Блок безперебійного живлення для АВНу

Зараз вже випускають телефонні апарати з автоматичним визначником номера (АВНи) і живленням від телефонної лінії. А як бути численної армії власників традиційних АОНов серій "Русь", "Джулія" і "Опус" з живленням від електричної мережі в умовах нашого нестабільного часу, коли періодичне відключення енергопостачання в містах і селах стало скоріше нормою, ніж випадковістю? Розроблені схеми захисту таких апаратів від коливань напруги в мережі лише частково вирішують проблему і, в усякому разі, не дозволяють користуватися АОНом, коли в квартирі панує темрява. Виходом з положення може бути проста схема блоку безперебійного живлення.

Схема (див. малюнок) складається з кількох функціональних вузлів. Трансформатор Т1, діодний міст VD1-VD4, фільтруючі конденсатори С1 і С2, інтегральний стабілізатор DA1 і діод VD7 утворюють стандартний стабілізований блок живлення АВНу з вихідним напругою 5 В і струмом навантаження 1-1,5 А. Діод VD6 і резистор R4 'включені, щоб підвищити вихідну напругу DA1 приблизно до 5,6 В, що компенсує його падіння під номінальною навантаженням але діод VD7. На транзисторах VT1, VT2 і діод VD8 зібраний електронний ключ, який при зникненні або значному зниженні мережевої напруги миттєво підключає до виходу блоку харчування акумуляторну батарею Вт На мікросхемах DA2, DA3, транзисторах VT3-VT6 і реле К1 зібрано автоматичний зарядний пристрій для підзарядки акумуляторної батареї.

Робота пристрою. При нормальному напрузі в мережі і повністю зарядженої акумуляторної батареї вихідна напруга інтегрального стабілізатора DA1 через діод VD7 надходить на вихід J3 блоку живлення. Електронний ключ VT1 закритий, і акумуляторна батарея від'єднано від вихідної ланцюга. Реле К1 знеструмлено, батарея не заряджається, а діод VD9 перешкоджає її розряду через знеструмленому зарядний пристрій. При зникненні або значне зниження напруги до 8 У відкривається транзистор VT2, потім транзистор VT1, і через діод VD8 на вихід блоку харчування надходить струм від акумуляторної батареї. При цьому діод VD7 перешкоджає протіканню зворотного струму через інтегральний стабілізатор DA1. Процес перемикання на резервне живлення відбувається плавно і дуже швидко, так що збої в роботі АВНу повністю виключені. При відновленні напруги процес відбувається аналогічним чином у зворотному напрямку, при цьому, якщо акумуляторна батарея встигла розрядитися нижче встановленого рівня, включається автоматичне зарядний пристрій, який її заряджає. Зарядний пристрій являє собою блок порівняння зразкового напруги +5 В, отримуваного на виході інтегрального стабілізатора DA2, з напругою акумуляторної батареї. Він зібраний але компараторі DA3 типу К554САЗ. При зниженні напруга бо-тареі нижче встановленого але вихід вересня компаратора з'являється позитивний потенціал, що відкриває транзистор VT3. Спрацьовує реле К1, через нормально розімкнуті контакти якого напруга з виходу випрямляча через схему так званого "струмового дзеркала" на транзисторах VT4-VT6 і діод VD9 надходить на акумуляторну батарею, заряджаючи її. Світлодіод VD11 сигналізує про початок процесу зарядки. Типова схема "струмового дзеркала" дозволяє підтримувати зарядний струм в потрібних межах незалежно від ступеня розряженності акумуляторі. Введення позитивного зворотного зв'язку (R10) призводить до появи петлі гістерезису в роботі компаратора, в результаті чого його зворотне перемикання відбувається при більш високій напрузі на акумуляторної батареї, що й забезпечує її нормальну підзарядку. Харчування компаратора від окремого інтегрального стабілізаторі напруги сприяє високій временюй і температурної стабільності роботи. До виходу J2 блоку живлення можна підключити виносний дисплей АВНу (якщо він є), тоді при зникненні напруги він буде автоматично відключатися.

Деталі. Схемотехніка пристрої допускає широку заміну комплектуючих в порівнянні з наведеними на рисунку. Небажане тільки заміна компаратора на інший, бо це потягне за собою необхідність підбору рівня позитивного зворотного зв'язку для отримання потрібної площі петлі гістерезису. Інтегральний стабілізатор DA1 необхідно встановити на радіатор з ефективною площею не менше 250 см?, Транзистори VT1 і VT4 також потребують невеликих радіаторах. Як трансформатора Т1 можна застосувати будь-який з напругою вторинної обмотки 8-10 В і допустимим струмом навантаження 1,5-2 А. Автор використав трансформатор промислового виготовлення ТЗ-40-2. підлаштування резистор R16 повинен бути дротяний, розрахований на потужність розсіювання не менше 2 Вт Акумуляторна батарея може бути будь-якого типу на напругу 6 В і довгостроковий струм розряду не менше 1 А, однак краще використовувати кислотні батареї, більш дешеві і не настільки критичні до режиму заряду.

Налаштування блоку живлення зводиться до підбору резистором R6 напруги включення зарядного пристрою (воно залежить від типу акумуляторної батареї) і встановлення зарядного струму резистором R16 в межах 20-150 мА в залежності від ємності акумуляторної батареї, виходячи з відомої формули, згідно з якою зарядний струм (в мА) дорівнює десятій частині ємності акумулятора (в мА • год). Наприкінці при підключеній до виходу блоку живлення навантаженні підлаштування резистором R2 встановлюють на базі транзистора VT2 напруга, на 2 У менше напруги на вході стабілізатора DA1 інтегрального. Описаний блок безперебійного харчування експлуатується автором безперервно протягом 3 років з кислотною акумуляторною батареєю "SUNCA" (6 В, 4 А • год), і за цей час АВН жодного разу не довелося перевантажувати або перепрограмувати. Коли в будинку відбулася серйозна аварія трансформаторної підстанції, АВН пропрацював в автономному режимі від цієї акумуляторної батареї близько 36 годин

В. Юхимець, м.Київ, РАДІОАММАТОР 11/99