Záložní napájecí zdroj pro správné vypnutí: 5 kroků

2025 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2025-01-23 14:38

Záložní napájecí zdroj je obvod, který dodává energii zařízením v případě výpadku jejich hlavního napájení. V tomto případě je tento záložní napájecí zdroj určen pouze k napájení na několik sekund, aby zařízení mohlo provést postup vypnutí.

Tento článek je sponzorován JLCPCB.com. JLCPCB jsou také sponzorem tohoto projektu. JLCPCB (Shenzhen JLC Electronics Co. Chcete -li vyrobit desku plošných spojů, jednoduše nahrajte.zip souborů gerber nebo můžete soubory.zip také přetáhnout. Po úspěšném nahrání souboru zip se ve spodní části zobrazí zpráva o úspěchu. PCB můžete zkontrolovat v prohlížeči Gerber a ujistit se, že je vše v pořádku. Můžete si prohlédnout horní i dolní stranu desky plošných spojů. Poté, co se ujistíte, že PCB vypadá dobře, můžete nyní zadat objednávku za rozumnou cenu. Můžete si objednat 5 DPS za pouhé 2 USD plus poštovné. Chcete -li zadat objednávku, klikněte na tlačítko „ULOŽIT DO KOŠÍKU“.

Zásoby

• 3x nízkonapěťové diody (byla použita DFLS24L-7)
• 2x 10 MOhm odpory
• 1x rezistor 348 kOhm
• 1x rezistor 360 kOhm
• 1x 10W odpor 100 Ohm
• 1x komparátor (byl použit LT1716)
• 1x 47 mF kondenzátor
• 1x P-Channel MOSFET

Krok 1: Simulace obvodu

Prvním krokem před návrhem desky plošných spojů pro držení obvodu je jeho simulace, aby se zjistilo, jaká kapacita by měla být použita, aby obvod dodával energii po potřebnou dobu. Importuje se také správný výběr vstupních odporů komparátoru, aby mohl správně zapínat a vypínat MOSFET.

Podle výroby naší palubní desky by měl být zdroj napájení udržován alespoň 5 sekund po odpojení napájení ze zapalovacího kolíku. Je také importovat, že palubní deska pracuje s napájecím napětím mezi 24 a 9 VDC.

K tomu jsme se rozhodli použít LTSPICE (přiložený soubor simulace). Jak je vidět na fotografii výše, obvod se chová podle očekávání. Napájecí napětí, zeleně, je zapnuto, a proto má výstupní napětí okamžitě 24 V. Současně se spustí předběžné nabíjení kondenzátoru, tento krok je vzhledem k velké kapacitě neuvěřitelně důležitý, jinak by došlo k prudkému nárůstu proudu když je systém zapnutý. Když je napětí na kondenzátoru (V (přednabití)) v bezpečném prahu vstupního napětí, je hradlo MOSFETu staženo nízko a proud tak obchází přednabíjecí odpor 100 Ohm.

Když je napájecí napětí vypnuto (druhá 31), vidíme, že napětí na výstupu (V (palubní deska)) začíná pomalu klesat. Ve skutečnosti to trvá přibližně 10 sekund, než je pod značkou 9 V, což dokazuje, že 47 mF nám dává 100% rezervu, což je více než dost. Na této simulaci R7 simuluje zátěž, což v reálném životě bude pilotní přístrojová deska.

Krok 2: Navrhování DPS

S již zapnutým obvodem a zvolenými správnými součástmi je nyní načase začít s návrhem DPS. K tomu jsme použili Altium Designer. Okruh je docela přímočarý a v této sekci se o něm nebudeme příliš rozepisovat.

Krok 3: Objednávka DPS

Po dokončení návrhu je čas objednat desku plošných spojů. K tomu jsme využili sponzora tohoto článku JLCPCB.com

JLCPCB jsou také sponzorem tohoto projektu. JLCPCB (Shenzhen JLC Electronics Co. Chcete -li vyrobit desku plošných spojů, jednoduše nahrajte.zip souborů gerber nebo můžete soubory.zip také přetáhnout. Po úspěšném nahrání souboru zip se ve spodní části zobrazí zpráva o úspěchu. PCB můžete zkontrolovat v prohlížeči Gerber a ujistit se, že je vše v pořádku. Můžete si prohlédnout horní i dolní stranu desky plošných spojů. Poté, co se ujistíte, že PCB vypadá dobře, můžete nyní zadat objednávku za rozumnou cenu. Můžete si objednat 5 DPS za pouhé 2 USD plus poštovné. Chcete -li zadat objednávku, klikněte na tlačítko „ULOŽIT DO KOŠÍKU“.

Krok 4: Sestavení

Zhruba po 1 týdnu jsme měli desku plošných spojů s sebou a bylo načase ji sestavit.

Krok 5: Testování

Po sestavení je nyní na místě zajistit, aby se obvod choval podle očekávání. Za tímto účelem jsme napájili obvod a zkontrolovali jsme napětí kondenzátoru, abychom se ujistili, že předběžné nabíjení funguje správně (první obrázek), zde vidíme, že přednabíjení trvá mnohem kratší dobu, než bylo simulováno, ale to má co do činění s rozdílem mezi kondenzátorem v reálném životě a simulovaným.

Poté, co bylo dokončeno přednabíjení, jsme vypnuli napájení a pozorovali napětí na výstupu. Jak vidíme, výstupní napětí se podle očekávání pomalu snižovalo, trvalo téměř 12 sekund, než napětí kleslo pod 9 V, což znamená, že náš obvod funguje!

Chtěli bychom ještě jednou poděkovat sponzorovi tohoto článku JLCPCB za jejich úžasnou podporu našemu týmu s našimi potřebami výroby PCB! Určitě si u nich objednejte příště, když budete potřebovat DPS.