Схема аварийного освещения с аккумулятором

Схема аварийного освещения с аккумулятором

Аварийное освещение (серия дачная автоматизация)

Автор: KomSoft
Опубликовано 11.11.2014
Создано при помощи КотоРед.

К созданию этого устройства когда-то подтоклнули две вещи: периодическое пропадание электричества на даче и статья «Устройство защиты аккумуляторной батареи от глубокого разряда «УЗАБ» (https://radiokot.ru/circuit/power/charger/11/). Девайс был собран, протестирован и практически забыт, т.е. в течении двух лет стоял без дела, периодически от скуки включался и выключался для проверки работоспособности. Только недавно, когда на даче выключили свет, и устройство реально понадобилось, решил оформить его в качестве статьи. Устройство не претендует на оригинальность, а относится к разряду тех, которые ищешь в интернете в виде готового решения.

Исходные требования к устройству были таковы:

• В выключенном состоянии совсем не потребляет ток (реализовано — за счет реле схема полностью отключена от аккумуляторной батареи — АБ.)
• При появлении сетевого напряжения (подключении к сети) нагрузка отключается и включается режим заряда АБ.
• Режим защиты АБ — при снижении напряжения (под нагрузкой) до 10.7В включается светодиод «Батарея разряжена», при снижении ниже 10.3В — нагрузка отключается. Пороги срабатывания регулируются.
• «Умная» зарядка в 3 этапа: этап I — зарядка постоянным током 0.2С, этап II — зарядка постоянным напряжением 14.6В, этап III — зарядка постоянным напряжением 13.6В.
• «Умная» зарядка реализована по схеме от volvolyn (https://radiokot.ru/forum/viewtopic.php?f=25&t=23&start=420)

Дай Бог РадиоКоту здоровья и полную миску валерьянки за идеи!

Чтобы не отбирать хлеб у авторов, подробно о работе схем читаем у них. Остановлюсь только на особенностях реализации.

Итак, как живет устройство.

В исходном состоянии, когда устройство стоит отдельно, все отключено от аккумулятора и батарея разряжается только за счет саморазряда.

Нажатие на кнопочку «On» через нормально замкнутые контакты реле К1 подает питание на схему УЗАБ.

Схема УЗАБ отличий от авторской не имеет, за исключением диода VD9. Дополнительный диод VD9 (которого нет в первоначальной схеме УЗАБ) запрещает подачу напряжения в нагрузку через кнопку SB1 «On» до срабатывания реле, что исключает перегорание слаботочной кнопки SB1 или диода VD8 при мощной нагрузке. Во-вторых, он компенсирует падение напряжения на VD8 для нормальной работы схемы сравнения напряжения АБ в УЗАБ.

Далее, если напряжение АБ выше порогового, через компаратор U1A и транзистор VT3 включает реле K2 и подает напряжение на нагрузку. Когда напряжение АБ снижается ниже порога, то вначале загорается светодиод HL4, индицирующий низкий заряд батареи, а затем при дальнейшем снижении напряжения — нагрузка отключается. Вручную отключить нагрузку можно, нажав кнопочку «Off».

При подключении к сети 220В через резистор R12 включается реле К1, отключая нагрузку (зачем нам аварийная лампочка, если есть свет?) и начинается зарядка батареи.

Аккумуляторная батарея (АБ) напряжением 12В подключается к клеммам В+ и В-, нагрузка подключается к «Out 12V». На вход подается напряжение от любого источника постоянного напряжения 17-20В, обеспечивающего нужный ток зарядки (1-2А).

Устройство обильно снабжено индикаторами состояния:
HL1 (оранжевый) — идет зарядка,
HL2 (зеленый) — подключено к сети,
HL3 (зеленый) — подано напряжение на нагрузку,
HL4 (красный) — батарея разряжена и скоро отключится.

Плата, дорожки в слое TOP, т.е. перед нами (темно-синим — перемычки). При повторении зеркалить не нужно:

Расположение деталей, выводные — с обратной стороны платы:

Фото собраной платы (все высокое уложено горизонтально), плата прикручена радиатором к крышке корпуса для теплоотвода ибо L200 нехило греется при зарядке:

Как говорится, правильно собраное устройство начинает работать сразу. Но в данном случае придется поработать отверткой покрутив четыре подстроечных резистора и подобрав еще один.

Настройка УЗАБ:
Резистором R16 — выставить желаемый порог индикации «Батарея разряжена» 10.5-11В.
Резистором R15 — выставить желаемый порог отключения нагрузки 10-10.5В.

Настройка зарядного устройства:
Резистором R11 установить на выходе 13,6. 13,8В без нагрузки.
Резистор R9* (R91*) — подобрать для достижения на выходе 14,6. 14,8В без нагрузки при закороченных К и Э VT1.
Резистором R6 — выставить 0,5В между движком и верхним по схеме выводом R6 (определяет ток зарядки, при котором устройство переходит из режима II в режим III. Я установил 0.45В — чтобы переход происходил при токе 0.02С).

Реализация в железе.

Поскольку я имею дело с компьютерами, реализовано это все практически бесплатно на их потрохах (покупалась только L200C и какие-то мелочи).

Корпус — от блока питания AT/ATX, АБ — после замены в UPS (для наших целей еще сгодиться), вертикально не стала в корпус, да и горизонтально с трудом — пришлось поработать ножовкой. Реле — от мониторов с петли размагничивания. Подстроечники, диоды, конденсаторы и резисторы — оттуда же. Транзисторы КТ502/503 заменяются на аналогичные p-n-p/n-p-n, например на A733/C945 с изменением рисунка платы или впаиванием «раком». Диод КД212 — любой мощный (желательно шоттки) от блока питания на ток более 1А (при использовании батареи 7А/ч зарядный ток 0.7А).

Блок питания используется на 17-20В и ток около 1-1.5А. Я использовал от какого-то старого ноута с нестандартным напряжением, пролежавший много лет в тумбочке из-за своей нестандартности, прикручен на заднюю стенку.

Собственно аварийное освещение — светодиодная лампа на 12В, купленая шефом на eBay как ближний/дальний, а на деле оказавшаяся AntiFog. После перегорания предохранителей в автомобиле две штуки переданы мне в качестве наказания (вторая использована при освещении дачного туалета). Запаяна в переходную платку к разъему Molex от винчестера с прикрученым туда же магнитом на ушках от него же. Естественно можно подключить и другую нагрузку, требующую 12В.

Нажимаем на кнопочку «On» — да будет свет!

Подключаем провод питания — свет выключается, начинается зарядка батареи.

И пусть это устройство используется пореже.

Простой источник аварийного освещения

Описание схемы и принципа действия простого аварийного светильника на основе энергосберегающей лампы.

Бывают ситуации, когда при отключении электроэнергии необходимо, чтобы какой-то участок остался освещенным. Например, это может быть коридор, подсобное помещение, либо просто рабочее место. В такой ситуации очень поможет аварийный светильник, выполненный на базе обычной энергосберегающей лампы, мощностью не более 9 — 11 Ватт.

Когда сетевое напряжение в норме, лампа работает напрямую от сети. В случае пропадания сетевого напряжения, лампа переключается на питание от аккумулятора. В нормальном режиме работы аккумулятор подзаряжается от сети, тем самым, поддерживая постоянную работоспособность светильника. Принципиальная схема такого светильника показана на рисунке 1.

Работа устройства аварийного освещения в нормальном режиме

В качестве детектора наличия напряжения сети используется мостовой выпрямитель VD3 подключенный через балластный конденсатор С3. Резистор R2 предназначен для ограничения тока в момент зарядки конденсатора С6. Этот конденсатор предназначен для сглаживания пульсаций выпрямленного сетевого напряжения. Светодиод HL1 выполняет роль индикатора сетевого напряжения, через него также подключены соединенные последовательно обмотки реле K1.

Как видно из схемы, реле будет включено только при наличии напряжения в сети и замкнутом выключателе SA1.1. Вторая контактная группа SA1.2 предназначена для подключения аккумуляторной батареи GB1 к преобразователю напряжения.

Напряжение сети через контакт K1.1 поступает на лампу EL1 и первичную обмотку трансформатора T1. В таком состоянии (реле K1 включено) контакты реле K1.3, K1.4 подключают вторичную обмотку трансформатора T1 к выпрямителю на диодах VD1, VD2, выполненного по схеме удвоения напряжения. Это напряжение получается на конденсаторах C4, C5 и используется для питания устройства зарядки аккумулятора.

Рисунок 1. Схема аварийного светильника.

Схема зарядки аккумулятора

Устройство зарядки состоит из управляемого источника тока собранного на регулируемом интегральном стабилизаторе DA1 типа КР142ЕН12А. Максимальный ток зарядки ограничивается сопротивлением резистора R3, и при указанных на схеме номиналах составляет 120 — 130 мА. Звездочка на схеме рядом с обозначением этого резистора означает, что при настройке может потребоваться его подбор.

На параллельном стабилизаторе DA2 собран узел управления процессом зарядки. Когда напряжение аккумулятора невелико стабилизатор DA2 закрыт, светодиод HL2 светит очень слабо, почти не светит, батарея будет заряжаться максимальным током.

Напряжение батареи в процессе зарядки будет постепенно возрастать, и через делитель R5, R6 воздействовать на управляющий электрод стабилизатора DA2. Как только напряжение на этом электроде превысит уровень 2,5 В начнется увеличение катодного тока стабилизатора (вывод 3 DA2). Возрастает яркость свечения светодиода HL2, а ток зарядки будет уменьшаться. Чем ярче светит светодиод, тем меньше ток зарядки. Поэтому ток зарядки плавно уменьшается и постоянно поддерживает батарею в заряженном состоянии. Именно так ведет себя данное устройство при наличии напряжения в сети.

Работа устройства в аварийном режиме

Когда напряжение в сети пропадет обесточится катушка реле K1, и оно возвратится в исходное положение, как показано на схеме. Плюсовой вывод аккумулятора через контакт реле K1.2 соединится с генератором. Но вместе с этим не следует забывать, что сетевой выключатель SA1 останется включенным (на схеме он показан в положении «Выключен»), и его контактная группа SA1.2 уже соединяет минусовой вывод батареи аккумуляторов с генератором, который выполнен на микросхеме DD1. Таким образом, напряжение с аккумулятора будет подано на генератор.

Генератор начнет вырабатывать импульсы частотой около 50 Гц, которые управляют работой усилителя мощности, собранного по мостовой схеме на транзисторных сборках VT1, VT2.

К выходу мостового усилителя через контакты реле K1.3, K1.4 будет подключена вторичная обмотка трансформатора T1, как показано на схеме. В этом режиме трансформатор работает как повышающий и питает лампу EL1. Лампа продолжает светить, получая питание от аккумулятора.

Контакт реле K1.1 в это время разомкнут, поэтому напряжение с трансформатора до выпрямителя VD3 не доходит, а реле K1 остается выключенным. Когда напряжение в сети появится, через выпрямитель VD3 включится реле K1, и нормальная работа устройства восстановится.

Батарея составлена из семи аккумуляторов типоразмера AA емкостью 1000 мА*ч. При использовании лампы EL1 мощностью 11 Вт такой батареи хватает на 45 минут работы светильника. Если требуется большее время автономной работы, достаточно просто установить аккумуляторы большей емкости.

Налаживание устройства аварийного освещения

Налаживание устройства несложно. Его следует начинать с настройки тока подзарядки аккумулятора, для чего следует подключить устройство к сети с полностью заряженным аккумулятором. С помощью подстроечного резистора R6 установить ток подзарядки батареи в пределах 0,5 — 1,0 мА.

После этого отключить блок от сети, должен запуститься генератор. Частота генератора должна быть около 50 — 60 Гц. Подстроить частоту можно подборкой резистора R1.

Напряжение на выходе преобразователя, в случае использования энергосберегающей лампы, при измерении цифровым мультиметром М-832 должно быть в пределах 280 — 305 В. Такое, казалось бы, завышенное напряжение, вместо 220 — 240 В объясняется прямоугольной формой импульсов на выходе преобразователя при работе светильника в аварийном режиме.

Если предполагается использование лампы накаливания, то выходное напряжение преобразователя следует установить в пределах 200 — 215 В.

Необходимого напряжения на выходе преобразователя можно добиться изменением количества витков вторичной обмотки трансформатора. Такую настройку сделать несложно, если трансформатор имеет разборную конструкцию, вторичная обмотка находится поверх первичной либо на отдельной катушке.

Детали и конструкция

Весь электронный блок можно собрать на плате из фольгированного стеклотекстолита толщиной 1,5 мм. Возможный вариант платы показан на рисунке 2.

Рисунок 2. Печатная плата электронного блока светильника.

Плата рассчитана на установку резисторов типа МЛТ-0,125, подстроечного резистора R6 типа СП3-19а. Электролитические конденсаторы импортные с рабочим напряжением не ниже, чем указано на схеме. Конденсаторы С2 и С3 пленочные типа К73-17, конденсатор С7 керамический малогабаритный.

Реле K1 типа РКМ-1, напряжение его срабатывания при последовательном соединении обмоток (как показано на схеме) 24 В при токе срабатывания около 25 мА. В качестве замены подойдет любое реле с такой же схемой контактов, напряжением катушки и током срабатывания, например импортное TRY-24VDC-P4C.

Питание катушки реле осуществляется через выпрямитель VD3, ток через который ограничен балластным конденсатором С3. Его емкость следует подобрать такой, чтобы ток, выдаваемый выпрямителем в режиме короткого замыкания, был чуть больше требуемого для срабатывания реле. Для примененного реле этот ток составляет 30 мА. В случае применения реле другого типа конденсатор С3 придется подобрать.

Максимально допустимый ток светодиода HL1 типа КИПМО1Г-1Л по техническим условиям 60 мА. Поэтому через него, не опасаясь, можно подключить катушку реле K1. Данный светодиод можно заменить любым красного цвета свечения. Чтобы снизить ток через светодиод до допустимого значения параллельно ему придется подключить резистор сопротивлением 150 — 200 Ом. Светодиод HL2 можно заменить любым зеленого свечения, при этом никаких доработок не потребуется.

Трансформатор T1 используется от сетевого адаптера. При токе нагрузки около 1 А напряжение вторичной обмотки должно быть около 9 В, а вторичная обмотка выполнена проводом диаметром не менее 1 мм. Габариты трансформатора должны быть таковы, чтобы он смог уместиться на плате.

Готовая плата устанавливается в корпус подходящих размеров, в котором необходимо сделать отверстия для светодиодов. Для подключения лампы в устройстве следует установить электрическую розетку. Если же электронный блок будет частью светильника, то можно в этом же корпусе установить обычный стандартный патрон.

Схемы аварийного освещения

Система аварийного освещения должна включать источник аварийного питания, источники освещения и коммутирующие элементы. Переключатели в системах аварийного освещения коммутируют две цепи: источников основного и аварийного питания. При этом для пользователя включение и выключение источников света не должно отличаться независимо от режима работы системы освещения.

Использование раздельных источников освещения для основного и аварийного режимов

Системы этого класса используются, преимущественно, при проектировании аварийного освещения небольшой мощности. Использование независимых источников освещения для основного и аварийного режимов позволяют дополнить существующую систему без ее изменения.

Работу системы поясняет схема рис. 1.

Рис. 1. Схема аварийного освещения использующая независимый и основной источники и отдельные лампы для основного и аварийного режимов

Схема содержит: лампы накаливания (Л1 — основная, Л2 — аварийная), контакты реле (Kl, К2), предохранители (Пр1, Пр2), выпрямитель (В1) и аккумуляторную батарею (АБ).

В основном режиме включается лампа Л1 через замкнутый контакт реле К1 от сети. Аккумуляторная батарея подключена к выпрямителю В1 и находится в режиме постоянного подзаряда.

При отключении напряжения сети автоматически замыкаются контакты К2, и постоянное напряжение подается на лампу Л2 от аккумуляторной батареи.

При монтаже независимых источников освещения прокладываются две линии питания: к основному и резервному источнику освещения. Для основного источника света используются лампы любых типов. Для аварийного режима, как правило, используются лампы накаливания меньшей мощности, чем лампы основного освещения.

Использование одного источника освещения (ламп накаливания) для основного и аварийного режимов

В случаях, когда в качестве источников освещения используются только лампы накаливания, а в аварийном режиме освещенность должна оставаться неизменной — используют один источник в качестве основного и аварийного. Такие системы обеспечивают переход от обычного режима к аварийному без мигания ламп.

Работу системы поясняет схема рис. 2.

Рис. 2. Схема аварийного освещения использующая один источник для основного и аварийного режимов питания только ламп накаливания

Схема содержит: лампу накаливания (Л1 — основная и аварийная), контакты реле (К1, К2), предохранитель (Пр1), выпрямитель (В1) и аккумуляторную батарею (АБ).

Питание лампы Л1, в нормальном режиме, осуществляется от сети через контакты К 1.1 и К 1.2. Выпрямитель В1 постоянно подключен к сети переменного тока и поддерживает аккумулятор в режиме постоянного подзаряда. При отключении сетевого напряжения размыкаются контакты К1.1 и К1.2, а замыкаются К2.1 и К2.2. Питание лампы Л1 осуществляется от аккумуляторной батареи АБ. При этом напряжение аккумуляторной батареи выбирается приблизительно равным действующему значению напряжения в сети, как правило, 220 В.

Преимуществом такой схемы является отсутствие дополнительных ламп и, как следствие, при аварийном режиме освещенность остается неизменной, что особенно важно, например, в операционных.

Использование одного источника освещения (все типы ламп) для основного и аварийного режимов

Этот класс систем аварийного освещения обеспечивает неизменные условия питания источников освещения. Лампы независимо от режима питаются переменным напряжением. Схема включения ламп обеспечивает стабилизацию переменного напряжения в случае выбросов и провалов напряжения.

Работу системы поясняет схема рис. 3.

Рис. 3. Схема аварийного освещения использующая один источник для основного и аварийного режимов и лампы всех типов

Схема содержит: лампу накаливания (Л1 — основная и аварийная), контакты реле (К1, К2), предохранитель (Пр1), выпрямитель (В1), аккумуляторную батарею (АБ) и инвертор (И1).

Схема отличается от предыдущей наличием инвертора, преобразующего заряд аккумуляторной батареи в переменный ток. В условиях нестабильного напряжения сети питание лампы Л1 осуществляется от сети через выпрямитель и инвертор. Благодаря такому включению исключается мигание и преждевременный выход ламп из строя.

Отдельную группу этого класса составляют системы, в составе которых имеется устройство автоматического включения резерва (АВР). Схема рис. 4 поясняет работу системы с АВР.

Рис. 4. Схема аварийного освещения содержащая устройство автоматического включения резерва

Схема содержит три ввода напряжения — «Сеть 1», «Сеть 2», «Сеть 3», автоматические токовые выключатели F1 — F9, управляемые контакты КМ1 — КМЗ, реле контроля сетевого напряжения UR1, UR2, основную шину питания Ш1, аварийную шину питания Ш2.

При наличии напряжения на вводе «Сеть 1» напряжение питания подается через замкнутые контакты КМ1 и автоматический выключатель F1 на шину Ш1. После отключения напряжения на вводе «Сеть 1» размыкаются контакты КМ1 и замыкаются КМ2. Таким образом, источники освещения, подключенные к шине Ш1, получают питание от ввода «Сеть 2».

При отсутствии напряжения на обоих вводах «Сеть 1» и «Сеть 2» вырабатывается сигнал на запуск дизель — электростанции (ДЭС) и замыкается контакт КМЗ. Шина Ш1 питается од ввода «Сеть 3». Напряжение на вводах контролируется с помощью реле UR1, UR2, которые отслеживают не только его абсолютное значение, а и динамику изменения во времени (частые провалы и выбросы напряжения). Последнее исключает частые переключения и, как следствие, мигание освещения.

Осветительные приборы подключаются к шине Ш1 через автоматы зашиты F4 — F6, а к шине Ш2 через автоматы F7 — F9, а Ш2 подключается к шине Ш1 через контакты КМ4. При переходе питания на ДЭС часть осветительных приборов автоматически отключается контакт КМ4. В качестве источника «Сеть 2» может использоваться отдельная фаза электросети, либо отдельная система электропитания, например, инвертор, преобразующий заряд аккумуляторной батареи в переменное напряжение. Подобные системы проектируются и монтируются для освещения стадионов.

Несомненным преимуществом систем аварийного освещения такого класса является защита источников света от нестабильности сетевого напряжения и прогнозируемая надежность резервирования.

Рассмотренные системы аварийного освещения обеспечивают все случаи резервирования освещения на практике. Дополнительно отметим, что одновременно следует позаботиться об аварийном питании оборудования, неработоспособность которого приведет к значительным издержкам или угрозе человеческой жизни.

Выбор и проектирование конкретной схемы следует осуществлять на основании анализа условий эксплуатации, времени резервирования и мощности потребителей энергии. При проектировании следует дополнительно учитывать способ монтажа линий электропередачи — кабельный или воздушный.

Преимущества кабельных сетей состоят в том, что они менее подвержены обрывам, которые чаще происходят в воздушных сетях, например при транспортировке крупногабаритных грузов, падении деревьев, др. Недостаток — большее время нахождения и устранения обрывов сети, которые нередко происходят при земляных работах. Преимуществом воздушных сетей является малое время обнаружения и устранения обрывов сети.

Все без исключения устройства аварийного освещения содержат аккумуляторные батареи и преобразователи. Опыт показывает, что прогнозируемую надежность, в течение длительного срока эксплуатации, обеспечивают герметизированные необслуживаемые батареи.

Системы электропитания аварийного освещения имеют модульную конструкцию и исполняются в настенных и напольных конструкциях. Модули содержат полупроводниковые преобразовательные устройства, обеспечивающие коэффициент преобразования заряда аккумуляторов более 90%. Модульное исполнение позволяет реализовать перестраиваемые варианты конфигурации систем и обеспечить прогнозируемую степень надежности.

Системы электропитания оснащаются устройствами сигнализации и контроля основных функций (диагностика состояния аккумуляторных батарей и работоспособности системы), оборудуются дистанционным управлением.

sxemy-podnial.net

Когда в наших домах происходит отключение света, мы берем фонарики и ходим по дому, клацая выключателями чертыхаясь. Всегда в такое время, мы начинаем строить великие планы постройки системы аварийного освещения. Но вот включили свет, и мы забываем о своих планах.

Когда происходили отключения освещения, мой маленький сын плакал, так как боялся темноты. И тогда, я сделал, собственную систему аварийного освещения. Она была очень простая. На работе я выпросил старый списанный 6 вольтовый щелочной аккумулятор и собрал зарядное устройство. Также приобрёл всё для обслуживания аккумулятора. По квартире проложил проводку с выключателями и лампочками в конце. Аккумулятор хоть и был с паспортной мощностью 55 Ач, но в реальности было примерно 10 Ач. В то время не было сверхярких светодиодов, а были лампочки накаливания (6 вольт 3 свечи – так было написано на лампочках). При их работе, на тонких проводах падало примерно 1-2 вольта, поэтому со временем пришлось заменить провода с большим сечением. Также проблемой были выключатели. Ибо на их контактах также падало какое-то напряжение. И приходилось устанавливать выключатели с несколькими группами контактов, которые параллелились. Система была с очень низким КПД.

Мой знакомый, когда столкнулся с подобной проблемой, подошёл к ней более разумно. Он установил новый мощный автомобильный аккумулятор с автоматическим зарядным устройством. В каждой комнате, возле входа, установил по 3 ваттной светодиодной лампе. Автоматика очень простая. При пропадании напряжения в электроосветительной сети, реле включает все светодиодные лампы. Для выключения света, когда ложиться спать, был предусмотрен выключатель с таймером на 30 секунд.

Рисунок 1. Стандартное электрооборудование в доме

На рисунке 1 изображена стандартная схема электрооборудования в доме. На ней изображены, кроме электросчетчика и автоматического выключателя F1, розетки XT1 (XTn), а также цепи лампочек LL1 (ELn) с выключателями SA1 (SAn).

Рисунок 2. Электрооборудование с центральной батареей

На рисунке 2 изображена схема электрооборудования с центральной батареей. Идея этой схемы состоит в том, что в блоке Б1 установлен аккумулятор с автоматическим зарядным устройством и система автоматики. Автоматически, после пропадания напряжения в электроосветительной сети, аккумулятор подключается к выходным клеммам 2 и 3. Теперь после включения любого выключателя 12 вольт от аккумулятора подключится к лампам. Если эта лампа люминесцентная (с любым дросселем — низкочастотный или высокочастотный) или светодиодная, то они не включаться. А включится аварийный светильник, на схеме HL1 — HL3, так как он включен через блок Б3, схема которого различает уровни напряжения. Если после выключателя стоит лампочка накаливания, то её нужно включить через блок Б2, который определяет тип напряжения. Если постоянное, то схема отключает нагрузку. Такие же блоки нужно поставить на каждую розетку XT1 — XTn.

Данная схема хороша тем, что в ней используется всего один аккумулятор, и его можно использовать любой мощности. Также этот аккумулятор можно использовать для питания и более мощных нагрузок, к примеру, ноутбука и усилителя низкой частоты. Непривлекательным в этой схеме является то, что используется много блоков.

Рисунок 3. Электрооборудование с децентрализованной батареей

На рисунке 3 изображена схема электрооборудования с децентрализованной батареей. Идея этой схемы такова: блок Б5, включенный постоянно в одну из свободных розеток, следит за наличием напряжения электроосветительной сети. И если это напряжение пропадает, то выдаёт на выходные клеммы переменное напряжение частотой отличной от 50 Герц, которое вырабатывает своим генератором, питаемым собственным аккумулятором, с автоматическим зарядным устройством. При включении любого выключателя SA1 — SAn, частота генератора блока Б5 воздействует на входной полосовой фильтр блока Б6. Далее, эта частота детектируется и включает электронный ключ, который в свою очередь, запитывает аварийный светильник от собственного аккумулятора с автоматическим зарядным устройством. Люминесцентные и светодиодные лампы не будут препятствовать прохождение частоты к полосовому фильтру блока Б6. Но активные нагрузки (лампочки накаливания, чайники, обогреватели и т.д.) и индуктивные (компрессор холодильника и электромоторы бытовых приборов) будут подавлять выходную амплитуду генератора блока Б5. Чтобы этого не происходило нужно установить последовательно с такой нагрузкой фриттер (блок Б7) или по блоку Б2. Частота генератора должна быть очень низкой, чтобы аварийные светильники не включались от напряжения наводки. Для того, чтобы низкое сопротивление осветительной сети не влияло на амплитуду генератора блока Б5 нужно установить заградительный фильтр — блок Б4. Можно также попробовать установить в фазовый провод мощный фриттер подобный блоку Б7.

Преимущества данной схемы в том, что аварийное освещение в доме можно быстро организовать, имея нужное количество готовых блоков Б5, Б6 и Б7. Неоспоримым преимуществом также является то, что можно применять аккумуляторные батареи от мобильных устройств. Я думаю, что предприимчивые умы могут довести данную схему до промышленной реализации. К примеру, существуют аварийные лампочки, с пультами дистанционного управления и мне кажется, что их можно легко переделать под данную идею. В возможном промышленном наборе, я думаю, должно находиться два блока Б5 (так как в многокомнатных квартирах, как правило заводят две разных фазы), штук 8 блоков Б6 и столько же блоков Б7 (эксперименты должны показать что лучше, блоки Б4 или Б7). Так же выходная частота всех блоков Б5 должна быть одинакова (тоже покажут эксперименты).

Рисунок 4. Электрооборудование с промышленным бесперебойным БП

В компьютерных аксессуарах существует такой аппарат как бесперебойник. С его помощью, в принципе, можно быстро создать схему аварийного освещения.

Рисунок 5. Электрооборудование с переделанным бесперебойным БП

На рисунке 4 изображена полностью работоспособная схема аварийного освещения. Блок Б8 как раз и является бесперебойником. На рисунке 5 бесперебойник блок Б9 переделан. В принципе остался только аккумулятор и автоматическое зарядное устройство. Это дает применить малогабаритные реле и провода с заниженными техническими параметрами для аварийного светильника.

Какую систему аварийного освещения выбрать, я не могу вам подсказать. Каждый волен сам выбирать. На выбор влияют многие факторы. Это и имеющиеся финансы, и свои понятия, а так же возможность/не возможность переделки электропроводки в доме. Конечно, если есть возможность разделить в доме цепи питания розеток и питания освещения, то сразу, как минимум в два раза, уменьшится затраты на изготовления блоков автоматики. Да и не каждый решится переделывать красивый ремонт. Хотя в таком случае, новую проводку можно пустить по пластиковому кабельному коробу, до следующего ремонта в доме. Так же нужно решить, где устанавливать аварийные светильники, и какого они должны быть вида и мощности.

Некоторые знакомые, услышав о моих идеях, сразу же предлагают применять контроллер. Но контроллер здесь, ни к чему. Так как схема будет очень маленькой. И основное здесь в переделке проводки.

Схема управления аварийным светильником

Предположим у вас есть аварийный светильник, чаще всего это эвакуационный, который должен включаться от блока пожарной сигнализации при пожаре и от клавишного выключателя. Как все это можно реализовать в одной схеме?

В основном такие светильники выбираются с автономным источником питания, т.е. аккумулятором. Для первой категории электроснабжения аккумуляторы не требуются. У начинающего проектировщика обязательно возникает вопрос: а как все эти требования можно выполнить? У меня тоже возникал этот вопрос, поэтому хочу предложить один из вариантов, решения данной проблемы. Схема придумана не мной, я лишь приведу ее описание.

Схема управления аварийным светильником

Не схеме показано подключение одного светильника. Остальные светильники подключаются параллельно.

Для реализации данного решения нам понадобятся два автоматических выключателя, реле типа РЭК77/3, устанавливаемое на DIN-рейку щита освещения, клеммная коробка, светильник (или светильники), одноклавишный выключатель.

Для лучшего понимания все электрические цепи выделил разными цветами.

В нормальном режиме контакты реле находятся в разомкнутом состоянии и при выключенном выключателе светильник не горит. При пожаре срабатывает реле и на светильник подается напряжение, светильник загорается.

В нормальном режиме зажечь светильник можно, подав напряжение через одноклавишный выключатель, как и на обычный светильник.

Как видим, в нашем случае добавляется еще одна жила в кабель, которая идет от реле. В обычном случае до клеммной коробки мы бы использовали 3 жилы (P+N+PE). От клеммной коробки до светильника также идет 4 жилы. Это связано с тем, что для аккумуляторной батареи необходимо постоянно подавать напряжение. В нашем случае на клемме L2 всегда присутствует фаза, а управление светильником происходит через клемму L1.

Вот такая получилась простая статья. Надеюсь кому-то окажется полезной.

Схема подключения аварийного светильника с аккумуляторной батареей

Приведенная схема светильника Ultralight System по схемотехнике похожа на подобные устройства других фирм.

Схема и краткое описание возможно пригодится при ремонте и эксплуатации.

Светильник аккумуляторный люминесцентный предназначен для обеспечения эвакуационного и резервного

освещения, а также как сетевой настольный светильник.

Потребляемая мощность в режиме зарядки – 10Вт.

Время работы от внутренней батареи при полном заряде, не менее 6ч. (с одной лампой и 4ч. с двумя лампами).

Время полного заряда батареи, не менее 14 ч.

Корпус изготовлен из полимерного пластика, рассеиватель из поликарбоната, аккумуляторная батарея кислотная 6В – 4,5Ач.

Проверить работу светильника, выявить в большинстве случаев неисправности возможно даже не вскрывая

корпус светильника, ориентируясь по яркости свечения светодиодов LOW и HIGH.

Для этого переключатель режима перевести с OFF в DC светодиод LOW или HIGH и лампы светильника должны

загораться. Когда лампы не засветились, переводим переключатель в режим AC подключаем в сети, если после

этого светильник не работает нужно смотреть плату управление и лампы.

Если светильник нормально работает от сети, переводим, переключатель в режим DC, нажать кнопку TEST,

светильник должен засветится. Даже 1,5-2В лампы тускло загораются, при нажатии кнопки TEST. Отсюда вывод

напряжения на аккумуляторе меньше 5В. Светодиод LOW ярко светит при напряжении на батареи 5.9В,

при уменьшении напряжения яркость будет падать и при 2В отключается, это показывает разряд аккумулятора .

Свечение индикатора HIGH свидетельствует напряжение на аккумуляторе 6.1В и выше. При напряжении 6.4В

светодиод должен ярко светить, с уменьшением напряжение падает яркость светодиода, при 6.0В индикатор

Когда на аккумуляторе 6.0В, погаснут оба индикатора LOW и HIGH.

Частые дефекты светильника.

Не работает зарядка аккумулятора.

Проверить сетевой шнур. Не исправный блок питание. Часто проблемой отказа нормальной работы блока

питания является очень плохой монтаж. Нужно проверить все пайки подозрительные пропаять. Проверить

транзисторы блока питания, если не исправный один с них нужно менять сразу и другой.

Практика показывает, что виновником повторного ремонта будет ранее не замененный транзистор.

В режиме AC работает, DC не работает.

Светодиоды LOW /HIGH не светят, перегорел предохранитель.

В большинстве случаем обрыв соединяющих проводников платы, или выхода из строя аккумулятора

или полной его разрядке.

Здравствуйте, дорогие читатели! В данной статье вы узнаете, что такое аварийное освещение. Разберём схемы с использованием, как отдельных, так и одного осветительных приборов для штатного и нештатного режимов. Любая система аварийного освещения включает в себя генератор электроэнергии или аккумуляторную батарею, само осветительное оборудование, а также дополнительные элементы. Автоматические переключатели соединяют две электросети – основная и аварийная. При этом для пользователей крайне важна автоматичность данных переключений, а также их своевременность.

Использование отдельных осветительных приборов для штатного и нештатного режимов

В большинстве случаев, системы применяются для обустройства нештатного освещения довольно низкой мощности. Эксплуатация отдельного осветительного оборудования во время нормальных условий и в случае непредвиденного сбоя в работе энергосети поможет улучшить уже имеющуюся конструкцию без серьезных ее нарушений.

Схема подключения аварийного освещения, в которой были использованы главный и дополнительный источник питания, а также раздельные оптические устройства для работы в штатном и аварийном режиме содержит следующие компоненты:

• две лампочки, одна из них работает в нормальном режиме, вторая включается во время возникновения нештатной ситуации
• аккумуляторная батарея для питания осветительного элемента при отключении электроэнергии
• предохранительный блок
• контакты реле
• выпрямитель

В нормальном режиме работы основная лампочка соединяется с электросетью посредством определенного контакта реле. Аккумулятор подсоединяется к выпрямителю и находится в состоянии перманентной подзарядки.

Аварийное освещение, раздельные источники для основного и аварийного света

Во время отключения электроэнергии происходит автоматическое замыкание второго контакта реле, после чего энергия от аккумулятора подается на аварийный осветительный элемент. Данная схема светильника аварийного освещения предполагает прокладку двух сетей энергоподачи. Одна из них обеспечивает электричеством основной осветительный элемент, а вторая работает исключительно в нештатной ситуации. В качестве главного элемента можно использовать лампочки какого-либо вида. Для нештатного режима применяются лампочки накаливания гораздо меньшей выходной мощности, нежели основной элемент.

Использование одного осветительного элемента(лампочка накаливания) для штатного и нештатного режимов

Если для обустройства нештатного освещения были использованы исключительно лампочки накаливания, а при возникновении аварийной ситуации переход на нештатный режим работы осветительного оборудования должен пройти моментально без миганий ламп, принято использовать один осветительный элемент, который работает в разных режимах. Подобная система способна обеспечить переключение режимов работы светильников без мигания лампочек.

Электрическая схема аварийного освещения, которая использует только один осветительный элемент для обоих режимов работы, состоит из следующих элементов:

• одна лампочка накаливания
• два контакта реле
• аккумулятор
• выпрямитель
• предохранитель

В данной системе лампочка накаливания подсоединена через два контакта реле к электросети.

Аварийное освещение, одна лампа накаливания для основного и аварийного освещения

Выпрямитель подсоединяется к источнику переменного тока, позволяя аккумулятору находиться в состоянии перманентной подзарядки. Во время непредвиденного отключения электроэнергии происходит размыкание контактов реле для нормального режима, в то время как замыкаются два других контакта. После этого электричество подается на осветительный элемент от аккумулятора. В данной схеме важно соблюсти равенство напряжения от батареи и электросети.

Главным преимуществом данной системы является отсутствие лишних осветительных элементов, а это значит, что переход от штатного режима до аварийного происходит без прерывания освещения. Именно поэтому данные системы используются в медицинских учреждениях.

Использование одного осветительного прибора (любой вид лампочек) для штатного и нештатного режимов

Данный тип системы нештатного освещения построен на принципе непрерывного питания осветительных элементов. В независимости от того, возникла ли аварийная ситуация, осветительное оборудование работает от переменного тока. Принципиальная схема аварийного освещения способна стабилизировать переменный ток в случае непредвиденных сбоев в работе энергосети.

Схема управление аварийным освещением, которая использует один осветительный прибор для всех режимов работы и осветительные элементы любого типа состоит из следующих компонентов:

• лампочка накаливания для обоих режимов работы
• два контакта реле
• выпрямитель
• инвертор
• аккумулятор

Аварийное освещение, один источник света для нормального и аварийного режима

Данная система очень похожа на предыдущую, но все-таки отличается от нее наличием инвертора. Этот элемент превращает заряд аккумулятора в переменный ток. В случае возникновения нештатной ситуации осветительный элемент запитывается от сети через инвертор и выпрямитель. При помощи данной системы можно добиться незаметного перехода из нормального режима работы в аварийный.

Схема аварийного освещения с АВР

Независимый тип в этой большой группе образуют системы, которые дополнительно оснащаются прибором самостоятельного запуска резерва.

Модули аварийного освещения схемы, которая использует прибор самостоятельного запуска резерва, представлены здесь следующими компонентами:

• первый ввод энергии
• второй ввод
• третий ввод
• группа автоматических выключателей
• четыре контакта реле
• реле, контролирующее напряжение в электросети
• две шины питания для разных режимов работы

Если электричество подается на первый ввод, то оно проходит через один контакт, один автоматический выключатель и через шину для нормального режима работы. Если произошел сбой в подаче электроэнергии на первый ввод, ранее используемый контакт размыкается, одновременно с этим замыкается контакт для аварийно работы, после чего электроэнергия поступает на потребители со второго ввода.

Если электроэнергия не поступает на оба первых ввода, система сигнализирует об этом и в автоматическом режиме запускается топливный генератор, после чего происходит замыкание третьего аварийного контакта. После чего электроэнергия поступает на третий ввод. В случае необходимости два реле стабилизируют напряжения на вводе и продолжают контролировать его.

Данные устройства не только оценивают значение напряжения, но и его динамику. То есть система контролирует скачки и провалы в поступлении электроэнергии. Благодаря этому можно не бояться пропаданий света или мигания ламп.

Аварийное освещение, схема аварийного освещения с АВР

Осветительный элемент подключается к шине для нормальной работы посредством автоматических защитных устройств, а к шине для нештатной ситуации через защитные устройства, в то время как сама шина подключает к первой посредством четвертого контакта реле.

Второй ввод электроэнергии может быть представлен отдельной фазой сети или просто независимой системой питания. Очень часто для таких целей используют инверторы, которые трансформируют заряд аккумулятора в переменный ток. Данные системы очень часто устанавливаются на стадионах и других местах скопления людей.

Основным плюсом данных систем является длительный срок эксплуатации осветительных элементов, поскольку они не подвержены разрушительному воздействию скачков напряжения, а также важна надежная резервация энергии.

Вывод

Вышеописанные системы нештатного освещения способны обеспечить на практике любой случай резервирования энергии. Также следует упомянуть о том, что необходимо позаботиться не только о нештатном освещении, но и подаче электроэнергии на технику, резкое прекращение работы которой может повлечь неприятные последствия.

Для корректного выбора, а также создания какой-либо схемы необходимо провести первичный анализ, в ходе которого выяснить необходимую мощность сети, условия использования светильников, а также время для резервирования. Очень важно учитывать еще методы установки линий электросети – воздушный или кабельный.

Кабельное подключение хорошо тем, что в этом случае практически исключены риски обрыва, в то время как воздушные подключения подвержены возникновению таких неприятностей. Очень часто воздушные провода обрываются во время спила деревьев, или же их цепляют слишком габаритные автомобили. Недостатком кабельного коммутирования является сложность ремонта.

В случае проведения каких-либо земляных работ существует риск повредить кабель. В таком случае крайне тяжело отыскать поломку и устранить ее.

Любая система нештатного освещения оснащается аккумуляторными батареями, а также преобразователями электрического тока. Как показывает практика, наиболее надежными на протяжении всего срока эксплуатации являются батареи, которые надежно герметизированы.

Любая система нештатного освещения обладает модульной структурой. Существует возможность монтировать ее на стены и на потолок, в некоторых случаях используются подвесные конструкции. В модулях находятся полупроводниковые инверторные компоненты, которые способны превратить до 90% заряда аккумуляторной батареи в переменный ток. Также благодаря модульной конструкции очень просто производить ремонт одного из элементов системы, а также быстро менять конфигурацию системы. Таким образом, система получается более надежной и долговечной.

Более дорогостоящие системы нештатного освещения могут дополнительно оснащаться сигнализирующим оборудованием, а также техникой для контроля основных функций. Данная техника в автоматическом режиме диагностирует состояние аккумуляторных батарей, а также работоспособность всей конструкции. Некоторые системы оснащаются даже устройствами для удаленного контроля.

Видео