Уголок радиолюбителя
Многие электрические и электронные приборы для своей работы требуют постоянного или переменного напряжения. В основном переменное напряжение поступает от электросети, а постоянное напряжение от блоков питания, батарей и аккумуляторов.
Однако бывают ситуации с перебоями в электропитании устройств по причине сбоя электроснабжении либо разрядке батареии или аккумулятора. Чтобы преодолеть эту проблему есть несколько альтернатив.
Например, в экстренных случаях для получения переменного напряжения, при отключении питания от сети, мы можем использовать генераторы или инверторы. Аналогичным образом, в случае питания постоянным напряжением, мы можем использовать в качестве альтернативы либо новую батарею, либо конвертер AC/DC.
Данная статья представляет принцип работы и конструкцию схемы автоматического переключения питания на резервный источник, в которой нагрузка (серия светодиодов) запитывается от батареи, либо от AC/DC преобразователя.
Принцип автоматического переключения питания на резервный источник
Эта схема основана на работе таймера NE555 в бистабильном режиме. В этом режиме выходной сигнал таймера бывает либо высоким, либо низким в зависимости от состояния выводов триггера и сброса.
Выход таймера подключен к транзистору, который работает в ключевом режиме в зависимости от выходного сигнала таймера.
Два светодиода, соединенных последовательно, используются в качестве нагрузки. При закрытом транзисторе светодиоды приводятся в действие от источника питания AC/DC, а при открытом транзисторе светодиоды приводятся в действие от аккумулятора. В качестве переключателя можно использовать реле, катушка которого запитана от стабилизатора U1.
Проектирование схемы включает в себя две основные части:
1. Конструкция стабилизатора:
Стабилизатор построен с использованием трансформатора, мостового выпрямителя и стабилизатора напряжения.
Выбор стабилизатора напряжения. Поскольку нам необходимо запитать два последовательно соединенных светодиода вместе с диодом Шоттки, то мы выбираем регулятор напряжения LM7809, стабилизирующий напряжение на уровне 9 В. Так как напряжение на входе стабилизатора должно быть не менее 12 В, то мы выберем входное напряжение около 20 В. Соответственно сетевой трансформатор должен иметь напряжение вторичной обмотки около 20В.
Далее подбираем диоды для мостового выпрямителя. Так как пиковое напряжение на вторичной обмотке трансформатора составляет около 28В, то общее пиковое обратное напряжение (PIV) моста будет около 112В. Следовательно, нам нужны диоды с номинальным PIV более 112В. Хорошим вариантом здесь будет использовать диоды 1n4007, имеющие PIV около 1000В.
Заключительный этап — выбор конденсатора фильтра. Для конденсатора — пикового напряжения 26В и минимальное входное напряжение регулятора 12В, допустимая пульсация составляет около 14В. Значение емкости рассчитывается по формуле C = I (Δt / ΔV), где I сумма тока покоя регулятора напряжения и фактического тока нагрузки. Подставляя данные значения, мы получаем емкость порядка 17 мкФ. Установим электролитический конденсатор емкостью 20 мкФ.
2. Мультивибратор c использованием таймера NE555:
Когда таймер NE555 работает в бистабильном состоянии, то на его выходе может быть либо высокий либо низкий сигнал. Здесь мы используем простую логику: когда вывод TRI заземлен, то на выходе высокий логический уровень, а когда вывод RST заземлен, то на выходе будет низкий логический уровень.
Вход таймера NE555 соединен с базой транзистора BC547.
Область применения:
- Эта схема может быть использована в качестве домашней системы освещения с несколькими модификациями.
- Ее можно использовать для того чтобы управлять другими нагрузками.
