тразисторный переключатель между двумя источниками питания, недопонимаю схему Опции

[micpreamp]

Добрый день. Стоит задача по бесперебойному обеспечению питанием одного устройства, работающего от 5 В.

Соответственно, имею питание 5В от штатного БП, и имею 5 В (через инвертор) от 3.7 Li-ion элемента. Хочу сделать так, чтобы при потере основного питания, потребитель автоматически переключался на резервные 5В.

Насколько я себе представляю сие, мне не подходит простой вариант, когда к обоим источникам тока, я подключу по диоду, чтобы ток тёк только в строну нагрузки, так как в любом случае, ток потечёт в определённых пропорциях через оба источника(через тот БП, у кого напряжение больше, ток потечёт в большей степени), я правильно понимаю?

В общем решил я искать решение этой проблемы, нашёл вот такую схему:



Собрал, работает. Использовал Т1- кт315, Т2- МП42 (попался только он под руку, в качестве pnp, Т3-7БХ4, он же, как я понял КТ817)
Возникают три вопроса:
1)как заставить работать на 5В вместо 12 (если подать 5в на вход для резервного источника, при отключении основного питания, то на выходе глухо, Т3 не открывается)
2)каково должно быть падение напряжения, от величины входного резервного источника, на выходе такой схемы, т.е при протекании через Т3? При текущих параметрах схемы, с указанными в ней номиналами резисторов, на выходе получаю примерно 8.5В, при входных 12В. Может это быть обусловлено тем что использую МП42 вместо кт361?


Пробовал включать параллельно каждому из резисторов 1К резистор, при запараллеливании с 10К резистором (R2) получаю увеличение выходного напряжения до 12 В, при запараллеливании 1К резистора (R1), получаю падение напряжения на выходе, примерно до 4.5В.


3)какие номиналы резисторов всё таки применить и как именно они работают в данной схеме? Судя по описанию к схеме, Т1 должен быть закрыт (когда штатное питание пропало), но так как номинал R2 используется в схеме и при потере основного питания, то насколько я понимаю, ток течёт через Т1...


В общем не понятен мне алгоритм работы. Может кто разжевать имеющуюся схему или предложить альтернативные варианты реализации нужного мне функционала? Может быть вообще в таких случаях на полевых транзисторах собирать схему, в сявязке например с ОУ?

Запутался я что то совсем, пытаясь понять принцип работы транзисторов...
Спасибо.

Сообщение отредактировал micpreamp - Dec 20 2014, 19:46

[Семин]

Нужно выставить напряжение основного питания чуть-чуть больше чем у резервного. При этом, когда основной работает, инвертор резервного будет(должен) работать так, как будто
у него нет нагрузки. А у основного на выходе, как правило только диод(ы), конденсаторы, да схема контроля выходного напряжения, которая обычно потребляет очень мало.
А всё остальное, только лишнее усложнение.

[micpreamp]

Нужно выставить напряжение основного питания чуть-чуть больше чем у резервного. При этом, когда основной работает, инвертор резервного будет(должен) работать так, как будто
у него нет нагрузки. А у основного на выходе, как правило только диод(ы), конденсаторы, да схема контроля выходного напряжения, которая обычно потребляет очень мало.
А всё остальное, только лишнее усложнение.

Проблема в том, что устройство компьютерное, соответственно я подгоняю напряжения согласно пороговым отклонениям спецификации ATX 2.2. Отклонения от 5В должны быть в диапазоне +-5%.

Можно использовать DC-DC конверторы на LM2596, коих у меня достаточное кол-во, но это лишние элементы, лишний нагрев итп. Сейчас я итак уже использую один такой, для зарядки 2.7В 50Ф суперконденсатора (как альтернатива литиевому аккумулятору, чтобы не городить контроллеры зарядки итп.), конденсатор накапливает достаточное кол-во энергии, тем более что питать устройство предполагается ограниченное время.

Т.е получается максимальное напряжение для 5В шины в таком БП, должно быть не более 5.25В, и устройство так же по сути должно быть на это рассчитанно.

По сути я могу взять dc-dc, повесить его на 12В, выставить выходное напряжение 5.25В, но вот вопрос, достаточно ли будет разницы, так как имеющийся у меня дешёвый китайский инвертор на 5В (предназначен для зарядок) даёт не ровно 5В, а примерно 5.18В, при входном диапазоне напряжения от ~ 2.5В до 4.2.

Т.е от БП пойдёт 5.25В , а от инвертора, 5.18В, которое при разряде источника, где то после 2.5-2.6В будет падать, есть смысл не заморачиваться в таком случае?

1. Это "решение" на раз делается на дискретных компонентах.
2. Потому что это потери энергии, как и в случае с диодным коммутатором, а у вас ведь питание от аккумулятора. В то же время, с MOSFET эта проблема выражена гораздо меньше, поскольку никто не мешает выбрать MOSFET c минимальным сопротивлением канала в открытом состоянии.
3. Переделывать схему не вижу смысла. Такие вещи нужно делать на MOSFET. Если есть острая необходимость в переделке, можно начать с поиска транзистора с как можно меньшим напряжением насыщения (saturation voltage).
4. Вы, кстати, ток нагрузки не указали ...

Ток нагрузки до 1А. Планирую питать SSD накопитель, нужно проверить теорию про их помирание от потери питания.
Есть два суперконденсатора на 2.7В 50Ф, планирую всё таки от одного такого питать, по сути вися на том же БП, он будет подзаряжаться.

Делать составной на 5.4В (т.е можно обойтись без инвертора итп), считаю не самым лучшим вариантом, так как энергии два таких конденсатора, соединённые последовательно запасут столько же как один, покрайней мере если я правильно посчитал, а габариты довольно таки ощутимые у них, даже не смотря на потери в инверторе.

Простое диодное ИЛИ. ОС основного регулируется на 0.1В выше, ОС резервного - ниже.
Проще не получится.
Правда, если есть доступ к телу бустера, повышающего с 3В аккумулятора до 5, то можно попытаться просто выключать этот стабилизатор напряжением с выхода основного источника. Т.е. не коммутировать силовую цепь, а логическим сигналом. Тогда диодное ИЛИ легко 3-4-вольта от 5 отличит.
Но бустер должен быстро разогнаться до 5В по сигналу пропажи основного питания. За время пока в выходном фильтре не получился провал ниже допустимого.

Бустер примитивный, вот как он выглядит:

.

Если я правильно понял что вы имели ввиду, то тут такое не получится, с логическим сигналом...

Есть ещё DC-DC бустер на XL6009E1, но у него вроде как не больно большая выходная мощность, и при незначительном проседании входного напряжения, сразу ощутимо проседает выход, ну и начинает он нормально работать как раз наверное от 3.2В, нужно смотреть спецификации..

Сообщение отредактировал micpreamp - Dec 21 2014, 12:14

[Plain]

Ток нагрузки до 1А. Планирую питать SSD накопитель, нужно проверить теорию про их помирание от потери питания.
Есть два суперконденсатора на 2.7В

Не соответственно той же теории Вы решаете задачу — здесь требуется сквозной ИБП, т.е. с двойным преобразованием, т.е. нагрузку всегда, без каких-либо коммутаций, питаете от накопителя, а его, также без каких-либо коммутаций, подкачиваете извне.