1. Надобно сделать устройство, которое умеет питаться по длинному проводу от автомобильного аккумулятора, от двух, от двух грузовых, то есть 12-48 вольт - падение на проводе и резерв, итого 10-60 вольт примерно получается. На выходе надо иметь 5 вольт 2-3 ампера. Бывают ли готовые преобразователи, которые могут это обеспечить, при условии, что я не хочу продавать почку, чтобы их купить?

2. Если таковых нет, на чем посоветуете сделать? Основной критерий - простота, ненужность настройки, и, главное, отсутствие трансформаторов и прочих труднодоставабельных изделий (например, если есть дроссель - то чтобы его можно было купить в Москве, а не "подойдет любой дроссель с коэффициентом сингулярности, менее двух лямбда", а в магазинах в лучшем случае индуктивность напишут, какие там коэффициенты).

3. Микроконтроллер должен контролировать напряжение питания, и как только оно пропало - срочно спасать результаты своей деятельности, что будет сделано ионистором. Но вот как такое напряжение "довести" до микроконтроллера?
Я подумал, что вполне подойдет такой вариант - входное питание через резистор 10кОм подается на сдвоенный диод, один диод на питание +5 вольт, второй диод - на вход микроконтроллера (чтобы "стравить излишки" в +5 вольт и обеспечить непревышение уровня питания на ноге МК). В итоге, когда есть внешнее питание - на ноге МК будет +5, когда внешнее питание упадет меньше 3 вольт - появится логический ноль. Если ли в этом варианте какие-то подводные камни?

Спасибо!

По первому пункту: при таких параметрах питания-только импульсный преобразователь. Если не требуется гальваническая развязка, то решение-классический чоппер. При гальванической развязке-кому что нравится: одно- или двухтактные преобразователи.
А вот по второму пункту-то из выше сказанного следует, что в любом случае будет моточное изделие (трансформатор или дроссель в зависимости от схемы). При изготовлении импульсных источников без наладочных работ не обойтись, если Вы конечно не возьмете с конвейера комплектующие для сборки уже отработанного в производстве изделия.
Если не заморачиваться на макетировании источника, то выход один: искать готовый преобразователь с требуемыми параметрами.


А сможет ли Ваше устройство нормально функционировать при снижении питания до 3 В? Ведь эти 3 В, как я понимаю, будут поданы на преобразователь, который еще "потеряет" при преобразовании. И что будем иметь на выходе?
Как вариант-поставить ИМС монитора питания, а выход подключить к МК. МК либо будет периодически опрашивать этот вывод или организовать внешнее прерывание по этому выводу.

П.1 и п.2 уже неоднократно обсуждались -попробуйте поиском.
П.3: а если входное питание будет 4...5В что подумает контроллер? Будет ли работать преобразователь в таком "непонижающем" режиме?

Гальваническая развязка не требуется.
При макетировании можно и подобрать (хотя этого хотелось бы избежать, но тут вопрос покупки просто чуть бОльшего BOM). Но ОЧЕНЬ не хочется что-то наматывать самостоятельно.
Сможет, потому что монитор напряжения питания будет "на том конце" и он сможет про плавное снижение питания рассказать по каналу связи.
Защищаемся же мы от обрыва, то есть питание пропадет относительно резко, сразу и навсегда.


Оно не будет.
Оно будет либо от 8-10 вольт, либо 0 через время разряда входного конденсатора. Конечно, хочется входной преобразователь, который умеет работать в "максимально непонижающем" режиме, то есть от 10 вольт - уже приемлемо, от 8 вольт - совсем прекрасно. Когда аккумулятор сядет до 10 вольт, мы отключимся сами штатным порядком.
А вот если будет обрыв - то сам МК в это время будет питаться уже от ионистора и лихорадочно дописывать данные на флешку, отрубив всех дополнительных потребителей.

ИБП двойного преобразования на двух инвертирующих преобразователях из подножного корма:



Показаны старт, сброс и наброс нагрузки, номинальное, худшее и ноль входного, а также сигнал монитора — он следит не за входным, а за напряжением буфера, что даёт соответствующую нечувствительность к кратковременным провалам и небольшую потерю энергии при переходе на работу от него.

Как видно, нынешняя ёмкость буфера C6 200 мкФ даёт 550 мкс автономной работы на номинальных 5 В 3 А. Под другие требования достаточен соответствующий простой перерасчёт.

Все детали взяты наобум и имеются в требуемой розничной продаже. В частности, L1 собирается, например, из четырёх таких, L2 из двух таких, в качестве R8 годятся шесть таких, а R21 — десять, и т.д.

Ну и, если всему этому хочется долголетия, сперва требуется подумать о подобающей столь суровым условиям эксплуатации защите.

Сообщение отредактировал Plain - Aug 28 2015, 23:07

Спасибо!
Посмотрел на схему и.. удивился. Неужели проще нельзя? Я, честно говоря, думал о чем-то типа tps54360 + немного рассыпухи или чем-то подобном попроще. Чем вариант на TPS будет хуже? Единственное, в appnote для этой TPS даны какие-то довольно-таки непривычные номиналы элементов

Кратковременных провалов не будет, если что и будет - так это скорее механический обрыв провода - то есть явление редкое, штатной работой точно не являющееся.

Проще, можно, вообще взять готовый модуль питания и не заморачиваться
http://www.chipdip.ru/catalog-show/dc-dc-converters/

Основные усилия направить на схему заряда и резервирования на
основе ионистора или supercap вот вариант http://cds.linear.com/docs/en/datasheet/3226fa.pdf

Максимальным входным напряжением. Тут нужно что-то типа LM5576. Если использовать инвертирующий преобразователь, нужно ограничить коэффициент заполнения, чтобы ему не вздумалось повышать входное напряжение.

Можно, разумеется, если это нечто сумеет утилизировать 90% буферной ёмкости произвольного размера, и работать с таким же диапазоном входных напряжений, как схема выше, который обусловлен в т.ч. и запасом на защиту. Или же Вы сами не в курсе подлинного ТЗ, о чём говорит уверенность, что такие 5-вольтовые схемы, как память, являются строго таковыми лишь условно.

Всякое бывает -контакт окислился, увеличилось переходное сопротивление, или аккумулятор сильно разряжен, а тут в добавок включили стартер -вот оно и просело до 5В. Далее преобразователь отключается, точнее напряжение на его входе повторяет напряжение на выходе, которое плавно снижается. При этом ваш контроллер спокойно себе работает и ничего не подозревает, а через долю секунды отключается и он, так как ионистор и все емкости разрядились.
Поэтому контролировать нужно не отсутствие/наличие питания, а порог, при котором преобразователь перестает нормально функционировать. В некоторых специально есть выход типа power_good, fault и пр.

О, еще один подходящий. У TPS вроде до 60 вольт входного, тоже подходит. Или я что-то пропустил?
А как его ограничить?


Так я собираюсь по 5 вольтам буфер делать, память там - это обычная USB флешка, в которой первым делом по входу питания стоит LDO на 3.3, мониторинг VBus специально отключен. Больше там именно 5 вольт никуда не идет, все в 3.3 опять же через LDO. По идее, должно работать. Впрочем, я все равно буду проверять это на макете.


Аккумулятор будет сам по себе, то есть не в машине. Единственный потребитель - само устройство и его силовой блок, который и ведет мониторинг напряжения питания.

Впрочем, с выходом power good поищу, оно так каноничнее будет
Ионистор будет стоять на ВЫХОДЕ преобразователя, по 5 вольтам. Идея, кстати, хороша, мониторить не логическим 0-1, а ADC натравить через делитель, и смотреть падеж напряжения ниже какой-то величины, например, если ниже 9 вольт - закрываемся.

Окисленные контакты и обеспечение работоспособности при подобных нештатных ситуациях в ТЗ не входят, надо обрабатывать только обрыв (да и то в режиме "сохранить телеметрию, если в этот момент писали звук, то его сохранять необязательно"). То есть имеется четкое понимание, что это нештатная ситуация, ЧП и все такое, просто заказчик предполагает повышенную вероятность именно обрывов. В остальном приехали, развернулись, подключили аккумулятор, и сажаем его в предсказуемом неторопливом темпе.

В общем и целом понял, буду проводить эксперименты сначала с ионистором от БП, дальше поглядим. По расчетам вроде должно времени хватить с небольшим запасом сохранить вообще все, не только телеметрию.

Спасибо!

Индуктивность длинного провода.

Хм, в самом деле. А защита какая-то не поможет типа TVS диодов? Если да, то какая? Ее же в любом случае имеет смысл туда ставить.. ну и набор конденсаторов не сможет это сгладить?

Там примерно 10-30 метров стандартной витой пары компьютерной будет на питание, по три провода, скрученных вместе, на землю и питание соответственно.

Поможет, но по питанию нужен достаточный интервал между максимальным напряжением питания и максимально допустимым входным напряжением преобразователя. Как вариант - SMBJ58A. Вообще лучше использовать ШИМ-контроллер с внешними ключами вольт на 100 или больше.


ПМСМ, для нагрузки 15 Вт это не прокатит - либо напряжение питания поднимать выше 10 В, либо еще один кабель параллелить.