Источник бесперебойного питания низковольтной аппаратуры, Нужна критика Опции

[haker_fox]

Здравствуйте!
Мне необходимо организовать бесперебойное питание аппаратуры на +5, +12 В.
Предполагаю выполнить бесперебойник на базе блока питания AT(X) и свинцово-кислотной АКБ.

Предлагаю на Ваш суд структурную схему.
Кратко поясняю принцип работы конструкции. Если напряжение в сети присутствует, то нагрузка питается от блока питания AT(X). Как только сетевое напряжение пропадает, схема управления (Control Circuit) опеределяет это событие, и переключив полевые транзисторы, "перекидывает" нагрузку на батарею. При этом +5В получаем импульсным преобразователем (mc34063), 12 В - непосредственно от батарии (стабилизация не обязательна). Батарею заряжаем управляемым step up преобразователем.
Почему полевые транзисторы, а не реле? Чтобы время коммутации было минимальным. Для компенсации "провалов" напряжения, во время коммутации, непосредственно у клемм подключения нагрузки можно предусмотреть конденсаторы.

По поводу мощности:
1. При питании от сети:
1.1. +5V 3 - 5A.
1.2. +12V 3 - 5A.

2. При питании от АКБ:
2.1. +5V < 1 - 2 A.
2.2. +12V 0,5A (редко до 2А, но кратковременно).


Ну вот пока и все.
Прошу критики. Если не сообщил необходимой информации - сообщу!
Спасибо!!!

Прикрепленные файлы

 Visio_Structure.pdf ( 20.68 килобайт ) Кол-во скачиваний: 139

 

[haker_fox]

Господа, после нескольких дней тайм-аута, штудирования литературы, форумов, симуляторов и дивана, пришел к следующей схеме (см. вложение). Сразу прошу не обращать внимание на отсутствие или странные номиналы резисторов, конденсаторов, катушек и всего прочего. Это будет просчитано и выбрано. Более важен сам принцип.

А теперь к делу.
Я решил отказаться от нескольких напряжений на выходе. Гораздо проще сформировать там одно напряжение (12 В, 5 А), а уже на месте в устройствах получать, если нужно дополнительные.
Зарядку VRLA батареи сделал на mc34063. Токоограничение на уровне 1,6 - 1,7 А. Емкость батареи 7 А*ч. Но уважаемый Microwatt где-то говорил, что заряжать батарею током чуть более 0,2С даже полезно. Тем более за считанные минуты батарея дойдет до напряжение 12 В и ток спадет. Также, на выходе mc34063 напряжение ограничено 13,8 В. Таки образом зарядка работает независимо от МК, он лишь может через оптрон ее выключить для того, чтобы померить напряжение на аккумуляторе. Если напряжение меньше 10,7 В, то мы выключаем нагрузку оптроном (подключен к LM3478), а МК уходит в сон, где энергопотребление минимально.
Дополнительно МК может измерять ток через нагрузку и напряжение на ней.
Для индикации возможно предусмотрю дешевый семисегментный индикатор (10 разрядов, МЭЛТ их производит, внутри контроллер, общение по 4-х битной шине). Для звуковой индикации предусмотрен зуммер.
Нагрузка питается через преобразователь SEPIC, отдельное спасибо уважаемому Plain. SEPIC держит на выходе 12 В, 5А при колебаниях входного напряжения. А оно колеблется: АКБ может давать 13,8 - 10,8 В (нормальный режим работы); входной DC-DC может быть на напряжение 15 - 24 В. В процессе расчета компонентов преобразователя возможно придется урезать осетра, но пока такие вот требования.
Для коммуникации с верхнем уровнем будет предусмотрен последовательный интерфейс. Ну вот вроде и все в основе.
Если что-то непонятно - с удовольствием отвечу. Критика нужна! Любая!!!)))
Спасибо большое за помощь!!!!!!!!!!

З.Ы. Схема в нижнем левом углу.
То, что справа и вверху - предудущий вариант зарядки через step-down, построенный на МК. Его можно не учитывать.

Прикрепленные файлы

 Schematic_Prints.pdf ( 25.85 килобайт ) Кол-во скачиваний: 89

 

[SergCh]

З.Ы. Схема в нижнем левом углу.
То, что справа и вверху - предудущий вариант зарядки через step-down, построенный на МК. Его можно не учитывать.

Не видно стабилизатора на +5 В.
В своё время решал похожую задачу, но мне надо было на выходе иметь 5В при имеющемся 12 вольтовом аккумуляторе и стабилизированных 12 вольт от внешнего источника.

Сообщение отредактировал SergCh - Jun 16 2011, 05:08

Прикрепленные файлы

 45.pdf ( 395.17 килобайт ) Кол-во скачиваний: 260

 

[haker_fox]

Не видно стабилизатора на +5 В.
В своё время решал похожую задачу, но мне надо было на выходе иметь 5В при имеющемся 12 вольтовом аккумуляторе и стабилизированных 12 вольт от внешнего источника.

Стабилизатор будет, МК же тоже кушать хочет
А в целом решение, предлагаемое мной не содержит грубых просчетов или ошибок? Я уже за месяц освоения силовой отрасли чувствую какое-то не очень хорошее состояние. Столько компромисов, решений. А мальйшая ошибка может привести к фейерверку.

[SergCh]

Стабилизатор будет, МК же тоже кушать хочет
А в целом решение, предлагаемое мной не содержит грубых просчетов или ошибок? Я уже за месяц освоения силовой отрасли чувствую какое-то не очень хорошее состояние. Столько компромисов, решений. А мальйшая ошибка может привести к фейерверку.

Надо собрать и проверить, я сильно не углублялся,но вроде всё нормально. Пороги включения и отключения аккумулятора при заряде и разряде я так понимаю в контроллере записаны. За ним значит последнее слово, с какой точностью он аналог в цифру преобразует, какой температурный дрейф этих преобразований.
Кстати когда контроллер уходит в сон при снижении напряжения на акк до 10 В, что при этом на выходах LOAD OFF и CHARGE OFF контроллера?

[haker_fox]

Надо собрать и проверить, я сильно не углублялся,но вроде всё нормально.

Уже хорошо! Спасибо!

Кстати когда контроллер уходит в сон при снижении напряжения на акк до 10 В, что при этом на выходах LOAD OFF и CHARGE OFF контроллера?

Если я правильно истолковал документацию, то в высокоимпедансное состояние они не переходят. Если это не так, буду переделаывать схему.

Кстати, уже буквально несколько минут назад пришла идея убрать специализированные контроллеры (LM3478 и mc34063), а управлять ключами от МК через IR2110. Насколько я понял, она управляет верхним и нижним ключом независимо. А это значит, что верхний ключ уйдет в step-down, а нижний - в SEPIC. Глубоко не вникал, но если это так, можно неплохой ИБП собрать, без "лишних" деталей. МК обладает большим потенциалом, плохо, если он не будет использован. Конечно тут еще работать и работать. Но общая идея, мне кажется, неплохая!

[SergCh]

Кстати, уже буквально несколько минут назад пришла идея убрать специализированные контроллеры (LM3478 и mc34063), а управлять ключами от МК через IR2110.

Я против.

[haker_fox]

Я против.

А почему?

[SergCh]

А почему?

Быстродействие, надёжность и функциональный набор контроллеров по моему скромному мнению не позволяет создать достаточно надёжный источник питания.
Честно говоря я вообще скептически отношусь к надёжности ИИП, а тут ещё и контроллер, нет, не место ему там.

Сообщение отредактировал SergCh - Jun 16 2011, 10:03

[haker_fox]

а тут ещё и контроллер, нет, не место ему там.

Гм, трудно не согласится. Но лишь от части. Уважаемый Rst7 использует МК в импульсниках, которые проходят аттестацию. Ну ладно, посмотрим, что применять. В любом случае нужно на практике проверять.
Спасибо!