Цепочка диод+кондер, пиковый ток при включении Опции

[Alexey_l]

Вот какой вопрос… Есть устройство, нужно чтобы оно сохраняло работоспособность при просадках по питанию порядка 100мс. Решение очень простое: диод + конденсатор. Но есть одна особенность - устройство должно быть очень компактным. Кондер получился танталовым 220мкф., а диод нужен сдвоенный (т.к. возможно 2 источника питания) в корпусе SOT23, в итоге был выбран BAT54C. Его характеристики: прямой ток-200мА, пиковый 600мА (<10мс). Но при включении, в момент зарядки кондера, ток несколько Ампер, конечно не 10мс. Вот собственно вопрос что делать? Как к таким вещам относятся диоды в долгосрочной перспективе? Ограничивать резистором или нет, если да то каким? Резистор все-таки не желательно … Да, напряжение питания 10-16В.
Раньше как-то не задавался этим вопросом…

Прикрепленные файлы

 bat54.pdf ( 55.05 килобайт ) Кол-во скачиваний: 49

 

[Alexey_l]

Вот еще немного:
Сам испытуемый объект, шунт 10мОм от старого мультиметра.

Итого получаем 300 мВ на 10мОм => 30А!!!!

Ну и начало поподробнее.

[rezident]

Сам испытуемый объект, шунт 10мОм от старого мультиметра.

Я извиняюсь, просто для сведения, а у каких танталовых конденсаторов ESR такого же порядка?

[Alexey_l]

Я извиняюсь, просто для сведения, а у каких танталовых конденсаторов ESR такого же порядка?

Я не задумывался над этим, но если исходить из закона Ома, то получается для второй картинки сопротивление кондера в момент включения 0,5Ом, а для первой 1,0Ом. Эти кондеры не из low ESR серии.

А как включается питание "в реале" ? Ведь, если устройство питается от преобразователя, у него весьма плавно нарастает выходное напряжение. У батареек достаточно большое внутреннее сопротивление. Проблема будет только при питании от хорошего аккумулятора.

Автомобиль, включение при каждом повороте ключа зажигания.

Если про токи правда,то ставте резистор с -ТКС.А осциллограф аджилент?

Он самый – 54622. Что-то не понял идеи с –ТКС резистором. В любом случае применение - авто, поэтому ”начальная” температура включения от -40 до +85.

[rezident]

Я не задумывался над этим, но если исходить из закона Ома, то получается для второй картинки сопротивление кондера в момент включения 0,5Ом, а для первой 1,0Ом. Эти кондеры не из low ESR серии.

Вот это больше похоже на правду.
А какая у вас схема питания и потребляемый устройством ток? Линейный стабилизатор или DC/DC? Если линейный стабилизатор, то 220мкф для 100мс это что-то очень "оптимистично" по-моему. Или все устройство от бортовой сети меньше 10мА потребляет?

[Alexey_l]

Вот это больше похоже на правду.
А какая у вас схема питания и потребляемый устройством ток? Линейный стабилизатор или DC/DC? Если линейный стабилизатор, то 220мкф для 100мс это что-то очень "оптимистично" по-моему. Или все устройство от бортовой сети меньше 10мА потребляет?

Преобразователь –линейный. Прототип потребляет 6-16 мА в зависимости от режима работы. Теоретически еще можно снять около 5мА, работаю над этим.
Главное не допустить перезапуск МК при сильной просадке, хотя сохранить по возможности питание остальной части схемы тоже не плохо. Сейчас ресет МК стоит на 2,7В, нужно переходить на 1,8В версию и разделять питание МК от всего остального.


Расковырял родной тойотовский иммобилайзер - стоят 3 100Омовых резистора 1206 в параллель. Хотя в остальной части используют 0805 и 0603.

[rezident]

Преобразователь –линейный. Прототип потребляет 6-16 мА в зависимости от режима работы. Теоретически еще можно снять около 5мА, работаю над этим.
Главное не допустить перезапуск МК при сильной просадке, хотя сохранить по возможности питание остальной части схемы тоже не плохо. Сейчас ресет МК стоит на 2,7В, нужно переходить на 1,8В версию и разделять питание МК от всего остального.

Питание 3.3В как я понимаю? Линейный стабилизатор типа LM317? В таком случае имеет смысл перейти на питание от импульсного DC/DC, т.к. КПД вашего линейного источника питания в лучшем случае 30%. Даже самый допотопный DC/DC даст вам КПД 50-60%. При этом величину входного конденсатора можно будет уменьшить вдвое, а рабочий диапазон входных напряжений расширить до 3:1 или даже 4:1.

[Alexey_l]

Питание 3.3В как я понимаю? Линейный стабилизатор типа LM317? В таком случае имеет смысл перейти на питание от импульсного DC/DC, т.к. КПД вашего линейного источника питания в лучшем случае 30%. Даже самый допотопный DC/DC даст вам КПД 50-60%. При этом величину входного конденсатора можно будет уменьшить вдвое, а рабочий диапазон входных напряжений расширить до 3:1 или даже 4:1.

КПД, да увеличится, а диапазон рабочих напряжений - сильно сомневаюсь (если это то о чем подумал.), т.к. на стабилизаторе падает всего 50-100мВ!, Как я уже писал основная моя проблема – место, здесь я ну очень ограничен.

Это прототип, на котором и выяснилось, что изначально установленной емкости 22мкф не хватает. Можно немного удлинить миллиметров на 5 макс на 10, сильно сомневаюсь, что получиться впихнуть импульсный преобразователь. Снизу тоже места нет, по толщине платы тоже ограничение.

Простите, тему до конца не дочитал, поскольку ответ очевиден: такие диоды при данных условиях применять нельзя.

Тут выяснилось, что не только диоды, видимо, нельзя, но и танталовые конденсаторы тоже. Поэтому вопрос, что делать-то. Какие можно? Или резистор ставить, если по минимуму, то какой 1,0 Ом/Вольт, 2,0Ом/Вольт ???

[rezident]

КПД, да увеличится, а диапазон рабочих напряжений - сильно сомневаюсь (если это то о чем подумал.), т.к. на стабилизаторе падает всего 50-100мВ!

Что-то я не понял о каких сотнях мВ речь, если на входе как минимум 10,5В, а на выходе 3.3В?

Это прототип, на котором и выяснилось, что изначально установленной емкости 22мкф не хватает. Можно немного удлинить миллиметров на 5 макс на 10, сильно сомневаюсь, что получиться впихнуть импульсный преобразователь. Снизу тоже места нет, по толщине платы тоже ограничение.

Я опять же извиняюсь, но судя по фото, ваше устройство в реальном автомобиле работать не будет. Бортовая сеть автомобиля это еще тот геморрой, а у вас похоже никакой защиты по входу питания вообще нет.

[Alexey_l]

Что-то я не понял о каких сотнях мВ речь, если на входе как минимум 10,5В, а на выходе 3.3В?

Я о минимальном входном напряжении, чтобы выходное было 3,3В- на входе должно быть >3,4В (3,3+0,1).

Я опять же извиняюсь, но судя по фото, ваше устройство в реальном автомобиле работать не будет. Бортовая сеть автомобиля это еще тот геморрой, а у вас похоже никакой защиты по входу питания вообще нет.

Ну а какая защита должна быть? Фотка оригинальной тойотовской железки выше, там резистор 33Ома, кондер, и диод параллельно этому кондеру (TVS наверное). У меня же вместо TVS диода стоит варистор (он на нижней стороне, поэтому не виден). А в остальном картина такая же + диод на входе. В любом случае 10 доработанных протопив успешно (если не считать проблем при длительных просадках питания) работают на реальных авто.

Выпускются специальные резисторы предназначенные для ограничения тока в момнет подачи напряжения
на устройство содержащее ёмкость.При включении его сопротивление достаточно велико,при протекании тока резистор греется сопротивление падает.Эти штучки рекомендуют ставить в блоки питания для снижения пускового тока.

Такие резисторы скорее всего используются в импульсниках, по типу компьютерных, мощностью от 100Вт. У меня же номинальный ток всего 15мА, Вы уверены, что такой резистор будет работать в таком режиме? P.S. А конкретного названия не подскажете?

[rezident]

Я о минимальном входном напряжении, чтобы выходное было 3,3В- на входе должно быть >3,4В (3,3+0,1).

При использовании линейного стабилизатора входной ток равен выходному току плюс ток управления самого стабилизатора. Поэтому конденсатор требуется довольно большой C=I*dt/dU=0.016А*0,1с/(10,5В-3,4В)=225мкФ, а если брать с учетом разброса емкости, то ближайший номинал 330мкФ. При использовании импульсного DC/DC входной ток его может быть меньше, чем выходной. Соответственно и номинал конденсатора может быть меньше. Кроме того, если делать DC/DC по схеме SEPIC (с двойным преобразованием), то минимальное входное напряжение может быть ниже выходного.

[alexander55]

При использовании линейного стабилизатора входной ток равен выходному току плюс ток управления самого стабилизатора. Поэтому конденсатор требуется довольно большой C=I*dt/dU=0.016А*0,1с/(10,5В-3,4В)=[b]225мкФ[/b

Не понятно применение данной формулы для акумулятора. Попробую додумать.
Если допустим Вы имеете сеть 50 Гц - мост - конденсатор. Требуется обеспечить пульсацию от 3.4 ... Uмах (не более), то
C=I*dt/dU=0.016А*0,01с/(16*0.85-3,4В)=15 мкФ
Пояснение. Коэф. 0.85 - это из условий стандарта сетей.
На самом деле пульсация будет еще меньше, т.к. напряжение с моста фактически не совсем нулевое и индуктивность трансформатора осуществляет подпитку за счет накопленной энергии. Точную диаграмму можно получить промоделировав цепи.
Насчет цифр спорить не буду, а порядок цифр - это принципиально.
PS. Я с уважением отношусь к Вашим высказываниям, но ошибки бывают у всех, даже у 'rezident' а.