Источник питания с параметрами аккумулятора

Тристабильный мультивибратор — схема трёхканального переключателя LED.

Что означают термины переключатель, тумблер и кнопка — в чём главные различия и особенности применения каждого из них.

Схема гитарного комбо-усилителя с блоком эффектов на базе микросхем TDA2052, PT2399 и TL072.

Источник

Основные характеристики аккумуляторов

Аккумуляторная батарея – важнейшая составляющая систем резервного и автономного электроснабжения отдельных электрических приборов или целых объектов промышленного и бытового назначения. На сегодняшний день широкое применение получили аккумуляторы свинцово-кислотного типа (AGM VRLA и GEL VRLA), OPZS, OPZV, а также никель-кадмиевые (Ni-Cd) и литий-ионный типы (Li-ion, LiFePO4, Li-pol).

Возникновение химических источников питания началось еще в 1800 году, когда известный итальянский ученый Алессандро Вольта поместил пластины из меди и цинка в кислоту и получил непрерывное напряжение (Вольтов столб). Современные свинцово-кислотные аккумуляторы, как понятно из названия, состоят из свинца и кислоты, где положительно заряженным элементом является свинец, а отрицательно заряженным – оксид свинца. Самая распространенная аккумуляторная батарея состоит из шести банок по 2В и имеет общее напряжение 12В.

Технические характеристики аккумуляторных батарей

Качество аккумуляторов можно определить по нескольким важным свойствам:

Допустимая глубина разряда, %;

Срок службы, лет;

Диапазон рабочих температур, °С;

Совет!strong> Обязательно учитывайте, что все приведенные производителем характеристики батарей указываются для температуры 20 – 25 °С, при снижении и повышении температуры окружающей среды, где будет эксплуатироваться аккумулятор, показатели характеристик изменяются, как правило, он снижаются.

Емкость аккумулятора

Данный параметр отражает количество энергии, которую может сохранить батарея, измерение производится в Ампер*часах. На текущий момент в Украине можно купить аккумуляторы емкостью от 0,6 до 4000Ач. К примеру, батарея с емкостью 200Ач способна обеспечить электропитанием нагрузку током 2А в течение 100 часов, или током 8А в течение 25 часов и т. д. Обязательно учитывайте, что при увеличении потребляемого тока будет происходить снижение емкость аккумуляторной батареи, именно по этой причине производители указывают емкость с дополнительным параметром – С.

Дополнительная, но очень важная характеристика маркируемая латинской буквой «C» с числовым параметром, как правило от 1 до до 48 часов и указывает на емкость аккумуляторной батареи при разряде в определенный промежуток времени (C1, C5, C10, C20 и т.д.). Значение C10 принято считать стандартным значением и подавляющее количество производителей указывает емкость при 10-ти часовом разряде. К примеру, емкость 100Ач при C10 означает, что батарея обеспечит данную емкость при 10-ти часовом разряде, эта же батарея при C5 будет иметь меньшую емкость – 80Ач при C5, а если разряд будет происходить с течение 20 часов, то емкость возрастет и составит около 115Ач при С20. Таким образом, при выборе емкости аккумуляторной батареи необходимо обязательно учитывать время в течение которого будет осуществляется разряд, это имеет большое значение.

Рисунок №1. Зависимость емкости аккумулятора AGM VRLA от времени разряда.

Совет! Обратите внимание, что некоторые производители и торгующие организации могут указывать значение емкости при C20. Это сделано для искусственного завышение показателя при неизменной стоимости аккумулятора.

В процессе эксплуатации емкость будет постепенно снижаться, это естественный процесс «старения» батареи, который возникает из-за снижения плотности свинцовых пластин и частичной потери первичного свинца положительных и отрицательных пластин. Высокая интенсивность использования и глубокие разряда приведут к быстрому износу положительных и отрицательных платин аккумулятора и выходу его из строя. Чтобы этого не происходило, необходимо предусматривать резервный запас емкости. Для увеличения емкости батарейного кабинета применяются несколько аккумуляторов с параллельным соединением.

Напряжение батареи

Уровень напряжения – ключевая характеристика по которой происходит выбор аккумулятора. На сегодняшний день распространены элементы и аккумуляторы со следующими значениями напряжения: 1.2, 2.4, 6, 12В. Батарейной банк с более высоким напряжением (24, 48, 96В и т. д.) собирается при помощи нескольких 12В аккумуляторов с последовательным типом подключения.

При помощи измерения уровня напряжения можно оценить степень заряженности и степень износа необслуживаемых типов батарей (AGM и GEL VRLA) Измерение напряжения производится в течение нескольких часов, когда аккумулятор полностью бездействует и отключен от зарядного устройства. Нормальный уровень для AGM батарей считается от 13 до 13,2В.

Источник

Выбор аккумулятора для ИБП: характеристики, особенности и виды АКБ

Хороший источник резервного питания выполняет две важные функции. Встроенный стабилизатор нивелирует колебания сетевого напряжения, а аккумулятор обеспечивает питание потребителя при отключении сети. Переход на резервное питание осуществляется автоматически. Аккумуляторы для ИБП часто входят в комплект поставки, но в некоторых случаях батареи нужно выбирать самостоятельно. Для этого необходимо знать классификацию аккумуляторных батарей и их основные характеристики.

Содержание:

Критерии выбора аккумулятора для резервного источника

Независимо от конструкции, аккумуляторы обладают общими для всех типов параметрами. К ним относятся следующие величины:

• Ёмкость;
• Напряжение;
• Допустимая глубина разряда;
• Процент саморазряда;
• Внутреннее сопротивление;
• Ток заряда;
• Количество циклов заряд-разряд;
• Срок службы;
• Температура эксплуатации.

Кроме этого важным может оказаться конструкция аккумуляторной батареи и её габариты.

Определение требуемой ёмкости аккумулятора

Ёмкость энергетической батареи один из самых важных параметров. От ёмкости зависит продолжительность времени, в течение которого аккумулятор будет поддерживать работоспособность подключенных устройств. Этот параметр измеряется во внесистемных единицах ампер/час.

Аккумуляторная батарея для ИБП может иметь практически любую ёмкость, но для домашнего использования обычно достаточно аккумулятора имеющего ёмкость от 50 до 200 А/ч. Требуемая ёмкость аккумуляторной батареи напрямую зависит от мощности потребителей и времени её работы и легко рассчитывается по простой формуле.

Например, насос газовой отопительной системы и блок управления котла имеют суммарную мощность 120 Вт или 0,12 кВт. К примеру, отопительная система должна работать от аккумулятора в течение 8 часов. Тогда требуемая ёмкость аккумулятора рассчитывается по формуле:

0,12*8*100=96 или 100 А/ч

Время работы аккумулятора можно подсчитать по формуле:

T=E*U/P, где:

• T – требуемое время работы;
• E – ёмкость аккумуляторной батареи;
• U – напряжение аккумулятора;
• P – мощность потребителей энергии.

Для более точного подсчёта применяется формула, где учитываются дополнительные коэффициенты:

• КПД стабилизированного источника питания (0,7-0,8);
• КРА – коэффициент разряда аккумулятора (0,7-0,9);
• КДЕ – коэффициент доступной ёмкости (0,7-1,0).

Коэффициент доступной ёмкости зависит от температуры воздуха. Чем ниже температура, тем меньше коэффициент. Полная формула определения времени работы ИБП будет выглядеть следующим образом:

T=E*U/P*КПД*КРА*КДЕ

На аккумуляторах отдельных компаний может быть нанесён особый код в виде буквы «С» с цифрой. Например «С10» или «С20». Этот параметр указывает на ёмкость батареи в определённый промежуток времени. Индекс «С10» считается стандартным и означает ёмкость при десятичасовом разряде.

АКБ для ИБП имеют стандартную величину напряжения, которая измеряется в вольтах, и равняется 12, 24 или 48 вольт.

Из видеоролика ниже вы узнаете о том, как правильно выбрать АКБ для бесперебойника газового котла:

Глубина разряда и саморазряд аккумуляторов

Глубина разряда – это та величина напряжения, до уровня которой аккумулятор можно разрядить без ущерба для его конструкции. Конкретно такой уровень называется рекомендованной глубиной разряда. Существует ещё допустимая глубина разряда, но это уже критический параметр. Разряд ниже этого предела может привести к необратимым процессам. Максимально чувствительными к величине разряда считаются свинцово-кислотные аккумуляторы, а менее всего подвержены негативному воздействию никель-кадмиевые аккумуляторы и некоторые другие батареи.

Саморазряд. Явление саморазряда свойственно всем типам химических источников энергии. Так, аккумулятор со свинцовыми пластинами и кислотным электролитом может потерять до 40% энергии в течение года при температуре хранения 20°C. В жарких условиях такой саморазряд может произойти за 4-5 месяцев. Приобретая аккумулятор для бесперебойника, следует обращать внимание на дату его изготовления и избегать покупки батареи, которая лежала на полке 2-3 года.

Внутреннее сопротивление. Среди технических параметров есть такая, достаточно хитрая величина как внутреннее сопротивление аккумулятора. Говорят, что по внутреннему сопротивлению аккумуляторы делятся на хорошие и плохие. Здесь действует принцип – чем больше сопротивление аккумулятора, тем хуже. Внутреннее сопротивление аккумулятора достаточно условная величина, поскольку батарея – это нелинейный прибор и такая величина как внутреннее сопротивление не остаётся постоянной, а зависит от целого ряда факторов и постоянно меняется.

Ток заряда. В документации на источники резервного питания всегда указывается ток заряда аккумуляторной батареи. Ток заряда, который составляет 10% от ёмкости аккумулятора, может считаться оптимальным. Так при токе заряда 10 А, минимальная ёмкость аккумулятора должна составлять 55 А/ч, оптимальная – 100 А/ч и максимальная – 150 А/ч.

Количество циклов зараяда. Количество циклов заряда и разряда для конкретного химического источника и его срок службы – это примерно одно и то же. Если не учитывать критические режимы, связанные с повышением температуры, то числом циклов и определяется время службы. Количество циклов определяется конструкцией аккумулятора и во многом зависит от глубины разряда. Гелевый аккумулятор для бесперебойного питания при уровне потери энергии 75% обеспечивает 800 зарядно-разрядных циклов. Если этот показатель уменьшается до 25%, то количество циклов достигает 2500.

На продолжительность работы аккумуляторной батареи заметное влияние оказывает повышение температуры. При температуре эксплуатации +30°C у аккумуляторов с кислотным электролитом и свинцовыми электродами срок службы сокращается на 30%.

Конструкция аккумуляторов для ИБП

В резервных источниках энергии используются аккумуляторные батареи нескольких типов. Они отличаются конструкцией, некоторыми техническими параметрами и себестоимостью.

Чаще всего в ИБП работают следующие типы химических источников тока:

• Свинцово-кислотные;
• Гелевые батареи;
• Аккумуляторы изготовленные по AGM технологии;
• Никель-кадмиевые.

Свинцово-кислотные

Батареи с пластинами из свинца и жидким кислотным электролитом можно считать долгожителями. К их достоинствам можно отнести надёжность и низкую стоимость. Такие аккумуляторы могут применяться в ИБП только если вся установка находится в отдельном помещении с хорошей вентиляцией, так как эти устройства выделяют газ. Кроме того они требуют технического обслуживания. При сильном разряде аккумуляторы такой конструкции быстро выходят из строя.

Гелевые

Гелевые аккумуляторы для ИБП являются модификацией предыдущих элементов. За счёт кремниевых соединений кислота образует желеобразную массу, поэтому такие аккумуляторы можно эксплуатировать в различных положениях, за исключением положения «контакты вниз». Они хорошо держат разряд, но неспособны давать большой пусковой ток из-за внутреннего сопротивления, которое достаточно велико.

Гелевая батарея чувствительна к коротким замыканиям, а сильный перегрев может даже привести к взрыву. Саморазряд у таких аккумуляторов не слишком большой, поэтому они прекрасно подходят для применения в тех устройствах, где разряд осуществляется в течение длительного периода и небольшими токами. Число зарядов-разрядов может составлять 600-800. Гелевые устройства герметичны, не выделяют вредных компонентов и не требуют технического обслуживания.

AGM аккумуляторы

AGM аккумулятор для ИБП так же является конструкцией с пластинами из свинца. Внутри корпуса находятся маты из специального стекловолокна, пропитанные электролитом. Электрическое сопротивление этих аккумуляторов заметно меньше, чем у гелевых, что улучает их характеристики. AGM батарея может обеспечивать большие токи, и не так чувствительна к коротким замыканиям.

Число зарядно-разрядных циклов обычно не превышает 300-400, что меньше, чем у аккумуляторов с гелевым наполнителем, а саморазряд несколько больше. Такие устройства полностью герметизированы, могут работать в любом положении, и не требуют постоянного контроля.

Никель-кадмиевые

Никель-кадмиевый аккумулятор для бесперебойника на 12 вольт имеет очень маленький вес и габариты. Такие батареи могут работать в сложных температурных условиях. Саморазряд батарей, выполненных по данной технологии, не превышает 2-3% в месяц. Кроме того они отличаются большим количеством зарядно-разрядных циклов, число которых может доходить до 1800. К недостаткам этих батарей можно отнести высокую цену и применение в конструкции токсичных компонентов, что затрудняет их утилизацию.

Надёжный аккумулятор для источника резервного питания

Практика показала, что оптимальным вариантом для использования в бытовых источниках аварийного питания может считаться аккумулятор для ИБП 12V ёмкостью 100 А/ч. Аккумулятор от компании «Энергия» АКБ 12-100 зарекомендовал себя как надёжный источник питания, который прекрасно работает в комплексе с инверторными преобразователями. Такие ИБП часто используются для систем отопления. Аккумулятор «Энергия» АКБ 12-100, при отключении сети, обеспечивает работу отопительного котла мощностью 150 Вт в течение 8 часов.

Батарея изготовлена по технологии AGM, способна кратковременно обеспечить большой пусковой ток, и рассчитана на срок службы 12 лет. Ток заряда аккумулятора составляет 30 А, а саморазряд не превышает 3 % в месяц.

Сравнив типы и технические характеристики современных аккумуляторов, можно сделать вывод, что лучше всего для использования в бытовом ИБП подойдёт батарея, выполненная по AGM технологии и имеющая ёмкость не менее 100 ампер/час. Такие аккумуляторы оптимальны по соотношению цена/ёмкость, абсолютно безопасны и, доступны по стоимости.

Источник