Устройство бесперебойного питания радиоаппаратуры и электродвигателей

Устройство обеспечивает бесперебойное электропитание радиоаппаратуры при отключении электросети. В отличие от ранее рассматриваемых аналогичных устройств, в данном устройстве обеспечена стабильная частота 50 Гц, мощность потребителей может достигать 600Вт, форма напряжения на выходе – синусоида (не идеальная), но электродвигатели мощностью до 600Вт работают устойчиво. КПД устройства 82%. Устройство содержит узел автоматического включения преобразователя при отключении электросети, с последующим автоматическим его выключением, при появлении напряжения в электросети.

На транзисторе VT1 собран тактовый генератор, стабилизированный кварцевым резонатором Qx = 128 Кгц. На DD1. и DD2. выполнен делитель частоты на 256. (Можно выполнить на одном корпусе К561ИЕ10). Таким образом, на выводе 2. DD2. получена импульсная последовательность частотой 500 Гц. Делитель на DD3. формирует две импульсные последовательности частотой 50 Гц со сдвинутыми на 180 градусов фазами для управления мощными ключевыми транзисторами VT4 и VT5 .

Для устранения сквозных токов, возникающих в момент включения одного ключа и выключения другого при управлении сигналом формы меандр (скважность 2), в данной схеме предусмотрена безтоковая пауза 10% от длительности периода (см. организацию счета микросхемы К 561ИЕ8), что существенно повышает КПД устройства.

Для обеспечения крутых фронтов переключения, устранения влияния входной емкости транзисторов VT4 и VT5 (5000пф), в схему между точками “a – б” и “a! – б!” (рис 1), необходимо включить мощный драйвер (см. рис.2;3).

На транзисторе VT2 собрана схема защиты от глубокого разряда аккумулятора. Регулировка этого каскада осуществляется подбором резистора R5 так, чтобы при снижении напряжения на аккумуляторной батарее до 10В., транзистор VT2 запирался и через R7 и VD2 на выводе 15. DD3. установился уровень логической единицы, что приведет к блокированию DD3., на всех входах которой установится нулевой уровень. С9 предотвращает блокировку в случае кратковременного понижения напряжения аккумуляторной батареи.

На транзисторе VT3 выполнена защита от повышения напряжения на аккумуляторной батарее. Если напряжение на батарее превышает 15В., то DD3. блокируется единичным уровнем на выводе 15 через резистор R10 и VD3. 

На DD4 и VT6 собран узел антиблокировки DD3., работающий непрерывно. С11 заряжается до напряжения питания при отсутствии импульсов с выхода DD4. и подает логическую единицу на вывод 15. DD3. через VD7. При нормальной работе преобразователя на выводе 1. DD3. через каждые 20 мсек. появляется логическая единица, которая через R12 открывает VT6 и разряжает С11, не позволяя тем самым заблокировать DD3.. Микросхему DD4 можно заменить инвертором, выполненным на транзисторе, например, КТ315 (см. рис. 4). Диод VD6 защищает устройство от переполюсовки при подключении аккумуляторной батареи.

В узел автоматического включения преобразователя входит оптопара АОТ128, светодиод которой питается напряжением сети через R19, диодный мост, С13, R16. Вместо оптопары, указанной на схеме, можно использовать АОТ127Б, но при этом вместо R15=100к, необходимо установить резистор номиналом 820к. Реле РЭН 34 или подобное на напряжение 27В. Тумблер”S1” блокирует работу преобразователя. Конденсатор С14 компенсирует реактивность обмотки трансформатора и приближает форму выходного напряжения к синусоидальной. Номинал C14 подбирается по минимальному току потребления от аккумуляторной батареи на холостом ходу.

Трансформатор габаритной мощностью 500 – 600 Вт., коэффициент трансформации = 20. В авторском варианте использован трансформатор ОСМ 063, первичная обмотка которого выполнена проводом ПЭВ-2 диаметром 1,25мм.

Предостережение: При подключении устройства к клеммам аккумулятора, во избежание пробоя транзисторов VT4 и VT5, необходимо заблокировать работу преобразователя включением тумблера “S1”.

Игорь Бычков (UT6IB).