Zasilanie awaryjne dla prawidłowego wyłączenia: 5 kroków

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:27

Zasilanie rezerwowe to obwód, który zasila urządzenia w przypadku awarii głównego źródła zasilania. W takim przypadku ten zapasowy zasilacz ma dostarczać energię tylko przez kilka sekund, aby urządzenie mogło wykonać procedurę wyłączania.

Ten artykuł jest sponsorowany przez JLCPCB.comJLCPCB są również sponsorem tego projektu. JLCPCB (Shenzhen JLC Electronics Co., Ltd.) jest największym przedsiębiorstwem produkującym prototypy PCB w Chinach i zaawansowanym technologicznie producentem specjalizującym się w szybkim prototypowaniu PCB i produkcji małych partii PCB. Możesz zamówić minimum 5 PCB za jedyne 2 USD. Aby wyprodukować płytkę PCB, po prostu prześlij plik.zip z plikami gerber lub przeciągnij i upuść pliki.zip. Po przesłaniu pliku zip na dole zobaczysz komunikat o powodzeniu, jeśli plik zostanie pomyślnie przesłany. Możesz przejrzeć PCB w przeglądarce Gerber, aby upewnić się, że wszystko jest w porządku. Możesz zobaczyć zarówno górną, jak i dolną część PCB. Po upewnieniu się, że PCB wygląda dobrze, możesz złożyć zamówienie w rozsądnej cenie. Możesz zamówić 5 płytek za jedyne 2 USD plus koszty wysyłki. Aby złożyć zamówienie, kliknij przycisk „ZAPISZ DO KOSZYKA”.

Kieszonkowe dzieci

• 3x diody niskiego napięcia przewodzenia (użyto DFLS24L-7)
• Rezystory 2x 10 MOhm
• 1x Rezystor 348 kOhm
• 1x Rezystor 360 kOhm
• Rezystor 1x10 W 100 Ohm
• 1x Komparator (użyto LT1716)
• 1x 47 mF Kondensator
• 1x MOSFET z kanałem P

Krok 1: Symulacja obwodu

Pierwszym krokiem przed przystąpieniem do projektowania PCB do podtrzymywania obwodu jest symulacja, aby dowiedzieć się, jaka pojemność powinna być użyta, aby obwód dostarczał energię przez wymagany czas. Ważne jest również prawidłowe dobranie rezystorów wejściowych komparatora, aby mógł on poprawnie włączać i wyłączać MOSFET.

Według producenta naszej deski rozdzielczej zasilanie powinno być utrzymywane przez co najmniej 5 sekund po odłączeniu zasilania z bolca zapłonu. Ważne jest również, aby pamiętać, że deska rozdzielcza pracuje przy napięciu zasilania między 24 a 9 VDC.

W tym celu zdecydowaliśmy się na użycie LTSPICE (w załączeniu plik symulacyjny). Jak widać na powyższym zdjęciu, układ zachowuje się zgodnie z oczekiwaniami. Napięcie zasilania, na zielono, jest włączone, a więc napięcie wyjściowe chwilowo wynosi 24 V. W tym samym czasie rozpoczyna się wstępne ładowanie kondensatora, krok ten jest niezwykle ważny ze względu na dużą pojemność, w przeciwnym razie nastąpiłby skok prądu gdy system jest włączony. Gdy napięcie na kondensatorze (V (wstępne ładowanie)) znajduje się w bezpiecznym progu napięcia wejściowego, bramka MOSFET jest obniżana, a tym samym prąd omija rezystor ładowania wstępnego 100 Ohm.

Gdy napięcie zasilania jest wyłączone (sekunda 31) widzimy, że napięcie na wyjściu (V(deska rozdzielcza)) zaczyna powoli spadać. W rzeczywistości potrzeba około 10 sekund, aby znaleźć się poniżej znaku 9 V, co dowodzi, że 47 mF daje nam 100% margines, który jest więcej niż wystarczający. Na tej symulacji R7 symuluje obciążenie, które w rzeczywistości będzie pilotową deską rozdzielczą.

Krok 2: Projektowanie PCB

Mając już na uwadze obwód i odpowiednie komponenty, nadszedł czas, aby rozpocząć projektowanie płytki drukowanej. W tym celu wykorzystaliśmy Altium Designer. Obwód jest dość prosty i nie będziemy go szczegółowo omawiać w tej sekcji.

Krok 3: Zamawianie PCB

Po zakończeniu projektu czas na zamówienie PCB. Do tego wykorzystaliśmy sponsora tego artykułu JLCPCB.com

JLCPCB jest również sponsorem tego projektu. JLCPCB (Shenzhen JLC Electronics Co., Ltd.) jest największym przedsiębiorstwem produkującym prototypy PCB w Chinach i zaawansowanym technologicznie producentem specjalizującym się w szybkim prototypowaniu PCB i produkcji małych partii PCB. Możesz zamówić minimum 5 PCB za jedyne 2 USD. Aby wyprodukować płytkę PCB, po prostu prześlij plik.zip z plikami gerber lub przeciągnij i upuść pliki.zip. Po przesłaniu pliku zip na dole zobaczysz komunikat o powodzeniu, jeśli plik zostanie pomyślnie przesłany. Możesz przejrzeć PCB w przeglądarce Gerber, aby upewnić się, że wszystko jest w porządku. Możesz zobaczyć zarówno górną, jak i dolną część PCB. Po upewnieniu się, że PCB wygląda dobrze, możesz złożyć zamówienie w rozsądnej cenie. Możesz zamówić 5 płytek za jedyne 2 USD plus koszty wysyłki. Aby złożyć zamówienie, kliknij przycisk „ZAPISZ DO KOSZYKA”.

Krok 4: Montaż

Po około tygodniu mieliśmy ze sobą płytkę PCB i nadszedł czas na jej montaż.

Krok 5: Testowanie

Po montażu nadszedł czas, aby upewnić się, że obwód zachowuje się zgodnie z oczekiwaniami. W tym celu zasililiśmy obwód i sprawdziliśmy napięcie kondensatora, aby upewnić się, że wstępne ładowanie działa prawidłowo (pierwszy obraz), tutaj widzimy, że wstępne ładowanie zajmuje znacznie mniej czasu niż symulowano, ale to ma to związek z różnicą między kondensatorem rzeczywistym a symulowanym.

Po zakończeniu wstępnego ładowania wyłączyliśmy zasilanie i obserwowaliśmy napięcie na wyjściu. Jak widać, napięcie wyjściowe spadało powoli, zgodnie z oczekiwaniami, zajęło prawie 12 sekund, aby napięcie spadło poniżej 9 V, co oznacza, że nasz układ działa!

Chcielibyśmy jeszcze raz podziękować sponsorowi tego artykułu JLCPCB za niesamowite wsparcie dla naszego zespołu w naszych potrzebach produkcyjnych PCB! Pamiętaj, aby zamówić u nich następnym razem, gdy będziesz potrzebować płytek drukowanych.