Płynne przełączanie między akumulatorami 12 V za pomocą przełącznika

Mam szereg instrumentów (12 woltów, pobierających kilkaset miliamperów), które czasami trzeba przełączać między jednym z dwóch 12-woltowych akumulatorów kwasowo-ołowiowych.

Przełącznik dwustabilny jest wyłączany przed produkcją, więc ułamek sekundy przerwy w zasilaniu powoduje ponowne uruchomienie kilku instrumentów.

Instrumenty to czarne skrzynki i nie wiem, co w nich jest ani jak działają.

Jak mogę wygładzić spadek mocy podczas przełączania i zapobiec ponownemu uruchamianiu? Czy kondensator i rezystor połączone szeregowo po stronie obciążenia przełącznika będą wystarczające?

Wewnętrzne cechy instrumentów nie są mi znane (to część problemu), więc nie wiem, jaki rodzaj przerwy w dostawie jest dopuszczalny. Ponadto istnieje kilka instrumentów, które można włączyć lub nie w tym czasie, co zwiększa złożoność problemu, więc szukam najprostszego, najbardziej ogólnego rozwiązania, które nie wymaga zbytniego wyrafinowania - dlatego byłem myśląc o kondensatorze i rezystorze 12 V na przełączniku.

Trochę prostych matematyki:

W ładunku kondensatora, Q i napięcia V są powiązane $Q = CV$ .

Prąd to szybkość przepływu ładunku, więc różnicowanie daje nam $I = \frac {dQ}{dt} = C \frac {dV}{dt}$

Chcesz obliczyć spadek napięcia na czas przenoszenia przełącznika, abyśmy mogli zmienić jego kolejność jako

Tak więc, rzucając pewne przybliżone liczby, powiemy, że pobierasz 250 mA, możesz tolerować spadek 0,8 V, a twój przełącznik zajmuje 50 ms

^{symulacja tego obwodu - Schemat utworzony za pomocą CircuitLab}

Rysunek 1. Obwód.

@Jasen podkreśla, że ​​„wystarczająco duży kondensator może uszkodzić przełącznik”. Chodzi o to, że kondensator działa jak zwarcie po pierwszym podłączeniu do źródła zasilania, ponieważ jest całkowicie rozładowany. W rezultacie nastąpi początkowy skok prądu przez już zamknięty przełącznik. Możesz użyć mocnego przełącznika lub dodać opornik ograniczający prąd szeregowo z C1.

Po początkowym naładowaniu prąd przełączania będzie zbliżony do prądu obciążenia podczas każdej zmiany przełączania.

Możesz dodać dwie diody Schottky'ego do przełącznika, umożliwiając obu akumulatorom zasilanie obciążenia za pomocą diody. Podczas przełączania napięcie spadnie o 0,35 V (1N5817 @ 200 mA) poniżej napięcia akumulatora przy największym naładowaniu, co pozwoli uniknąć przepięcia prądu spowodowanego dodaniem kondensatora. Możesz nawet usunąć przełącznik, jeśli dopuszczalna jest utrata mocy o 3%.

^{symulacja tego obwodu - Schemat utworzony za pomocą CircuitLab}

To może wydawać się zbyt uproszczone, ale w przeszłości omawiałem to za pomocą prostego chwilowego przełącznika na głównym przełączniku. Trzymanie go łączy ze sobą dwa źródła 12 V podczas obracania głównego. Więc w żadnym momencie moc nie jest przerywana. Dzięki temu oba źródła są całkowicie odizolowane podczas normalnej pracy i nie można przypadkowo pozostawić ich podłączonych.

Możesz sprawdzić asortyment Power MUX Texas Instruments: link.

Istnieje kilka wersji 12V. Mam 5 V do przełączania akumulatorów LiPo w mikroprocesorze, ale nie sądzę, aby uruchomił się ponownie, ponieważ w moim przypadku nie ma znaczenia.

Nie są tak drogie i możesz uzyskać moduł ewaluacyjny, jeśli nie jesteś zadowolony z lutowania małych elementów.

Zdobądź przełącznik SP3T ze stykami „make-before-break”, aby podłączyć każdą baterię do jednego styku końcowego. I obie baterie do środkowego styku za pośrednictwem diody mocy Schottky.

W ten sposób podczas przełączania nie będzie „martwego czasu”.

Znalezienie odpowiedniego przełącznika może być trudne.

Czy możesz użyć dwóch małych przełączników, aby jeden zepsuł się drugi? Czy nadmiernie obciążałoby to ładowarkę? Zakładam, że to ładowarka? A może byłoby to zbyt duże obciążenie akumulatorów z powodu różnych poziomów naładowania? Pomógłby również oryginalny schemat obwodu. Pomogłoby to wizualnemu uczniowi, takiemu jak ja, zobaczyć bieżącą konfigurację. Lub zmień go wcześniej, zanim bateria się rozładuje i spowoduje upadek. Na rynku dostępny jest inteligentny przełącznik przeznaczony do motoryzacji do kombinacji akumulatorów o głębokim cyklu / rozruchu. Wspomniałeś o małej ilości miejsca, więc nie jestem pewien, czy to zadziała. W czyimś umyśle istnieje rozwiązanie, które będzie działać idealnie.

Używam tego urządzenia do prawie dokładnie twojego problemu:

http://www.mini-box.com/Y-PWR-Hot-Swap-Load-Sharing-Controller

Zakładam, że osobom z doświadczeniem w tej dziedzinie łatwo jest powielić, jeśli wolisz rzucić własne.

Uwaga: Nie mam powiązań z witryną sprzedającą powyższe i nie jestem pewien, czy jest ona obecnie dostępna, ponieważ nie ma żadnej ceny, tylko „zapytaj o wycenę”. Kiedy kupiłem go wiele lat temu (prawdopodobnie prawie 10), było to jednak niedrogie.

W zależności od kontekstu może to być trudny, a nawet bardzo trudny problem.

Jeśli obciążenie nie toleruje żadnych przerw, musisz uczynić go procesem dwuetapowym z 2 diodami i specjalnym przełącznikiem, który przechodzi przez stan, gdy oba źródła są włączone.

(lub nawet 4-stopniowy, jeśli nie chcesz, aby dioda ciągle zjadała wolt, przełącznik obrotowy staje się twoim przyjacielem).