Fonte simples de luz de emergência

Descrição do esquema e princípio de funcionamento de uma lâmpada de emergência simples, com base numa lâmpada economizadora de energia.

Existem situações em que, durante uma falta de energia, é necessário que alguma área permaneça acesa. Por exemplo, pode ser um corredor, despensa ou apenas um local de trabalho. Nessa situação, uma lâmpada de emergência fabricada com base em uma lâmpada convencional de economia de energia com uma potência não superior a 9 - 11 watts ajudará bastante.

Quando a tensão da rede elétrica é normal, a lâmpada funciona diretamente da rede elétrica. No caso de falta de energia, a lâmpada muda para a energia da bateria. Em operação normal, a bateria é recarregada da rede, mantendo assim o desempenho constante da lâmpada. O diagrama esquemático dessa lâmpada é mostrado na Figura 1.

Operação de luz de emergência no modo normal

Um retificador de ponte VD3 conectado através de um capacitor de lastro C3 é usado como um detector para a presença de tensão de rede. O resistor R2 foi projetado para limitar a corrente no momento do carregamento do capacitor C6. Este capacitor foi projetado para suavizar a ondulação da tensão da rede retificada. O LED HL1 atua como um indicador da tensão da rede elétrica, através dele também conectado em enrolamentos em série do relé K1.

Como pode ser visto no diagrama, o relé será ativado apenas se houver tensão na rede e no comutador fechado SA1.1. O segundo grupo de contatos SA1.2 foi projetado para conectar a bateria GB1 ao conversor de tensão.

Tensão de rede Através do contato K1.1, ele entra na lâmpada EL1 e no enrolamento primário do transformador T1. Nesse estado (o relé K1 está ativado), os contatos do relé K1.3, K1.4 conectam o enrolamento secundário do transformador T1 ao retificador nos diodos VD1, VD2, feitos de acordo com o circuito de duplicação de tensão. Essa voltagem é obtida nos capacitores C4, C5 e é usada para alimentar o carregador de bateria.

Figura 1. Esquema da lâmpada de emergência.

Esquema de carga da bateria

O dispositivo de carregamento consiste em uma fonte de corrente controlada coletada em um estabilizador integrado ajustável DA1 tipo KR142EN12A. A corrente máxima de carga é limitada pela resistência do resistor R3 e nos valores indicados no diagrama é de 120 - 130 mA. Um asterisco no diagrama ao lado da designação desse resistor significa que você pode precisar selecioná-lo durante a instalação.

No estabilizador paralelo DA2, é montada uma unidade de controle do processo de carregamento. Quando a tensão da bateria é pequena, o estabilizador DA2 é fechado, o LED HL2 brilha muito fracamente, quase não brilha, a bateria será carregada com a corrente máxima.

A tensão da bateria durante o carregamento aumenta gradualmente e, através do divisor R5, R6, atua no eletrodo de controle do estabilizador DA2. Assim que a tensão neste eletrodo exceder 2,5 V, um aumento na corrente de cátodo do estabilizador começa (pino 3 do DA2). O brilho do LED HL2 aumenta e a corrente de carregamento diminui. Quanto mais brilhante o LED brilhar, menor será a corrente de carregamento. Portanto, a corrente de carregamento diminui gradualmente e mantém constantemente a bateria em um estado carregado. É assim que este dispositivo se comporta quando há tensão na rede.

O dispositivo está no modo de emergência

Quando a tensão desaparece, a bobina K1 do relé é desenergizada e retorna à sua posição original, conforme mostrado no diagrama. O terminal positivo da bateria é conectado através do contato de relé K1.2 ao gerador. Mas, junto com isso, não devemos esquecer que o comutador de rede SA1 permanecerá ligado (no diagrama é mostrado na posição "Desligado") e seu grupo de contatos SA1.2 já conecta o terminal negativo da bateria ao gerador, que é feito no chip DD1.Assim, a tensão da bateria será fornecida ao gerador.

O gerador começará a produzir pulsos com uma frequência de cerca de 50 Hz, que controlam a operação de um amplificador de potência montado em um circuito de ponte nos conjuntos de transistores VT1, VT2.

O enrolamento secundário do transformador T1 será conectado à saída do amplificador de ponte através dos contatos do relé K1.3, K1.4, conforme mostrado no diagrama. Nesse modo, o transformador funciona como um impulso e alimenta a lâmpada EL1. A lâmpada continua acesa, recebendo energia da bateria.

O contato do relé K1.1 está aberto neste momento, portanto a tensão do transformador para o retificador VD3 não alcança e o relé K1 permanece desligado. Quando a tensão da rede elétrica aparece, o relé K1 liga-se através do retificador VD3 e a operação normal do dispositivo é restaurada.

A bateria é composta por sete pilhas AA com capacidade de 1000 mAh. Ao usar uma lâmpada EL1 com potência de 11 W, essa bateria dura 45 minutos de operação da lâmpada. Se precisar de mais bateria, instale uma bateria maior.

Configurando um dispositivo de iluminação de emergência

A configuração do dispositivo é fácil. Ele deve começar com a configuração da corrente de carregamento da bateria, para a qual você deve conectar o dispositivo à rede com uma bateria totalmente carregada. Usando o resistor de corte R6, defina a corrente de carga da bateria entre 0,5 - 1,0 mA.

Depois disso, desconecte a unidade da rede, o gerador deve iniciar. A frequência do gerador deve ser de cerca de 50 a 60 Hz. Você pode ajustar a frequência selecionando o resistor R1.

A tensão na saída do conversor, no caso de utilização de uma lâmpada economizadora de energia, em multímetro digital O M-832 deve estar na faixa de 280 a 305 V. Essa tensão aparentemente alta, em vez de 220 - 240 V, é explicada pela forma retangular dos pulsos na saída do conversor quando a lâmpada está no modo de emergência.

Se uma lâmpada incandescente for usada, a tensão de saída do conversor deve ser ajustada entre 200 e 215 V.

A tensão necessária na saída do conversor pode ser alcançada alterando o número de voltas do enrolamento secundário do transformador. Não é difícil fazer essa configuração; se o transformador tiver um design dobrável, o enrolamento secundário estará localizado na parte superior da bobina primária ou em uma bobina separada.

Peças e construção

Toda a unidade eletrônica pode ser montada em uma placa de fibra de vidro com 1,5 mm de espessura. Uma versão possível do quadro é mostrada na Figura 2.

Figura 2. A placa de circuito impresso da unidade eletrônica da lâmpada.

A placa foi projetada para instalar resistores como MLT-0.125, resistor de recorte R6 tipo SP3-19a. Capacitores eletrolíticos importados com uma tensão de trabalho não inferior à indicada no diagrama. Os capacitores C2 e C3 são do tipo filme K73-17, o capacitor C7 é de cerâmica de tamanho pequeno.

Relé K1 tipo RKM-1, sua tensão de operação quando os enrolamentos são conectados em série (como mostrado no diagrama) 24 V a uma corrente de disparo de cerca de 25 mA. Como substituição, qualquer relé com o mesmo diagrama de contato, tensão da bobina e corrente de disparo, por exemplo, TRY-24VDC-P4C importado, é adequado.

A bobina do relé é alimentada através de um retificador VD3, cuja corrente é limitada por um capacitor de reator C3. Sua capacidade deve ser selecionada para que a corrente fornecida pelo retificador no modo de curto-circuito seja um pouco maior do que a necessária para o relé operar. Para o relé aplicado, essa corrente é de 30 mA. Se um tipo diferente de relé for usado, o capacitor C3 deverá ser selecionado.

A corrente máxima admissível do LED HL1 do tipo KIPMO1G-1L de acordo com as condições técnicas de 60 mA. Portanto, através dele, sem medo, você pode conectar a bobina K1 do relé. Este LED pode ser substituído por qualquer brilho vermelho. Para reduzir a corrente através do LED para um valor aceitável, ele precisará conectar um resistor com uma resistência de 150 a 200 Ohms em paralelo.O LED HL2 pode ser substituído por qualquer brilho verde e nenhuma modificação é necessária.

O transformador T1 é usado em um adaptador de rede. A uma corrente de carga de cerca de 1 A, a tensão do enrolamento secundário deve ser de cerca de 9 V, e o enrolamento secundário é feito com um fio com um diâmetro de pelo menos 1 mm. As dimensões do transformador devem ser tais que possam caber na placa.

A placa acabada é instalada em uma caixa de tamanho adequado, na qual é necessário fazer furos para os LEDs. Para conectar a lâmpada, instale uma tomada elétrica no dispositivo. Se a unidade eletrônica fizer parte da lâmpada, você poderá instalar o cartucho padrão usual no mesmo compartimento.

Boris Aladyshkin