Прибор для запуска автономных источников питания и проверки блоков стабилизации напряжения и управления
В 2019 году ведущим инженером службы связи Нюксенского ЛПУМГ Игорем Паршиным была завершена разработка и реализация прибора для запуска автономных источников питания и проверки блоков стабилизации и управления в целях повышения эффективности проведения их технического обслуживания и ремонта.
Автор полезной модели
Прибор состоит из аккумулятора 12 В (1), регулируемого импульсного преобразователя 12/24 В мощностью 800 Вт (2), модуля проверки БСНАУ (3), зарядного устройства для аккумулятора (4) со стабилизацией зарядного тока и автоматическим отключением по окончанию заряда.
Эскиз 1. Блок-схема прибора
Импульсный преобразователь (2) построен по схеме Step-Up. Он имеет микропроцессорное управление, дисплей (5) и клавиатуру (6). Выходное напряжение может регулироваться от 12 до 80 В, защита по току — от 0,01 до 10 А. Также он может быть использован в качестве аварийного источника питания оборудования связи напряжением 24-48-60 В.
Эскиз 2. Модуль проверки БСНАУ
Модуль состоит из трех компараторов (5,6,7) и стабилизатора напряжения питания (8). Компараторы настраиваются на напряжения включения поджига, включения и удержания клапана подачи газа. Резистор (9) имитирует нагрузку БСНАУ — «клапан». Резистор (10) имитирует нагрузку БСНАУ — «поджиг».
Эскиз 3. Упрощенная схема преобразователя Step-Up
Повышенное напряжение на выходе получается следующим образом: входное напряжение подается на конденсатор входного фильтра Cin (11) и поступает на последовательно соединенные L (12) и коммутирующий транзистор VT (13). В точку соединения катушки и стока транзистора подключен диод VD (14), к выводу диода подключены нагрузка Rн (15) и шунтирующий конденсатор Cout (16).
Эскиз 4. Зарядное устройство
Транзистор VT (13) управляется схемой управления (17), которая вырабатывает сигнал управления стабильной частоты с регулируемым коэффициентом заполнения импульсов. Диод VD (14) в нужные моменты времени блокирует нагрузку от ключевого транзистора.
Когда открыт ключевой транзистор, правый по схеме вывод катушки L (12) соединяется с отрицательным полюсом источника питания Uin. Нарастающий ток (сказывается влияние индуктивности) от источника питания протекает через катушку и открытый транзистор, в катушке накапливается энергия. В это время диод VD (14) блокирует нагрузку и выходной конденсатор от ключевой схемы, тем самым предотвращая разряд выходного конденсатора через открытый транзистор. Нагрузка в этот момент питается энергией, накопленной в конденсаторе Cout (16). В этот момент напряжение на выходном конденсаторе падает.
Как только напряжение на выходе станет ниже заданного, которое определяется настройками схемы управления (17), ключевой транзистор VT (13) закрывается, и энергия, запасенная в дросселе, через диод VD (14) подзаряжает конденсатор Cout (16), который подпитывает нагрузку. При этом ЭДС самоиндукции катушки L (12) складывается с входным напряжением и передается в нагрузку, следовательно, напряжение на выходе получается больше входного напряжения. Уровень напряжения зависит от настройки схемы управления (17), его можно поднять до 80 В. По достижении выходным напряжением установленного уровня стабилизации схема управления (17) открывает транзистор VT (13), и процесс повторяется с фазы накопления энергии.
Источник постоянного тока с выходным напряжением 15–17 В на схеме не показан. Он подключается к разъему Х1 (18).
На элементах VT1 (19) и DA1 (20) реализован стабилизатор тока заряда. Резистором R2 (21) определяется ток заряда. DA2 (22) — компаратор отключения батареи при окончании заряда. VT2 (23) — используется в качестве ключа подачи зарядного тока в аккумулятор. Конденсатор С1 (24) служит для запуска зарядного устройства при включении питания 220 В. Аккумуляторная батарея подключается к разъему Х2 (25), светодиод, сигнализирующий процесс заряда, подключен к Х3 (26). По окончании заряда светодиод отключается. Резистором RV1 (27) можно регулировать напряжение окончания заряда батареи. Транзистор VT1 (19) установлен на алюминиевый теплоотвод.
В 2020 году прибор был успешно опробован в процессе диагностики и ремонта блоков БСНАУ на АИП ПРС-12 службы связи Нюксенского ЛПУМГ и в дальнейшем предполагается к использованию на аналогичном оборудовании во всех службах связи всех ЛПУМГ.
На полезную модель был получен патент РФ № 198254, более подробную информацию о данном патенте можно получить на официальном сайте Федерального института промышленной собственности (www.fips.ru).
Контактные данные авторов текста для связи:
Паршин Игорь Николаевич, ведущий инженер службы связи
Телефон: 55305
Электронная почта: iparshin@sgp.gazprom.ru
