo tiempo, un indicador de encendido, LED HL1), se suministra tensión de alimentación al reloj electrónico a través de un diodo de germanio VD5. En caso de corte de energía, el reloj se alimenta de la batería GB1; si hay tensión de red, la corriente del rectificador recarga la batería. El circuito no utiliza un condensador de filtro. La función de un condensador de filtro de alta capacidad la realiza la propia batería.
Los relojes electrónicos-mecánicos generalmente funcionan con una sola celda galvánica con un voltaje de 1,5 V. La fuente de alimentación ininterrumpida propuesta (Fig. 10.10) para un reloj electrónico-mecánico de cuarzo produce un voltaje de 1,4 V con una corriente de carga promedio de 1 mA. . El voltaje eliminado del divisor capacitivo C1 y C2 rectifica el nodo en los elementos VD1, VD2, SZ. Sin carga, la tensión en el condensador SZ no supera los 12 V.
Los dispositivos discutidos anteriormente para cambiar automáticamente a energía de respaldo en caso de una falla de la fuente principal usaban una fuente de corriente continua como fuente base (principal). Menos conocidos son los esquemas de redundancia para dispositivos que funcionan con corriente alterna. A continuación se muestra el esquema de uno de ellos, capaz de funcionar tanto en circuitos de corriente continua como de corriente alterna.

Arroz. 10.10. Circuito de alimentación ininterrumpida de bajo voltaje.

Arroz. 10.11. Diagrama de circuito para conectar una fuente de energía de respaldo con aislamiento galvánico.

El circuito para encender una fuente de energía de respaldo con aislamiento galvánico (IR/7) se alimenta desde una fuente de señal de control (Fig. 10.11), mientras consume una corriente mínima (fracciones de mA). La señal de control se suministra al divisor resistivo R1, R2. El diodo Zener VD6 y los diodos VD1 - VD5 protegen la entrada del dispositivo contra sobretensiones y conexiones de polaridad incorrecta. IR/7 se desactiva mediante los contactos de relé K1.1. El voltaje eliminado de la resistencia R2 y del diodo Zener VD6 se suministra a través del diodo VD5 al condensador electrolítico de alta capacidad C1. Cuando el dispositivo se enciende por primera vez, este condensador se carga a 9... 10 V en 2... 3 minutos, después de lo cual el circuito está listo para funcionar. La velocidad de carga y la corriente consumida por el dispositivo están determinadas por la resistencia R1. El transistor VT1 se cierra por la caída de voltaje en VD5.

A través del diodo VD7 y la resistencia R4, el dispositivo se conecta a IR/7.
Cuando se apaga el voltaje de control, la unión emisor-base del transistor de entrada del dispositivo ya no se pasa por alto. Transistores VT1 y VT2 abiertos. El condensador C1 se descarga a través del relé K1 y el transistor VT2. Se cierran los contactos K1.1 del relé, incluido el IRP. La energía al circuito proviene del IRP. Al mismo tiempo, los contactos de relé K1.2 pueden controlar otra carga. Si el voltaje de control reaparece en la entrada del dispositivo, el transistor VT1 se apaga. En consecuencia, el transistor VT2 también está bloqueado. El relé K1 se desenergiza, apagando K1.1 IRP con sus contactos. El voltaje en el condensador C1 permanece en 9... 10 B y el circuito entra en modo de espera.

Muy a menudo es necesario proporcionar energía de respaldo a su dispositivo. Este artículo analiza 4 formas de proporcionarlo.

lo mas simple

La forma más sencilla de cambiar a energía de respaldo es con 2 diodos.

Sólo estará abierto uno de los diodos, procedente de la fuente de alimentación cuyo voltaje sea mayor. Las ventajas del esquema son la simplicidad y el bajo costo. Las desventajas del circuito son obvias: la dependencia del voltaje de carga de la corriente, el tipo de diodo (Schottky o regular) y la temperatura. El voltaje siempre será menor que el de la fuente por la cantidad de caída de voltaje a través del diodo.

Un poco mas complicado

Este circuito es un poco más complicado, funciona de la siguiente manera: cuando el voltaje VCC está presente y es mayor que el voltaje de la fuente de respaldo (en este caso es la batería BT2), entonces el mosfet se cierra, porque el El voltaje en la Puerta es mayor que en la Fuente, el paso de voltaje a la carga y a la Fuente está asegurado por el diodo abierto D3. Cuando VCC desaparece, el voltaje en la Puerta desaparecerá con él, pero el diodo dentro del Mosfet se abrirá, proporcionando voltaje en la Fuente, y como ahora hay voltaje en la Fuente, pero no en la Puerta, el transistor se abrirá. completamente, asegurando el encendido de la batería sin pérdida de tensión. Este método es excelente para cambiar la alimentación del módulo GSM, seleccionamos el voltaje externo de 4,5 V, luego llegarán 4,2-4,3 V al módulo a través del diodo D3 y el voltaje de la batería fluirá sin pérdidas.

Caro pero sin pérdida

Sin pérdida de voltaje, puede cambiar las fuentes utilizando microcircuitos especiales, en particular la hoja de datos de descarga LTC4412. Sin embargo, este microcircuito puede ser escaso y costoso.

Óptimo sin pérdidas

Bueno, hemos llegado al método óptimo, sin pérdidas. Primero, veamos el diagrama de bloques del LTC4412.

Inmediatamente queda claro que no tiene nada de complicado, así que ¿por qué no repetirlo en elementos discretos? El bloque PowerSorceSelector es una matriz de dos diodos que proporciona energía al resto del circuito, A1 es un comparador, AnalogController no está claro qué, pero podemos suponer que no hace nada particularmente importante, más adelante quedará claro por qué.

Intentemos representar esto.

DA3 es un comparador. Compara los voltajes en dos fuentes. Alimentado por diodo D4 o D5. Cuando el voltaje en VCC es mayor que el de la batería, la salida del comparador sube, esto cierra VT2 y abre VT3 porque está conectado a la salida a través del inversor. Así, VCC pasa a la carga sin pérdidas. En el caso de que VCC sea menor que la batería, el nivel bajo en la salida del comparador cerrará VT3 y abrirá VT2.

Debo decir algunas palabras sobre la elección de piezas. DA3, DD1 deben tener un consumo aceptable en un sistema determinado; la elección es muy amplia, desde unos pocos miliamperios hasta cientos de nanoamperios (por ejemplo, MCP6541UT-E/OT y 74LVC1G02). Los diodos son necesariamente Schottky, si la caída en el diodo es superior al umbral de apertura del transistor (y para el IRLML6402TR puede ser -0,4 V), entonces no podrá cerrarse por completo.

Para garantizar el funcionamiento confiable de muchos dispositivos estacionarios, es necesario utilizar energía de respaldo. La mayoría de las veces, se instala una batería para estos fines, pero es necesario controlarla, evitar una descarga fuerte y recargarla de manera oportuna. Es más conveniente confiar esta responsabilidad a la automatización.

Para recargar la batería, necesita un dispositivo adecuado (interno o externo). El cargador puede fabricarse como parte de un sistema de suministro de energía ininterrumpida y automatizar completamente el proceso, es decir, puede encenderse cuando el voltaje de la batería cae por debajo de un nivel umbral o utilizar una carga "flotante". Por carga flotante nos referimos a conectar la batería en paralelo con la carga (Fig. 2.18), cuando la fuente de energía sirve solo para compensar las corrientes de autodescarga en las baterías. En este caso, el esquema resulta ser el más sencillo.

En estos circuitos, el voltaje entrante del transformador se selecciona de manera que la corriente de carga que pasa a través de la batería compense la corriente de autodescarga natural. El voltaje requerido después del rectificador se puede seleccionar experimentalmente instalando diodos adicionales o usando grifos del devanado secundario del transformador (para algunos transformadores unificados, por ejemplo de la serie TH, TPP, etc., es posible cambiar ligeramente el voltaje en el circuito secundario mediante la conmutación de tomas en el devanado primario). Al mismo tiempo, controlamos la corriente en el circuito de la batería mediante un amperímetro. Normalmente, el valor de la corriente de carga flotante no debe exceder el 0,005...0,01 del valor nominal de la batería. Reducir la corriente de carga solo conduce a un aumento en la duración del proceso (en esta aplicación, el tiempo de carga no importa, siempre será suficiente).

Estos esquemas se pueden utilizar si su red es lo suficientemente estable y el voltaje de suministro está dentro de los límites de tolerancia.

Arroz. 2.18. Circuitos que proporcionan carga flotante de la batería de respaldo.

(en las grandes ciudades monitorean esto). De lo contrario, se instalan un estabilizador de voltaje y un diodo entre el transformador y la batería, evitando que la corriente de la batería pase al estabilizador cuando el transformador no está encendido (Fig. 2.19). El chip KP142EH12 se puede reemplazar con un LM317 importado similar.

Arroz. 2.19. Circuito de carga con estabilizador de voltaje.

En la figura 2 se muestra un circuito de carga más avanzado. 2.20. No sólo mantiene un voltaje estable en

batería, pero también tiene protección de corriente ajustable, que evita daños a las celdas en caso de un cortocircuito en la salida (o falla de la batería). La limitación de corriente también es útil en los casos en los que se conecta una batería nueva (aún no cargada o previamente muy descargada). En este caso, limitar la corriente al nivel requerido evita la sobrecarga del transformador de la red de suministro (puede ser de baja potencia - 14...30 W, ya que en el modo "Alarma" la corriente requerida puede ser proporcionada fácilmente por la propia batería ). Además, hay una protección de temperatura dentro del chip que apaga su salida cuando se sobrecalienta, lo que elimina daños a los componentes.

Para ensamblar el dispositivo, puede utilizar una placa de circuito impreso de fibra de vidrio de una cara, como se muestra en la Fig. 2.21, su apariencia se muestra en la Fig. 2.22.

Durante la instalación se utilizaron piezas C1 (cualquier óxido, C2-C4) de la serie K10. Resistencia recortadora R4 - multivuelta SP5-2V. Puede utilizar cualquiera de las series K142EH3 o K142EH4 como microcircuito: tienen pines planos. Para instalar el microcircuito desde el lado de los conductores impresos se realiza en el tablero una ventana de 15 x 10 mm y orificios para su fijación. Se colocan arandelas dieléctricas entre la placa disipadora de calor del microcircuito y la placa para que los cables queden directamente sobre las pistas conductoras. Esto permitirá colocar una placa disipadora de calor en todo el plano del microcircuito.

Arroz. 2.21. Topología de PCB y disposición de elementos.

Arroz. 2.22. Aspecto de los elementos de montaje en el tablero.

El transformador (T1) se puede reemplazar por TP115-K9: tiene 2 devanados de 12 V cada uno con una corriente permitida de hasta 0,8 A. En reposo, el voltaje en el devanado será de 16 V, y después de rectificar y alisar con un condensador: 19 V, que es suficiente para el funcionamiento del estabilizador (la mayor parte del tiempo el circuito funcionará en modo de alta velocidad).

Otro circuito que funciona de manera similar se muestra en la Fig. 2.2,3- Se basa en el microcircuito L200 (no existen análogos domésticos), que tiene pines (2 y 5) para monitorear la corriente en la carga. El encendido normal del microcircuito es típico: la corriente máxima en el circuito de carga depende del valor de la resistencia B2 (Lax = 0,45/R2), y el voltaje requerido lo establece la resistencia R3. El estabilizador puede proporcionar una corriente de salida de 0,1 a 2 A y tiene protección interna contra sobrecalentamiento.

Arroz. 2.23. La segunda versión del circuito del cargador con limitación de corriente.

Para instalar los elementos del segundo circuito del cargador, puede utilizar la placa de circuito impreso que se muestra en la Fig. 2.24.

Acerca de configurar todos los circuitos con estabilización. Necesitará un miliamperímetro, un voltímetro (preferiblemente digital) y una potente resistencia que simule la carga. Todo esto se conecta según el circuito que se muestra en la Fig. 2.25.

Primero, con la batería desconectada, use la resistencia de recorte adecuada para configurar el voltaje en la salida del estabilizador a 13 V. Después de eso, use el interruptor S1 para encender la resistencia RH y verificar la corriente límite. Se puede instalar de cualquier forma seleccionando una resistencia de realimentación de corriente - R3 en el diagrama de la Fig. 2.20 (por ejemplo, para una corriente de 220 mA - R3 = 3,9 Ohm; para 300 mA - R3 = 3,3 Ohm) o R2 en el circuito de la Fig. 2.23.

Arroz. 2.24. Topología de PCB y apariencia de instalación.

Arroz. 2.25. Soporte para configurar y probar el cargador.

Ahora, en lugar de la resistencia RH, conectamos la batería GB1. Configuramos la corriente requerida en el circuito de carga (para la capacidad de energía de una batería específica) ajustando el voltaje de salida. La instalación final debe realizarse después de que la batería esté completamente cargada; esta corriente debe compensar la autodescarga1.

Lectura adicional

1. Kadino E. Sistemas de seguridad electrónicos. Por. del francés - M.: Prensa DMK, 2001, pág. 11.

2. Shelestov I.P. Radioaficionados: diagramas útiles. Libro 1. - M.: SOLON-Press, 2003, p. 84.

3. Shelestov I.P. Radioaficionados: diagramas útiles. Libro 3. - M.: SOLON-Press, 2003, p. 133.

4. Sitio web de la empresa: http://www.dart.ru/index5.shtml?/cataloguenew/acoustics/oscillator.shtml

5. KhrustalevD. A. Baterías. - M.: Izumrud, 2003.

El diagrama de circuito que se muestra en la figura conecta automáticamente la batería de respaldo a la carga y la desconecta cuando se suministra energía desde la red eléctrica. El circuito se basa en el IC LTC4412 de Linear Technology, que controla un transistor MOSFET externo. El transistor en el circuito se utiliza como un diodo ideal, cuya caída de voltaje no supera los 20 mV. La caída de voltaje en un diodo Schottky cuando se conecta directamente es de 0,2 a 0,4 voltios, y para los diodos convencionales, por ejemplo de silicio, este valor es de aproximadamente 0,6 a 0,7 voltios.

El voltaje de entrada puede estar en el rango de 3 a 28 V, el voltaje de la batería de 2,5 a 28 V. La corriente de carga máxima no es más de 2A. El consumo actual del chip LTC4412 no supera los 11 µA.

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Solo podía funcionar cuando desaparecía el voltaje de la fuente principal; no podía proteger la carga de una disminución o aumento de voltaje; Estas deficiencias se han corregido en la nueva versión del dispositivo, a saber:

1. El dispositivo no cambiará la carga a la fuente de alimentación de respaldo incluso si el voltaje de la fuente principal es bajo.

El dispositivo no es capaz de funcionar con un voltaje inferior a 6 voltios.

El dispositivo no protegerá la carga si el voltaje aumenta por encima del valor permitido.

La nueva versión del dispositivo tiene características significativamente mejoradas.

Capaz de operar con voltaje de entrada de fuente principal de 6 a 15 V.

Protección de carga contra bajo o sobre voltaje. Se utilizan dos comparadores para controlar el voltaje de la fuente principal. Cuando la fuente de voltaje principal está apagada, el funcionamiento del dispositivo es similar a su versión anterior.

La corriente consumida por la carga está limitada únicamente por la corriente máxima que pueden soportar los contactos del relé electromagnético utilizado.

El dispositivo funciona con una fuente de alimentación de respaldo de 12 V y consume una corriente de aproximadamente 100 mA. Si el voltaje de la fuente principal es inferior a 12 voltios, debe usar un estabilizador y conectarlo al espacio que se muestra en el diagrama. y también establecer los umbrales de protección mediante resistencias de construcción.

Operación del dispositivo

El voltaje de la fuente principal se suministra a las resistencias R6 y R12 desde donde se suministra el voltaje a las entradas de los comparadores, donde se compara con el voltaje proveniente del estabilizador VR1. Se utiliza un estabilizador VR1 separado para que cuando cambie el voltaje de la fuente de alimentación de respaldo, los umbrales de protección no cambien. Describiré brevemente para qué están destinadas estas resistencias de recorte. La resistencia R12 es responsable de activar la protección cuando el voltaje cae por debajo del umbral mínimo establecido por esta resistencia. En mi caso, este umbral es de 10,5 voltios, y para configurarlo, con un voltaje de entrada de 10,5 voltios, utilizando esta resistencia, ajuste el voltaje en el pin 7 del comparador a 1,3 V, que es inferior al umbral de funcionamiento de el comparador, dado que el voltaje en el sexto tramo del microcircuito es de 1,65 voltios, la protección funcionará inmediatamente. La resistencia R6 es responsable de disparar la protección en caso de un aumento crítico en el voltaje de la fuente principal. En mi caso, el voltaje máximo está fijado en 13 voltios. A este voltaje, la resistencia R6 se debe configurar a 4 voltios en el quinto tramo del microcircuito, lo que activará la protección y cambiará la carga a la fuente de respaldo. Gracias a estas resistencias, la protección se activa cuando el voltaje baja a 10,5 voltios o aumenta a 13.

La parte más interesante del circuito es el conjunto ensamblado en los microcircuitos DD1 y DD2. En realidad es un circuito de protección. Las dos entradas de este nodo están conectadas a comparadores, pero para que aparezca un nivel lógico de 1 en el pin 8 del microcircuito DD1 y funcione la protección, se deben crear ciertas condiciones. Este nodo también es interesante porque aparecerá uno lógico en la salida 8 de DD1.1 si hay estados lógicos idénticos en las entradas, ya sea dos 0 o dos 1. Si hay un 1 en una entrada y un 0 en la otra, la protección no funcionará.

El circuito de protección funciona de la siguiente manera. Con un voltaje de entrada normal de la fuente principal, solo funciona el comparador DA1.2, ya que el voltaje está por encima del umbral mínimo de apagado y por lo tanto el transistor de salida abierto del comparador DA1.2 cierra los pines 4 y 5 del elemento DD2.4. a tierra, que es similar al estado lógico 0, y en las entradas 1 y 2, los elementos DD2.3 tienen un voltaje de aproximadamente 4,5 - 5 voltios, que es similar al estado del 1 lógico, ya que el voltaje no alcanza 13 voltios y el comparador DA1.1 no funciona. En esta condición, la protección no funcionará. Cuando el voltaje de la fuente principal aumenta a 13 voltios, el comparador DA1.1 comienza a funcionar, el transistor de salida se abre y, al cortocircuitar las entradas 1 y 2 de DD2.3 a tierra, crea a la fuerza un nivel lógico de 0, forzando así Aparece un nivel lógico de 0 en ambas entradas y se activa la protección. Si el voltaje cae por debajo del umbral mínimo, entonces el voltaje suministrado al séptimo tramo del comparador cae a un nivel inferior a 1,65 voltios, el transistor de salida se cerrará y dejará de conectar las entradas 4 y 5 del elemento DD2.4 a tierra, lo que conducirá al ajuste de voltaje en las entradas 4 y 5 4,5 - 5 voltios (nivel 1). Dado que DA1.1 ya no funciona y DA1.2 se ha detenido, se crea una condición bajo la cual aparecerá un nivel lógico en ambas entradas de la unidad de protección y funcionará. El funcionamiento del nodo se muestra con más detalle en la tabla. La tabla muestra los estados lógicos en todos los pines de los microcircuitos.

Tabla de estados lógicos de elementos de nodos.

Configurando el dispositivo

Un dispositivo correctamente ensamblado requiere un ajuste mínimo, es decir, establecer umbrales de protección. Para hacer esto, en lugar de la fuente de voltaje principal, debe conectar una fuente de alimentación regulada al dispositivo y usar resistencias de recorte para establecer los umbrales de protección.

Aspecto del dispositivo

Ubicación de piezas en la placa del dispositivo.

Lista de radioelementos