太阳能应急灯。方案、说明

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停电不仅会带来不便和情绪恶化，而且也是明显的危险源。停电期间，光线充足的楼梯、走廊或工作区域可能存在潜在危险。随着黑暗的突然来临，跌倒以及随之而来的事故的可能性就会增加。

为了避免发生事故，您可以安装应急系统，为停电期间存在潜在危险的区域提供临时照明。有了这样的照明，您就可以安全地离开家或进行必要的维修，例如更换烧断的保险丝。

的操作原理

应急照明系统旨在在主电源出现故障时提供照明。系统的运行基于电池中存储的能量的使用，并始终保持充电状态。典型应急照明系统的框图如图 1 所示。 XNUMX.

太阳能应急灯
Ris.1

特殊传感器监控交流网络中的电压。它包含一个继电器，可在交流电源出现故障时打开应急照明电路。备用照明电路由电池和灯组成，它们与充当两位开关的继电器触点串联连接。

电池是主电源故障期间的唯一电力来源，因此必须始终保持充电状态。这时候就需要光伏转换器。它们将太阳能转化为电能并为电池充电。

应急系统设计

应急照明系统的设计基础是太阳能电池。要选择合适的光伏发电机，首先必须确定两个参数：应急灯的工作电压和电流消耗。

让我们首先确定所需的照明。任何时候都应该足以照亮工作区域。通常，应急系统使用额定电压为 12 V 的密封灯（聚光灯）。这种选择有两个原因。

首先，这种灯满足照明要求，具有足够的亮度和可靠性。其次，它需要低压源供电。

此外，用单个 12 伏电池为 12 伏灯供电比连接多个电池为传统白炽灯供电更容易。这使得设计紧凑且可靠的设备成为可能。

与使用 110V 交流电供电的类似系统相比，在家中安装低压应急照明系统无需担心。根据住宅法规，110V 系统价格更高，而且安装后通常需要获得相应检查员的批准。对于低压系统来说，情况就完全不同了，低压系统的安装和操作都相当安全，而且很少有人检查其运行情况。此外，低压应急照明在高湿度（下雨或暴风雨）的条件下不需要特殊的预防措施，并且可以操作而不必担心触电。

系统描述

系统消耗的功率完全取决于所使用的灯的类型。选择汽车头灯是因为它提供足够的照明，而且价格便宜且容易获得。该灯在 2 V 电压下消耗约 12 A 电流。

然后将头灯连接到电池。所需的电池容量与断电后的时间长度成正比。通常几分钟就足以让一切井然有序。据信，1小时是恢复照明所需的最长时间。

考虑到上述所有因素，我们选择了 6Ah、12V 铅酸电池。它提供的能量可以照亮一个房间 2,5 小时，这时间绰绰有余。这些电池通常用于为摩托车提供动力。

光伏转换器

通常，您需要一块提供 12A 电流的 1V 太阳能电池板。这些电池价格相当实惠，因此您可以立即购买所需容量的电池。有时出售太阳能电池套件，让您可以自己制作太阳能电池。

如果需要用单个元件组装太阳能电池，建议使用最常见的直径为 7,5 厘米的圆形元件，只需 35 个元件。

使用充电调节器

由于应急照明不太可能每天甚至每周都使用，因此除了等待事情发生之外别无选择。如果您不调节来自光伏转换器的电流，则可以给电池充电。现在是使用充电调节器的好时机。

只需四个连接即可将太阳能电池阵列、充电调节器和电池组组合在一起。一根导体应将太阳能电池阵列的正极端子连接到充电调节器的正极输入，如图 2 所示。 XNUMX. 太阳能电池板的负输出必须连接到调节器的负输入。

太阳能应急灯
Ris.2

充电调节器的正极和负极端子分别连接到电池的正极和负极。这些电气连接是永久性的，在电路中放置任何类型的开关都是没有意义的；如有必要，充电调节器会向电池提供充电电流，前提是此时阳光充足。

当电池不需要完全充电电流时（这是最常见的情况），稳压器会提供小电流来保持电池充电。该馈送电流的值由调节电路中的限流电阻Rs的值决定。对于这种情况，22 欧姆的半瓦碳电阻器适合作为 Rs。

电源故障传感器

应急照明电路由电源故障传感器监控。传感器的工作原理非常简单，从图 3 可以看出。 XNUMX.

太阳能应急灯
Ris.3

交流电压通过变压器T1施加到电路，将电源电压降低到6V。然后整流和平滑的电压用于控制继电器RL1。

只要网络中有交流电压，继电器就会接通。一旦电压消失，继电器关闭，其电触点闭合灯供电电路，从而打开应急照明。当市电电压恢复时，设备自动恢复到原始状态并做好准备，直到下次断电。

传感器电路还包括控制和指示元件。该指示由连接到变压器 6 伏绕组的长寿命白炽灯泡提供。该灯指示网络中存在电压。

但它不能指示电池或应急照明已准备好运行。为此，在变压器的一个输出端的间隙中放置一个打开的非闭锁按钮。当您按下它时，电路断开并且继电器关闭。这将激活应急照明电路。当释放按钮时，电路返回到其原始状态。

太阳能应急灯

电源故障传感器设计

传感器电路非常简单，因此可以以任何方式在结构上实现。对于那些希望使用印刷电路布线来制作的人，电路板的全尺寸布局如图 4 所示。 5. 零件放置如图所示。 XNUMX.

太阳能应急灯
Ris.5

设计上没有什么特别之处；像往常一样，不要忘记极性。安装完成后，将板放入塑料盒中。

为了测试成品设备，将其连接到网络。注意继电器被触发的时刻。之后，将继电器触点连接到应急照明电路，工作就完成了！

作者：拜尔斯 T.

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