Back-upvoeding voor een juiste afsluiting: 5 stappen

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:14

Een back-upvoeding is een circuit dat stroom levert aan apparaten in het geval dat hun hoofdvoeding uitvalt. In dit geval is deze noodstroomvoorziening slechts bedoeld om gedurende enkele seconden stroom te leveren, zodat het apparaat zijn uitschakelprocedure kan uitvoeren.

Dit artikel is gesponsord door JLCPCB.comJLCPCB is ook sponsor van dit project. JLCPCB (Shenzhen JLC Electronics Co., Ltd.), is de grootste onderneming voor PCB-prototypes in China en een high-tech fabrikant die gespecialiseerd is in snelle PCB-prototypes en PCB-productie in kleine batches. U kunt minimaal 5 PCB's bestellen voor slechts $ 2. Om de PCB te laten vervaardigen, uploadt u eenvoudig de.zip van de gerber-bestanden of u kunt de.zip-bestanden ook slepen en neerzetten. Na het uploaden van het zipbestand zie je onderaan een succesbericht als het bestand succesvol is geüpload. U kunt de print in de Gerber-viewer bekijken om te controleren of alles goed is. U kunt zowel de boven- als onderkant van de print bekijken. Nadat je ervoor hebt gezorgd dat de print er goed uitziet, kun je nu de bestelling plaatsen tegen een redelijke prijs. U kunt 5 PCB's bestellen voor slechts $ 2 plus verzendkosten. Om de bestelling te plaatsen, klikt u op de knop "OPSLAAN IN WINKELWAGEN".

Benodigdheden

• 3x Low Forward Voltage Diodes (DFLS24L-7 werd gebruikt)
• 2x 10 MOhm Weerstanden
• 1x 348 kOhm Weerstand
• 1x 360 kOhm Weerstand
• 1x 10W 100 Ohm Weerstand
• 1x vergelijker (LT1716 werd gebruikt)
• 1x 47 mF condensator
• 1x P-kanaal MOSFET

Stap 1: Simulatie van het circuit

De eerste stap voordat u doorgaat met het ontwerpen van de PCB om het circuit vast te houden, moet het simuleren om erachter te komen welke capaciteit moet worden gebruikt om het circuit gedurende de benodigde tijd stroom te laten leveren. Het is ook belangrijk om de ingangsweerstanden van de comparator correct te kiezen, zodat deze de MOSFET correct kan in- en uitschakelen.

Volgens de fabricage van ons dashboard moet de stroomvoorziening gedurende ten minste 5 seconden worden gehandhaafd nadat de stroom van de ontstekingspen is verwijderd. Het is ook belangrijk om te vermelden dat het dashboard werkt met een voedingsspanning tussen 24 en 9 VDC.

Om dit te doen hebben we besloten om LTSPICE te gebruiken (simulatiebestand bijgevoegd). Zoals op de foto hierboven te zien is, gedraagt de schakeling zich zoals verwacht. De voedingsspanning, in het groen, is ingeschakeld en dus heeft de uitgangsspanning onmiddellijk 24 V. Tegelijkertijd begint het voorladen van de condensator, deze stap is ongelooflijk belangrijk vanwege de grote capaciteit, anders zou er een stroompiek plaatsvinden wanneer het systeem is ingeschakeld. Wanneer de spanning op de condensator (V(precharge)) binnen een veilige drempel van de ingangsspanning ligt, wordt de poort van de MOSFET laag getrokken en dus omzeilt de stroom de 100 Ohm voorlaadweerstand.

Wanneer de voedingsspanning wordt uitgeschakeld (seconde 31) kunnen we zien dat de spanning op de uitgang (V(dashboard)) langzaam begint af te nemen. In feite duurt het ongeveer 10 seconden voordat het onder de 9 V-markering is, dit bewijst dat 47 mF ons een marge van 100% geeft, wat meer dan genoeg is. Op deze simulatie simuleert R7 de belasting, die in het echte leven het pilootdashboard zal zijn.

Stap 2: De printplaat ontwerpen

Met de schakeling al in gedachten en de juiste componenten gekozen is het nu tijd om te beginnen met het ontwerp van de printplaat. Hiervoor hebben we Altium Designer gebruikt. Het circuit is vrij eenvoudig en we zullen er in deze sectie niet te veel op ingaan.

Stap 3: De print bestellen

Nadat het ontwerp is voltooid, is het tijd om de PCB te bestellen. Hiervoor gebruikten we de sponsor van dit artikel JLCPCB.com

JLCPCB is ook sponsor van dit project. JLCPCB (Shenzhen JLC Electronics Co., Ltd.), is de grootste onderneming voor PCB-prototypes in China en een high-tech fabrikant die gespecialiseerd is in snelle PCB-prototypes en PCB-productie in kleine batches. U kunt minimaal 5 PCB's bestellen voor slechts $ 2. Om de PCB te laten vervaardigen, uploadt u eenvoudig de.zip van de gerber-bestanden of u kunt de.zip-bestanden ook slepen en neerzetten. Na het uploaden van het zipbestand zie je onderaan een succesbericht als het bestand succesvol is geüpload. U kunt de print in de Gerber-viewer bekijken om te controleren of alles goed is. U kunt zowel de boven- als onderkant van de print bekijken. Nadat je ervoor hebt gezorgd dat de print er goed uitziet, kun je nu de bestelling plaatsen tegen een redelijke prijs. U kunt 5 PCB's bestellen voor slechts $ 2 plus verzendkosten. Om de bestelling te plaatsen, klikt u op de knop "OPSLAAN IN WINKELWAGEN".

Stap 4: Montage

Na ongeveer 1 week hadden we de print bij ons en was het nu tijd om hem te monteren.

Stap 5: Testen

Na de montage is het nu tijd om ervoor te zorgen dat het circuit zich gedraagt zoals verwacht. Daarom hebben we het circuit van stroom voorzien en hebben we de spanning van de condensator gecontroleerd om er zeker van te zijn dat het voorladen goed werkte (eerste afbeelding), hier kunnen we zien dat het voorladen veel minder tijd kost dan wat werd gesimuleerd, maar dat heeft te maken met het verschil tussen een echte condensator en een gesimuleerde.

Nadat het voorladen was voltooid, hebben we de voeding uitgeschakeld en de spanning aan de uitgang geobserveerd. Zoals we kunnen zien, daalde de uitgangsspanning langzaam, zoals verwacht, het duurde bijna 12 seconden voordat de spanning onder de 9 V kwam, wat betekent dat ons circuit werkt!

We willen nogmaals de sponsor van dit artikel JLCPCB bedanken voor hun geweldige steun aan ons team met onze PCB-productiebehoeften! Zorg ervoor dat u bij hen bestelt de volgende keer dat u PCB's nodig heeft.