Przełączać się między zasilaczami 5 V?

37

Projektuję płytkę, która może być zasilana przez USB lub zasilacz ATX. Oba mogą być podłączone jednocześnie, niezależnie. Chciałbym, aby ATX zapewniał napięcie 5 V, jeśli jest podłączony, ale jeśli to możliwe, wróć do USB. Wszystkie układy w obwodzie będą pracowały przy napięciu 5 V.

Jakieś pomysły?

Nick T.
źródło

Odpowiedzi:

29

Zwykle, jeśli możesz wytrzymać spadek napięcia, używasz diody z każdego źródła zasilania obwodu. W ten sposób zapasy nie będą się wzajemnie przesyłać.

Jeśli nie możesz znieść spadku napięcia, użyj FET, aby przełączyć je do obwodu, używając małej logiki, aby włączyć dowolny FET, który chcesz, w zależności od tego, która kombinacja zasilaczy jest podłączona.

Ale jeśli dopiero zaczynasz przygodę z elektroniką i nie jesteś pewien konstrukcji zasilacza, wybierz diody.

Schemat ideowy pokazujący dwa źródła zasilania prowadzące do poszczególnych diod (po stronie anody), z wyjściem diod połączonych ze sobą (katodami)

Każda dioda będzie miała spadek napięcia, prąd znamionowy i moc do rozproszenia. Ponieważ pobierasz z portu USB, twój prąd nie będzie przekraczał 500mA, a ten prąd ze spadkiem napięcia jest mniejszy niż wat w rozpraszaniu mocy, więc dopóki wybierzesz diody mocy, powinieneś być w porządku.

Spadek napięcia dla standardowej diody 1N4001 (0,30 USD w Digikey ) wynosi około 1 V przy 1 A, więc napięcie wyjściowe w twoim obwodzie wynosiłoby 4 V. Jeśli chcesz uzyskać niższy spadek napięcia, przejdź do diody Schottky'ego, na przykład 1N5817, która ma spadek bliższy 450mV przy 1 A, więc napięcie po stronie wyjściowej wyniesie 4,55 V. Ta dioda to tylko kilka centów więcej.

Jeśli jednak potrzebujesz dokładnie 5 woltów do obwodu, będziesz musiał spojrzeć na inne metody przełączania, takie jak FET. Należy jednak pamiętać, że będzie droższy i prawie każda inna prosta opcja nadal obejmuje spadek napięcia.

Większość urządzeń i obwodów 5 V będzie działać dobrze przy 4,5 V, po prostu dokładnie sprawdź ich specyfikacje i przeprowadź testy.

Adam Davis
źródło
Czy zamiast 1N5817 można zastosować PMEG3020ER ? Ma wyższą wartość znamionową prądu i niższy spadek napięcia (365mA)? To też jest tanie. Czy prąd zwrotny jest zbyt duży?
Kar
14

Powinieneś być w stanie korzystać z tego samego obwodu, z którego korzysta Arduino Duemilanove ; możesz pobrać schemat w formacie PDF lub jako pliki Eagle . Projekty Arduino są licencjonowane na licencji Creative Commons Uznanie autorstwa-Na tych samych warunkach 2.5 . Oto opis opcji mocy Duemilanove:

Arduino Duemilanove może być zasilany przez złącze USB lub za pomocą zewnętrznego zasilacza. Źródło zasilania jest wybierane automatycznie.

Zasilanie zewnętrzne (inne niż USB) może pochodzić z zasilacza prądu przemiennego na prąd stały (ścienny) lub baterii. Adapter można podłączyć, wkładając środkowo dodatnią wtyczkę 2,1 mm do gniazda zasilania płyty. Wyprowadzenia z akumulatora można wstawić do gniazd pinów Gnd i Vin złącza POWER.

Płytka może zasilać z zewnętrznego źródła zasilania od 6 do 20 woltów. Jeśli jednak jest zasilany napięciem mniejszym niż 7 V, pin 5 V może dostarczać mniej niż pięć woltów, a płyta może być niestabilna. Jeśli używasz więcej niż 12 V, regulator napięcia może się przegrzać i uszkodzić płytkę. Zalecany zakres wynosi od 7 do 12 woltów.

Styki zasilania są następujące:

  • VIN. Napięcie wejściowe na płycie Arduino, gdy korzysta z zewnętrznego źródła zasilania (w przeciwieństwie do 5 woltów z połączenia USB lub innego regulowanego źródła zasilania). Możesz podawać napięcie przez ten pin lub, jeśli podajesz napięcie przez gniazdo zasilania, uzyskaj dostęp do niego przez ten pin.

  • 5 V. Regulowany zasilacz służący do zasilania mikrokontrolera i innych elementów na płycie. Może to pochodzić z VIN za pośrednictwem wbudowanego regulatora lub być zasilane przez USB lub inne regulowane źródło zasilania 5 V.

  • 3V3. Zasilanie 3,3 V generowane przez pokładowy układ FTDI. Maksymalny pobór prądu wynosi 50 mA.

  • GND. Szpilki uziemiające.

Craig Trader
źródło
ah, niestety to jest trasa, którą zszedłem i nie działało dla mnie ...
5
Co ci się nie udało?
Craig Trader
8
To dobra sugestia, ale może być lepiej, jeśli wyjaśnisz, w jaki sposób tablica arduino automatycznie wybiera moc zamiast po prostu powiedzieć „patrz na ich schemat”. Ich schemat nie jest aż tak jasny i może nie być oczywiste, co funkcje różnych układów scalonych robią komuś, kto ich wcześniej nie używał (w szczególności LM358D i MC33269D, które wydają się być zaangażowane w wybór zasilacza)
davr
4
obwód arduino służy do przełączania między napięciem zewnętrznym> 7 V a 5 V z USB. zależy to od tego, czy napięcie wejściowe jest wyższe, podczas gdy ja próbowałem przełączyć między 5 V a 5 V. Skończyło się na użyciu przełącznika ... heh.
10

Spójrz na sterowniki ORing MOSFET, takie jak LTC4412 ( http://www.linear.com/pc/productDetail.jsp?navId=H0,C1,C1003,C1142,C1079,P2220 ) i Maxim Maxax79 ( http: // www .maxim-ic.com / quick_view2.cfm / qv_pk / 4606 ). Nieco bardziej skomplikowane (i kosztowne) niż równoległe stosowanie diod. Jednak spadek napięcia zasilania i rozproszenie mocy będą minimalne.

Jeśli wybierzesz diody, pamiętaj, że żadna z dwóch diod nie ma dokładnie takiego samego napięcia przewodzenia. Tak więc tolerancje mogą się sprawdzać tak, że obwód jest zasilany przez USB, nawet jeśli ATX jest podłączony.

Vineeth
źródło
3

Konieczne może być podłączenie zasilania USB przez pewien bufor z pinem wyboru układu lub czymś podobnym. Następnie mają bramkę AND, która jeśli zobaczy 5 V zarówno z zasilania USB (przed układem buforowym), jak i 5 V z zasilacza ATX, 1 i 1 = 1 (a wybór chipa jest zwykle aktywny na niskim poziomie, co oznacza, że ​​„1” zmieni się WYŁĄCZ zasilanie USB).

edycja: Nie miałem na myśli układu bufora. Chciałem powiedzieć kilka układów scalonych, aby „wyczyścić” napięcie pochodzące z USB. Naprawdę każdy układ, którego możesz użyć do zasilania, ma pin do wyboru układu

Seidleroni
źródło
2
To nie jest zbyt dobry sposób, aby się tym zająć. Rzeczy takie jak układy buforowe są zwykle używane do logiki, a nie do zasilania. Założę się, że to zadziała, ale prawdopodobnie nie więcej niż coś małego, jak 50 mA lub jakiekolwiek ograniczenia tego konkretnego układu.
davr
-1

możesz użyć diody Schottky'ego, a następnie dodać 5-woltową płytkę wzmacniającą, aby odzyskać straty napięcia, nie? https://www.sparkfun.com/products/10968

Nacięcie
źródło
1
Myślę, że masz rację, ale myślę, że najlepsza odpowiedź już powiedziała: czy masz coś do dodania, o czym nie wspomniano wcześniej?
Greg d'Eon,
1
Nie ma wzmianki o planszy do odzyskania spadku 5 V. Właśnie to dodawałem / pytałem. Jestem nowy w tym wszystkim ... Chciałbym trochę wskazówek.
Nick
To ... właściwie dobry punkt. +1 ode mnie
Greg d'Eon
1
przełącznik MOSFET byłby tańszy, mniejszy i bardziej wydajny
endolith
To nie jest dobry projekt, dodanie kolejnego zasilacza jest dość głupie. Konwerter również będzie generował szum, który może być znaczny, jeśli w grę wchodzą komponenty analogowe.
caconyrn