Záložný zdroj napájania pre správne vypnutie: 5 krokov

2025 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2025-01-23 15:05

Záložný zdroj napájania je obvod, ktorý dodáva energiu zariadeniam v prípade výpadku ich hlavného napájania. V tomto prípade je tento záložný zdroj napájaný iba na niekoľko sekúnd, aby zariadenie mohlo vykonať postup vypnutia.

Tento článok sponzoruje JLCPCB.com a tento projekt sponzoruje aj JLCPCB. JLCPCB (Shenzhen JLC Electronics Co., Ltd.) je najväčší prototypový podnik plošných spojov v Číne a výrobca špičkových technológií špecializujúci sa na rýchlu výrobu prototypov plošných spojov a malosériovú výrobu plošných spojov. Môžete si objednať minimálne 5 dosiek plošných spojov za pouhých 2 doláre. Na výrobu DPS jednoducho nahrajte.zip súborov gerber alebo súbory.zip môžete aj presúvať. Po nahraní súboru zip sa v spodnej časti zobrazí správa o úspechu, ak sa súbor úspešne nahrá. Môžete skontrolovať DPS v prehliadači Gerber a uistiť sa, že je všetko v poriadku. Môžete si prezrieť hornú aj spodnú časť DPS. Potom, čo sa ubezpečíte, že PCB vyzerá dobre, môžete teraz objednať za rozumnú cenu. Môžete si objednať 5 PCB za pouhých 2 doláre plus poštovné. Objednávku zadáte kliknutím na tlačidlo „ULOŽIŤ DO KOŠÍKA“.

Zásoby

• 3x diódy nízkonapäťového napätia (bol použitý DFLS24L-7)
• 2x 10 MOhm rezistory
• 1x odpor 348 kOhm
• 1x rezistor 360 kOhm
• 1x 10W odpor 100 Ohm
• 1x komparátor (bol použitý LT1716)
• 1x 47 mF kondenzátor
• 1x P-kanálový MOSFET

Krok 1: Simulácia obvodu

Prvým krokom pred navrhnutím dosky plošných spojov na držanie obvodu je jeho simulácia, aby sa zistilo, akú kapacitu by sa mala použiť, aby obvod poskytoval energiu na potrebný čas. Importuje sa aj správny výber vstupných odporov komparátora, aby sa mohol správne zapínať a vypínať MOSFET.

Podľa výroby našej palubnej dosky by mal byť zdroj napájania udržiavaný najmenej 5 sekúnd po odpojení napájania zo zapaľovacieho kolíka. Je tiež dôležité uviesť, že prístrojová doska pracuje s napájacím napätím medzi 24 a 9 VDC.

Na tento účel sme sa rozhodli použiť LTSPICE (priložený súbor simulácie). Ako je vidieť na fotografii vyššie, obvod sa správa podľa očakávania. Napájacie napätie, zelené, je zapnuté, a preto výstupné napätie má okamžite 24 V. Súčasne sa spustí prednabitie kondenzátora, tento krok je vzhľadom na veľkú kapacitu mimoriadne dôležitý, inak by došlo k prudkému zvýšeniu prúdu. keď je systém zapnutý. Keď je napätie na kondenzátore (V (predpätie)) v bezpečnom prahu vstupného napätia, brána MOSFETu je vytiahnutá nízko, a preto prúd obchádza prednabíjací odpor 100 Ohm.

Keď je napájacie napätie vypnuté (druhá 31), môžeme vidieť, že napätie na výstupe (V (palubná doska)) začína pomaly klesať. V skutočnosti trvá asi 10 sekúnd, kým je pod značkou 9 V, čo dokazuje, že 47 mF nám dáva 100% rezervu, čo je viac než dosť. Na tejto simulácii R7 simuluje zaťaženie, ktoré v reálnom živote bude pilotnou palubnou doskou.

Krok 2: Navrhovanie DPS

Keď už máme zapojený obvod a zvolené správne komponenty, je načase začať s návrhom DPS. Na to sme použili Altium Designer. Okruh je celkom priamy a v tejto časti sa o ňom nebudeme veľmi rozpisovať.

Krok 3: Objednávka DPS

Po dokončení návrhu je potrebné objednať DPS. Na tento účel sme použili sponzora tohto článku JLCPCB.com

JLCPCB sú tiež sponzorom tohto projektu. JLCPCB (Shenzhen JLC Electronics Co., Ltd.) je najväčší prototypový podnik plošných spojov v Číne a výrobca špičkových technológií špecializujúci sa na rýchlu výrobu prototypov plošných spojov a malosériovú výrobu plošných spojov. Môžete si objednať minimálne 5 dosiek plošných spojov za pouhých 2 doláre. Na výrobu DPS jednoducho nahrajte.zip súborov gerber alebo súbory.zip môžete aj presúvať. Po nahraní súboru zip sa v spodnej časti zobrazí správa o úspechu, ak sa súbor úspešne nahrá. Môžete skontrolovať DPS v prehliadači Gerber a uistiť sa, že je všetko v poriadku. Môžete si prezrieť hornú aj spodnú časť DPS. Potom, čo sa ubezpečíte, že PCB vyzerá dobre, môžete teraz objednať za rozumnú cenu. Môžete si objednať 5 PCB za pouhých 2 doláre plus poštovné. Objednávku zadáte kliknutím na tlačidlo „ULOŽIŤ DO KOŠÍKA“.

Krok 4: Zostavenie

Asi po 1 týždni sme mali DPS so sebou a bolo načase zostaviť ju.

Krok 5: Testovanie

Po montáži je teraz potrebné zaistiť, aby sa obvod správal podľa očakávania. Aby sme tak napájali obvod a skontrolovali sme napätie kondenzátora, aby sme sa uistili, že prednabíjanie fungovalo správne (prvý obrázok), tu vidíme, že predbežné dobitie trvá oveľa menej času, ako bolo simulované, ale má čo do činenia s rozdielom medzi kondenzátorom v reálnom živote a simulovaným.

Po dokončení predbežného nabíjania sme vypli napájanie a pozorovali napätie na výstupe. Ako vidíme, výstupné napätie sa pomaly znižovalo, ako sa očakávalo, trvalo takmer 12 sekúnd, kým napätie kleslo pod 9 V, čo znamená, že náš obvod funguje!

Radi by sme ešte raz poďakovali sponzorovi tohto článku JLCPCB za ich úžasnú podporu nášmu tímu pri našich potrebách výroby DPS! Uistite sa, že si u nich objednáte nabudúce, keď budete potrebovať DPS.