Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
SterControl
Proszę, dodaj wyjątek www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

UPS 5V/2.5A - projekt do sprawdzenia

Daniel_GSM 18 Mar 2017 09:33 2019 8
  • #1 18 Mar 2017 09:33
    Daniel_GSM
    Poziom 25  

    Na rysunku poniżej przedstawiam schemat blokowy zasilacza buforowego jaki chciałbym stworzyć do swojego urządzenia.

    Obciążenie max 2A - średnio około 1A.

    Zasada działania jest prosta:
    Podczas normalnej pracy wszystkie odbiorniki są zasilane z zasilacza 5V + dodatkowo ładowany jest akumulator.
    Podczas zaniku zasilania odbiorniki powinny być zasilane z przetwornicy step-up, która będzie zasilana z akumulatora Li-Ion.

    Prośba do Was aby pomóc mi w odpowiednim zaprojektowaniu elementów załączających, przełączających i odłączających poszczególne bloki tak aby wszystko miało sens i współgrało ze sobą.

    Chciałbym uniknąć diod aby nie było spadków napięci.
    Chyba najlepiej by było wykorzystać tranzystory MOSFET.

    Czy możecie mnie nakierować i pomóc w zakończeniu projektu?

    UPS 5V/2.5A - projekt do sprawdzenia

    0 8
  • SterControl
  • #2 18 Mar 2017 11:59
    Wertyuud
    Poziom 20  

    Niedawno był podobny wątek o przełączaniu źródeł zasilania. Możesz użyć układu tzw. diody idealnej jak np.Link tam gdzie strzałka "zasilanie w trybie normalnym". Wyjście z komparatora powinieneś podłączyć do wejścia EN układu MT3608, żeby przetwornica niepotrzebnie nie pracowała. Tylko co jeśli twój zasilacz będzie dawał 5V, a przetwornica np 5.1V? Wtedy prąd będzie płyną przez ładowarkę do przetwornicy i na wyjście, zamiast zamiast obejść ten obwód poprzez diodę. Jeśli przetwornica jest regulowana to powinieneś ustawić nieco niższe napięcie niż na wyściu zasilacza. Można też włączyć przetwornicę na stałe i ewentualnie dać podać napięcie z zasilacza przez diodę na jej wejście i napięcie z akumulatora też przez diodę, przez co prąd do przetwornicy będzie płynął ze źródła o wyższym napięciu.
    W ostateczności można spróbować zrobić wykrywania napięcia sieciowego 230V poprzez transoptor i przełączać MOSFET i przetwornicę używając tego sygnału.

    0
  • SterControl
  • #3 18 Mar 2017 12:23
    trymer01
    Moderator Projektowanie

    Wykrywać napięcie zasilające stabilizator 5V i tym sygnałem sterować dwoma MOSFET-ami pracującymi jako klucze włączające/wyłączające połączenie odbiornika i 5V oraz połączenie akumulatora z przetwornicą (to ostatnie można zrealizować inaczej - wyłączając przetwornicę).

    0
  • #5 26 Mar 2017 23:43
    Daniel_GSM
    Poziom 25  

    Poszukałem tu i tam i docelowo wyszedł mi projekt jak poniżej.

    Krótki opis:
    - opieram się głównie na gotowych modułach: ładowarki i przetwornic - stąd te bloki na schemacie
    - ZAS1 to opcja zastępcza dla transformatora - napięcie wyjściowe 5V
    - TVS to transil - takie dodatkowe zabezpieczenie na wypadek uszkodzenia przetwornicy i skoku napięcia powyżej 5V
    - CHRG1 to ładowarka Li-Ion z zabezpieczeniem
    - DC/DC-1 - przetwornica STEP-DOWN - 5V
    - DC/DC-2 - przetwornica STEP_UP - 5V
    - D5 to oczywiście dioda schottky
    - R32 - 10k
    - Tranzystor Q3 - P-MOSFET - jeszcze nie mam konkretnego modelu

    Przy zasilaniu sieciowym napięcie z przetwornicy DC-DC MP2307 lub z przetwornicy AC-DC zasila odbiorniki i dodatkowo zasila moduł ładowarki Li-Ion.
    Tranzystor Q3 nie przewodzi ponieważ na bramkę podane jest napięcie +5V
    Prąd do odbiorników przepływa przez diode schottky

    W momencie zaniku zasilania tranzystor Q3 zaczyna przewodzić i dzięki temu odbiorniki zasilane są z przetwornicy DC-DC, która na wejściu zasilana jest z ogniwa Li-Ion 3.7V.
    Układ ładowarki ma zabezpieczenie przed zbytnim rozładowaniem ogniwa - po osiągnięciu napięcia progowego na ogniwie układ po prostu wyłączy się

    PYTANIA:
    1. Czy ten układ będzie działał poprawnie?
    2. Co powinienem coś dodać lub usunąć aby poprawić funkcjonalność układu?
    3. Czy istnieje sposób na pozbycie się diody D5 i uniknięcie spadku napięcia na wyjściu?
    4. Jaki tranzystor Q3 zastosować? prąd pobierany przez odbiorniki to w impulsie około 2.5A a ciągły około 1A. Tranzystor musi być w wersji SMD

    0
  • #6 28 Mar 2017 00:09
    Wertyuud
    Poziom 20  

    Jest jeden problem. Tranzystor Q3 przełączy się wtedy, gdy napięcie pomiędzy jego źródłem a bramką osiągnie odpowiednią wartość. Jeśli zastosujesz powiedzmy IRLML6402, to jego Vgs(th) wynosi max -1,2V, czyli tranzystor może zacząć przełączać się dopiero wtedy, gdy napięcie z zasilacza spadnie od 3,8V. Lepiej wykrywać spadek napięcia za mostkiem prostowniczym tak jak już wspomniano. Wtedy będziesz mógł od razu zamiast diody wstawić tranzystor.

    0
  • #7 28 Mar 2017 10:10
    Daniel_GSM
    Poziom 25  

    Zmieniam koncepcję bo wersja z transformatorem raczej nie będzie wykorzystywana a jeśli już to sporadycznie.
    Poniżej opis docelowej wersji układu.

    Schemat jak widać jest narysowany z trafem i mostkiem, ale również z przetwornicą AC/DC i docelowo właśnie z tego rozwiązania będę korzystał.

    Nie chcę wykrywać tylko zaniku zasilania 230V, ale również ewentualne uszkodzenie przetwornicy w związku z tym muszę konkretnie kontrolować obecność napięcia 5V.

    Poniżej poprawiony schemat na którym chcę bazować.
    Brak możliwości regulacji napięcia wyjściowego z przetwornicy AC/DC - ta uwaga tyczy się spadku napięcia na wyjściu za diodą, którego chciałbym uniknąć.

    Złożyłem układ ze schematu i okazało się, że przełączanie nie działa na zasadzie zero-jedynkowej tylko odbywa się stopniowo co powoduje restart odbiorników - muszę to wyeliminować.
    Kolejna sprawa to spadek napięcia na diodzie - fajnie by było wyeliminować ten element z układu.

    0
  • #8 28 Mar 2017 11:52
    Wertyuud
    Poziom 20  

    Zastosuj dwa układy diody idealnej Link. Parę dopasowanych tranzystorów możesz znaleźć np. tu

    0
  • #9 25 Kwi 2017 20:33
    Daniel_GSM
    Poziom 25  

    Niestety układ z przełączaniem na tranzystorze się nie sprawdził :(

    Nadal jestem na etapie tworzenia czegoś!

    Odświeżam więc temat.
    Obecny układ jest taki:

    Przetwornica AC/DC 230V na 5V
    Za tym przetwornica step up / step down na TPS63020 więc mam już gdzieś spadki na diodach
    Za zasilaczem a akumulatorem ładowarka - z tych chińskich gotowców.

    Skoro tranzystor się nie sprawdził to może na diodach to zrobić?
    Tyle, że to nie ma być "na chwilę" tylko ma działać minimum 2 lata :)
    A może ktoś by coś zmienił - coś dodał? ulepszył?
    Jak zrealizować to przełączanie zasilania przetwornicy pomiędzy zasilaczem a akumulatorem?



    UPS 5V/2.5A - projekt do sprawdzenia

    0