Индикаторы напряжения аккумуляторной батареи ИБП

Зарядные устройства

В источнике бесперебойного питания (ИБП) модели Masterguard А1000 после окончания гарантийного срока службы аккумуляторной батареи автоматически включается предупреждение о необходимости её замены — мигает пороговый индикатор напряжения на батарее и периодически раздаётся звуковой сигнал. В таком режиме штатный индикатор уровня напряжения батареи не выполняет свои функции.

Такое явление наблюдается и после самостоятельной замены аккумуляторных батарей на новые. Конечно же это можно устранить, обратившись в сервисный центр, где проведут замену батарей и сбросят предупреждающие сигналы, или если в наличии имеется соответствующее программное обеспечение, то пользователь может проделать всё это самостоятельно. Но если по каким-либо причинам таких возможностей нет, можно воспользоваться описанным ниже способом.

Для решения поставленной задачи предлагается устройство, представляющее собой ступенчатый индикатор напряжения на аккумуляторной батарее и логический анализатор режима работы ИБП. Устройство позволяет восстановить функцию индикации напряжения на батарее и подачу звуковых сигналов с минимальным вмешательством в конструкцию ИБП.

Индикатор напряжения собран на МК PIC12F675-I/P, в его составе имеется всё необходимое для организации такого индикатора — АЦП. выходы, позволяющие непосредственно управлять светодиодами, и возможность работы от внутреннего тактового генератора. Анализатор режима работы ИБП выполнен на логических элементах микросхемы К561ЛА7 и отвечает за подачу предупреждающих звуковых сигналов.

indikatory-napryazheniya-akkumulyatornoj-batarei

Схема устройства показана на рис. 1. Питание +5 В устройство получает непосредственно от платы управления ИБП. На микросхеме DD2 собран индикатор уровня напряжения на аккумуляторной батарее. На резисторах R1 и R3 выполнен делитель входного напряжения, снимаемого с аккумуляторной батареи, которая состоит из трёх последовательно соединённых батарей с номинальным напряжением 12 В и ёмкостью 7,2 А ч. С помощью этого делителя напряжение на аккумуляторной батарее (36 В) приводится в соответствие с допустимыми значениями для МК.

napryazheniya-tok-koefficienty

Вывод 5 микроконтроллера DD2 программно сконфигурирограммно сконфигурирован как вход АЦП, а выводы 2, 3, 6 и 7 — как выходы. К последним подключены светодиоды порогового индикатора напряжения, которые вместе с гасящими резисторами установлены на плате управления ИБП и оформлены в виде столба из пяти индикаторов на передней панели управления.

Из-за отсутствия необходимого числа выводов у применённого МК один светодиод не используется, он светит постоянно — его катод подключён к минусовой линии устройства. Остальные светодиоды включаются в зависимости от напряжения на верхнем по схеме выводе резистора R1. Так, второй светодиод включается при достижении напряжения на батарее 33 В (минимальное значение), третий — 36 В, четвёртый — 37,8 В, пятый — 41,4 В.

Последнее значение соответствует состоянию полной зарядки каждой батареи (3×13,8 = 41,4 В). Таким образом, светящийся столбик из пяти светодиодов индикатора напряжения позволяет считать, что аккумуляторная батарея ИБП находится в заряженном состоянии. Расчёт коэффициентов, заносимых в память МК, приведён в таблице. В ней принято, что напряжение одной полностью заряженной батареи — 13,8 В, полностью разряженной — 11 В, промежуточные значения выбраны произвольно. Коэффициенты рассчитаны из условия, что входному напряжению АЦП МК 5 В соответствует значение 1024.

Как указывалось выше, на логических элементах микросхемы DD1 собран анализатор режима работы ИБП, он отвечает за подачу звуковых сигналов. Входы элемента DD1.1 подключены к катоду светодиода “Авария” ИБП, который управляется подачей на катод низкого уровня. В нормальном состоянии светодиод “Авария” не светит, на его катоде и на входах DD1.1 присутствует высокий уровень. Если же в ИБП возникает аварийная ситуация, включается светодиод “Авария”, на входах элемента DD1.1 появляется низкий уровень.

Соответственно на его выходе возникает единичный сигнал, который поступает на вход GP3 DD2 и переводит все четыре светодиода, подключённые к выходам МК, в мигающий режим. Светодиоды измерителя напряжения с периодом в половину секунды включаются и гаснут. Этот же единичный сигнал проходит через открытый диод VD1 и ограничительный резистор R2 на базу транзистора VT1 и открывает его, что приведёт к срабатыванию реле К1.

Его замкнувшиеся контакты подают питание на звуковой излучатель ИБП — раздаётся непрерывный звуковой сигнал. После ликвидации аварийной ситуации светодиод “Авария” выключится. Индикатор напряжения на МК DD2 вернётся в режим измерения напряжения на батарее ИБП, реле К1 разомкнёт цепь питания звукового излучателя. Если в нормальном состоянии ИБП эту цепь не размыкать, звуковой излучатель будет выдавать периодические сигналы.

Нижний по схеме вход элемента DD1.2 подключён к катоду светодиода “Обход” (Bypass), он тоже управляется подачей низкого уровня. В нормальном состоянии светодиод “Обход” также не светит, на его катоде и на выводе 6 элемента DD1.2 присутствует высокий уровень. На верхнем по схеме входе DD1.2 также присутствует единичный сигнал, следовательно, на его выходе установится низкий уровень.

Если же включить режим “Обход”, на выводе 6 элемента DDI.2 высокий уровень сменится низким, а на его выходе появится высокий уровень, который, как и в первом случае, приведёт к срабатыванию реле К1 и подключению звукового излучателя ИБП. Излучатель станет издавать звуковые сигналы, режим работы индикатора напряжения останется прежним — будут происходить измерение и индикация напряжения на батарее.

После отключения режима “Обход” соответствующий светодиод погаснет, звуковые сигналы прекратятся. Входы элемента DD1.3 подключены к катоду светодиода “Сеть” ИБП. В нормальном состоянии при наличии входного напряжения питающей сети светодиод включён, и на входах этого элемента присутствует низкий уровень. На выходе элемента DD1.4 также присутствует нулевой сигнал — реле К1 обесточено, индикатор напряжения аккумуляторной батареи работает.

При пропадании напряжения в сети ИБП перейдёт на питание от батареи, светодиод “Сеть” погаснет. На выходе элемента DD1.4 появится единичный сигнал, который включит реле К1 и через замкнутые контакты подаст питание на звуковой излучатель, — включится звуковой сигнал. Индикатор будет показывать уровень напряжения на батарее ИБП. После появления сетевого напряжения ИБП перейдёт на питание от электросети, включатся режим зарядки батарей и светодиод “Сеть”. Реле К1 отключится. Индикатор напряжения будет показывать уровень напряжения на батарее в режиме зарядки.

Индикатор напряжения аккумуляторной батареи с цепями анализатора режима работы ИБП смонтирован на макетной плате размерами 43×43 мм. В устройстве применено реле РЭС55А паспорт РС4.569.607. Микроконтроллер PIC12F675-I/P работает под управлением программы, записанной в его энергонезависимую память. Программа разработана и откомпилирована в среде “MikroBasic PRO for PIC V3.2”, последнюю версию которой можно скачать в интернете и воспользоваться демолицензией, поскольку программный код не превышает 2 кбайт.

В качестве недостатка предлагаемого устройства следует отметить отсутствие звукового сигнала после включения режима тестирования состояния аккумуляторных батарей ИБП. Перед проведением работ необходимо отключить от ИБП все внешние подходящие кабели, снять П-образную крышку и демонтировать батареи. Панель управления ИБП закреплена на передней крышке, чтобы её снять, необходимо отвернуть четыре шурупа внутри корпуса.

Макетную плату со смонтированным устройством соединяют проводниками с точками на панели управления ИБП, указанными на схеме. Обозначения на схеме соответствуют надписям на панели управления ИБП со стороны деталей. Все проводники, показанные слева на схеме, припаивают к указанным точкам. А вот проводники, показанные на схеме справа, имеют особенности в точках подключения. После подключения выходов МК к точкам панели управления ИБП необходимо перерезать печатные проводники, идущие от этих точек.

Также можно соединить катод светодиода LD511 с выводом 10 микросхемы U502. Если же этого соединения не делать, светодиод LD511 (нижний в индикаторе напряжения батареи) будет постоянно мигать. После выполнения вышеописанных соединений панель управления закрепляют на своё место в переднюю крышку, а плату устройства закрепляют рядом, в свободной секции, с помощью термоклея. Внешний вид получившейся конструкции показан на рис. 2.

vneshnij-vid-indikatora-napryazheniya-akkumulyatornoj-batareiЗатем контакты реле подключают последовательно со звуковым излучателем, расположенным на верхней продолговатой плате ИБП. Для этого аккуратно перерезают печатный проводник сверху платы между конденсатором С35 и звуковым излучателем BZ1, а провода от реле подпаивают снизу платы к плюсовому выводу конденсатора С35 и выводу звукового излучателя, ближнему к С35.

Остаётся подключить проводник, идущий от делителя R1R3 устройства к плюсовому выводу аккумуляторной батареи ИБП. Сделать это можно в точке подключения плюсового вывода батареи к основной плате у предохранителя на 30 А. Для этого проводник от устройства очищают от изоляции на расстоянии 10 мм и зажимают в разъём плюсового кабеля от батареи (красный провод). Затем устанавливают на место переднюю крышку, устанавливают и соединяют батареи, закрывают П-образную крышку — ИБП готов к работе.

Оцените статью
radiochipi.ru
Добавить комментарий

Нажимая на кнопку "Отправить комментарий", я принимаю политику конфиденциальности.

Adblock
detector