alexxlab температурные нормы, прибор для измерения нагрева теплоносителя, терморегуляторы
Как показывает практика, создание в квартире комфортных условий для проживания зависит от схемы отопительного контура, правильного расчета мощности радиаторов, надежности монтажа и возможности регулировать нагрев теплоносителя.
Самый простой способ, как уменьшить температуру отопления или увеличить ее – это установка терморегулятора.
Что дает регулировка температуры радиаторов
Так как централизованная отопительная система при всей своей привлекательной заботе о нуждах населения в тепле зимой имеет значительные минусы, то устранять их приходится потребителям этого самого тепла. Перепады давления, большая засоренность воды различными взвесями, завоздушенность в трубах, все это влияет на то, что температура теплоносителя в батареях центрального отопления далека от нормы. Чтобы контролировать процесс обогрева квартиры и экономить средства на оплате коммунальных услуг, все большее количество жильцов многоквартирных домов устанавливают специальные регуляторы температуры.
Это дает им следующие преимущества:
- В отопительном контуре не скапливается воздух, мешающий свободной циркуляции воды.
- Снижаются затраты на обогрев жилья, что особенно заметно в домах с автономным типом отопления.
- Регулировка радиаторов отопления позволяет уменьшать температуру в помещении, если за окном потеплело, и наоборот. Особенно актуально это в случае резкого потепления весной, когда отопительный сезон еще не окончен, а батареи продолжают работать на полную мощность. Если регулятора нет, то людям приходится открывать балконы и форточки, чтобы остудить квартиру.
- Зная, как отрегулировать батареи отопления в квартире, можно создавать в каждой отдельной комнате свой микроклимат, например, незначительно увеличив количество тепла в детской или уменьшив его на время, когда дома никого нет.
Задумываться о том, как регулировать батареи отопления с регулятором, можно только после того, как в помещениях устранены теплопотери.
Как правило, места «утечки» тепла – это окна, двери, наружные стены, неотапливаемый чердак над головой или подвал под ногами.
Вряд ли даже самый экономичный терморегулятор поможет сэкономить средства на отоплении, если тепло попросту выходит через щели в окне или тратиться на обогрев наружной стены.
Сориентироваться в качестве обслуживания управляющей компании, ведающей теплом, поможет знание о том, какая температура должна быть в батареях отопления.
Температурные нормы нагрева теплоносителя
Конечно, нормативы, указанные в СНиП, во многом зависят от региона, а иногда и от времени суток, но в целом, они являются ориентиром, которого придерживается управляющая компания. Если в силу каких-то обстоятельств в квартире холодно, а термостат не представляется возможным установить, то эти параметры позволяют определить, есть ли причина для жалобы в соответствующую службу. Как правило, температура воды в батарее отопления (норма для многоквартирных домов) не должна быть выше +95°C, если в здании проведена двухтрубная отопительная система и 105°C, если она однотрубная.
Чтобы теплоноситель дошел до нужной температуры, ему приходится пройти немалое расстояние от котельной, где его разогревают, и под давлением в 7-9 атмосфер он достигает +160°C, до теплообменника в доме, который чаще всего расположен в подвале. Именно здесь он остывает, чтобы норма температуры в батареях центрального отопления соответствовала безопасным параметрам СНиП.
Благодаря таким процессам вода разогревает радиаторы, а те, в свою очередь должны обеспечить в квартире температуру не менее +18°C, а в северных регионах – +20°C. Если показатели ниже установленной нормы в дневное время суток, то следует проверить отопительную систему на наличие воздушных пробок, узнать, насколько тепло у соседей, и только после этого решать, кому звонить жаловаться, и как отрегулировать батареи отопления.
Немалое значение в качестве обогрева жилья играют теплопотери. Они возникают, если:
- Проводится частое проветривание помещений.
- В комнате несколько окон с герметизацией, не соответствующей норме.
- Наружные стены не утеплены.
- Под неутепленным полом находится неотапливаемый подвал.
Так как любые жалобы должны иметь под собой основания, то вначале следует устранить утечки тепла, после чего вновь измерить температуру в помещениях, и если она все-таки далека от нормы, то обращаться в управляющую службу.
Как замерить температуру воды в батарее
Проверить температуру батарей можно следующими способами:
- Обычный термометр, который показывает температуру воздуха на улице, приложить к поверхности радиатора. К полученному параметру добавить 1-2 градуса.
- Приобрести прибор для измерения температуры батарей отопления. Подобный инфракрасный пирометр измеряет показатели с точностью до 0.5°C.
- Можно использовать спиртовой термометр для батареи отопления, закрепив его на ней.
Если есть возможность слить горячую воду из системы, то измеряется ее степень нагрева. При любом из способов проверки, какая температура воды в батареях центрального отопления, норма должна соотноситься с параметрами, указанными в таблице СНиП с учетом степени охлаждения воздуха за окном.
Например, при +5°C вода в подающей трубе обязана быть нагрета до +50°C, в обратке остужена до +39°C. Чем ниже температура воздуха на улице, тем горячее должен быть теплоноситель в радиаторах. Так при -5°C в подающей трубе он нагрет — +78°C, а в обратной — +56°C.
В том случае, если в двухтрубной системе нагрев превышает +95°C, а в однотрубной – +105°C, то это так же повод обратиться в управляющую компанию. Если радиаторы не рассчитаны на высокую температуру теплоносителя, то могут попросту не выдержать, и тогда создастся ситуация, опасная для здоровья людей.
Чтобы избегать подобных проблем, следует знать, как регулировать батареи отопления. Сегодня существуют специальные приборы, осуществляющие наблюдение за качеством нагрева радиаторов центральной отопительной системы.
Виды регуляторов температуры
Несведущие люди думают, что регулировка температуры батарей отопления может осуществляться при помощи обычных шаровых кранов, работа которых заключается совершенно в другом.
Так как у них только 2 вида положения — «открыто» и «закрыто», то они не могут влиять на количество теплоносителя, поступающего в систему, а способны либо перекрывать его полностью, либо пропускать в полном объеме. Если ими манипулировать неправильно, то шаровые краны быстро выйдут из строя.
Регулировка батарей отопления в квартире с центральным обогревом должна производиться исключительно приборами, специально для этого предназначенными. Терморегуляторы, представленные на рынке, бывают двух видов – механические (более дешевые устройства) и электронные с встроенным или дистанционным датчиком температуры.
В их основе лежит одинаковый принцип работы, но совершенно разный способ настройки. Так регулятор прямого действия нужно постоянно контролировать и проворачивать вручную по мере нагрева или охлаждения батареи, при чем, делать это весьма осторожно, чтобы не спровоцировать в отопительном контуре образование гидроудара.
Электронный терморегулятор характеристики имеет совершенно другие.
Необходимые параметры нагрева воздуха в помещении устанавливаются на дисплее, и все остальное прибор выполняет самостоятельно. Достаточно выставить показатели в начале сезона, и не зависимо от того, насколько похолодало или потеплело на улице, устройство будет корректировать нагрев помещения в заданном температурном диапазоне, который колеблется от +5°C до +27°C.
Работа регулирующих приборов заключается в следующем:
- Термоголовка, состоящая из цилиндра с гофрированными стенками и наполненного жидкостной или газообразной средой, реагирует на температуру батареи. Если она повышается, то чувствительный состав внутри нее расширяется и давит на клапан, который при этом закрывается и пресекает подачу теплоносителя.
- Когда радиатор остывает, то происходит обратный процесс и среда внутри термоголовки сжимается, уменьшается размер цилиндра, и клапан освобождается, открывая путь теплоносителю в систему.
Как отрегулировать терморегулятор механический, указано в инструкции к изделию, тогда как на электронном устройстве все параметры вынесены на дисплей.
Если батареи установлены в нише, закрыты плотными шторами, декоративным коробом или экраном, то потребуется термостат с выносным дисплеем, который можно установить на расстоянии до 2-х метров от самого прибора.
Конечно, инструкция по применению термостата подскажет, как его установить, но при этом следует учитывать такие переменные, как тип отопительной системы, обязательное горизонтальное расположение прибора и наличие рядом источников тепла или холода.
Поэтому иногда лучше доверить подобные работы профессионалам.
Низкотемпературный режим отопления
Если стоит вопрос, как отрегулировать батареи отопления в частном доме или в квартире с автономным типом обогрева, то в данном случае выручит низкотемпературный режим. Многие потребители ошибочно считают, что к нему относится исключительно система теплых полов. На самом деле это не так, и существуют низкотемпературные радиаторы отопления, в которых теплоноситель нагревается не выше +60°C.
Основные преимущества этого вида отопления:
- Создание по-настоящему комфортного климата в помещении без пересушивания воздуха, которым так «страдает» централизованная система обогрева, в которой вода в радиаторах разогревается до +95-105°C.
- Низкотемпературное отопление предусматривает возможность работы в режиме «турбо», если того требуют сильные морозы за окном.
- Подобная система обогрева обладает способностью накапливать энергию «про запас» при помощи теплоаккумуляторов, которые в ней используются.
- Низкотемпературные радиаторы оснащены регуляторами, которые легко настроить на необходимые параметры нагрева воздуха.
- Эта система отопления более продуктивна и экономически выгодней, чем высокотемпературные аналоги.
Подводя итоги, можно сказать, что регулировка батарей отопления – это продуктивный способ создать комфортные условия для проживания и экономии средств на отоплении, стоимость которого с каждым годом растет. Учитывая, что срок эксплуатации терморегуляторов способен длиться до 50 лет, то, вложив в него деньги один раз, можно получить надежного помощника и «хранителя» тепла в доме надолго.
Электронный регулятор температуры батареи отопления Frontier
Купить в один клик
Укажите номер телефона и менеджер перезвонит Вам
Поделиться:
С этим товаром так же смотрят
Настоящая Политика конфиденциальности является составной частью Пользовательского соглашения Сайта и действует в отношении всей информации, в том числе персональных данных Пользователя, получаемых Администрацией Сайта в процессе работы Пользователя с Сайтом, исполнения Пользовательского соглашения и соглашений между Администрацией сайта и Пользователем.
Использование Сайта означает безоговорочное согласие Пользователя с настоящей Политикой конфиденциальности и указанными в ней условиями обработки его персональных данных; в случае несогласия с этими условиями Пользователь должен воздержаться от использования Сайта.
Перед использованием Сайта Пользователю необходимо внимательно изучить настоящую Политику конфиденциальности.
1. ПЕРСОНАЛЬНЫЕ ДАННЫЕ
1.1. Предоставление в любой форме (регистрация на Сайте, осуществление заказов, подписка на рекламные рассылки и тд.) своих персональных данных Администрации сайта, Пользователь выражает согласие на обработку персональных данных Администрацией сайта в соответствии с Федеральным законом “О персональных данных” от 27.07.2006 №152-ФЗ.
1.2. Обработка персональных данных осуществляется в целях исполнения Пользовательского соглашения и иных соглашений между Администрацией сайта и Пользователем.
1.3. Обработка персональных данных производится исключительно на территории Российской Федерации, с соблюдением действующего законодательства Российской Федерации.
1.4. Согласие Пользователя на обработку его персональных данных дается Администрации сайта на срок исполнения обязательств между Пользователем и Администрацией сайта в рамках Пользовательского соглашения или других соглашений между Пользователем и Администрацией сайта.
1.5. В случае отзыва согласия на обработку персональных данных Пользователя, Пользователь уведомляет об этом Администрацию Сайта письменно или по электронной почте. После получения данного уведомления Администрация Сайта прекращает обработку персональных данных Пользователя и удаляет.
1.6. Сайт не имеет статуса оператора персональных данных. Персональные данные Пользователя не передаются каким-либо третьим лицам, за исключением случаев, прямо предусмотренных настоящей Политикой конфиденциальности.
2. МЕРЫ ПО ЗАЩИТЕ ПЕРСОНАЛЬНЫХ ДАННЫХ
2.1. В своей деятельности Администрация сайта руководствуется Федеральным законом “О персональных данных” от 27.07.2006 №152-ФЗ.
2.2. Администрация сайта принимает все разумные меры по защите персональных данных Пользователей и соблюдает права субъектов персональных данных, установленные действующим законодательством Российской Федерации.
2.3. Защита персональных данных Пользователя осуществляется с использованием физических, технических и административных мероприятий, нацеленных на предотвращение риска потери, неправильного использования, несанкционированного доступа, нарушения конфиденциальности и изменения данных. Меры обеспечения безопасности включают в себя межсетевую защиту и шифрование данных, контроль физического доступа к центрам обработки данных, а также контроль полномочий на доступ к данным.
3. ИЗМЕНЕНИЕ ПОЛИТИКИ КОНФИДЕНЦИАЛЬНОСТИ
3.1. Администрация сайта оставляет за собой право в одностороннем порядке вносить любые изменения в Политику конфиденциальности без предварительного уведомления Пользователя. Актуальный текст Политики конфиденциальности размещен на данной странице.
Топологии регуляторов для систем с батарейным питанием
Скачать PDFAbstract
В этом руководстве представлен обзор топологий регуляторов для оборудования с батарейным питанием.
Обсуждение охватывает линейные регуляторы, зарядовые насосы, понижающие и повышающие регуляторы, инверторы и обратноходовые схемы. Объясняется важность пикового тока и показаны схемы каждой топологии.
Аналогичная версия этой статьи появилась в выпуске EDN от 20 января 1994 года.
Введение
Источники питания, пожалуй, самые важные элементы системы с батарейным питанием. Знание некоторых основных топологий регуляторов поможет вам выбрать и спроектировать правильные конфигурации источников питания для ваших нужд. В этом учебном пособии представлен обзор топологий регуляторов для оборудования с батарейным питанием. Обсуждение охватывает линейные регуляторы, зарядовые насосы, понижающие и повышающие регуляторы, инверторы и обратноходовые схемы. Объясняется важность пикового тока и показаны схемы каждой топологии.
Настольные компьютеры, ноутбуки, нетбуки, смартфоны, КПК и многие другие бытовые электронные устройства обычно требуют более одного источника питания.
Для этих устройств может потребоваться адаптер переменного/постоянного тока, зарядное устройство, высоковольтный преобразователь постоянного/переменного тока для подсветки и другие расходные материалы для лазеров, сотовых радиопередатчиков и вспомогательного оборудования. В таблице 1 показаны семь наиболее распространенных топологий регуляторов, начиная с самой простой (линейный регулятор) и заканчивая более специализированными типами (такими как обратноходовой регулятор). В таблице также перечислены плюсы и минусы каждой топологии.
Замена компонентов в базовой компоновке импульсного регулятора изменяет топологию схемы для создания регуляторов, которые повышают (повышают), понижают (понижают) или инвертируют входное напряжение. Замена катушки индуктивности трансформатором дает как минимум еще две схемы регулятора или вспомогательные выходные напряжения.
| Плюсы | Минусы | |
| Линейный регулятор | • Недорогой • Очень маленький • Низкий ток покоя (I Q ) • Низкий уровень шума/ЭМП | • V OUT должно быть меньше V IN • Неэффективно при высоких входных напряжениях и/или больших нагрузках |
| Нагнетательный насос | • Недорогой • Очень маленький • Может повышать или инвертировать | • Ограниченная выходная мощность • Ограниченный диапазон отношения входного/выходного напряжения |
| Понижающий (Buck) | • Самый низкий пиковый ток среди всех конфигураций импульсного регулятора • Падение напряжения только на одном ключе • Низкие пульсации тока в конденсаторе выходного фильтра • Простая катушка индуктивности • Низкое напряжение переключения | • V OUT должно быть меньше, чем V IN • Переключатель высокого напряжения |
| Повышение (повышение) | • Низкий пиковый ток • Переключатель нижнего плеча • Простая катушка индуктивности • Низкое напряжение переключения | • V OUT должно быть больше, чем V IN • Выход нельзя полностью отключить • Нет защиты от короткого замыкания |
| Инвертор | • Простой индуктор | • Только отрицательный выход • Переключатель верхней стороны • Высокие пиковые токи |
| Обратный ход | • Изолированный выход • Несколько выходов • Шаги вверх/вниз, инвертирование • Переключатель нижней стороны | • Трансформатор вместо катушки индуктивности • Высокие пиковые токи • Высокое напряжение переключения |
В таблице 1 опущены сложные топологии, такие как регуляторы с резонансным режимом, поскольку их схемы управления потребляют слишком много энергии для небольших систем с батарейным питанием.
Линейные регуляторы
Линейные стабилизаторы являются самыми простыми и наименее дорогими из цепей питания, но за эту простоту использования обычно приходится платить. Как показано в таблице 1, линейный регулятор включает в себя цепь обратной связи, которая контролирует выходное напряжение и регулирует его, управляя внутренним проходным транзистором (BJT или FET). Когда входное напряжение значительно превышает выходное, этот проходной транзистор рассеивает большое количество энергии (в виде тепла) при высоких нагрузках.
Линейные регуляторы особенно полезны при генерировании нескольких напряжений при использовании в сочетании с импульсным регулятором. Импульсный регулятор может повысить низкое напряжение батареи. Однако вместо включения нескольких коммутаторов на небольшой плате разработчик может использовать линейные стабилизаторы из-за их низкого напряжения падения напряжения для генерирования напряжения для последующих цепей.
При использовании линейных стабилизаторов в системах с батарейным питанием важно учитывать ток покоя (типовой и при полной нагрузке), падение напряжения, тепловые характеристики и возможность отключения. В таблице 2 приведено краткое сравнение некоторых доступных регуляторов Maxim.
| Часть | Диапазон входного напряжения (В) | Ток покоя | Напряжение отпускания (при нагрузке 500 мА) (мВ) | Ток выключения (мкА) | Пакет | |
| без нагрузки | I НАГРУЗКА = 500 мА (мкА) | |||||
| МАКС15029 | от 1,425 до 3,6 | 275 мкА | 315 | 40 | 5,5 | ТДФН |
| МАКС1806 | от 2,25 до 5,5 | 210 мкА | 575 | 201 | 0,02 | мкМАКС ® |
| МАКС1589 | от 1,62 до 3,6 | 70 мкА | 90 | 175 | 0,01 | ЦОТ, ТДФН |
| МАКС1935 | от 2,25 до 5,5 | 210 мкА | 575 | 201 | 0,02 | ТКФН |
Подробное обсуждение использования линейных стабилизаторов в схемах с батарейным питанием см.
в примечании Максима по применению 751 «Линейные регуляторы в портативных устройствах».
Зарядные насосы
В зарядных насосах вместо схемы индуктор-переключатель используются конденсаторы для создания выходного напряжения, которое выше или ниже входного напряжения. Регулируемые зарядовые насосы также могут инвертировать входное напряжение.
Как правило, ток нагрузки, который может быть получен от зарядного насоса, ограничен несколькими десятками миллиампер. Выходное напряжение нерегулируемого зарядового насоса зависит от входного напряжения и падает пропорционально увеличению выходной нагрузки. Регулируемые зарядовые насосы не зависят от входного напряжения для установки выходного напряжения, и, поскольку они регулируются, выходное напряжение остается постоянным во всем диапазоне нагрузки. Некоторые зарядные насосы способны работать с током до 125 мА (например, MAX159).5), а некоторые способны управлять нагрузкой до 250 мА (MAX682).
Зарядные насосы создают шум, поскольку они заряжают и разряжают конденсаторы, подключенные к устройству.
Из-за пределов легкой нагрузки и отсутствия катушки индуктивности этот шум обычно меньше по величине, чем у сравнимого импульсного стабилизатора.
Импульсные регуляторы
Импульсные регуляторы более эффективны и универсальны, чем их линейные аналоги; однако они также заметно сложнее. Параметры, влияющие на выбор топологии импульсного регулятора, включают пиковые токи нагрузки и катушки индуктивности, уровень напряжения на силовых транзисторах и необходимость магнитного и емкостного накопления энергии.
Импульсные регуляторы имеют два основных режима работы: прерывистая проводимость и непрерывная проводимость. Прерывистая проводимость позволяет току катушки индуктивности уменьшаться до нуля в течение каждого периода отключения, что приводит к передаче накопленной энергии на выходной фильтр во время каждого цикла переключения. В режиме непрерывной проводимости ток дросселя включает постоянную составляющую, пропорциональную нагрузке. Работа в режиме непрерывной проводимости снижает отношение пикового тока катушки индуктивности к постоянному току нагрузки.
Это, в свою очередь, снижает размах пульсаций тока и уменьшает потери в сердечнике.
Пиковый ток является критическим
В преобразователях с батарейным питанием важен пиковый ток дросселя, поскольку он напрямую влияет на срок службы батареи и паразитные потери. Это частично зависит от среднего тока нагрузки, который зависит от топологии регулятора, схемы управления и от того, является ли ток катушки индуктивности непрерывным. Некоторые примеры уравнений для пикового тока дросселя для повышающих, понижающих и инверторных регуляторов показаны в таблице 3.
Таблица 3. Примеры уравнений пикового тока индуктора| Конфигурация | Устройство | Пиковый ток дросселя (А) |
| Понижающий/понижающий | МАКС8566 | |
| Повышение/повышение | МАКС15059 | |
| Инвертор | МАКС1846 |
*LIR — отношение пульсирующего тока катушки индуктивности к среднему длительному току при минимальной нагрузке.
цикл. Для достижения максимальной производительности и стабильности рекомендуется выбирать LIR в диапазоне от 20% до 40%.
**T S — период переключения устройства, η — КПД.
***D MAX — максимальный рабочий цикл.
Стресс напряжения на переключающем транзисторе обычно не является проблемой в преобразователях с батарейным питанием. Номинальное напряжение пробоя 20 В и 50 В для стандартных полевых МОП-транзисторов с логическим уровнем соответствует низким входным и выходным напряжениям в системах с батарейным питанием.
Потери на рассеяние возникают в резистивных паразитных элементах схемы регулятора. Эти потери включают последовательное сопротивление батареи; эквивалентное последовательное сопротивление (ESR) конденсаторов фильтра; сопротивление переключающего элемента во включенном состоянии; и сопротивления в проводниках, разъемах и проводке. Потери на рассеяние пропорциональны квадрату пикового тока, поэтому уменьшение пикового тока может значительно минимизировать эти потери.
Кроме того, внутренний нагрев ухудшает химический состав батареи; таким образом, чрезмерные пиковые токи могут сократить срок службы батареи.
Другие топологии
Понижающий стабилизатор — лучший выбор для большинства приложений с батарейным питанием, при условии, что вы можете позволить себе несколько элементов, необходимых для создания напряжения батареи, превышающего выходное напряжение. Ток дросселя течет к нагрузке во время обеих фаз цикла переключения, поэтому средний выходной ток равен среднему току дросселя. Теоретически наивысшая эффективность достигается при низком входном напряжении, что подразумевает меньшее количество последовательно соединенных аккумуляторных элементов. Если предположить, что падение напряжения на ключе во включенном состоянии намного меньше, чем входное напряжение, низкое входное напряжение снижает коммутационные потери переменного тока и среднеквадратичное значение входного тока.
Повышающие или повышающие топологии генерируют выходное напряжение, превышающее входное напряжение.
Эти топологии подходят для систем с ограниченным количеством аккумуляторных ячеек. Поскольку напряжение источника и индуктор включены последовательно, средний ток индуктора равен входному постоянному току, определяемому как:
I = P IN /V IN .
Топология инвертора, которую иногда называют повышающе-понижающей схемой, генерирует выходное напряжение, полярность которого противоположна входному напряжению. Инвертирующие и обратноходовые регуляторы электрически эквивалентны с точки зрения пиковых токов и скачков напряжения. Эти топологии наиболее подходят для приложений, требующих отрицательных или гальванизированных изолированных выходов. В целом, однако, высокие пиковые токи делают инвертирующую и обратноходовую топологии наименее привлекательными из простых регуляторов.
Топологии инвертирования и повышения напряжения работают аналогично, но выпрямленный ток дросселя инвертора создает отрицательное выходное напряжение, которому не помогает напряжение источника.
Переключающий элемент инвертирующего регулятора испытывает большие перепады напряжения, что приводит к высоким потерям при переключении и нагрузке на транзистор. Кроме того, инвертирующие и обратноходовые регуляторы имеют входные и выходные фильтрующие конденсаторы, которые должны поглощать токовые формы с большими резкими переходами. На входном конденсаторе повышающего регулятора или выходном конденсаторе понижающего регулятора отсутствуют быстро движущиеся фронты сигнала.
В перевернутых топологиях используется переключатель нижнего плеча
Вы можете реализовать три отрицательные топологии, соединив классическую понижающую, повышающую и инвертирующую топологии вверх ногами. Поскольку источник входного сигнала инвертирован, вы должны поменять полярность переключателя и выпрямителя (рис. 1). Хотя в настоящее время нет IC для отрицательных топологий, вы можете использовать IC с положительным выходом. Отрицательные понижающие регуляторы обладают всеми преимуществами положительных понижающих регуляторов, а также дополнительным преимуществом переключателя на нижней стороне.
В расположении переключателя на нижней стороне используется низкое сопротивление R9.0043 ON n-канальный МОП-транзистор с простыми требованиями к приводу. Отрицательный понижающий стабилизатор имеет некоторую привлекательность в качестве альтернативы основному положительному стабилизатору, если батарея может плавать относительно заземления системы. Если возможно плавание батареи, вы можете подключить заземление к отрицательному выходу, а положительную клемму батареи к V OUT .
Рисунок 1. Вы можете инвертировать источник входного сигнала для создания трех топологий. Отрицательный понижающий регулятор (а) имеет выходное напряжение меньше, чем входное. Регулятор отрицательного наддува (b) имеет более отрицательный выходной сигнал, чем входной. Регулятор отрицательного инвертора (c) преобразует отрицательное напряжение в положительное.
Обычно создание нескольких независимых источников питания является лучшим способом создания нескольких выходов в системе с батарейным питанием.
Используя простые топологии, вы можете генерировать оставшиеся выходы, используя готовые трансформаторы или отводы подкачки заряда.
Схемы со связанными индукторами (рис. 2) добавляют дополнительную обмотку обратного хода к базовым схемам понижающей, повышающей и инвертирующей топологий. Эти гибридные схемы важны, потому что они сочетают в себе преимущества обратноходовой схемы (изоляция и недорогие несколько выходов) с преимуществами понижающей и повышающей схем (низкий пиковый ток и низкое напряжение на коммутаторе). Схема со связанными индукторами уменьшает количество обмоток, необходимых для обратноходовой цепи, на одну. Это уменьшение позволяет использовать недорогой трансформатор 1:1 для создания двойных выходных напряжений.
Рисунок 2. Вы можете создать вспомогательные выходы, используя обратноходовой трансформатор вместо катушки индуктивности в базовой (а) понижающей, (б) повышающей и (в) инверторной конфигурациях.
Понижающий регулятор с обратноходовой обмоткой представляет собой топологию с превосходными характеристиками для многих приложений с батарейным питанием.
Конфигурация отличается превосходной стабильностью, малыми пиковыми токами и низкой пульсацией на выходе. Выходная мощность вторичной обмотки зависит от тока нагрузки основного выхода и величины дифференциального напряжения на первичной обмотке. Оба этих параметра определяют изменение потока ядра, которое запускает механизм обратного хода.
Как правило, общая доступная вторичная мощность равна или меньше половины основной выходной мощности. Это правило применимо только к высоким входным напряжениям. Оценка вторичной мощности должна быть уменьшена для входных напряжений, менее чем в полтора раза превышающих выходное напряжение. Правило также не распространяется на схемы, содержащие вместо простого диода синхронный выпрямитель. Синхронные выпрямители имеют короткий период, когда первичный ток меняется на противоположный, что приводит к тому, что схема ведет себя как прямоходовой преобразователь, а не как обратноходовой преобразователь. Чтобы эффективно передавать мощность в этом режиме прямой проводимости, вы должны минимизировать индуктивность рассеяния, уменьшить импеданс обмотки и выпрямителя и сделать конденсатор фильтра вторичного выхода настолько малым, насколько позволяют пульсации напряжения.
Диодно-конденсаторные зарядные насосы предлагают еще один недорогой способ генерировать несколько выходных напряжений. Любой узел с повторяющимися импульсами может управлять диодно-конденсаторной сетью. Выход драйвера затвора или основной коммутационный узел импульсного стабилизатора является хорошим кандидатом. Повышающие регуляторы, например, могут заряжать летающий конденсатор через заземленный диод, когда на коммутационном узле высокий уровень (рис. 3а). Включение повышающего транзистора приводит к тому, что коммутационный узел и положительное напряжение летучего конденсатора становятся равными 0 В. Когда повышающий транзистор включается, летающий конденсатор генерирует отрицательное напряжение, разряжаясь во вспомогательный выходной конденсатор.
Рис. 3. Отвод подкачки заряда предлагает недорогой способ получения вспомогательного выходного напряжения. Отвод повышающей цепи с летающим конденсатором (а) создает насос отрицательного заряда.
Размещение удвоителя напряжения на выходе повышающей схемы (b) создает вспомогательный выход высокого напряжения.
Диодно-конденсаторные насосы заряда лучше всего работают с повышающими импульсными регуляторами, потому что узел переключения колеблется между четко определенным напряжением V OUT и землей. Таким образом, регулирование линии является хорошим. Тем не менее, регулировка не так хороша, когда вы переключаете узел понижающего или инвертирующего регулятора, потому что высокое напряжение, В IN , зависит от напряжения батареи. Регулирование нагрузки в основном зависит от прямого падения напряжения на диоде. В приложениях с очень низким энергопотреблением (20 мА или меньше), где выходной сигнал питает операционный усилитель или драйвер с затвором на полевых транзисторах, вы можете построить накачку заряда, используя недорогой диод 1N4148 и конденсатор емкостью 1 мФ.
тепла — Как прогреть литий-ионные аккумуляторы от солнечной панели?
\$\начало группы\$ У меня есть система на солнечной энергии с батареей LiFePO4 12 В, которая должна работать в условиях от -20 до 60 °C.
У меня есть контроллер заряда с датчиком температуры, который отключает зарядку ниже 0 °C, но в холодные солнечные дни было бы лучше направить солнечную энергию на грелку, чтобы включить зарядку.
Моя батарея 100 Ач, а моя солнечная панель 50 Вт. Приблизительный тепловой расчет говорит, что 50 Вт нагрева менее чем за 2 часа могут повысить температуру батареи на 20 °C.
Имеются ли готовые системы управления, которые:
- Могут быть вставлены между солнечным контроллером заряда и батареей
- Аккумулятор не разряжается для нагрева (используется только подаваемый зарядный ток).
Действительно ли такая система управления должна быть полностью интегрирована в сам контроллер заряда?
Если говорить на высоком уровне, что мне нужно для самостоятельной разработки такой системы?
- литий-ионный
- тепловой
- солнечный
- контроллер заряда солнечной батареи
Сходите в хозяйственный магазин и купите нагревательную ленту, которую вы размещаете на крышах и водосточных желобах.
Он включает в себя термостат, который включает нагревательную ленту, когда температура становится ниже нуля.
Способ питания зависит от напряжения батареи. Наличие высоковольтной батареи или батареи на 48 В влияет на то, как питать нагревательную ленту.
В противном случае приобретите грелку с тем же напряжением, что и напряжение вашей батареи, и приобретите переключатель термостата от Cantherm.
Оберните батарею эффективной изоляцией: это а) отсрочит потребность в нагреве и б) сохранит тепло внутри батареи (не тратя напрасно нагрев воздуха вокруг нее).
\$\конечная группа\$ 2 \$\начало группы\$(ЧАСТИЧНЫЙ ОТВЕТ)
Нагреватель должен включаться только при выполнении двух двоичных условий:
- ток течет к аккумулятору (состояние зарядки) и
- Температура ниже точки замерзания.
Отключите защиту от перегрева на контроллере заряда, чтобы ток продолжал поступать на аккумулятор при температурах ниже нуля.