Всем доброго времени суток, у меня встала задача сделать горячее резервирование источника питания. Даю вводные:
1. Напряжение питания 5В
2. Мощность до 5Вт
3. Резервное питание АКБ (тип любой)
4. Заряд АКБ
5. Просадки напряжения не более 10% - имеется в виду при переключении питания
6. Схема детектирования перехода на АКБ.

Прошу помощи в разжевывании принципа построения таких схем, как я понимаю это должно быть что-то из такой области
Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Буду благодарен за любой совет, пинание на документацию микросхем и литературу по данному вопросу. Если кто-то разжует по каким принципам строятся схемы (желательно с примерами или ссылками на литературу) детектирования напряжения сети, схемы переключения (понимаю что полевики, но как?), а также менеджмент питания - буду вне себя от счастья

может, переключение лучше диодами организовать?

Чтобы работало на диодах, разница напряжений АКБ и БП должна быть больше 0.7В, в моем случае это не приемлемо. После этой схемы будет стоять DC-DC, а у него входной разброс +-10% (5В-10%=4,5 для диода маловато). Да и схема на диодах выглядит как-то слишком не надежно, и детектировать питание нужно отдельно (компаратор? чем питать?).....

а Вы слышали про диоды Шоттки?

да слышал. Поэтому привел еще 2 причины почему диоды не годятся.

Вот нашел интересное решение на базе LTC4412
http://cds.linear.com/docs/Datasheet/4412fa.pdf
буду пробовать по схеме изображенной на рис.4 (figure 4). Может у кого-то есть замечания или предостережения по поводу этой схемы, буду рад услышать.

это Вы про это?

посчитайте надежность диодной схемы и релейной - удивитесь.
можно, конечно на транзисторах сделать (и падение будет меньше) - но надежность уже ниже, т.к. больше компонентов


- достаточно измерить падение напряжения между клеммой (+) аккумулятора и источником питания... или вообще проверять, есть ли в сети напряжение (реле, оптопара и т.п.)


лучше фига 2 или 3

То, что Вы изобразили, называется холодное резервирование.
Горячее - когда источники объединены по ИЛИ и каждый берет на себя часть нагрузки, но при отказе одного из источников оставшийся может взять на себя полную мощность.
А еще точнее, это у Вас не резервирование в традиционном смысле, а просто УПС. Не резервирование самого импульсного источника. а резерв на случай пропажи сети, резервирование первичных источников.
Это строится несколько по другой схеме. Тут, пока Вы будете детектировать да переключать, много времени уйдет а на переключателе мощности потеряется. Да и не создадите Вы простыми средствами достаточно хороший, надежный переключатель.
Чаще всего строят по схеме "онлайн" УПС, когда батарея стоит в буфере и при пропаже сети она начинает сразу же питать выходной стабилизатор. Двойное преобразование сети. Сначала в напряжение зарядки АКБ, затем - в выходное.

А если питание на БП упадет до уровня АКБ что тогда? как будет работать схема диодах.



Мне не совсем понятен принцип подключения зарядного устройства на схеме 3. На схеме 2 я так понимаю оно подключается совместно с нагрузкой и управляется в зависимости от сигнала на STATUS ?

Схема 4 меня привлекает возможностью переключения между АКБ и БП в любой момент (по алгоритму в МК, просело питание на БП и т.п.), к тому-же МК вполне может выполнять контроль заряда АКБ и его автоматическую подзарядку (естественно через зарядное устройство).

Поправьте если я в чем-то ошибаюсь


Прошу прощения запутался в терминах. Я имел ввиду именно резервирование по схеме УПС, с минимальной просадкой напряжения во время переключения на АКБ.


А сколько АКБ проживет в таком режиме, и какой тип АКБ для таких схем подойдет? Как я понимаю литий не годится....



Как я понимаю тут схема проста как и все гениальное:
Нажмите для просмотра прикрепленного файла

питание будет идти от БП, пока (Uбп-Uдиода) > Uакб

везде одинаково - требуется заряжать и поддерживать заряд.


а если контроллер зависнит? слетит прошивка? задумается в бесконечном цикле?
немного не в тему: дали мне починить мобильник, слетела прошивка. так без прошивки аккум не заряжается. а что бы поставить прошивку - нужен аккумулятор, который заряжен на 100%.

как-раз этот случай я и имел ввиду Uбп-Uд=Uакб. Думаю эффект будет неприятный.... Как раз для таких целей и хотел использовать МК в схеме с LTC



вы пессимист как я погляжу . Во всех современных МК есть такая штука как watchdog таймер, который предотвращает зависание, а также схема супервайзор питания, которая сбрасывает МК в случае сбоя по питанию (все выходы МК переключаются в 0, что значит TLC перейдет на питание от АКБ). Насчет слетела прошивка: понятное дело что МК будет использоваться дубовый, там прошивка может слететь только в случае физического повреждения или высокого уровня радиации( но тут уже думаю прошивка будет самая маленькая проблема )

Что вы думаете по поводу схемы резервирования предложенной Microwatt? будет ли работать то что я нарисовал, и какие там есть подводные камни?

Если Вы обратили внимание, то даже на предложенных схемах Вами (чуть выше) и от LT стоят диоды. И не совсем понял неприятность эффекта - то что аккумулятор начнет отдавать часть энергии? - так это тот случай, когда надо переходить на резерв. промоделируйте - увидите, что ничего плохого нет.

когда нанюхаетесь дыма от сгоревших транзисторов, тогда поговорим о пессимизме

ну да, особенно когда по сети идут помехи, сторожевой таймер и контроллер начинают жить каждый своей жизнью.

слетают прошивки на ура, даже без радиации.
но, никто не запрещает использовать однократно программируемые.

работать будет. но я бы посоветовал как на рисунках 2 или 3.

Я же в шутку про пессимиста. Нюхал дым, не первый год замужем, просто с БП сталкиваюсь впервые, раньше брал готовые. А в этот раз понадобилось добавить схему резервирования вот я и страдаю.

там есть и от этого защита, правда не во всех контроллерах (в АВР, например, нету). Но сути дела не меняет, я понял ваши замечания и принял это во внимание.

Теперь ближе к делу. Я к сожалению до сих пор не могу понять странного включения блока BATTERY CHARGER на схеме №3. И еще такой вопросик, какой тип АКБ порекомендуете использовать в таких схемах. Как Вы смотрите на применение герметичных не обслуживаемых АКБ от UPS (подбор по емкости) например http://ups-nn.ru/acc_ups.htm

а что там не понятного или странного? - на рисунке показано, что цепь заряда идет от входного напряжения. вместо квадратика можно поставить резистор (для слишком бюджетного варианта) или источник тока с ограничением по напряжению (т.е. полноценное зарядное устройство).
вот как примерно можно сделать:

аккумулятор любой по вкусу - от него будет зависеть алгоритм заряда.

Аааа... понял. Просто так нарисовано, как будто зарядное включено между основным питанием и АКБ. Клинит меня, думал нижняя линия - это земля зарядного.

Спасибо за разъяснения. попробую собрать тестовую схему и протестировать в различных режимах. Отпишусь по результатам.

удачи

Диод слева- запасной явно. Источник сетевой делают с выходным напряжением равным конечному напряжению заряда батареи.
Сама батарея через резистор, ограничивающий ток заряда. И параллельно резистору, как говорится выше, диод. При работе от батареи на диоде потеряем с полвольта.
Другие решения намного сложнее и в маломощных УПС почти не применяются.
С литием - просто не знаю достаточно уверенно. самому интересно.
Со свинцом - 13.8 вольта и никаких таких особых алгоритмов заряда. Работает вполне надежно год-два. Если батарею раз в квартал или хоть полгода разряжать, то и более. Батарея же совсем без разрядки в буфере теряет постепенно емкость