Backup-Stromversorgung für ordnungsgemäßes Herunterfahren - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:15

Eine Notstromversorgung ist ein Stromkreis, der Geräte mit Strom versorgt, falls deren Hauptstromversorgung ausfällt. In diesem Fall soll diese Notstromversorgung nur für einige Sekunden Strom liefern, damit das Gerät seinen Abschaltvorgang durchführen kann.

Dieser Artikel wird gesponsert von JLCPCB.comJLCPCB sind auch Sponsor dieses Projekts. JLCPCB (Shenzhen JLC Electronics Co., Ltd.) ist das größte Unternehmen für Leiterplatten-Prototypen in China und ein High-Tech-Hersteller, der sich auf die schnelle Herstellung von Leiterplatten-Prototypen und Leiterplatten in kleinen Stückzahlen spezialisiert hat. Sie können mindestens 5 Leiterplatten für nur 2 US-Dollar bestellen. Um die Leiterplatte herzustellen, laden Sie einfach die.zip-Datei der Gerber-Dateien hoch oder Sie können die.zip-Dateien auch per Drag & Drop ziehen. Nach dem Hochladen der ZIP-Datei sehen Sie unten eine Erfolgsmeldung, wenn die Datei erfolgreich hochgeladen wurde. Sie können die Leiterplatte im Gerber-Viewer überprüfen, um sicherzustellen, dass alles in Ordnung ist. Sie können sowohl die Ober- als auch die Unterseite der Platine anzeigen. Nachdem Sie sich vergewissert haben, dass die Platine gut aussieht, können Sie jetzt die Bestellung zu einem vernünftigen Preis aufgeben. Sie können 5 Leiterplatten für nur 2 USD zzgl. Versand bestellen. Um die Bestellung aufzugeben, klicken Sie auf die Schaltfläche „IN DEN WARENKORB SPEICHERN“.

Lieferungen

• 3x Dioden mit niedriger Durchlassspannung (DFLS24L-7 wurde verwendet)
• 2x 10 MOhm Widerstände
• 1x 348 kOhm Widerstand
• 1x 360 kOhm Widerstand
• 1x 10W 100 Ohm Widerstand
• 1x Komparator (LT1716) wurde verwendet
• 1x 47 mF Kondensator
• 1x P-Kanal-MOSFET

Schritt 1: Simulation der Schaltung

Der erste Schritt vor dem Entwurf der Leiterplatte zum Halten der Schaltung, um sie zu simulieren, um herauszufinden, welche Kapazität verwendet werden sollte, damit die Schaltung für die erforderliche Zeit Strom liefert. Es ist auch wichtig, die Eingangswiderstände des Komparators richtig zu wählen, damit der MOSFET korrekt ein- und ausgeschaltet werden kann.

Laut Hersteller unseres Armaturenbretts sollte die Stromversorgung für mindestens 5 Sekunden aufrechterhalten werden, nachdem der Strom vom Zündstift entfernt wurde. Wichtig ist auch darauf hinzuweisen, dass das Armaturenbrett mit einer Versorgungsspannung zwischen 24 und 9 VDC arbeitet.

Dazu haben wir uns für LTSPICE (Simulationsdatei im Anhang) entschieden. Wie auf dem Foto oben zu sehen ist, verhält sich die Schaltung wie erwartet. Die Versorgungsspannung, grün, wird eingeschaltet und somit hat die Ausgangsspannung sofort 24 V. Gleichzeitig beginnt die Vorladung des Kondensators, dieser Schritt ist aufgrund der großen Kapazität unglaublich wichtig, da sonst eine Stromspitze passieren würde wenn das System eingeschaltet ist. Wenn die Spannung am Kondensator (V(precharge)) innerhalb einer sicheren Schwelle der Eingangsspannung liegt, wird das Gate des MOSFET auf Low gezogen und somit umgeht der Strom den 100 Ohm Vorladewiderstand.

Wenn die Versorgungsspannung ausgeschaltet wird (Sekunde 31), können wir sehen, dass die Spannung am Ausgang (V(Armaturenbrett)) langsam abnimmt. Tatsächlich dauert es etwa 10 Sekunden, bis die 9-V-Marke unterschritten wird. Dies beweist, dass 47 mF uns eine Marge von 100 % bieten, was mehr als genug ist. Bei dieser Simulation simuliert R7 die Last, die im wirklichen Leben das Pilot-Dashboard sein wird.

Schritt 2: Design der Platine

Mit der Schaltung bereits im Hinterkopf und den richtigen Komponenten ist es nun an der Zeit, mit dem Design der Leiterplatte zu beginnen. Dazu haben wir Altium Designer verwendet. Die Strecke ist ziemlich geradlinig und wir werden in diesem Abschnitt nicht weiter darauf eingehen.

Schritt 3: Bestellung der Platine

Nachdem das Design abgeschlossen ist, ist es Zeit, die Platine zu bestellen. Dazu haben wir den Sponsor dieses Artikels JLCPCB.com verwendet

JLCPCB ist auch Sponsor dieses Projekts. JLCPCB (Shenzhen JLC Electronics Co., Ltd.) ist das größte Unternehmen für Leiterplatten-Prototypen in China und ein High-Tech-Hersteller, der sich auf die schnelle Herstellung von Leiterplatten-Prototypen und Leiterplatten in kleinen Stückzahlen spezialisiert hat. Sie können mindestens 5 Leiterplatten für nur 2 US-Dollar bestellen. Um die Leiterplatte herzustellen, laden Sie einfach die.zip-Datei der Gerber-Dateien hoch oder Sie können die.zip-Dateien auch per Drag & Drop ziehen. Nach dem Hochladen der ZIP-Datei sehen Sie unten eine Erfolgsmeldung, wenn die Datei erfolgreich hochgeladen wurde. Sie können die Leiterplatte im Gerber-Viewer überprüfen, um sicherzustellen, dass alles in Ordnung ist. Sie können sowohl die Ober- als auch die Unterseite der Platine anzeigen. Nachdem Sie sich vergewissert haben, dass die Platine gut aussieht, können Sie jetzt die Bestellung zu einem vernünftigen Preis aufgeben. Sie können 5 Leiterplatten für nur 2 USD zzgl. Versand bestellen. Um die Bestellung aufzugeben, klicken Sie auf die Schaltfläche „IN DEN WARENKORB SPEICHERN“.

Schritt 4: Montage

Nach ca. 1 Woche hatten wir die Platine bei uns und es war nun an der Zeit sie zu montieren.

Schritt 5: Testen

Nach der Montage ist es nun an der Zeit, sicherzustellen, dass sich die Schaltung wie erwartet verhält. Dazu haben wir die Schaltung mit Strom versorgt und die Spannung des Kondensators überprüft, um sicherzustellen, dass das Vorladen richtig funktioniert (erstes Bild), hier können wir sehen, dass das Vorladen viel weniger Zeit in Anspruch nimmt als simuliert, aber das hat mit dem Unterschied zwischen einem realen Kondensator und einem simulierten zu tun.

Nach dem Vorladen haben wir das Netzteil abgeschaltet und die Spannung am Ausgang beobachtet. Wie wir sehen, nahm die Ausgangsspannung erwartungsgemäß langsam ab, es dauerte fast 12 Sekunden, bis die Spannung unter 9 V fiel, was bedeutet, dass unsere Schaltung funktioniert!

Wir möchten dem Sponsor dieses Artikels, JLCPCB, noch einmal für seine großartige Unterstützung unseres Teams bei unseren Anforderungen an die Leiterplattenherstellung danken! Bestellen Sie unbedingt bei ihnen, wenn Sie das nächste Mal Leiterplatten benötigen.