Fuente de alimentación de respaldo para un apagado adecuado: 5 pasos

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:40

Una fuente de alimentación de respaldo es un circuito que suministra energía a los dispositivos en caso de que se caiga su fuente de alimentación principal. En este caso, esta fuente de alimentación de respaldo solo está destinada a suministrar energía durante unos segundos para que el dispositivo pueda realizar su procedimiento de apagado.

Este artículo está patrocinado por JLCPCB.comJLCPCB también patrocina este proyecto. JLCPCB (Shenzhen JLC Electronics Co., Ltd.), es la empresa de prototipos de PCB más grande de China y un fabricante de alta tecnología especializado en prototipos de PCB rápidos y producción de PCB en lotes pequeños. Puede pedir un mínimo de 5 PCB por solo $ 2. Para fabricar la PCB, simplemente cargue el.zip de los archivos gerber o también puede arrastrar y soltar los archivos.zip. Después de cargar el archivo zip, verá un mensaje de éxito en la parte inferior si el archivo se cargó correctamente. Puede revisar la PCB en el visor de Gerber para asegurarse de que todo esté bien. Puede ver la parte superior e inferior de la PCB. Después de asegurarse de que la PCB se vea bien, ahora puede realizar el pedido a un precio razonable. Puede pedir 5 PCB por solo $ 2 más gastos de envío. Para realizar el pedido, haga clic en el botón "GUARDAR EN EL CARRITO".

Suministros

• 3 diodos de voltaje directo bajo (se utilizó DFLS24L-7)
• 2x resistencias de 10 MOhm
• 1 resistencia de 348 kOhmios
• 1x resistencia de 360 kOhmios
• 1 resistencia de 10 W y 100 ohmios
• 1x Comparador (se utilizó LT1716)
• Condensador 1x 47 mF
• 1x MOSFET de canal P

Paso 1: simulación del circuito

El primer paso antes de proceder a diseñar la PCB para sostener el circuito y simularlo con el fin de averiguar qué capacitancia se debe usar para que el circuito suministre energía durante el tiempo necesario. También es importante elegir correctamente las resistencias de entrada del comparador para que pueda encender y apagar el MOSFET correctamente.

De acuerdo con la fabricación de nuestro tablero, la fuente de alimentación debe mantenerse durante al menos 5 segundos después de que se quita la energía del pin de encendido. También es importante mencionar que el tablero funciona con una tensión de alimentación entre 24 y 9 VCC.

Para ello, decidimos utilizar LTSPICE (archivo de simulación adjunto). Como se puede ver en la foto de arriba, el circuito se comporta como se esperaba. El voltaje de suministro, en verde, está encendido y, por lo tanto, el voltaje de salida instantáneamente tiene 24 V. Al mismo tiempo que comienza la precarga del capacitor, este paso es increíblemente importante debido a la gran capacitancia, de lo contrario, se produciría un pico de corriente. cuando el sistema está encendido. Cuando el voltaje en el condensador (V (precarga)) está dentro de un umbral seguro del voltaje de entrada, la puerta del MOSFET se baja y, por lo tanto, la corriente pasa por alto la resistencia de precarga de 100 ohmios.

Cuando se apaga el voltaje de suministro (segundo 31), podemos ver que el voltaje en la salida (V (tablero)) comienza a disminuir lentamente. De hecho, tarda alrededor de 10 segundos en estar por debajo de la marca de 9 V, esto prueba que 47 mF nos da un margen del 100% que es más que suficiente. En esta simulación, R7 simula la carga, que en la vida real será el tablero del piloto.

Paso 2: diseño de la PCB

Con el circuito ya en mente y los componentes correctos elegidos, ahora es el momento de comenzar el diseño de la PCB. Para ello utilizamos Altium Designer. El circuito es bastante sencillo y no entraremos en detalles en esta sección.

Paso 3: pedir la placa de circuito impreso

Una vez que el diseño está completo, es hora de pedir la PCB. Para ello utilizamos el patrocinador de este artículo JLCPCB.com

JLCPCB también patrocina este proyecto. JLCPCB (Shenzhen JLC Electronics Co., Ltd.), es la empresa de prototipos de PCB más grande de China y un fabricante de alta tecnología especializado en prototipos de PCB rápidos y producción de PCB en lotes pequeños. Puede pedir un mínimo de 5 PCB por solo $ 2. Para fabricar la PCB, simplemente cargue el.zip de los archivos gerber o también puede arrastrar y soltar los archivos.zip. Después de cargar el archivo zip, verá un mensaje de éxito en la parte inferior si el archivo se cargó correctamente. Puede revisar la PCB en el visor de Gerber para asegurarse de que todo esté bien. Puede ver la parte superior e inferior de la PCB. Después de asegurarse de que la PCB se vea bien, ahora puede realizar el pedido a un precio razonable. Puede pedir 5 PCB por solo $ 2 más gastos de envío. Para realizar el pedido, haga clic en el botón "GUARDAR EN EL CARRITO".

Paso 4: Montaje

Después de aproximadamente 1 semana teníamos el PCB con nosotros y ahora era el momento de ensamblarlo.

Paso 5: prueba

Después del montaje, es el momento de asegurarse de que el circuito se comporte como se esperaba. Para eso alimentamos el circuito y verificamos el voltaje del capacitor para asegurarnos de que la precarga estaba funcionando correctamente (primera imagen), aquí podemos ver que la precarga lleva mucho menos tiempo de lo que se simuló, pero eso ha que ver con la diferencia entre un condensador de la vida real y uno simulado.

Una vez realizada la precarga, apagamos la fuente de alimentación y observamos el voltaje en la salida. Como podemos ver, el voltaje de salida disminuyó lentamente, como se esperaba, ¡tomó casi 12 segundos para que el voltaje bajara a menos de 9 V, lo que significa que nuestro circuito funciona!

¡Nos gustaría agradecer una vez más al patrocinador de este artículo JLCPCB por su increíble apoyo a nuestro equipo con nuestras necesidades de fabricación de PCB! Asegúrese de pedirlos la próxima vez que necesite PCB.