В последнее время появились перебои в снабжении электроэнергией. Бывает, что в селах свет подается 10...12 часов в сутки, что, естественно, доставляет большие неудобства.
Для устранения этих неудобств я предлагаю систему резервного электропитания. Стартерныи тракторный аккумулятор 6СТ132 при наличии сети 220 В заряжается от сетевого выпрямителя. Когда электроэнергия отключается, аккумулятор питает несколько ламп 12 Вх40 Вт (по сути дела, это аварийное освещение) и конвертор (преобразователь) постоянного напряжения 12 В в переменное 220 В (рис.1).
На рис.2 приведена схема выпрямителя для зарядки аккумулятора. Регулировка тока заряда производится галетным переключателем S1 за счет изменения числа витков первичной обмотки. Выпрямитель обеспечивает ток заряда 10...15 А.
Трансформатор Т1 можно использовать любой с габаритной мощностью не менее 400 Вт.
Первичная обмотка Т1 содержит 369+50+50+50+50 витков провода диаметром 0,7 мм. Вторичная обмотка содержит 38 витков провода диаметром 3 мм. Диоды выпрямительного мостика VD1...VD4 - любые с допустимым прямым током не менее 10 А. В цепь нагрузки включен амперметр РА1 с пределом измерения 20 А. Диоды VD1...VD4 необходимо установить на радиатор площадью порядка 100 см.кв.
Думаю, нелишне будет напомнить, что токи, протекающие в выпрямителе, значительны, поэтому провода к аккумулятору и нагрузке должны иметь соответствующее сечение (не менее 1 мм.кв.).
Другим важным узлом системы резервного электропитания является преобразователь постоянного напряжения 12 В в переменное 220 В с выходной мощностью 100 Вт (рис.3). Этот преобразователь может питать различные маломощные устройства - люминесцентные лампы, небольшой телевизор и т.д. Схема взята из [1].
Принцип работы устройства проще объяснить по структурной схеме, показанной на рис.4. Постоянное напряжение 12 В от аккумулятора GB подается на преобразователь F. Он включает задающий генератор G1, который формирует два парафазных напряжения с частотой 50 Гц (частота промышленной сети). Напряжения с задающего генератора подаются на два однотипных импульсных усилителя А1 и А2, которые коммутируют напряжение на первичной обмотке трансформатора Т1. Со вторичной обмотки трансформатора Т1 переменное напряжение 220 В, 50 Гц поступает в нагрузку.
Задающий генератор (рис.3) выполнен на транзисторах VT7 и VT8. Они образуют симметричный мультивибратор, частота которого определяется номиналами конденсаторов С2 и С3 и резисторов R12 и R13. Особенность мультивибратора - использование диодов VD1 и VD2, включенных в базовые цепи транзисторов. За счет нелинейности вольтамперных характеристик диодов уменьшаются выбросы на выходных импульсах мультивибратора.
К двум выходам задающего генератора (коллекторы транзисторов VT7 и VT8) подключены два однотипных трехкаскадных усилителя. Транзисторы VT1 и VT2 коммутируют напряжение на двух половинах первичной обмотки трансформатора Т1. Диоды VD3, VD4 предохраняют транзисторы VT1 и VT2 от перенапряжения самоиндукции, которое получается при протекании тока через обмотку трансформатора. На вторичной обмотке Т1 получается переменное напряжение 220 В.
Для защиты от короткого замыкания аккумулятора включен предохранитель FU1, а для защиты преобразователя во вторичной обмотке Т1 - предохранитель FU2. Для индикации включения преобразователя используется светодиод VD5.
Силовой трансформатор Т1 намотан на Ш-образном магнитопроводе с сечением 12 см.кв.. Первичная обмотка содержит две половины по 240 витков провода ПЭЛ 0,65 мм. Вторичная обмотка состоит из 4400 витков провода ПЭЛ 0,25 мм.
Для хорошей работы схемы необходимо, чтобы транзисторы VT1 и VT2 имели статический коэффициент усиления по току р>10, VT3 и VT4 - в>20, VT5 и VT6 - в=100.
Устройство смонтировано на печатной плате, которая помещена в коробку подходящих размеров. На лицевой панели устройства установлен светодиод, гнезда предохранителей FU1 и FU2 и розетка XS1, в которую включается нагрузка. Транзисторы VT1 и VT2 следует установить на радиаторы площадью порядка 100 см.кв.
При работе с устройством необходимо использовать надежные изолированные кабели,поскольку выходное напряжение трансформатора (220 В) опасно для жизни, как и напряжение промышленной сети.
Литература
1. Млад конструктор (Болгария). - 1988, N6.
Радиолюбитель 10/98 с.28-29
Поправка к статье.
На схеме Рис.3 емкость конденсатора С4 должна быть не 4700 пф, а 4700 мкф. Транзистор VT4 - типа КТ817, Полярность диодов VD3, VD4 должна быть изменена на противоположную. Кроме того, в качестве этих диодов, а также VD6, VD7 для надежной защиты транзисторов следует использовать высокочастотные (КД213, КД2997). (Радиолюбитель 4/99, с.19).