Схемы переключения устройства на резервный источник — Форум

Дата: Вторник, 11.12.2012, 01:33 | Сообщение # 1 Сообщений: 723Статус: Offline Сейчас выбираю подходящую схему для организации резервного питания, которая будет гарантированно работать со схемой охранного устройства http://avrproject.ru/publ….1-0-112 Идею использования электромеханического реле пришлось откинуть из-за заторможенности переключения контактов после пропадания основного питания. Поэтому стал рыть интернет на наличие готовых схем. Первая самая простая схема подключения резервной акб к устройству состоит из двух диодов шоттки. но у схемы есть недостаток: напряжение резервного источника должно быть всегда меньше напряжения основного источника, что для нашего случая не подходит. Напряжение основного питания 3,5-3,8 вольт, тогда как с литий-ионного акка идет 4,2-3,3 вольта. Тоесть пока аккумулятор не разрядится до значения основного напряжения питания, вся схема будет питаться от него. Следующая схема выполнена на биполярном транзисторе и аналогичная схема с использованием полевика насколько я понял проблема остается такой-же, пока напряжение на батарейке выше, питание будет браться с нее. Не гуд.. следующая схема взята с какого то патента Пока подключен источник основного питания Еа через светодиод-индикатор питание берется от него. В этом случае транзистор VT1 открыт, транзистор VT2 закрыт, резервная батарея питания Еь отключена. Как только произойдет отключение основного источника питания, светодиод HL1 погаснет, закроется транзистор VT1 и, соответственно, откроется транзистор VT2. Батарея Еь подключится к нагрузке. Тут вроде все гуд, остается заменить светодиод на простой диод, чтобы увеличить допустимый ток. Проверил проводимость транзистора bc557 с коллектора на эмитер падение напряжения составляет 1,6 вольт, ну прально — 2 pn перехода… кто знает как заменить в этой схеме VT2 на полевой транзистор?

Дата: Вторник, 11.12.2012, 12:06 | Сообщение # 2 Сообщений: 85Статус: Offline МОП полевик с P-каналом не прокатит? Ну и как-то питание через светодиод — это чтото новое )))

Дата: Вторник, 11.12.2012, 13:58 | Сообщение # 3 Сообщений: 723Статус: Offline Quote (pchela5)200?’200px’:»+(this.scrollHeight+5)+’px’);»>питание через светодиод — это чтото новое Индикация.. но только пока ток идет в пределах работы светодиода Quote (pchela5)200?’200px’:»+(this.scrollHeight+5)+’px’);»>МОП полевик с P-каналом не прокатит? покажешь как подключить?)</span>

Дата: Вторник, 11.12.2012, 16:14 | Сообщение # 4 Сообщений: 85Статус: Offline Quote (exersizze)200?’200px’:»+(this.scrollHeight+5)+’px’);»>покажешь как подключить? дай исходные данные — какое питание резерва, какое основное, ток потребления — покумекаю. PS Решение в лоб на картинке: недостаток — разрывается земля — решается заменой транзисторов на P-канал, ну и переворачиванием включения светодиода и транзистора оптопары. Чота не могу вывести картинку. </span>Прикрепления: 6149561.jpg(18.8 Kb)Сообщение отредактировал pchela5 — Вторник, 11.12.2012, 16:55

Дата: Вторник, 11.12.2012, 16:46 | Сообщение # 5 Сообщений: 723Статус: Offline основное 3,5 V, на аккумуляторе от 4,2 до 3,3 V В принципе можно основную напругу поднять до 4 вольт Ток потребления SIM900D до 2 А, но это кратковременно. Обычно около 100 мА Вот набросал коечто, вроде как надо, только подобрать номиналы резюков… жаль сейчас нету p-канального полевика, проверить вживую. Прикрепления: 6476679.jpg(39.8 Kb)

Дата: Вторник, 11.12.2012, 16:57 | Сообщение # 6 Сообщений: 85Статус: Offline Quote (exersizze)200?’200px’:»+(this.scrollHeight+5)+’px’);»>жаль сейчас нету p-канального полевика Пошукай на винчестерах старых — там часто в комплекте с диодом шоттки есть сборки</span>

Дата: Вторник, 11.12.2012, 17:09 | Сообщение # 7 Сообщений: 723Статус: Offline Quote (pchela5)200?’200px’:»+(this.scrollHeight+5)+’px’);»>Пошукай на винчестерах старых не, ничего откуда можно сковырнуть нету, завтра съезжу в магазин, возьму какой-нибудь полевик.</span>

Дата: Вторник, 11.12.2012, 17:13 | Сообщение # 8 Сообщений: 85Статус: Offline Бери сразу 2, желательно с логикой! Типа IRLML6402 SOT23 — у нас 10 рублев Вот схема: Прикрепления: 8009971.jpg(18.4 Kb)Сообщение отредактировал pchela5 — Вторник, 11.12.2012, 17:21

Дата: Вторник, 11.12.2012, 17:28 | Сообщение # 9 Сообщений: 723Статус: Offline да есть такие, возьму сразу кучку http://voltmaster-samara.ru/catalog/product/00002481/

Дата: Вторник, 11.12.2012, 17:32 | Сообщение # 10 Сообщений: 723Статус: Offline чтобы в сообщение вставилась загруженная картинка, нужно вставить ее код, который появляется после выбора файла $IMAGE1$

Дата: Вторник, 11.12.2012, 17:36 | Сообщение # 11 Сообщений: 85Статус: Offline У вас дешевле на целый рупь. В смысле — такая? Ты просил нарисовать тебе схему — я нарисовал. На надпись +12 вольт на батарейках — не обращай внимание — забыл стереть в SPLan’e. Слева — основная, справа — резерв. В первом случае общий +, непривычно и наверное будеть мешать зарядке аккумулятора, хотя опять же — не факт, во втором — как положено. Детали — пару полевиков, оптрон, 3 резистора. Нагрузка нарисована в виде большого резюка. Маленький ток будет идти через открытый оптрон в штатном режиме, но в принципе — это не критично, если у тебя будет подзарядка аккумулятора в фоне.Сообщение отредактировал pchela5 — Вторник, 11.12.2012, 17:39

Дата: Вторник, 11.12.2012, 17:38 | Сообщение # 12 Сообщений: 723Статус: Offline ага, понял!

Дата: Вторник, 11.12.2012, 17:46 | Сообщение # 13 Сообщений: 85Статус: Offline В принципе, резистор на 1 кОм не нужен — можно его выкинуть или поставить в цепь затвора — нечего на нем падать напряжению.

Дата: Четверг, 13.12.2012, 01:20 | Сообщение # 14 Сообщений: 723Статус: Offline pchela5, для пробы твоей схемы взял IRF7306, сразу сборка из двух p-канальных транзисторов. До испытаний так и не дошел. Собрал вот это Работает на переключение отменно, не зависит от напряжения аккумулятора. Падение на полевом транзисторе очень маленькое, но сцука SIM900D при пропадании основного питания все равно вырубаецца мега продолжает нормально работать.. короче нормальная альтернатива механической релюшки в этой роли….    Уже и не знаю на кого думать, может конденсатор в модуле питания, он там на 220 мкФ.Прикрепления: 2527432.png(17.9 Kb) · 0217222.jpg(160.2 Kb)

Дата: Четверг, 13.12.2012, 01:33 | Сообщение # 15 Сообщений: 723Статус: Offline В общем так, взял за основной источник второй аккумулятор и запитал от него. Выдергиваю основное питание, схема продолжает работать дальше от запасного акб Даже и подумать не мог насколько чертов SIM900d придирчив к питанию, осциллографом бы глянуть что там в питании происходит во время переключения

Дата: Четверг, 13.12.2012, 10:58 | Сообщение # 16 Сообщений: 85Статус: Offline Сообщение отредактировал pchela5 — Четверг, 13.12.2012, 11:05

Дата: Четверг, 13.12.2012, 15:41 | Сообщение # 17 Сообщений: 723Статус: Offline Не, вроде не логический, но открывается почти полностью уже при 4,5 вольт на затворе (0,16 Ом заместо 0,1 при 10 вольт). А так да, взял еще кучку разных, в том числе и логических

Дата: Среда, 30.01.2013, 18:24 | Сообщение # 18 Сообщений: 85Статус: Offline Ну вот тебе еще схема, как договаривались: Тут надо проверить правильность включения компараторов и управления сборками — вдруг я попутал. Стабилитрон — TL431, делитель пересчитать, ну и так далее.Прикрепления: 4603977.gif(8.2 Kb)Сообщение отредактировал pchela5 — Среда, 30.01.2013, 18:33

Дата: Среда, 10.04.2013, 00:41 | Сообщение # 19 Сообщений: 53Статус: Offline Как такое реализовать в баском?   http://klim.in.ua/wp/2010/10/battery-voltage-monitoring-on-avr/

Дата: Среда, 10.04.2013, 03:19 | Сообщение # 20 Сообщений: 34Статус: Offline Эту схему рекомендуют для gsm модулей.Прикрепления: 7480391.jpg(282.7 Kb)

Дата: Среда, 10.04.2013, 12:27 | Сообщение # 21 Сообщений: 723Статус: Offline KoSS_89, выполнимо, только я не понял что такое  «опора Vbg»

Дата: Четверг, 11.04.2013, 11:33 | Сообщение # 22 Сообщений: 170Статус: Offline

Дата: Четверг, 11.04.2013, 12:32 | Сообщение # 23 Сообщений: 723Статус: Offline Вчитался)  «а в качестве измеряемого — опору Vbg (обычно, 1.1В)» а как его сделать измеряемым если оно постоянное и выдает 1,1В Ерунда какая-то. Если и заниматься подобным онанизмом экономить на нормальном АЦП лучше тогда вот так http://we.easyelectronics.ru/AVR/izmerenie-napryazheniya-pitaniya.htmlimplex, за схему спасибо, пригодится.

Дата: Четверг, 11.04.2013, 13:50 | Сообщение # 24 Сообщений: 170Статус: Offline

Дата: Четверг, 11.04.2013, 14:23 | Сообщение # 25 Сообщений: 723Статус: Offline А его и не надо измерять (я про внутреннюю опору), она же всегда будет 1,1 вольт.

Дата: Четверг, 11.04.2013, 14:30 | Сообщение # 26 Сообщений: 723Статус: Offline Тогда получается так: делаем опорку для АЦП внешней (avcc), заводим на нее измеряемое напряжение. Подключаем внутренний  опорник (кстати напряжение для него берется от тоже от avcc ?) а дальше по формуле которую привел товарищ из ссылки выше Uavcc = 1.1*1024/ADC.  правильно понял?

Дата: Четверг, 11.04.2013, 15:14 | Сообщение # 27 Сообщений: 170Статус: Offline Как раз 1.1 и измеряем. И при разном значении опорного(напряжение питания), разное значение АЦП. Повторюсь-измеряем 1.1 относительно опорного 3.3,АЦП=341, измеряем 1.1 относительно опорного 2.2, АЦП=512, измеряем 1.1 относительно опорного 1.1, ацп покажет 1023. Если подключить опорку 1.1, то на ножке AVCC будет 1.1вольт. Как-то делал, устройство, с опоркой от питания. Завёл на AVCC напряжение питания.  Потом решил перейти на опорку в 1,1. Так пока ножку не отрезал от питания, так и мерял АЦП относительно напряжения питания. Вообщем надо попробывть, но пока метод тыка. Не могу сообразить.

Дата: Четверг, 11.04.2013, 15:53 | Сообщение # 28 Сообщений: 170Статус: Offline И вообще, как это в Баскоме звучит?  GETADC(чего?). Или напрямую с регистрами? Или вообще только на АСМе. …..я запутался. Форумчане, подключайтесь! , тема то интересная!

Дата: Четверг, 11.04.2013, 16:51 | Сообщение # 29 Сообщений: 723Статус: Offline Цитата (kip96)200?’200px’:»+(this.scrollHeight+5)+’px’);»>GETADC(чего?)эмм, а действительно… надо подумать..</span>

Дата: Пятница, 12.04.2013, 23:25 | Сообщение # 30 Сообщений: 170Статус: Offline Ну так я победил его Для мега48 пишем W = Getadc(14) и получаем напряжение . При этом не используем ни одной ноги! Кроме того, если не хватает ног, то можно использовать ногу AVCC, как вход АЦП. К примеру повесить на неё резист. клавиатуру.

Дата: Суббота, 13.04.2013, 00:00 | Сообщение # 31 Сообщений: 53Статус: Offline Во Спасибо, нужно будет на ATtiny85 проверить, завтро проверю, есть в наличии, как дошли до Getadc(14)? И какое может быть максимальное значение?

Дата: Суббота, 13.04.2013, 09:21 | Сообщение # 32 Сообщений: 170Статус: Offline

Дата: Суббота, 13.04.2013, 10:17 | Сообщение # 33 Сообщений: 170Статус: Offline Про встроенный датчик температуры для ATtiny85 можно посмотреть код здесь и здесь.

Дата: Суббота, 13.04.2013, 15:35 | Сообщение # 34 Сообщений: 170Статус: Offline Ссылки одинаковые.  Ну точно, Getadc(15). Что- то я не правильно перевёл &b1111

Дата: Суббота, 13.04.2013, 16:56 | Сообщение # 35 Сообщений: 170Статус: Offline Цитата (kip96)200?’200px’:»+(this.scrollHeight+5)+’px’);»>Ссылки одинаковые. Разные. Устройство контроля температуры блока питания компьютера с сигнализацией Терморегулятор для кулера</span>

Дата: Суббота, 13.04.2013, 17:55 | Сообщение # 36 Сообщений: 170Статус: Offline ну,да, что-то Опера у меня глючит, Хром нормально открыл.

Дата: Четверг, 18.05.2017, 15:24 | Сообщение # 37 Сообщений: 1Статус: Offline Цитатаpchela5 () Бери сразу 2, желательно с логикой! Типа IRLML6402 SOT23 — у нас 10 рублевВот схема: Уважаемый, чего то я не очень понимаю принцип вашей схемы:рассмотрим случай когда левый источник (основной) отключен.выключиться оптопара, тем самым правый транзистор откроетсячерез Р канал правого транзистора  пойдет ток в нагрузкуНО:через паразитный диод левого транзистора ток точно также пойдет и на питание все тойже  оптопары, которая точно также опять включиться.По мне полный бред.таже участь и с выложенным вариантом с N каналом.понимаю что схема давнишняя.может кто прокомментировать?</span>Сообщение отредактировал Balda — Четверг, 18.05.2017, 15:27

AVRproject.ru

— проекты на микроконтроллерах AVR. Использование материалов сайта допускается только при использовании ссылки на AVRproject.ru © 2011-2019   </span>     реклама:

В данной статье мы рассмотрим, как создать резервный аккумуляторный источник питания для небольших электронных устройств, чтобы на них никогда не пропадало питание.

Существует множество электронных устройств, на которые должно подаваться питание постоянно и без перебоев. Хорошим примером таких устройств являются будильники. Если посреди ночи питание пропадет, и будильник вовремя не сработает, вы можете пропустить важную встречу. Самым простым решением этой проблемы является резервная аккумуляторная система питания. Таким образом, если питание от внешнего источника падает ниже определенного порогового значения, аккумуляторы автоматически нагрузку на себя и продолжают всё питать, пока не восстановится внешнее питание.

Компоненты

• источник питания постоянного тока;
• аккумуляторы;
• батарейный отсек;
• стабилизатор напряжения (необязательно);
• резистор 1 кОм;
• 2 диода (с допустимым прямым током, превышающим ток от источника питания);
• разъем «папа» для постоянного напряжения;
• разъем «мама» для постоянного напряжения.

Принципиальная схема

Существует множество различных видов аккумуляторных систем резервного питания, и выбор типа системы в значительной степени зависит от того, что именно вы питаете. Для данного проекта я разработал простую схему, которую можно использовать для питания маломощной электроники, которая работает от 12 вольт или ниже.

Во-первых, нам нужен источник питания постоянного тока. Такие источники очень распространены и бывают различных напряжений и номинальных токов. Блок питания подключается к схеме через разъем питания постоянного тока. Затем он подключается к блокирующему диоду. Блокирующий диод предотвращает протекание тока из резервной аккумуляторной системы обратно в источник питания. Далее, через резистор и еще один диод подключается аккумуляторная батарея. Резистор позволяет батарее медленно заряжаться от источника питания, а диод обеспечивает низкое сопротивление пути протекания тока между батареей и конечной схемой, таким образом, аккумулятор может питать конечную схему, если выходное напряжение источника питания упадет слишком низко. Если схема, которую вы питаете, требует стабилизированный источник питания, то вы можете просто добавить в конце стабилизатор напряжения.

Если вы питаете Arduino или аналогичный микроконтроллер, то вы должны учесть, что вывод V_in уже подключен к встроенному стабилизатору напряжения на плате. Таким образом, вы можете подать на вывод V_in любое напряжение в диапазоне от 7 до 12 вольт.

Выбор номинала резистора

Выбор номинала резистора должен быть сделан с осторожностью, чтобы вдруг не перезарядить аккумулятор. Чтобы выяснить, с каким номиналом надо использовать резистор, необходимо в первую очередь рассмотреть источник питания. Когда вы работаете с нестабилизированным источником питания, выходное напряжение не неизменно. Когда схема, которая питается от него, выключается или отключается, напряжение на выходных клеммах источника увеличивается. Это напряжение холостого хода может достигать значения в полтора раза выше, чем то напряжение, которое указано на корпусе блока питания. Чтобы проверить это, возьмите мультиметр и измерьте напряжение на выходных клеммах источника питания, когда к нему ничего не подключено. Это и будет максимальное напряжение источника питания.

NiMH аккумулятор может безопасно заряжаться при токе заряда C/10, или одна десятая емкости аккумулятора в час. Однако прикладывание тока такой же величины после того, как аккумулятор был полностью заряжен, может привести к его повреждению. Если предполагается, что аккумулятор будет непрерывно заряжаться в течение неопределенного периода времени (как, например, в аккумуляторной системе резервного питания), то ток заряда должен быть очень низким. В идеале, ток заряда должен быть равен C/300 или еще меньше.

В моем случае, я буду использовать аккумуляторный отсек размера AA с аккумуляторами емкостью 2500 мАч. В целях безопасности мне нужен ток заряда 8 мА или меньше. Исходя из этого, можно рассчитать, резистор какого номинала нам нужен.

Чтобы рассчитать необходимое сопротивление вашего резистора, начните с определения напряжения холостого хода источника питания, затем вычтите из него напряжение полностью заряженной аккумуляторной батареи. Это даст вам напряжение на резисторе. Чтобы определить сопротивление, разделите разность напряжений на значение максимального тока. В моем случае, напряжение холостого хода источника питания равно 9В, а напряжение на аккумуляторной батарее равно около 6В. Это дает разность напряжений 3В. Деление этих 3 вольт на ток 0,008 ампер дает значение сопротивления 375 Ом. Поэтому номинал нашего резистора должен быть не менее 375 Ом. Для дополнительной безопасности я использовал резистор 1 кОм. Однако имейте в виду, что использование резистора с большим сопротивлением значительно замедлит заряд аккумулятора. Но это не проблема, если система резервного питания используется очень редко.

При использовании данной схемы резервного питания вы можете подключить к ней ваш блок питания через разъем питания «папа». Этот разъем подключен к схеме резервного питания от аккумулятора. Тогда на выходе схемы резервного питания устанавливается разъем «мама», в который может быть подключено электронное устройство, которое вы хотите запитать. Этот простой встраиваемый дизайн избавит вас от необходимости модифицировать источник питания или ваше устройство.

Самый простой

Самый простой способ перейти на резервное питание-2 диода

Коммутация резервной нагрузки двумя диодами

Будет открыт только один из диодов, от того источника питания, напряжение на котором больше. Преимущества схемы-простота и дешевизна. Недостатки схемы очевидны, зависимость напряжения на нагрузке от тока, типа диода(шотки или обычный), температуры. Напряжение всегда будет ниже чем у источника на величину падения напряжения на диоде.

Немного сложней

Коммутация резервной нагрузки на полевике

Это схема немного сложнее, работает она следующим образом: когда напряжение VCC присутствует, и оно больше чем напряжение резервного источника(в данном случае это батарея BT2), то мосфет закрыт, потому что напряжение на затворе(Gate) выше чем на Истоке(Source), пропуск напряжения к нагрузке и Истоку обеспечивает открывшийся диод D3. Когда VCC пропадет, напряжение на Затворе пропадет вслед за ним, зато откроется диод внутри мосфета, обеспечив напряжение на Истоке, ну а поскольку на истоке теперь есть напряжение, а на Затворе нет, то транзистор полностью откроется, обеспечив коммутацию батареи без потери напряжения. Данный способ отлично подходит для коммутации питания для модуля GSM, внешнее напряжение выбираем 4,5в, тогда к модулю через диод D3 придет 4,2-4,3в а от батареи напряжение будет идти без потерь.

Дорогой но без потерь

Без потерь напряжения можно коммутировать источники с помощью специальных микрочхем, в частности LTC4412 скачать даташит Однако, эта микросхема бывает дефицитной и дорогой.

Оптимальный без потерь

Ну вот и подошли к оптимальному способу, причем без потерь. Для начала рассмотрим блок схему LTC4412

Блок-схема LTC4412

Сразу понятно, что в ней нет ничего сложного, так почему бы не повторить её на дискретных элементах? Блок PowerSorceSelector-это матрица из двух диодов, обеспечивает питание остальной схемы, A1-это компаратор, AnalogController-непонятно что, однако можно предположить, что ничего особо важного он не делает, позже станет понятно почему.

Попробуем изобразить это.

Схема с компаратором

DA3-это компаратор. Он сравнивает напряжения на двух источниках. Питается через диод D4 или D5. Когда напряжение на VCC больше чем на батарее, на выходе компаратора устанавливается высокий уровень, это закрывает VT2, и открывает VT3, потому что он подключен на выход через инвертор. Таким образом, VCC проходит на нагрузку без потерь. В случае, когда VCC будет меньше батареи, низкий уровень на выходе компаратора закроет VT3 и откроет VT2.

Надо сказать пару слов о выборе деталей. DA3, DD1 должны иметь потребление, которое допустимо в данной системе, выбор очень широк, от единиц миллиампер, до сотен наноампер (например MCP6541UT-E/OT и 74LVC1G02). Диоды обязательно шотки, если падение на диоде будет выше порога открытия транзистора(а у IRLML6402TR он может быть -0,4в), то он не сможет полностью закрыться.

Используемые источники:

• http://avrproject.ru/forum/4-101-1
• https://radioprog.ru/post/151
• http://zeroelectronics.ru/practics/neskol-ko-shem-rezervnogo-pitaniya.html