Сложная система питания, вход до 50 вольт, выход 5 вольт + аккумулятор Опции

[king2]

Необходимо сделать вундервафлю, которая будет питаться через длинный (10-20 метров) кабель UTP, через два разъема RJ45, на природе (влажность , итд), напряжением 12-48 вольт, понятно, что дойдет до нее не очень много от источника (потребляем оно до 1.5 ампер).

Хорошие новости: на том конце нам надо 5 вольт.
Вундервафля состоит из блока клавиатуры-индикации, экрана и собственно процессора и будет в процессе работы писать данные на флешку. Хочется обезопаситься от пропадания напряжения, вызванного чем угодно (обрыв, отключение от сети (БП 48 вольт), высаживание большого аккумулятора, от которого подается 12-48 вольт), и корректно при этом завершить запись на флешку большого файла (файлов).

Для этого, как я понимаю, мне надо сделать следующее:
- от входа 12-48 вольт DC/DC конвертер до 5 вольт
- схема контроля заряда Li-Ion аккумулятора
- снова DC/DC конвертер, только уже от Li-Ion в 5 вольт
- схема отключения питания (чтобы не расходовался напрасно Li-Ion), которая должна самовключаться при пропадании-появлении 12-48 на входе

Сложновато получается.
Вместо Li-Ion использовать свинцовый 12 вольт - не подходит, ибо тяжелый и не сможем зарядить, если внешнее питание 12 вольт + просадка. Свинцовый 6 вольт - тоже тяжелый и большой, ради 3 секунд завершения записи - как-то оверкилл, ИМХО.

Может есть какие-то контроллеры "все-в-одном" под мой случай? Ну и вообще, может опытные зубры подскажут какой-то более простой вариант в моем случае?

Спасибо заранее!

[ar__systems]

Зарядник должен работать непосредственно от входного напряжения а не от 4.2В. В таком включении зарядник будет пытаться заряжать батарею от нее самой.

Опять же странная идея все понижать до 4.2 а потом step-up до 5ти.

Питайте все DC-dc и зарядник непосредственно от входного напряжения. На выходе 5 или от чего там ваш проц питается ставите большой кондер отделенный от все остальной шины диодом шотки и по пропадению входных 12-48 инициируете аварийное сохранение.

Сообщение отредактировал Herz - Jul 21 2015, 12:18

Причина редактирования: Избыточное цитирование

[king2]

Ради 3х секунд завершения действительно перебор. Одного кондера достаточно, возмите какой-то суперкап и все.

Считаем: ионистор 1Ф 5.5в.
Критичным считаем падение напряжения до 4 вольт, пренебрегаем падежом напряжения непосредственно после отключения (за счет внутреннего сопротивления ионистора).

Получается dU=1v, dU*C = I*t, I = 1A, C = 1F, t = 1*1/1 = 1. Итого имеем одну секунду, чтобы сбросить кеши. В принципе, порядок значения нужный, буду смотреть в эту сторону. Это все при допущении, что обычная USB флешка будет работать при 4 вольтах и я успею быстро все завершить.
Если успею отдетектить и погасить лишних потребителей, то будет еще лучше.

Инстинктивно считал при таком потреблении ионистор слишком слабым и не посчитал. Урок мне на будущее.
Итоговая схема - обычный DC/DC вниз до 5 вольт, диод, ионистор и быстрое вырубание сначала всего жрущего типа подсветок, потом дозапись на флешку.

Спасибо большое, буду проводить эксперименты!

[ar__systems]

Вам надо 1А чтобы во в флешь записаться? Серьезно? Исходите из каких-то вменяемых токов, скажем 20мА.

Сообщение отредактировал Herz - Sep 3 2015, 10:25

Причина редактирования: Избыточное цитирование

[king2]

Вам надо 1А чтобы во в флешь записаться? Серьезно? Исходите из каких-то вменяемых токов, скажем 20мА.

Нет, 1А оно жрет максимум в нормальном режиме, с подсветками, сторонними блоками, раздумьями двух процессоров и так далее. Понятно, что надо будет это все гасить, но пока не погашено, сколько-то оно все же отожрет.

Однако, задача сейчас кажется мне однозначно решаемой при помощи ионистора. Вопрос, по сути, закрыт.

OLinuXino (на картинке) таким током явно не ограничится. Кстати, у некоторых их них есть возможность подключения своего аккумулятора, может, в эту сторону стоит посмотреть?

Там не будет линуксинов, GSM, 3.3 вольта, это просто первая встреченная в интернете картинка для иллюстрации именно схемы питания.

[king2]

Попробовал ионистор и заодно посмотрел сколько оно кушает в щадящем режиме. По времени закрытие сессии занимает 2-3 секунды, около 100мс обесточиться и закрыть файл, а дальше контроллер флешки тупит 2-3 секунды, прежде чем записать в себя все окончательно.

Получилось 300мА по 5 вольтам (LDO, процессор, SDRAM, LTDC + LCD без подсветки, флешка, и прочее).
Если физически отключить аудио от питания - 240мА.
Если отключить еще и LCD - 130мА.
Если при этом писать на флешку - 200мА.
Во время сброса - 20мА, то есть 180 из 200мА кушает работающий на своих мегагерцах процессор, SDRAM и пишущая флешка.

Ионистор такое за счет своего большого внутреннего сопротивления не тянет. Так что.. не 1 ампер, конечно, но и не 20мА.

Следующий вариант, который буду пробовать - вариант уважаемого Plain с 4 пальчиковыми Ni-MH аккумами, которые дадут как раз нужные 5 вольт (и не надо будет понижать, а потом повышать, чтобы использовать Li-Ion), а также капельным зарядом через резистор и.. по идее, с двумя диодами, от источника 5 вольт и от батарейного отсека - к нагрузке.

Но очень жалко терять совсем нелишние полвольта.. может быть, как-то можно эту схему сотворить на полевиках?

[Plain]

Например:

а) внешние +5 В и +5 В с USB через пару диодов поступают на конденсатор;

б) с этого конденсатора посредством LDO делаются +3,3 В, из которых таким повышающим делаются +5 В сугубо для питания памяти;

в) к тому же конденсатору через зарядное, в виде резистора и PNP, подключается батарея из двух AAA NiMh; для управления этим зарядным служит ключ на NPN и резисторе;

г) из +2,3 В этой батареи ещё одним таким же повышающим, подключённым к выходу LDO, делаются те же +3,3 В.

На этом всё.

Алгоритм работы — без разницы, каким способом, но как только напряжение на том конденсаторе упадёт ниже +4 В, процессор оказывается в подпрограмме прерывания, в которой подаёт "1" на вход EN батарейного повышателя.

[king2]

Спасибо за ответ!

в) к тому же конденсатору через зарядное, в виде резистора и PNP, подключается батарея из двух AAA NiMh; для управления этим зарядным служит ключ на NPN и резисторе;

Извиняюсь за нубский вопрос, а каким образом происходит управление (интересует алгоритм)?

г) из +2,3 В этой батареи ещё одним таким же повышающим, подключённым к выходу LDO, делаются те же +3,3 В.
Алгоритм работы — без разницы, каким способом, но как только напряжение на том конденсаторе упадёт ниже +4 В, процессор оказывается в подпрограмме прерывания, в которой подаёт "1" на вход EN батарейного повышателя.

Насколько я понимаю, можно же повышатель, раз уж он есть, сразу же настроить на выход в 3.3 + LDO drop + drop шоттки + небольшой запас (скажем, 0.2 вольта), да и врубить сразу же через диод, пусть вхолостую молотит, зато не надо будет гарантированность времени реакции обеспечивать?

Ну и по моей схеме все же - почему она работать не будет? Мне уже интересно стало, что же я там не так сделал?
Единственное, что могу предположить - это что при плавном снижении напряжения на входе 5 вольт не сразу включатся полевики и будет просадка.
В этом случае, если Q2 заменить на диод шоттки, отключить затвор Q1 от питания 5 вольт и считать, что схема будет работать только при напряжении на батарее, большем, чем drop LDO + drop шоттки - будет работать?
Или я чего-то не учел?