Star News
Kuidas ühendada kaks toiteallikat. Mitme koormuse paralleelühendus ühe väljundiga (30%, Ohmi seadus)
Aleksei OMELYANCHUK, ekspert
Kaasasündinud ahnus (teisisõnu kokkuhoidlikkus, majapidamine) ei võimalda isegi mõistlikel disaineritel mõistlikke süsteeme kavandada. Näib, et peate süsteemiga ühendama 32 "Exit" silti (üks igal korrusel), panema vajalik arv releeplokke - ja olete õnnelik. Näiteks 8 plokki, millest igaühes on 4 releed. Aga ei, sest tahad raha kokku hoida ja seetõttu on projektil üks relee väljund (relee “hoiab” õnneks 3 amprit), mille külge ühendatakse kõik 32 plaati pikas ahelas ühe juhtmepaariga (kokku tarbimine, okei, me peame seda vastuvõetavaks - 32 * 90 mA = 2,88 A). Kogupikkus on ligikaudu 300 m (plaatide vahel 10 m). Mis on varitsus?
Esimene varitsus seisneb selles, et enamik plaate (lambid, sireenid, märguanded ja muud sarnased seadmed) on väga piiratud tööpinge vahemikuga. Näiteks populaarne seade KOP-24 töötab pingel 18 kuni 28 V. Tohutu ulatus! Jah? Ei.
Panime tavalise 24 V toiteallika (tegelikult annab see tavaliselt välja 27,5 V, sest sisaldab kahte pliiakut, mille "laadimispinge" on 13,8 V - nagu autol). Sobib? Sobib. Kaugemale. Süsteem peaks töötama elektrikatkestuse korral veel 24 tundi ooterežiimis ja 3 tundi häirerežiimis. Selge on see, et akud on ka “ökonoomselt” arvestatud, nii et selle perioodi lõpuks on pinge toiteallika väljundis ca 20 V. Kas sobib? Sobib ka. Aga! Juhtmete pingelanguse varu oli 2 V.
Voolutarbimisega 3 amprit lubatud takistus juhtmed on ainult 0,6 oomi. Tuletame meelde ühte esimestest artiklitest umbes 30% - ühe traadi takistus, mille ristlõige on 1 mm 2 ja pikkus 100 m = 2 oomi. Arvutame ümber, saame: kaabli pikkusega 300 m on 2x16 mm 2 ristlõikega kaabli takistus 0,6 oomi. Sellist kaablit saab painutada ainult põlve peal ja siis võib tulemuseks olla sinikas. Sellise kaabli ühe (!) meetri maksumus on võrdne ühe tulemustabeli maksumusega. Vau päästmine...
Jah, ja sellise kaabli ühendamine olemasolevate tulemustabelitega ei tööta ja seda pole isegi lihtne olemasolevates põrandate vahel venitada.
Ja siin juhime tähelepanu asjaolule, et on plaate, mille toitepinge ulatus on märgatavalt laiem ja samal ajal oluliselt vähenenud voolutarve. See efekt saavutatakse tavaliselt koos impulsi allikad toitumine, kuid ma ei lasku tootjate tehnoloogilistesse saladustesse. Meie jaoks on praegu oluline, et on pealtnäha mitte väga erinevaid seadmeid, mille vastuvõetav toitepinge vahemik on 10-40 V ja voolutarve 20 mA. Arvutame kõik ümber. Jätame toiteallika samaks, tuletõrjesüsteemidele tuttavaks 24 V. Lubatud pingelang ka täiesti tühjalt akudelt on juba 20 V-10 V = 10 V. Kogu keti voolutarve on 32 x 20 = 640 mA. Jagame - saame: oleme rahul 16-oomise takistusega. See tähendab, et 2 x 0,75 kaabel sobib! hoopis teine asi! (Joonis 1).
Nüüd arvutame natuke täpsemalt. Keskmine vool kaablis ei ole üldse 640 mA. Ainult esimeses osas releest esimese ekraanini on vool maksimaalne ja siis on vool väiksem. Kui eeldada, et näidikud on ahelas ühtlaselt jaotunud, siis võib keskmiseks vooluks lugeda täpselt poole täisväärtuse ehk 320 mA. Matemaatikud saavad ise aru, miks seda võib kaaluda, ma selgitan ülejäänutele: esimeses osas voolab vool 32 paneelilt, järgmises - 31-lt jne. Sellest lähtuvalt on pingelang esimeses osas võrdne R-kaabli * 32 *! paneeliga, kaabli järgmisel R * 32 *! tulemustabelil jne. Noh, rea 32 + 31 + ... + 2 + 1 summa on teadaolevalt ligikaudu 32 * 32/2. Kokkuvõttes võime esimesel ligikaudsel (täpsusega 30%) eeldada, et "keskmine" vool, mis on võrdne poolega täisvoolust, voolab lihtsalt läbi kaabli. See on muutunud veelgi lihtsamaks. Kaablit saab valida vaid 2 x 0,35, mis on juba päris kopsakas, isegi tulekindlas versioonis.
Liigume nüüd kurva osa juurde. Normid (ja terve mõistus) nõuavad sideliini terviklikkuse jälgimist seadmest (releeplokk) sireenini. Tõepoolest, te kontrollite isiklikult mitu korda päevas juhtmeid lülitist lambipirnini ja tuletõrjealarm võib seista aastaid ega lülita kunagi sireene sisse. Ja ainult tulekahju korral, kui juhtmestiku parandamiseks on liiga hilja, peaks see toimima. Nii et kontrolli.
Loomulikult pakuvad kõik tootjad koos tavaliste releeplokkidega sarnaseid plokke sideliini jälgimise funktsiooniga.
Põhimõtteliselt on olemas kolm erinevat tehnoloogiat. Esimene on liini ettepoole suunatud takistuse perioodiline mõõtmine. See ei nõua lisaseadmeid, see ei juhi mitte ainult kogu liini, vaid ka sireene endid ning genereerib häire liinitakistuse olulise muutumise korral. Selle lähenemisviisi puuduseks on see, et see töötab hästi ainult siis, kui liinil on ainult üks sireen. Noh, kaks või kolm. Ja kui neid on 32, siis on ebareaalne märgata ühe väljalülitamist. Seetõttu ei sobi see meetod kokkuhoiu austajatele. Üldjuhul saab sellist lahendust tõesti rakendada vaid aadressisüsteemi puhul, kui "releeplokk" on tegelikult üsna väike ja odav seade. Ja muide, sel juhul selgub sageli, et kontrollimise ajal "töötab kuulutaja natuke". Kuigi sellele antakse väga väike vool, võib sellest voolust piisata, et moodne elektrooniline sireen vaid pisut "tiksuks" panna. Jah, sireen ei anna oma 110 dB välja, ei pane kogu küla häiret, aga kui see on turvaruumis, on iga minut “tiksumine” päris tüütu. Kuna me räägime, siis mainin probleemi lahenduse. Sireeniga paralleelselt on vaja ühendada väike takisti takistusega umbes 1-5 kOhm. Sellesse takistisse läheb kogu katsevool (tavaliselt mitte rohkem kui 1 mA), sireen ei liigu üldse. Ja töörežiimis, kui rakendatakse 12 V, voolab takistisse vastuvõetavalt väike "lisa" vool - paar milliamprit.
Teine tehniline lahendus on spetsiaalse seadme, digitaalse või analoogse "responderi" paigutamine rea lõppu, millega juhtplokk pidevalt "suhtleb" ja kontrollib sidet. Lahendus on väga tõhus, kuigi pean ütlema, et see võimaldab teil juhtida ainult "sideliini" (sõna otseses mõttes, nagu kehtivad eeskirjad nõuavad). Tegelikult ei juhita sireenide ühendusklemmid ja sireenid ise kuidagi. Noh, viimane puudus on seadmete märgatav hind. Seda lahendust on mõttekas kasutada ainult siis, kui kavatsete tõesti ühe liiniga ühendada palju sireene (tahvelarvuteid).
Kolmas lahendus, mis on väga levinud (eriti 10-20 aastat tagasi), on dioodi kasutamine otsmikuna ja kontuuri kontrollimine pöördpinge rakendamisega. Idee seisneb selles, et sireenid ei tööta pöördpingest ja diood läbib voolu, see on avatud vooluahela kontroll. Pealegi on dioodi pingelang - 0,6 V - täiesti võimalik tuvastada ja veenduda, et ka liinil pole lühist. Paraku pole kõik lihtne. Esiteks on paljudel sireenidel sisendis kaitsediood, mis kaitseb neid nii vastupidise polaarsuse kui ka ülepinge eest (see on täpselt kaitsediood - tegelikult Zener diood). (Joonis 2)
Mis juhtus? Igal häiresignaalil on sama diood, mis rea lõpus - meie releeseade ei märka, kui silmus kuskil keskel katkeb. Seetõttu soovitavad selliste seadmete tootjad (sellise juhtimistehnoloogiaga) paigaldada iga sireeni jaoks täiendava "sirge polaarsusega" dioodi. Samal ajal kaitseb selline diood sireeni katsevoolu kahjustuste eest, kui sireenil pole sisseehitatud kaitset (paraku võidujooks odavuse pärast on tüüpiline mitte ainult Puškini muinasjutu kangelasele ja meie pakutud projekteerija, aga ka sireenitootjate jaoks). Noh, ütleme veel, et üks diood on odav, eriti kuna lugupeetud tootjad pakuvad paigaldamise hõlbustamiseks valmis plokki, millel on paar dioodi ja klemmid (või väljaulatuvad juhtmed). Kui ehitate tuletõrjesüsteemi, on see hea lahendus. Sideliini terviklikkus on loomulikult kontrollitud, standardid on täidetud. Ainus häda on selles, et sideliini ja iga sireeni vahele tekkisid lisaseadmed ja paar ühendust (või isegi keerdkäiku), mis muidugi ei lisa süsteemile töökindlust.
Kokkuvõtteks vaatame veel ühte näidet äärmisest ahnusest (ja samas hämmastavast tehnilisest ilust), millega hiljuti disainiotsuste tegemisel kokku puutusin. Arvestades: on olemas tulekustutuskäivitusseade, mis toodab 3 amprit väljundi kohta. Väga hea agregaat, lülitusstabilisaatoriga ehk annab täpselt garanteeritud voolu - 3 amprit, sõltumata koormusest. Samuti toodab see 3 amprit lühise ja 3 amprit 1 oomi koormuse korral (selgub, et koormuse juures on ainult 3 volti - kes mäletab Ohmi seadust). Disaineri soov oli sellest seadmest käitada umbes 100 Burani tüüpi moodulit, millest igaüks vajab 100 mA. Põhimõtteliselt on mitme squib'i (Burany's kaitsmed rangelt võttes ei ole squib'id, kuid lihtsuse mõttes nimetan neid nii) paralleelne ühendamine ühe stardiploki väljundiga täiesti vastuvõetav lahendus olemasolevate standardite järgi. Jah, samal ajal on võimatu juhtida iga squib'i ja squibide ühendusahelaid - ainult sideliini kurikuulus terviklikkus, kuid see on standarditega lubatud. Märgin muuseas, et üheski autos ei kontrollita kunagi turvapatjadega sideliini – kontrollitakse just turvapatjade tõmbluste terviklikkust, igaüks eraldi –, aga me räägime meist, lähedastest, kes kujutavad Schumacherit libe tee ja mitte mõne kohta, siis on hoones ebatõenäoline tulekahju, mida me võib-olla pärast projekteerimist kunagi ei näe. (Joonis 3)
Niisiis on mitu squib'i paralleelselt, takistid on nendega ühendatud järjestikku, nii et squib'i lühise korral ei tekita see lühisesse kogu liini ega sega ülejäänud squibide tööd ( tavaliselt käivitudes lähevad squibid "pausile", kuid on erinevaid juhtumeid.Kuigi sagedamini tekib lühis lihtsalt iseenesest, siis aja jooksul metalli korrosiooni ja keemiliste protsesside tõttu squib täiteaines). Idee on lihtne: isegi kui allikavool jaotub pärast sisselülitamist ebaühtlaselt, põlevad esimesena läbi need squib padrunid, kus vool on keskmisest suurem, misjärel jaotatakse vool ümber ülejäänud ja järgmine hakkab tööle. - ja seda kõike mõne millisekundi jooksul pärast väljundi sisselülitamist. Oluline tingimus on see, et juhtmooduli väljundvool peab olema piisav kõigi varuga squibide jaoks. Ei tohiks juhtuda, et vool erinevate juhtmete ja kontaktide langemise tõttu jaotub esimesel hetkel pärast sisselülitamist võrdselt "kõigile natukene", nii et kõigi jaoks ei jätku. Tavaliselt soovitavad tootjad sellise lisamise jaoks pooleteisekordset varu. 100 mA käivitusvooluga "Buransi" puhul tähendab see, et mooduli väljundvooluga 3 A saab ühendada 20 "Buraniga".
Niisiis, tagasi tervisliku ahnuse ilmingu juurde. Tahaks ühe mooduliga põlema panna 100 Buranovit (tegelikult “ainult” 75). Voolu ei jätku kohe - 75 Buranovi jaoks vajate 7,5 amprit, meil on ainult 3 A ja me peame tagama väikese voolu. Muidugi võite panna veel paar lihtsat releed ja lülitada kordamööda 3 30-pealist rühma, kuid ahnus ei luba seda isegi. Siiski on lahendus ja väga ilus (ärge proovige seda päriselus korrata, kirjeldatud nipp on saadaval ainult koolitatud kiivrites ja psühhoneuroloogi tõenditega kaskadööridele). Niisiis. Erinevad takistid paneme squibidega järjestikku. Tagame tahtlikult ebaühtlase voolujaotuse. Ühendame esimese 15-liikmelise Buranovi rühma otse. Teine rühm (samuti 15 tükki) - läbi 20 oomi takistite (squib enda takistus on samuti 20 oomi - seega on nende harude kogutakistus kaks korda suurem). Veel üks - läbi 60 oomi, st. nende okste takistus on neli korda suurem. Ja nii edasi, kokku on 6 rühma "Burans", kogutakistus esimese rühma harus on 20 oomi, teise - 40, seejärel - 80,160 ja lõpuks 320 oomi. Tüüpiline binaarne redel. Esimese rühma juhtivus on isegi väiksem kui teiste rühmade juhtivuste summa. Seetõttu voolab esimesel hetkel pärast sisselülitamist sellesse rühma rohkem kui pool koguvoolust (st rohkem kui 1,5 amprit). Sellest tulenevalt on see vool piisav, et käivitada esimese rühma squibs. Kui nad tulistavad, on need “avatud” (kui kõik läheb ootuspäraselt) ja kanderaketi väljundvool jaotatakse uuesti ümber, nii et järgmine 15-liikmeline rühm saab sellest voolust üle poole. Nüüd hakkavad toimima, noh jne. Väike häda on selles, et viimane grupp vajab töötamiseks 32 V, seega pidin mooduli konstrueerima nii, et see saaks 3 12 volti toiteallikat - kokku 36 volti. (Joonis 4)
Teoreetiliselt peaks see toimima. Praktikas piisab, kui üks squib töötab "lühikesega" või vähemalt lihtsalt ei tööta ja tõenäoliselt ei tööta ükski squib järgmistes rühmades. Ma ei räägi nii keerulise struktuuri terviklikkuse jälgimise usaldusväärsusest. Ja loomulikult ei tööta see põhimõtteliselt iga käivitusmooduliga, vaid ainult sellisega, mis tagab (piirab) fikseeritud voolu. Kui moodulil on tavaline relee ja moodul proovib korraga väljundisse väljastada kõik 36 volti, osutub vool viimase rühma squibides kohe 100 mA, eelviimases rühmas - kohe 200 mA. jm, et koguvool ületaks 40 amprit, loomulikult hakkab toitekaitse varem tööle kui squib’id ja mitte ühtegi Burani ei hakka üldse käima.
Mida ma selle kõigega öelda tahan? Ahnus on piiritu. Ma ei soovita kellelgi kunagi ühe väljundiga ühendada rohkem kui üks koormus. Paralleelühendus mitme tarbija puhul on see juba ahnus, mis viib usaldusväärsuse vähenemiseni, isegi kui seda tehakse mõistlikes piirides (viis käivitada 75 squib ühest väljapääsust - kordan - tõin välja ainult Ohmi seaduse rakendamise näite, vaimuharjutusena). Kui juhtmoodulid maksid rohkem kui tulekahjust saadav kahju, oli see siiski mõistetav. Nüüd aga, kui elektroonika muutub iga aastaga odavamaks, on Moore’i seaduse järgi õige otsus kas kasutada suure väljundite arvuga mooduleid (ja ühendada iga väljundiga üks tarbija) või kasutada minimooduleid otse iga tarbija läheduses. Teine võimalus suurendab veidi kogu süsteemi maksumust (kaabli struktuur on sama), kuid see võib oluliselt parandada kõigi liinide terviklikkuse, kõigi ühenduste ja kõigi seadmete jõudluse jälgimise kvaliteeti (niivõrd kui see on võimalik kontrollida squibi jõudlust ilma seda süütamata). Siiski on kohatu rääkida selle klassi konkreetsetest lahendustest üldiselt kasulikus informatiivses artiklis - see oleks juba otsene reklaam, nii et lugege konkreetsete toodete kohta minu teistest artiklitest.
Üldiselt on aktsepteeritud, et kõigist OPS-i tehnilistest vahenditest on toiteallikad (PS) kõige lihtsamad tooted. Enamikus IP kirjeldustes ja omadustes näitavad tootjad standardsete parameetrite komplekti, täpsustamata, kuidas neid rakendada. Kuid kuna tõde on alati peidus nüanssides, on võimatu hinnata toodete kvaliteeti ja võimalusi, mõistmata antud näitajate tähendust ja rakendamise meetodeid. Iga IP parameetrit on kõige lihtsam hinnata selle eesmärgi ja tehniliste rakendusmeetodite järgi.
Ülekoormus- ja lühisekaitse. ( Märge: Edaspidi ei nimeta autorid igat tüüpi kaitsmeid kaitsmetel ja isetaastuvaid kaitsmeid kui kaitsmeid, pidades neid IP-ahela dekoratiivseteks elementideks.) Üks keerulisemaid näitajaid. Ülekoormuskaitse on kaitse ohutu väärtusega koormusvoolu ületamise eest, mis on mõeldud pikaajaliseks tööks, lühisekaitse - kriitiliste voolude eest, mis võivad allika koheselt välja lülitada. Reeglina on lühisekaitse "kiire" ja seatud piisavaks kõrge vool(Et vältida komistamist mahtuvusliku koormuse ühendamisel), on ülekoormuskaitse "aeglane" ja seatud voolule, mis vastab maksimaalsele lubatud pidevale voolule.
Oletame, et 3-amprise allika lühisekaitse vool on seatud väärtusele 8 A ja ülekoormuskaitset pole. Kui tarbija seadis tahtmatult voolu 4 A peale, siis on ilmne, et allikas töötab mõnda aega, kuid mitte väga kaua. Mõnikord on käivitusallikates akudega töövool seatud suuremaks kui ilma akudeta töötades. Sel juhul tehakse tööd kuni akude tühjenemiseni.
Tuleb meeles pidada, et sulguri sulgemine on erinev, kuna ülekoormus on tõepoolest ülekoormatud. Toiteallikate, eriti lülitusseadmete puhul on kõige ohtlikum nn sädemeahel, mille vastu tavakaitse on enamasti jõuetu. Reeglina, kui nad proovivad probleemi lahendada, lahendatakse see pärast lühise tuvastamist mõneks ajaks IP-aadressi uuesti sisselülitamise blokeerimisega. Kui olete sellisest parameetrist huvitatud, on mõttekas küsida arendajatelt, kuidas seda rakendatakse, või kontrollida seda isiklikust kogemusest, luues sagedasi väljundi sulgemisi.
Eriti kasulik on kontrollida mahtuvusliku koormuse allika tööd, kuna koormusena kasutatavad seadmed sisaldavad reeglina salvestusmahtuvusi. Mida rohkem selliseid seadmeid, seda suurem on kogu kandevõime. IP-st pinge rakendamise hetkel tajub see laadimata mahtuvust lühisena. Selle vooluahela kestus on seda suurem, seda suurem on kandevõime ja ühendusjuhtmete takistus (ühendusjuhtmete takistuse suurenemisega väheneb lühisevoolu amplituud koos kestuse samaaegse suurenemisega) . Seega ei pruugi toiteallika nimiväljundvooluga, näiteks 3 A, lülituda sisse koormusele, mille keskmine voolutarve on 100 mA, kuna sisselülitamise hetkel töötab selles pidevalt lühisekaitse.
Seda parameetrit on üsna lihtne kontrollida: ühendage allika väljundiga (ilma akuta) elektrolüütkondensaator, mille võimsus on 2000 uF vastavalt polaarsusele ja mille tööpinge on suurem kui toiteallika väljundpinge, lülitage allikas võrku sisse. Kui kaitse sees töötab, võib selle julgelt vanarauaks üle anda.
Märkus. Selgitame, miks sisselülitamise hetkel tajutakse mahtuvuslikku koormust lühiseks. On teada, et mahtuvuslikku laadimisvoolu kirjeldatakse avaldisega: Ic \u003d C (Uc / t), kus C on koormusmahtuvus Faradides, (Uc / t) on pinge muutumise kiirus üle mahtuvuse (V) / s). Olgu 24 V allikas ühendatud mahtuvusliku koormusega 1000 μF ja allika sisselülitusajaga 1 ms. Oletame, et allika sisetakistus ja ühendusjuhtmete takistus koormusele on 0. Siis on allika tippvool koormusmahtuvuse laengu kohta:
Ic = 1000-6 * (24/10 -3) \u003d 24 A.
Kaitsekontseptsioonil on veel üks oluline ja eriti oluline aspekt: võimalus toita seadet, millel on mitu väljundit või mitu seadet, millest igaühel on väljundid. Kujutage ette joonisel 1 näidatud vooluringi.
Riis. üks
Oletame, et kaitsme või lähtestatava kaitsmega kaitstud seadmes on tekkinud lühis. Kui kaitse toiteallikas töötab enne kaitsmeid, lülitatakse kogu (kõik) seade(d) pingest välja ja vastavalt sellele lähtestatakse olemasolevad häiretingimused. Lisaks proovib allikas sisse lülituda ja protsess kordub vastavalt. Selle tulemusena ei tööta kogu süsteem.
Selle näitaja olulisus on ehk kõige olulisem. Soovitame seda pärast süsteemi installimist kontrollida, lühistades selle toiteallika mis tahes väljundi. Seega lisatakse lühise ja ülekoormuse vastase kaitsele kaudselt veel üks parameeter - allika võime keelata tema poolt toidetavate seadmete väljundite ohutuselemendid ilma neid seadmeid pingest välja lülitamata ja oma kahju tekitamata (kriitilise ülekoormuse taluvus aeg). Kui allikates on selline funktsioon olemas, rakendatakse seda ainult aku olemasolul, vastasel juhul ei pruugi allika enda võimsus olla piisav turvaelementide väljalülitamiseks.
Allikate töötamine paralleelselt
oluline parameeter. See eeldab, et allikad näevad ette voolu (võimsuse) piirangu, st. väljundvoolu suurenedes väljundpinge väheneb nii, et vool ei ületa ohutut väärtust. Kujutage ette, et seda funktsiooni ei eksisteeri ja paralleelselt on ühendatud kaks allikat, üks pingega 13 V, teine 13,6 V ja nendevaheliste juhtmete takistus on 0,1 oomi. Siis liigub ühest allikast teise vool 60 A, mis põhjustab ühe allika rikke või ülekoormuskaitse toimimise selles.
Üleliigsed toiteallikad on allikad, mis töötavad nii vooluvõrgust kui ka akudest võrgu puudumisel, samuti need, millel on võimalus täiendavalt toita võrguväljundit akuvooluga (viimasel juhul nimetatakse neid ka käivitusvõimsuseks tarvikud). Selliste toiteallikate oluline omadus on lülitusahel vooluallikast akule ja vastupidi, samuti võrgu väljundi täiendav varustamine akuvooluga. On kaks peamist meetodit: lülitumine akule, voolu piirava vooluahela abil. Vaatleme esimest võimalust. Kõige vastikum asi, mis olla saab, on lülitus akule ja relee kaudu tagasi lülitumisega (joonis 2a).
Oletame, et mingil ajahetkel tekkis vooluallika ülevool ja relee lülitub akule. Vähe sellest, et releekontaktide ümberlülitamise hetkel on koormus täielikult pingevaba, pärast nende lülitamist toiteallika vool peatub, kaitse lülitub välja ja relee kontaktid naasevad. Seejärel korratakse protsessi. Levinum on lülitusahel dioodidel (joonis 2b).
Riis. 2
Selle vaieldamatu eelis on koormuse pidev toide, kuid sellel on piisavalt puudusi. Kui vooluvõrgus ja akul on erinevad pinged, siis allikalt akule ja tagasi lülitumine, nagu eelmisel juhul, toob kaasa pinge hüppeid toiteallika ja aku taseme vahel, mis on eriti märgatav hoiatussüsteemides, kui kaitse vallandub tippkoormuse voolude tõttu. Tavaliselt kostub seda kõlaritest iseloomulike klõpsudena. Väljunddioodidel tuleb hajutada märkimisväärset võimsust, mis süvendab jahutusprobleemi (10 A voolul on kaod ca 10 W), lisaks vähendab aku eluiga täiendav voltilangus möödapääsdioodil.
Mõlemast meetodist on olemas ka hübriidversioonid, kus relee kontaktid on šunteeritud dioodidega (dioodid töötavad lülitamisel, peale releekontaktide lülitamist). Selle meetodi vältimatuks probleemiks on ülalmainitud pinge tõusud.
Ja loomulikult peate toiteallikate käivitamisel meeles pidama, et ülekoormuskaitse vool võrgust ja akudest töötades peab olema erinev (vastasel juhul kaotab käivitusploki mõiste oma tähenduse). Igal juhul on kõigi lülitusahelate eripäraks vooluallika voolu alakasutus akule üleminekul ja vastavalt lühem tööaeg ülekoormuste korral.
Alternatiivne, kuid kallim on voolu piirav allikaahel. Selle tähendus on see, et koormusvoolu suurenemisega rohkem kui allika lubatud väljundpinge hakkab vähenema ja voolu edasise suurenemisega võrreldakse seda aku pingega. Sel juhul jaotatakse koormusvool aku ja allika vahel võrdeliselt pinge alandamise kaldega (joonis 3). Märkus. See on sama meetod, mis paneb allikad paralleelselt töötama.
Riis. 3
Mõelge skeemi toimimisele etapiviisiliselt. Oletame, et aku pole täielikult laetud ning toiteallika ja aku pinge on erinev. Koormusvoolu suurenemisel ja piirangu alguse voolu jõudmisel hakkab IP väljundpinge vähenema. Laske väljundvool seada punktis "B", siis vastab väljundpinge aku pingele ja koormusvool jaotatakse toiteallika voolu ja aku vahel.
Akude tühjenemisel väheneb allika ja aku pinge koos voolude ümberjaotumisega nende vahel. Ilmselgelt ei tohiks toiteallika vool kogu vähendamise etapis ületada selle jaoks ohutuid väärtusi ja IP-ahel peaks ülekoormuskaitse voolu kõrgemale tasemele seadmiseks aku töö fakti ära tundma. .
Voolu piiramisel põhinev käivitusploki ahel on vaba lülitusahelate puudustest ja mis oluline, võimaldab paralleelselt töötada mitmel toiteallikal.
Aku laadimise meetod
Traditsiooniliselt on kaks peamist laadimisviisi: puhver- ja kiirendatud laadimisviisid. Igal neist on oma eelised ja puudused. Selge on see, et kiirendatud meetod tagab kiirema laadimise, selle tehnoloogia seisneb selles, et aku laetakse alalisvool(umbes 0,1 C) kuni pingeni ligikaudu 14,2 V, siis vool väheneb ja pinge hoitakse 13,6 V võimsuse tasemel (väiksema andmesildi mahutavusega aku paigaldamisel ületab laadimisvool lubatu) . Lihtsamates ja levinumates süsteemides kasutatakse puhverlaadimise põhimõtet, kui aku ühendatakse toiteallika väljundpingeallikaga läbi voolu piirava ahela (lineaarne või impulss, sh voolupiirajad) (joonis 4a).
Riis. neli
Laadimisprotsessi ajal aku pinge kasvades vool väheneb ja laadimisprotsess ajas pikeneb (joonis 4b). Reeglina, kui toiteallika tehnilistes parameetrites on märgitud “maksimaalne” laadimisvool, räägime puhverlaengust ja näidatud vool vastab täislahenduspingele. Ilmselgelt ei võimalda selline teave iseseisvalt arvutada aku täieliku laadimise aega.
Funktsioon pole kaugeltki üleliigne, eriti käivitus-IP-de puhul, kus nõuded aku tervisele on kõrgemad kui lihtsates katkematutes toiteallikates. Kahjuks puudub "legaliseeritud" metroloogiline meetod, mis võimaldaks kiirendatud mahutavuse kontrolli, sest selline meetod hõlmab mitut aku täislaadimise ja tühjenemise tsüklit kalibreeritud vooluga. Kõigis skeemides, kus rakendatakse võimsuse juhtimist, kasutatakse aku sisemise takistuse mõõtmise ja saadud tulemuste võrdlemise põhimõtet kas algväärtuste või teatud piirtasemega, mille järel aku edasine kasutamine on võimatu. Need. mahtuvust mõõdetakse väga tavapäraselt. elektriskeem juhtimine on näidatud joonisel 5.
Riis. 5
Klahv K ühendab perioodiliselt katsetakistuse Rtest "maapinnaga". Aku sisetakistuse Rin ja Rtest vahele moodustub jagaja, mis viib juhitava pinge E vähenemiseni. Rin väärtuse määrab selle pinge languse määr. Takistuse analüüsi põhjal tehakse otsus mahtuvust vähendada. Mis on oluline, meetod on identne autoakude kiirendatud kvaliteedikontrolli meetodiga.
Tegelikult on see väljundi muutuv komponent pidev pinge. Lineaarsetes allikates on see tingitud võrgu sisendpinge ebapiisavast filtreerimisest, impulssallikates - emissioonidest toiteklahvi transistoride lülitamisel. See sõltub koormusvoolust, samas kui lineaarsetes allikates see suureneb koormusvoolu suurenedes ja impulssallikates reeglina väheneb. Traditsiooniliselt mõõdetakse amplituudiväärtustes (joonis 6) või topeltamplituudiväärtustes. Impulssallikate puhul peetakse vastuvõetavaks pulsatsiooni amplituudi 150 mV või topeltpulsatsiooni amplituudi 300 mV.
Riis. 6
Mitu sõltumatut väljundit. Parameeter puudub regulatiivdokumentides selgesõnaliselt. Mõnikord on see vajalik üleliigsete vooluahelate jaoks, kui ühest IP-st toidetakse mitut seadet. Küll aga tuleks igal konkreetsel juhul ettevaatlikum olla broneeringu kehtivuse osas.
Järjekorras: toiteahelate kahjustused võivad ilmneda lahtise või lühise kujul. Katkestuse vältimiseks piisab ühest väljundist toitejuhtmete paralleelsusest ja probleem laheneb.
Nüüd sulgemisest
1. olukord. Vaatleme joonisel 7 näidatud ahelat. Oletame, et ühel koormuse väljunditest on lühis (kõige levinum juhtum). Samal ajal, kui allikas ei suuda tagada kaitseelemendi tööd koormuse väljundil, lülitab see pinge välja kõigil oma sõltumatutel väljunditel ja see juhtub kõigil allikatel, kui toitesüsteem kasutab ühe jaoks mitut IP-d. koormus.
2. olukord. Toode kasutab skeemi põhi- ja varutoiteliinide ühendamiseks üheks dioodiks (nagu on näidatud joonisel 7) ja ühes tooteni jõudvas liinis tekib lühis.
Sel juhul tekib "maa" liini juhtmete muutunud takistuse pingelanguse tõttu pinge tõus, mis rakendatakse "-" toitejuhtmele. Tootes tajutakse seda impulssi kui takistust ja pealegi väga tõsist, mille amplituud on võrdeline juhtmete takistusega ja kestus on võrdeline lühisekaitse töökiirusega. . Lisaks korratakse neid häireid IP lühistatud väljundi sisselülitamise katsete sagedusega. Toiteahelate ekvivalentskeem pärast lühist on näidatud joonisel 8.
Olukord 3. Toode kasutab skeemi põhi- ja varutoiteliinide ühendamiseks üheks neljaks dioodiks (nagu näidatud joonisel 9) ja lühis tekib ühes liinist kuni tooteni. Sel juhul ei moodustu seadmete häireimpulss, kuid dioodipaari pinge kadumise tõttu (ja see on peaaegu 2 V) väheneb aku tööaeg oluliselt. Need. kui teil on 12-voldine toode, mille minimaalne toitepinge on pärast elektriliinide ühendamist 10 V, ei ole toiteallika väljundi minimaalne pinge akult töötades, kui toode veel töötab, 10,5 V , ootuspäraselt, kuid kõik 12 V. T. e. aku tööiga väheneb ligi 40% ja seda tuleb akude mahutavuse valikul arvestada. Ühe dioodiga on olukord muidugi lihtsam, kuid volti kadu on siiski märgatav (tööaja vähenemine umbes 25%), eriti toodete puhul, mille toitepinge on 12 V. On ka teisi vooluahelaid. liinide kombineerimine (releedel, väljatransistoridel), kuid esiteks on nende rakendamine palju kallim ja teiseks peab disainer igal juhul pärast seda kombinatsiooni teadma toodete minimaalset toitepinget, et mitte aku mahutavuse valikul viga teha.
Riis. 7
Riis. kaheksa
Riis. 9
Riis. kümme
Seega kahe sõltumatu elektriliini olemasolu mõnikord mitte ainult ei lahenda, vaid süvendab probleemi.
Toitesüsteem ei piirdu ainult IP valikuga teatud arvu sõltumatute väljunditega, vaid nõuab integreeritud lähenemist, võttes arvesse ühendatud seadmete iseärasusi.
tõhusust. Põhimõtteliselt erineb kasutegur impulss- ja lineaarallikate puhul, impulssallikate puhul on see muidugi suurem. Impulssallikate rühmas ei ole efektiivsuse erinevus 1-2% praktiliselt märkimisväärne, madalama efektiivsusega toiteallika soojusrežiim on halvem, kuid kui tootja garanteerib selle toimimise, ei tohiks te sellele tõsist tähelepanu pöörata. see parameeter.
Võimsusteguri korrektor (PFC). Seade, mis tagab võimsusteguri tõusu, s.o. reaktiivkomponendi osakaalu vähendamine energiatarbimises. Nii-öelda elektrivõrgu seisukohalt tundub koormus PFC-ga varustatud toiteploki näol olevat peaaegu takistuslik. Paljud esitlevad toitekorrektorit kui seadet, mis annab energiasäästu, kuid IP-le rakendades täidab see olulisemaid funktsioone:
- suurendab toitepinge vahemikku (reeglina on KKM-iga varustatud SP-l võrgu sisendpingete vahemik 90 kuni 250 V);
- hõlbustab muunduri toiteosa tööd ja suurendab vastavalt selle töökindlust;
- vähendab elektrivõrku kiirgavate häirete taset.
Kontrollitavad parameetrid. Seda mõistetakse parameetrite kogumina, mida IP-ahel automaatselt juhib ja mõõdab. Nende parameetrite juhtimine ja kuvamine on valikuline, kuid see on hädavajalik keerukate süsteemide seadistamisel ja käitamisel. IP kontrollitavate ja kuvatavate parameetrite koostis võib hõlmata järgmist:
- Sisendpinge;
- väljundpinge;
- väljundvool;
- väljundi ülekoormuse olemasolu;
- sulguri olemasolu;
- aku pinge;
- akude erimaht;
- aku laadimisvool;
- laadija jõudlus;
- ja jne.
Nende omaduste põhjal saab hinnata toiteallika seisukorda, toiteallika ja reservakude jõudlust, katkestuste ja lühiste esinemist koormusühendusahelates, toiteallikaga ühendatud seadmete töökindlust ja kvaliteeti. . Näiteks võib väljundvoolu suurenemine või vähenemine viidata ahelate või ühendatud seadmete talitlushäirele, aku mahu jälgimine võimaldab selle õigeaegselt välja vahetada. Parameetreid saab kuvada IP-indikaatoritel (vedelkristallide täisversioonis), käivituskonsoolidel, kogu süsteemi hõlmavatel konsoolidel.
Kokkuvõtteks tahaksin soovida, et kõik, kes on seotud IP kasutamisega, oleksid seda tüüpi toodete suhtes tähelepanelikud. Pole mõtet keerulistest süsteemidest ja kallitest seadmetest, kui see osutub õigel ajal pingevabaks.
Alustage selle artikli üle foorumis arutelu
