Home » Misc » Автомат питания

Автомат питания


Электрические автоматы. Виды и работа. Характеристики

С самого начала возникновения электричества инженеры стали думать над безопасностью электрических сетей и устройств от токовых перегрузок. Вследствие этого было сконструировано много разных устройств, которые отличаются надежной и качественной защитой. Одними из последних разработок стали электрические автоматы.

Этот прибор называется автоматическим по причине того, что он оснащен функцией отключения питания в автоматическом режиме, при возникновении коротких замыканий, перегрузок. Обычные предохранители после срабатывания подлежат замене на новые, а автоматы после устранения причин аварии можно снова включить.

Такое защитное устройство необходимо в любой схеме электрической сети. Защитный автомат защитит здание или помещение от разных аварийных ситуаций:

  • Пожаров.
  • Ударов человека током.
  • Неисправностей электропроводки.
Виды и конструктивные особенности

Необходимо знать информацию о существующих видах автоматических выключателей, чтобы во время приобретения правильно выбрать подходящее устройство. Имеется классификация электрических автоматов по нескольким параметрам.

Отключающая способность
Это свойство определяет ток короткого замыкания, при котором автомат разомкнет цепь, тем самым отключит сеть и приборы, которые были подключены к сети. По этому свойству автоматы подразделяются:
  • Автоматы на 4500 ампер, применяются для предотвращения неисправностей силовых линий жилых домов старой постройки.
  • На 6000 ампер, используются для предотвращения аварий при замыканиях в сети домов в новостройках.
  • На 10000 ампер, применяются в промышленности для защиты электрических установок. Ток такой величины может образоваться в непосредственной близости от подстанции.

Срабатывание автоматического выключателя возникает при замыканиях, сопровождающихся возникновением определенной величины тока.

Автомат защищает электропроводку от повреждения изоляции большим током.

Число полюсов

Это свойство говорит нам о наибольшем количестве проводов, которые возможно подключить к автомату для обеспечения защиты. При аварии, напряжение на этих полюсах отключаются.

Особенности автоматов с одним полюсом

Такие электрические автоматы наиболее простые по своей конструкции, и служат для защиты отдельных участков сети. К такому автоматическому выключателю можно подсоединить два провода: вход и выход.

Задачей таких устройств является защита электрической проводки от перегрузок и КЗ проводов. Нейтральный провод подключается к нулевой шине, в обход автомата. Заземление подключается отдельно.

Электрические автоматы с одним полюсом не являются вводными, так как при его отключении разрывается фаза, а нулевой провод по-прежнему остается соединенным с питанием. Это не обеспечивает защиту на 100%.

Свойства автоматов с двумя полюсами

В случаях, когда при аварии требуется полное отсоединение от электрической сети, используют автоматические выключатели с двумя полюсами. Они используются как вводные. В аварийных случаях, либо при коротком замыкании вся электрическая проводка отключается в одно время. Это дает возможность осуществлять работы по ремонту и обслуживанию, а также проведения работ по подключению оборудования, так как гарантирована полная безопасность.

Двухполюсные электрические автоматы используют, когда необходимо наличие отдельного выключателя для устройства, работающего от сети 220 вольт.

Автомат с двумя полюсами подключают к устройству с помощью четырех проводов. Из них два приходят от сети питания, а другие два выходят из него.

Трехполюсные электрические автоматы

В электрической сети, имеющей три фазы, применяются 3-полюсные автоматы. Заземление оставляют незащищенным, а проводники фаз соединяют с полюсами.

Трехполюсный автомат служит вводным устройством для любых трехфазных потребителей нагрузки. Чаще всего такой вариант исполнения автомата применяют в промышленных условиях для питания электричеством электродвигателей.

К автомату можно подключить 6 проводников, три из которых – фазы электрической сети, а остальные три выходящие от автомата, и обеспеченные защитой.

Использование четырехполюсного автомата

Чтобы обеспечить защитой трехфазную сеть с четырехпроводной системой проводников (например, электродвигатель, включенных по схеме «звезды»), применяют 4-полюсный автоматический выключатель. Он играет роль вводного устройства четырехпроводной сети.

Имеется возможность подключения к устройству восьми проводников. С одной стороны – три фазы и ноль, с другой стороны – выход трех фаз с нолем.

Время-токовая характеристика

Когда устройства, потребляющие электроэнергию, и электрическая сеть работают в нормальном режиме, то происходит обычное протекание тока. Это явление касается и электрического автомата. Но, в случае повышения силы тока по разным причинам выше номинального значения, происходит срабатывание расцепителя автомата, и цепь разрывается.

Параметр этого срабатывания называется время-токовой характеристикой электрического автомата. Она является зависимостью времени сработки автомата и соотношения между реальной силой тока, проходящей через автомат, и номинальным значением тока.

Важность этой характеристики заключается в том, что обеспечивается наименьшее число ложных срабатываний с одной стороны, и осуществляется защита по току, с другой стороны.

В энергетической промышленности бывают ситуации, когда кратковременное повышение тока не связано с аварией, и защита не должна срабатывать. Также происходит и с электрическими автоматами.

Время-токовые характеристики определяют, через какое время сработает защита, и какие параметры силы тока при этом возникнут. Чем больше перегрузка тем быстрее сработает автомат.

Электрические автоматы с маркировкой «В»

Автоматические выключатели категории «В», способны отключаться за 5 — 20 с. При этом значение тока составляет от 3 до 5 номинальных значений тока ≅0.02 с. Такие автоматы используются для защиты бытовых устройств, а также всей электропроводки квартир и домов.

Свойства автоматов с маркировкой «С»

Электрические автоматы этой категории могут выключиться за время 1 — 10 с, при 5 — 10 кратной токовой нагрузке ≅0. 02 с. Такие применяют во многих областях, наиболее популярны для домов, квартир и других помещений.

Значение маркировки «D» на автомате

С таким классом автоматы используются в промышленности и выполнены в виде 3-полюсных и 4-полюсных исполнений. Их применяют для того, чтобы защитить мощные электрические моторы и разные трехфазные устройства. Время их сработки составляет до 10 секунд, при этом ток срабатывания может превышать номинальное значение в 14 раз. Это дает возможность с необходимым эффектом использовать его для защиты различных схем.

Электродвигатели со значительной мощностью чаще всего подключают через электрические автоматы с характеристикой «D», т.к. пусковой ток высокий.

Номинальный ток

Имеется 12 вариантов исполнения автоматов, которые различаются по характеристике номинального тока работы, от 1 до 63 ампер. Этот параметр определяет скорость выключения автомата при достижении предельного значения тока.

Автомат по этому свойству выбирают с учетом поперечного сечения жил проводов, допускаемому току.

Принцип действия электрических автоматов
Обычный режим

При обычной работе автомата управляющий рычаг взведен, ток поступает через провод питания на верхней клемме. Далее ток идет на неподвижный контакт, через него на подвижный контакт и по гибкому проводу на катушку соленоида. После него по проводу ток идет на биметаллическую пластину расцепителя. От него ток проходит на нижнюю клемму и дальше на нагрузку.

Режим перегрузки

Этот режим возникает при превышении номинального тока автомата. Биметаллическая пластина нагревается большим током, изгибается и размыкает цепь. Для действия пластины требуется время, которое зависит от значения проходящего тока.

Автоматический выключатель является аналоговым устройством. При его настройке есть определенные сложности. Ток срабатывания расцепителя настраивается на заводе специальным регулировочным винтом. После остывания пластины автомат снова может функционировать. Температура биметаллической пластины зависит от окружающей среды.

Расцепитель действует не сразу, давая возможность току к возврату номинального значения. Если ток не снижается, то расцепитель срабатывает. Перегрузка может возникнуть из-за мощных устройств на линии, либо подключении сразу нескольких устройств.

Режим короткого замыкания

При этом режиме ток возрастает очень быстро. Магнитное поле в катушке соленоида движет сердечник, приводящий в действие расцепитель, и отключает контакты сети питания, тем самым снимает аварийную нагрузку цепи и защищает сеть от возможного пожара и разрушения.

Электромагнитный расцепитель действует мгновенно, чем отличается от теплового расцепителя. При размыкании контактов рабочей цепи появляется электрическая дуга, величина которой зависит от тока в цепи. Она вызывает разрушение контактов. Чтобы предотвратить это отрицательное действие, сделана дугогасительная камера, которая состоит из параллельных пластин. В ней дуга затухает и исчезает. Возникающие газы отводятся в специальное отверстие.

Похожие темы:
  • Дифференциальный автомат (Часть 1). Виды и работа. Устройство
  • Дифференциальные автоматы (Часть 2). Подключение и применение
  • Устройство защитного отключения (Часть 1). Виды и типы. Маркировка
  • Устройство защитного отключения (Часть 2). Работа и устройство
  • Разъединители. Устройство и принцип действия. Особенности применения
  • Модульные контакторы. Виды и применение. Типы и работа
  • Дифавтомат или УЗО-что выбрать. Функциональное различие
  • Автоматические выключатели. Виды и устройство. Работа и применение

Автомат защиты аккумуляторных батарей 50A

Назначение автоматического выключателя серии ВА47-63:

Автоматические выключатели серии ВА47-63 наиболее широко используются для защиты электрических цепей от перегрузок и токов короткого замыкания с предельной коммутационной способностью в диапазоне от 4500А до 6000А. Автоматический выключатель ВА47-63 является надежным и экономичным решением для широкого спектра задач.

Автоматические выключатели серии ВА47-63 подходят для применения как в жилом секторе (квартиры, дачи, коттеджи, дома и т.д.), так и в административных зданиях и коммерческом секторе (офисы, магазины, рестораны, гостиницы и т.д.)

Конструкция:

Автоматические выключатели ВА47-63 собраны в не поддерживающих горение корпусах «1» из термоустойчивой и прочной пластмассы и имеют замки «2» для монтажа на 35 мм DIN-рейку. Выключатели снабжены двумя типами защиты: тепловой - для защиты от длительных токовых перегрузок, выполненной на биметаллической пластине «3» и электромагнитной - для защиты от токов короткого замыкания, выполненной на электромагнитной катушке «4». Токовый расцепитель «5» выполнен из меди и имеет посеребренные контакты. Дугогасительная камера, состоящая из девяти пластин, повышает коммутационную износостойкость и дает высокие характеристики предельной коммутационной способности. Надежный контакт с проводниками обеспечивают комбинированные зажимы «7» из посеребренной меди и анодированной стали.

Принцип действия:

При работе в нормальном режиме автоматический выключатель ВА47-63 пропускает через себя электрический ток от самых минимальных до величин соответствующих маркировке. В случае возникновения в цепи перегрузки или короткого замыкания, срабатывает механизм защиты и автомат выключается. Тепловая защита работает следующим образом: ток, протекающий при длительной токовой перегрузке в защищаемой цепи, нагревает биметаллическую пластину «3», которая из-за различных коэффициентов теплового расширения изгибается и толкает рычаг механизма свободного расцепления. Подвижный контакт отходит от неподвижного, автомат срабатывает, цепь разрывается.

Размеры DIN рейки:

Автоматические выключатели крепятся на стандартную DIN рейку. На автоматический выключатель могут быть установлены различные дополнительные устройства, такие как контакт состояния, независимый расцепитель, расцепитель минимального или максимального напряжения.

Количество фаз
Одна
Системы защиты
Время срабатывания при коротком замыкании не более, 0,01сек
Срок службы
Электрическая износоустойчивость, циклов >= 6000
Класс защиты
IP 20
Дополнительно
Номинальный ток, 50А
Дополнительно
Механическая износоустойчивость, циклов >= 20000
Страна происхождения
Россия

Automatic Power Supplies - Permanent & Electromagnets for Automation

AEC builds the best автоматические блоки питания вы найдете. Если вы даже подумываете о специальном блоке питания для вашего электромагнита, с AEC легко работать, и он даст вам все время, необходимое для объяснения и обсуждения вашего промышленного магнитного применения, и предложит экономически эффективное решение, независимо от того, какие необычные характеристики вам нужны. быть встреченным. Позвоните сегодня, мы потратим все время, которое вы хотите, чтобы обсудить вашу заявку.

Чтобы выбрать наиболее безопасный источник питания для вашего приложения, позвоните в AEC Magnetics.

Sort by

Product Name +/-

Results 1 - 16 of 16
15243060150

Automatic Power Supplies

99008 9008 9008 9008 9008 9008 9008 9008 9008 9008 9008 9008 9008 9008 9008 9008 9008 2 9008 2 9008 9008 9008 2 973 3 9008 3
New Model PDF Heigth Width Input Output Вес Мощность Глубина Высота Mnt Ширина Mnt Activation
AP4-012-0120A View 14. 75 12.28 120 VAC 12 VDC 19 120 6.3 14.25 10.0 EXT. Переключение
AP4-012-0120D Посмотреть 14,75 12,28 120 Веркс 12 VDC 19 12100733 9008 9008 9008 9008 2 .0 14.25 10.0 24 VDC INPUT
AP4-024-0060A View 13. 50 10.28 120 VAC 24 VDC 19 60 5.3 12.75 8.0 ВНЕШ. Switch
AP4-024-0060D Посмотреть 13.50 10,28 120 Валь 24 Вд.0088 5.3 12.75 8.0 24 VDC INPUT
AP4-024-0120A View 14.75 12.28 120 VAC 24 VDC 27 120 6. 3 14.25 10.0 ВНЕШ. ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЬ
AP4-024-0120D Вид 14,75 12,28 120 В перем.0086 120 6.3 14.25 10.0 24 VDC INPUT
AP4-024-0240A View 17.50 15.00 120 VAC 24 VDC 34 240 6,2 16,75 12,0 ВНЕШ. ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ
AP4-024-0240D Вид 17,50 15,00 120 В перем. тока 27 В пост. тока 2 34 240 6.2 16.75 12.0 24 VDC INPUT
AP4-024-0480A View 17.50 15.00 120 VAC 24 VDC 34 480 6,2 16,75 12,0 ВНЕШ. ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ
AP4-024-0480D Вид 17,50 15,00 120 В перем. тока 24 VDC 34 480 6. 2 16.75 12.0 24 VDC INPUT
AP4-110-0500A View 13.50 10.28 120 VAC 110 VDC 19 500 5,3 12,75 8,0 ВНЕШ. ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЬ
AP4-110-0500D Вид 13,50 10,28 120 VAC 110 VDC 19 500 5.3 12.75 8. 0 24 VDC INPUT
AP4-110-1200A View 17.50 15.00 120 VAC 110 В пост. тока 27 1200 6,2 16,75 12,0 ВНЕШ. ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЬ
AP4-110-1200D Вид 17,50 15.00 120 VAC 110 VDC 27 1200 6.2 16.75 12.0 24 VDC INPUT
AP4V-110-1000A View 25. 25 20.00 120 В перем. тока 0–110 В пост. ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЬ
AP4V-110-1000D Вид 25.25 20.00 120 VAC 0-110 VDC 34 1000 9.2 24.00 14.0 24 VDC INPUT

Automatic Power Supply Switching For Battery Operated Devices (Часть 8/9)

В настоящее время большинство электронных устройств портативны и работают от батареек. Аккумуляторы временно сохраняют заряд и разряжаются, подавая питание на подключенное устройство. В то время как одной из проблем с использованием аккумуляторов является перезарядка, другой распространенной проблемой является чрезмерная разрядка. В этом проекте разработана схема, которая будет отслеживать уровень заряда подключенной батареи и автоматически переключать источник питания на цепь нагрузки с батареи на источник постоянного тока.

 

Также, когда батарея достигнет конца разрядного напряжения, она начнет заряжать батарею, а когда батарея будет полностью заряжена или достигнет своего максимального номинального напряжения на клеммах, она снова переключит источник питания на цепь нагрузки. от постоянного тока к аккумулятору. Конечное напряжение разряда — это напряжение, ниже которого батарея может преждевременно выйти из строя и ухудшить свои возможности перезарядки. Любая батарея должна быть заряжена до того, как уровень ее заряда упадет до конечного уровня разрядки.

 

В этом эксперименте используется свинцово-кислотная батарея на 12 В. Конечное напряжение разряда свинцово-кислотной батареи 12 В зависит от производителя. В этом эксперименте используемая батарея имеет конечное напряжение разряда 11 В, а ее максимальное номинальное напряжение на клеммах составляет 13,8 В. В ходе разработки проекта было замечено, что когда батарея достигает 11,04 В, цепь нагрузки автоматически подключается к источнику постоянного тока. источник и так аккумулятор был спасен от глубокого разряда. Когда аккумулятор был полностью заряжен до 13,9V затем снова нагрузка подключена к аккумулятору.

 

В этой серии уже были разработаны схема автоматического отключения батареи при перезарядке и схема автоматического отключения батареи при чрезмерной разрядке. Однако невозможно объединить эти цепи вместе для автоматического отключения батареи как в случае переразряда, так и при перезарядке батареи. В этом проекте желательна функция автоматической зарядки аккумулятора при разрядке аккумулятора и повторного переключения аккумулятора на нагрузку, когда он полностью заряжен.

 

Ранее для защиты от перезаряда и переразряда использовалась схема, показанная ниже –

 

 

напряжение батареи опустится ниже предела разрядного напряжения, т. е. примерно 10,7 В, после чего сработает реле. Теперь нагрузка отключится от аккумулятора, и аккумулятор начнет заряжаться. Во время зарядки, когда напряжение батареи немного увеличивается по сравнению с конечным напряжением разрядки, реле деактивируется, и батарея подключается к нагрузке до того, как батарея будет полностью заряжена.

 

Чтобы избежать этой проблемы, необходимо использовать некоторую фиксирующую схему, которая включает или активирует реле, когда батарея разряжена, и отключает реле, только когда батарея полностью заряжена. Итак, основываясь на той же схеме, что и в предыдущих проектах, в этом проекте добавлена ​​схема фиксации.

Необходимые компоненты

 

Рис. 2: Список компонентов, необходимых для автоматического переключения источника питания для устройств с батарейным питанием

 

Соединения цепи – 

В этой схеме переключения источник питания цепи нагрузки переключается между батареей и источником постоянного тока. Основными компонентами, играющими важную роль в функционировании этой схемы, являются реле, переключающие транзисторы и стабилитрон.

Реле в качестве защелки и схема переключения

В этой схеме используются три реле. Первое реле (обозначенное на принципиальной схеме как RL1) является ключевым в этой цепи. Как уже упоминалось, для этого проекта необходима некоторая схема фиксации, поэтому реле RL1 действует как защелка в этой схеме. Эта фиксирующая схема активирует реле RL2 и RL3, когда напряжение батареи падает ниже конечного разрядного напряжения. Оба реле RL2 и RL3 деактивируются только тогда, когда аккумулятор полностью заряжен. В реле цепи RL2 используется для переключения нагрузки на источник постоянного тока или батарею. Реле RL3 используется для подключения аккумулятора к зарядному устройству, когда напряжение аккумулятора становится ниже разрядного напряжения, и для повторного отключения аккумулятора от зарядного устройства, когда аккумулятор полностью заряжен. Таким образом, использование нескольких реле подтверждает использование блокировки в соответствии с требованиями схемы.

Переключающий транзистор для включения и выключения реле

Схема транзистора используется для управления реле. Транзисторы используются в качестве переключателя на стороне высокого напряжения, где транзисторные ступени работают как логические инверторы. Реле сработает, когда его концы подачи питания получат достаточную разность потенциалов, чтобы активировать реле. Когда разность потенциалов питающих контактов равна или превышает номинал реле, срабатывает только оно. В этом эксперименте один вывод питания всех трех реле (RL1, RL2, RL3) подключен к коллектору транзистора Q2. Всякий раз, когда Q2 находится в состоянии ON, весь ток с его коллектора стекает на землю. Таким образом, в этом состоянии коллектор транзистора Q2 обеспечивает заземление одного конца реле.

 

Другой вывод питания всех реле соединен с эмиттером транзистора Q4. Теперь эта схема, транзистор Q4 обеспечивает некоторый потенциал на другом конце реле для активации реле. Всякий раз, когда транзистор Q4 будет включен, весь ток от его коллектора будет течь к его эмиттеру, и этот эмиттер затем подаст напряжение на запитывающие концы всех реле.

 

Следовательно, когда оба транзистора Q2 и Q4 будут включены, все реле будут активированы, в противном случае они останутся в неактивном состоянии. Транзисторы Q1 и Q3 управляют базовым напряжением транзисторов Q2 и Q4 соответственно.

Стабилитрон для определения конца разряда и максимального напряжения батареи

Зенеровский диод подключен последовательно с батареей так, что катод стабилитрона соединен с анодом батареи, а анод стабилитрона соединен с базой переключающего транзистора. Целью такого подключения диода является работа с обратным смещением. Когда стабилитрон подключен в конфигурации с обратным смещением, а его катодное напряжение ниже напряжения пробоя, тогда стабилитрон действует как разомкнутая цепь. Но когда на его катодный вывод подается напряжение выше пробоя стабилитрона, стабилитрон начинает проводить от катода к аноду, в то время как стабилитрон находится в состоянии обратного смещения. Поскольку стабилитрон также может работать в условиях обратного смещения, эта функция стабилитрона используется для определения уровня напряжения отсечки батареи. В этой схеме стабилитрон используется для определения окончания разрядного напряжения и максимального номинального напряжения батареи.

 

Батарея, использованная в этом эксперименте, имеет конечное разрядное напряжение 11 В и максимальное номинальное напряжение 13,8 В. Таким образом, схема разработана таким образом, что она отключает батарею от нагрузки, когда батарея достигает 11 В. и снова подключает батарею к нагрузке, когда напряжение на клеммах батареи составляет 14 В. Итак, в схеме используются два стабилитрона: один с пиковым обратным напряжением 11 В, а другой стабилитрон с пиковым обратным напряжением 14 В. 

 

Стабилитрон 11 В подключен в обратном смещении к транзистору Q1, а стабилитрон 13,8 В подключен к транзистору Q3 (как показано на принципиальной схеме). Следовательно, всякий раз, когда напряжение на клеммах батареи падает до 11 В, стабилитрон 11 В не проводит, и транзистор Q1 переходит в состояние ВЫКЛ. Когда напряжение батареи превышает 13,8 В, стабилитрон на 13,8 В начинает открываться, и транзистор Q3 переходит в открытое состояние. Таким образом, путем обнаружения состояний включения и выключения транзисторов Q1 и Q3 определяется окончание разрядки и максимальное напряжение батареи.

 

При выборе стабилитрона необходимо учитывать пороговое напряжение переключающего транзистора, используемого в этой схеме, т. е. BC547, который включен последовательно со стабилитроном.

 

Для выбора стабилитрона для напряжения конца разряда батареи –

 

(Напряжение стабилитрона) Vz = 11В – (пороговое напряжение транзистора BC547 )

(Напряжение стабилитрона) Vz = 11 – 0,7 = 90,3 В

 

Для выбора стабилитрона для максимального напряжения батареи – 

(напряжение стабилитрона) Vz = 13,8В – (пороговое напряжение транзистора BC547)

(напряжение стабилитрона) Vz = 13,8 – 0,7 = 13,1 В

Итак, два стабилитрона Д1 D2 (4,7 В) были взяты, чтобы получить в сумме 10,3 В для определения напряжения окончания разрядки батареи. Два стабилитрона D3 (7,5В) и D4 (5,6В) берут в сумме 13,1В для определения максимального напряжения батареи.

Как работает схема – 

Схема основана на работе стабилитрона. Если стабилитрон подключен в конфигурации с обратным смещением и напряжение на его катоде ниже напряжения пробоя, то стабилитрон действует как разомкнутая цепь. Но когда на его катодный вывод подается напряжение выше пробоя стабилитрона, стабилитрон начинает проводить от катода к аноду в условиях обратного смещения. Стабилитроны управляют транзисторными каскадами, которые контролируют состояние реле. Для понимания работы этой схемы рассмотрите следующие уровни напряжения батареи – 

Случай 1: При напряжении батареи 12 В

Поскольку общее напряжение пробоя стабилитронов D3 и D4 составляет 13,1 В, в этом состоянии стабилитрон не проводит ток. Транзистор Q3 будет в закрытом состоянии, поэтому на базу транзистора Q4 подается положительное напряжение для включения. Следовательно, весь ток от коллектора Q4 идет к его эмиттеру, и в точке «b» на конце реле появится некоторое положительное напряжение.

 

Суммарное напряжение пробоя стабилитронов D1 и D2 составляет 10,3 В, поэтому в этом состоянии стабилитрон находится в состоянии обратного смещения и начинает проводить от своего катода к анодному выводу. Это включает транзистор Q1. Из-за проводимости транзистора Q1 база транзистора Q2 заземляется, и Q2 переходит в закрытое состояние. Таким образом, в точке «а» конец реле не заземлится и останется в неактивном состоянии. Поскольку все реле не активны, батарея остается подключенной к цепи нагрузки, и это то, что требуется для данного напряжения батареи.

 

 

Рис. 3: Принципиальная схема, показывающая работу автоматического переключения питания для напряжения батареи при 12 В

Случай 2: Когда напряжение батареи падает до 11 В (конец разрядного напряжения батареи)

Когда батарея начинает разряжаться и его напряжение падает до 11В, тогда стабилитроны D1 и D2 перестают проводить ток. Теперь транзистор Q1 выключается, и на базу транзистора Q2 подается положительное напряжение. Проводимость транзистора Q2 отводит весь ток с его коллектора на землю, и в точке «а» получается нулевая разность напряжений. Это обеспечивает заземление контакта питания реле. Опять же в этом состоянии стабилитроны Д3 и Д4 не проводят ток.

 

Транзистор Q3 будет закрыт, поэтому на базу транзистора Q4 подается положительное напряжение для включения. Следовательно, весь ток с коллектора транзистора Q4 идет на его эмиттер и в точке «b» на конце реле появится некоторое положительное напряжение. Теперь реле получит достаточное напряжение на обоих своих контактах питания, и все три реле сработают. Нагрузка переключится с батареи на источник постоянного тока через реле RL2. Аккумулятор соединится с зарядным устройством через реле RL3 и начнет заряжаться.

 

 

Рис. 4: Принципиальная схема, показывающая работу автоматического переключения питания для напряжения батареи при 11 В

Случай 3: Когда напряжение батареи превышает 11 В, но меньше 13,8 В

Когда батарея начинает заряжаться превысит свое конечное напряжение разряда (11 В), но не зарядится полностью, стабилитроны D1 и D2 снова начнут проводить и откроют транзистор Q1. Это заземлит базу транзистора Q2. Тогда транзистор Q2 будет выключен, поэтому все реле должны быть отключены. Но поскольку реле RL1 используется в качестве защелки, контакт NO (нормально разомкнутый) реле RL1 постоянно подключен к земле. Дальнейший общий вывод реле напрямую соединен с выводом питания RL1, а общий вывод также подключен к выводу NO реле RL1 в активном состоянии. Таким образом, реле, если оно однажды будет активировано, останется в активном состоянии, так как его запитывающий контакт получит непрерывную землю от своего общего контакта. Из-за этого реле получит заземление, несмотря на напряжение в точке «а».

 

 

Рис. 5: Принципиальная схема, показывающая работу реле

 

 

В этом случае стабилитроны D3 и D4 не будут проводить ток. Таким образом, другой конец вывода питания реле остается под высоким напряжением из-за проводимости транзистора Q4 и отсутствия проводимости транзистора Q3. Следовательно, все три реле будут в активном состоянии, а аккумулятор останется подключенным к зарядному устройству, а нагрузка — к источнику постоянного тока.

 

 

Рис. 6: Принципиальная схема, показывающая работу автоматического переключения питания при напряжении батареи от 11 В до 13,8 В

 

Случай 4: Когда напряжение батареи превышает 13,8 В (батарея полностью заряжена) 9 0 23 9 0 30 9

Когда аккумулятор полностью заряжен и достигает своего максимального номинального напряжения 13,8 В, то в этом случае транзисторы Q1 и Q2 останутся в прежнем состоянии. А вот стабилитроны Д3 и Д4 пробьются и начнут проводить. Транзистор Q3 будет включен, и это заземлит базу транзистора Q4. Таким образом, транзистор Q4 не останется в проводящем состоянии и больше не будет тока, протекающего от коллектора транзистора Q4 к его эмиттеру. Таким образом, в точке «b» реле больше не будет получать положительное напряжение на своем выводе питания. Таким образом, все реле будут деактивированы. Затем нагрузка снова переключается с постоянного тока на батарею, и батарея отключается от зарядного устройства.

 

 

Рис. 7: Принципиальная схема, показывающая работу автоматического переключения питания для напряжения батареи при 13,8 В

Использование последовательного сопротивления (R1) со стабилитроном и другими компонентами

сопротивление, которое ограничивает протекание через него тока выше его номинального тока, это предотвратит перегрев стабилитрона. С помощью последовательного сопротивления стабилитрон может обеспечить регулируемое напряжение на выходе. Сопротивления, используемые на коллекторе и базе всех транзисторов, предназначены только для ограничения тока на их базе и коллекторе, чтобы они не сдулись из-за большого тока. Сопротивление R4 на базе транзистора Q2 действует как подтягивающий резистор. Поскольку полевой транзистор начинает проводить ток при очень малом значении тока в его базе, используется сопротивление R4, чтобы транзистор Q2 не открывался из-за каких-либо нежелательных внешних помех.

Выбор последовательного сопротивления стабилитрона (R1)

В этом эксперименте используемый стабилитрон имеет номинал 10,3 В/250 мВт. Последовательное сопротивление стабилитрона можно рассчитать по следующей формуле:

R1 = (Vs-Vz)/Iz

Где

Vs = максимальное напряжение питания

Vz = ток стабилитрона

 

Для расчета R1 ток стабилитрона необходимо рассчитать следующим образом –

 

Максимальная рассеиваемая мощность стабилитрона, Pz = 250 мВ

Напряжение стабилитрона, Vz = 5,6+4,7= 10,3 В

V1 = 10,3+0,7

V1 = 11 В

SO, максимальный ток Zener, IZ можно рассчитать следующим образом -

PZ = V1 * IZ

IZ = PZ / V1

311233333333333333333333333333333333333333333333333333333333.

3

3123 3

3123 3

3123 3

3

3123 3

. /11 В

Iz = 22 мА (прибл.)

 

При заряде свинцово-кислотного аккумулятора 12 В до 13,8 В максимальное напряжение питания от аккумулятора, Vs = 13,8 В

Напряжение стабилитрона, Vs = 13,8 В

 

рассчитать следующим образом –

R1 = (Vs-Vz)/Iz

R1 = (13,8-11)/0,022

R1 = 127 Ом (приблизительно)

Для удобства эксперимента сопротивление R1 берется 150 Ом, что является округлением.

 

Со стабилитронами D3 и D4 не используется сопротивление, так как напряжение батареи никогда не превысит 13,8 В. Важно, чтобы выбор последовательного сопротивления стабилитрона был сделан с умом. Он не должен допускать ток выше номинала стабилитрона, так как больший ток необратимо повредит стабилитрон.

Теоретическое напряжение отсечки при состояниях перезаряда и переразряда батареи

Напряжение отсечки при переразрядке батареи, Voverdis= (Vz + типичное пороговое напряжение транзистора BC547)

Voverdis= 10,3 + 0,7 = 11 В

 

Напряжение отключения при переразрядке батареи, Vovercharge=(Vz + типичное пороговое напряжение транзистора BC547)

Voverdis= источник 13,1 + 0,7 = 13,8 В

3 Напряжение постоянного тока должно быть больше номинального напряжения реле, иначе реле никогда не сработает. В этом эксперименте источник постоянного тока имеет напряжение 12 В, и, поскольку транзистор Q4 будет подавать напряжение на вывод питания реле, реле не получит точные 12 В (из-за резистивных потерь) на своем выводе, поэтому никогда не активируется. В связи с этим используется реле 5В. Также не заряжайте аккумулятор с помощью зарядного устройства постоянного напряжения, так как в зарядном устройстве постоянного напряжения к аккумулятору прикладывается постоянное напряжение максимального номинального значения аккумулятора. Таким образом, во время зарядки напряжение батареи будет соответствовать максимальному номинальному напряжению батареи, что будет сигнализировать схеме, что батарея полностью заряжена. Поэтому заряжайте аккумулятор только зарядным устройством постоянного тока.

Тестирование – 

При подключении аккумулятора 12 В и снижении напряжения до 11,04 В аккумулятор отключается от нагрузки. Это можно определить следующим образом –

 

(практически)Voverdis=(Vz + типичное пороговое напряжение транзистора BC547 или Vbe )

(практически)Voverdis=10,3 + 0,74

(практически)Voverdis= 11,022 4 9024 В

В

Когда напряжение батареи достигает 13,9 В, батарея снова подключается к нагрузке. Это можно определить следующим образом: (практически) перезаряд = Vz + типичное пороговое напряжение транзистора BC547 или Vbe )

 

(практически)Vперезаряд = 13,1 + 0,8

(практически)Vперезаряд =13,9 В

 

Таким образом, схема отключит аккумулятор от нагрузки, когда напряжение аккумулятора упадет ниже 11,04 В, и снова подключит нагрузку

 

 

0023 Эту схему можно легко модифицировать для любого другого аккумулятора, просто изменив номиналы стабилитрона. Произойдет автоматическое переключение нагрузки с батареи на постоянный ток, когда батарея достигнет конца напряжения разряда, и будет происходить автоматическая зарядка батареи, и батарея снова подключится к нагрузке, когда батарея будет полностью заряжена.

 

Из принципиальной схемы видно, что MOSFET используется вместо BJT для транзистора Q2. Так как коллектор транзистора Q2 обеспечивает заземление выводов включения реле. Таким образом, если бы был использован BJT, то в состоянии ON транзистора Q2 реле получит почти нулевое напряжение от коллектора Q2, и реле никогда не сработает.

Learn more