БЛОК БЕСПЕРЕБОЙНОГО ПИТАНИЯ УСТРОЙСТВ НА МК

Рассказать в:


М.   БЕЛОУСОВ, г. Екатеринбург

Предлагается вариант блока питания для устройств на микро­контроллерах (МК), к которым предъявляется требование по обеспечению бесперебойной работы, например, устройств ох­ранно-пожарной сигнализации и т. п.

 
 
БЛОК БЕСПЕРЕБОЙНОГО ПИТАНИЯ УСТРОЙСТВ НА МК
 

Описываемый блок питания обес-печивает напряжения 12...14 В (при токе потребления до 1 ...1,2 А) и ста-билизированное 5 В (при токе до 200 мА). Соответствующий выбор эле-ментной базы позволит получить другие токи нагрузки. Блок автома-тически переключает устройство на питание от резервной аккумулятор-ной батареи и обратно в зависимос-
ти от наличия сетевого напряжения. Кроме того, он заряжает резервную батарею от сети, информирует МК о пропадании или снижении до пре-дельного уровня сетевого напряже-ния, о недопустимой разрядке бата-реи и отключает ее, тем самым пре-дотвращая выход батареи из строя. Предполагается, что прежде чем от-ключить питание, устройство сигна-лизирует об этом по каналам связи. В отключенном состоянии потребле-ния тока от резервной батареи прак-тически нет.
Принципиальная схема блока пи-тания изображена на рисунке. Вто-ричную обмотку трансформатора питания подключают к зажимам ХТ1 и ХТ2, а резервную батарею gb1 —-к ХТЗ и ХТ4. Выпрямитель vd1 и ста-билизаторы напряжения на микро-схемах da1 и da2 особенностей не имеют. Первый из них отрегулирован на напряжение 14,5 В, что обеспечи-вает требуемое напряжение зарядки резервной батареи (с учетом паде-ния напряжения на диоде vd2). Ток зарядки батареи ограничивается ре-зистором r5 (его номинал и мощ-ность выбирают в зависимости от требуемого тока зарядки батареи).
 
Небольшая часть зарядного тока проходит через цепь r8hl1, яркость свечения hl1 зависит от степени за-ряженности батареи.
К питаемому устройству батарея подключается через электронный ключ на полевом транзисторе vt2 и предохранитель fu1, срабатываю-щий при коротком замыкании в на-грузке источника напряжения   12  В.
Ключ управляется сигналом МК через транзистор vt1, преобразующий уровни напряжений МК в уровни, тре¬буемые для МОП-транзистора. Если МК не допускает непосредственного подключения транзистора, вывод ба¬зы vt1 подсоединяют через резистор сопротивлением 10...20 кОм (кон-троллеры семейства mcs-51 такое подключение допускают). Кнопка sb1 предназначена для запуска устройст-ва при отсутствии сетевого питания. Предохранитель fu1 введен в цепь разрядки батареи для того, чтобы да-же при его сгорании не прекращалась зарядка (или подзарядка) резервной батареи.
Компаратор da3 (его выходы под-ключают к микроконтроллеру) отсле-живает уровни сетевого (выпрямлен-ного) напряжения и напряжения на резервной батарее. По мере сниже-ния напряжения в сети на выходе компаратора, обозначенном на схеме как "Откл. сети", появляются импуль¬сы частотой 100 Гц. Постоянное на¬пряжение низкого уровня свидетель¬ствует о том. что сетевое напряжение ниже допустимого предела.
Стабилизаторы напряжения пита-ния da1. da2. выпрямительный мост
 
vd1, полевой транзистор vt2, дио¬
ды vd2, vd3 и предохранитель fu1
выбирают в зависимости от тока по¬
требления подключенных к блоку
питания устройств. В описываемом
варианте допустимо применение
выпрямительного моста КЦ410А,
микросхемных стабилизаторов
lm317tp (da1), lm7805 (da2) и транзистора irf9520 (vt2). Компа-ратор da3 может быть практически любым (одна из возможных замен — lm339n). Емкость конденсатора С1 также определяется нагрузкой. В качестве резервной лучше всего использовать 12-вольтовую гелевую свинцово-кислотную аккумулятор-ную батарею.
Микросхему da1 (при необходи-мости и da2) устанавливают на теп-лоотводе с достаточной площадью охлаждающей поверхности. Следует иметь в виду, что теплоотвод микро¬схемы da1 должен быть изолирован от других цепей, в отличие от тепло-отвода da2, который можно соеди¬нить с общим проводом. Кнопка sb1 — практически любого типа, од¬нако для установки на плату удобно использовать ПКн159. Резисторы r9—r12 желательно взять прецизи-онные. При их отсутствии допусти-мо r9 заменить резистором с номи-налом 6,2 кОм, а резисторы r10, r12 составить из последовательно со-единенных подстроечного с номина-лом 1 кОм и постоянного сопротив-лением 4,7 кОм.
Налаживание безошибочно со-бранного из исправных элементов блока сводится к установке (подст-роечным резистором r3) напряже¬ния 14,5 вольта на выходе стабили¬затора da1. При использовании в делителях r9r10, r11r12 подстро-ечных резисторов надо добиться то¬го, чтобы компаратор срабатывал при снижении напряжения на выходе выпрямителя vd1 до 16, а на резерв-ной батарее — до 11,5 В.
Несколько слов об особенностях алгоритма работы контроллера, свя-занных с блоком питания. При стар-те программы контроллер должен создать высокий уровень напряже-ния на выводе, который управляет полевым транзистором vt2. Если в процессе работы возникнет ситуа-ция, когда отсутствует сетевое на-пряжение и напряжение резервной батареи ниже допустимого значения (на обоих выходах компаратора — напряжение низкого уровня), уст-ройство должно передать, что в этот момент произойдет его аварийное отключение, после чего установить низкий уровень на выводе, управля-ющем ключом vt2. Это приведет к отключению устройства, которое вновь включится при восстановле-нии сетевого напряжения или заме-не батареи.
Принимать решение об аварийном
отключении контроллер должен с уче¬
том того, что при работе мощных по¬
требителей (например, передатчика)
возможна временная "просадка" на¬
пряжений батареи и выпрямленного
(на конденсаторе С1). 

Раздел: [Источники питания (прочие полезные конструкции)]

Сохрани статью в:

Оставь свой комментарий или вопрос:


Наше сообщество в VK, а ты с нами? Присоединяйся!!!
Тясячи схем в категориях:
-> Прочее
-> Измерительная техника
-> Приборы
-> Схемыэлектрооборудования
-> Источники питания (прочие полезные конструкции)
-> Теоретические материалы
-> Справочные материалы
-> Устройства на микроконтроллерах
-> Зарядные устройства (для батареек)
-> Зарядные устройства (для авто)
-> Преобразователи напряжения (инверторы)
-> Все для кулера (Вентилятора)
-> Радиомикрофоны, жучки
-> Металоискатели
-> Регуляторы мощности
-> Охрана (Сигнализация)
-> Управление освещением
-> Таймеры (влажность, давление)
-> Трансиверы и радиостанции
-> Конструкции для дома
-> Конструкции простой сложности
-> Конкурс на лучшую конструкцию на микроконтроллерах
-> Конструкции средней сложности
-> Стабилизаторы
-> Усилители мощности низкой частоты (на транзисторах)
-> Блоки питания (импульсные)
-> Усилители мощности высокой частоты
-> Приспособления для пайки и конструирования плат
-> Термометры
-> Борт. сеть
-> Измерительные приборы (тахометр, вольтметр итд)
-> Железо
-> Паяльники ипаяльные станции
-> Радиопередатчики
-> Вспомогательные устройства
-> Телевизионная техника
-> Регуляторы тембра, громкости
-> Блоки питания (лабораторные)
-> Усилители мощности низкой частоты (на микросхемах)
-> Другие устройства для усилителей
-> Cветовое оформление новогодней ёлки или праздничного зала
-> Глушилки
-> Телефонные жуки
-> Инфракрасная техника
-> Медицинская техника
-> Телефония
-> Для животного мира
-> Конструируем усилители
-> Антенны и усилители к ним
-> Звонки
-> Электронные игрушки
-> Усилители мощности низкой частоты (ламповые)
-> Управление двигателями (питание от однофазной сети)
-> Программаторы микроконтроллеров
-> Сверлилки
-> Изучаем микроконтроллеры
-> Радиоприемники
-> Сигнализации
-> Сотовая связь
-> USB-устройства
-> Блоки питания (трансформаторные)
-> Радиостанции простые в изготовлении
-> Источники питания (для усилителей)
-> Прочеее
-> защита от короткого замыкания (электронные предохранители)
-> Зарядные устройства (для радиостанций)
-> Мигалки
-> Cварочное оборудование
-> Кодовые электронные замки
-> Блоки питания (бестрансформаторные)
-> Часы
-> Управление поворотниками
-> Зажигание
-> Управление водой (насосы для скважин или колодцев, полив растений)
-> Моделирование
-> Блоки управления стеклоочистителями
-> Предварительные усилители
-> Защита от перегрузки и перегрева
-> Динамики
-> Ремонт бытовой техники
-> Дистанционное управление компьютером
-> Акустические микрофоны и преобразователи
-> Спутниковое ТВ
-> Gsm антенны, примочки, усилители, ретрансляторы.
-> Пищалки
-> Роботы
-> Ретрансляторы
-> Паяльники и паяльные станции
-> Звуковые сигнализаторы
-> Рули и джойстики
-> Схемы электрооборудования
-> Все для "кулера" (Вентилятора)
-> Работа с BGA микросхемами
-> Фильтры
-> Сабвуферы
Рейтинг@Mail.ru