Εφεδρική τροφοδοσία για σωστή διακοπή λειτουργίας: 5 βήματα

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:32

Ένα εφεδρικό τροφοδοτικό είναι ένα κύκλωμα που τροφοδοτεί τις συσκευές σε περίπτωση διακοπής της κύριας τροφοδοσίας τους. Σε αυτήν την περίπτωση, αυτό το εφεδρικό τροφοδοτικό προορίζεται για την τροφοδοσία ρεύματος για λίγα δευτερόλεπτα, έτσι ώστε η συσκευή να μπορεί να κάνει τη διαδικασία τερματισμού λειτουργίας της.

Αυτό το άρθρο χρηματοδοτείται από JLCPCB.comJLCPCB είναι επίσης χορηγός αυτού του έργου. Η JLCPCB (Shenzhen JLC Electronics Co., Ltd.), είναι η μεγαλύτερη επιχείρηση πρωτοτύπων PCB στην Κίνα και κατασκευαστής υψηλής τεχνολογίας που ειδικεύεται στο γρήγορο πρωτότυπο PCB και την παραγωγή μικρών παρτίδων PCB. Μπορείτε να παραγγείλετε τουλάχιστον 5 PCB για μόλις 2 $. Για να κατασκευάσετε το PCB, απλώς ανεβάστε το.zip των αρχείων gerber ή μπορείτε επίσης να μεταφέρετε και να αποθέσετε τα αρχεία.zip. Μετά τη μεταφόρτωση του αρχείου zip, θα δείτε ένα μήνυμα επιτυχίας στο κάτω μέρος εάν το αρχείο έχει μεταφορτωθεί επιτυχώς. Μπορείτε να ελέγξετε το PCB στο πρόγραμμα προβολής Gerber για να βεβαιωθείτε ότι όλα είναι καλά. Μπορείτε να δείτε τόσο το επάνω όσο και το κάτω μέρος του PCB. Αφού βεβαιωθείτε ότι το PCB φαίνεται καλό, μπορείτε τώρα να κάνετε την παραγγελία σε λογική τιμή. Μπορείτε να παραγγείλετε 5 PCB με μόλις 2 $ συν αποστολή. Για να κάνετε την παραγγελία, κάντε κλικ στο κουμπί "ΑΠΟΘΗΚΕΥΣΗ ΣΤΟ ΚΑΛΑΘΙ".

Προμήθειες

• 3x Διόδους χαμηλής προώθησης τάσης (χρησιμοποιήθηκε DFLS24L-7)
• 2x 10 MOhm Αντιστάσεις
• Αντίσταση 1x 348 kOhm
• Αντίσταση 1x 360 kOhm
• Αντίσταση 1x 10W 100 Ohm
• 1x Συγκριτής (χρησιμοποιήθηκε LT1716)
• Πυκνωτής 1x 47 mF
• 1x P-Channel MOSFET

Βήμα 1: Προσομοίωση του κυκλώματος

Το πρώτο βήμα πριν προχωρήσετε στο σχεδιασμό του PCB για τη συγκράτηση του κυκλώματος για να το προσομοιώσετε προκειμένου να μάθετε ποια χωρητικότητα πρέπει να χρησιμοποιηθεί για να έχει το κύκλωμα τροφοδοτικό για το χρονικό διάστημα που απαιτείται. Είναι επίσης σημαντικό να επιλέξετε σωστά τις αντιστάσεις εισόδου σύγκρισης, ώστε να μπορεί να ενεργοποιεί και να απενεργοποιεί σωστά το MOSFET.

Σύμφωνα με την κατασκευή του ταμπλό μας, το τροφοδοτικό θα πρέπει να διατηρείται για τουλάχιστον 5 δευτερόλεπτα αφού αφαιρεθεί η ισχύς από τον πείρο ανάφλεξης. Είναι επίσης σημαντικό να αναφερθεί ότι το ταμπλό λειτουργεί με τάση τροφοδοσίας μεταξύ 24 και 9 VDC.

Για να το κάνουμε αυτό αποφασίσαμε να χρησιμοποιήσουμε το LTSPICE (συνημμένο αρχείο προσομοίωσης). Όπως φαίνεται στην παραπάνω φωτογραφία, το κύκλωμα συμπεριφέρεται όπως αναμενόταν. Η τάση τροφοδοσίας, με πράσινο χρώμα, είναι ενεργοποιημένη και έτσι η τάση εξόδου έχει ακαριαία 24 V. Ταυτόχρονα ξεκινά η προφόρτιση του πυκνωτή, αυτό το βήμα είναι απίστευτα σημαντικό λόγω της μεγάλης χωρητικότητας, διαφορετικά θα συμβεί μια ακίδα ρεύματος όταν το σύστημα είναι ενεργοποιημένο. Όταν η τάση στον πυκνωτή (V (προφόρτιση)) βρίσκεται εντός ενός ασφαλούς ορίου της τάσης εισόδου, η πύλη του MOSFET τραβιέται χαμηλά και έτσι το ρεύμα παρακάμπτει την αντίσταση προφόρτισης 100 Ohm.

Όταν η τάση τροφοδοσίας είναι απενεργοποιημένη (δεύτερη 31) μπορούμε να δούμε ότι η τάση στην έξοδο (V (ταμπλό)) αρχίζει να μειώνεται αργά. Στην πραγματικότητα χρειάζονται περίπου 10 δευτερόλεπτα για να είναι κάτω από το σήμα των 9 V, αυτό αποδεικνύει ότι τα 47 mF μας δίνουν ένα περιθώριο 100% που είναι υπεραρκετό. Σε αυτήν την προσομοίωση το R7 προσομοιώνει το φορτίο, το οποίο στην πραγματική ζωή θα είναι το πιλοτικό ταμπλό.

Βήμα 2: Σχεδιασμός του PCB

Με το κύκλωμα ήδη κατά νου και τα σωστά επιλεγμένα εξαρτήματα, ήρθε η ώρα να ξεκινήσει ο σχεδιασμός του PCB. Για να το κάνουμε αυτό χρησιμοποιήσαμε το Altium Designer. Το κύκλωμα είναι αρκετά απλό και δεν θα αναφερθούμε σε πολλές λεπτομέρειες σε αυτό το τμήμα.

Βήμα 3: Παραγγελία του PCB

Αφού ολοκληρωθεί ο σχεδιασμός, ήρθε η ώρα να παραγγείλετε το PCB. Έτσι χρησιμοποιήσαμε τον χορηγό αυτού του άρθρου JLCPCB.com

Οι JLCPCB είναι επίσης χορηγοί αυτού του έργου. Η JLCPCB (Shenzhen JLC Electronics Co., Ltd.), είναι η μεγαλύτερη επιχείρηση πρωτοτύπων PCB στην Κίνα και κατασκευαστής υψηλής τεχνολογίας που ειδικεύεται στο γρήγορο πρωτότυπο PCB και την παραγωγή μικρών παρτίδων PCB. Μπορείτε να παραγγείλετε τουλάχιστον 5 PCB για μόλις 2 $. Για να κατασκευάσετε το PCB, απλώς ανεβάστε το.zip των αρχείων gerber ή μπορείτε επίσης να μεταφέρετε και να αποθέσετε τα αρχεία.zip. Μετά τη μεταφόρτωση του αρχείου zip, θα δείτε ένα μήνυμα επιτυχίας στο κάτω μέρος εάν το αρχείο έχει μεταφορτωθεί επιτυχώς. Μπορείτε να ελέγξετε το PCB στο πρόγραμμα προβολής Gerber για να βεβαιωθείτε ότι όλα είναι καλά. Μπορείτε να δείτε τόσο το επάνω όσο και το κάτω μέρος του PCB. Αφού βεβαιωθείτε ότι το PCB φαίνεται καλό, μπορείτε τώρα να κάνετε την παραγγελία σε λογική τιμή. Μπορείτε να παραγγείλετε 5 PCB με μόλις 2 $ συν αποστολή. Για να κάνετε την παραγγελία, κάντε κλικ στο κουμπί "ΑΠΟΘΗΚΕΥΣΗ ΣΤΟ ΚΑΛΑΘΙ".

Βήμα 4: Συναρμολόγηση

Μετά από περίπου 1 εβδομάδα είχαμε το PCB μαζί μας και ήρθε η ώρα να το συναρμολογήσουμε.

Βήμα 5: Δοκιμή

Μετά τη συναρμολόγηση, ήρθε η ώρα να βεβαιωθείτε ότι το κύκλωμα συμπεριφέρεται όπως αναμενόταν. Έτσι τροφοδοτήσαμε το κύκλωμα και ελέγξαμε την τάση του πυκνωτή για να βεβαιωθούμε ότι η προφόρτιση λειτουργούσε σωστά (πρώτη εικόνα), εδώ μπορούμε να δούμε ότι η προ-επαναφόρτιση διαρκεί λιγότερο χρόνο από ό, τι προσομοιώθηκε, αλλά αυτό έχει να κάνει με τη διαφορά μεταξύ ενός πυκνωτή πραγματικής ζωής και ενός προσομοιωμένου.

Αφού ολοκληρώθηκε η προφόρτιση, απενεργοποιήσαμε την παροχή ρεύματος και παρατηρήσαμε την τάση στην έξοδο. Όπως μπορούμε να δούμε η τάση εξόδου μειώθηκε αργά, όπως ήταν αναμενόμενο, χρειάστηκαν σχεδόν 12 δευτερόλεπτα για να πέσει η τάση κάτω από τα 9 V, πράγμα που σημαίνει ότι το κύκλωμά μας λειτουργεί!

Θα θέλαμε να ευχαριστήσουμε για άλλη μια φορά τον χορηγό αυτού του άρθρου JLCPCB για την εκπληκτική υποστήριξή τους στην ομάδα μας με τις ανάγκες κατασκευής PCB! Φροντίστε να παραγγείλετε από αυτά την επόμενη φορά που θα χρειαστείτε PCB.