Protección de bricolaje para electrónica de 12V conectada directamente a un sistema de batería marina de 12V

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En mi bote tengo varios dispositivos electrónicos que funcionan con 12 V CC y normalmente obtienen su energía de un transformador de CA. Incluyen un reproductor multimedia, un enrutador de red y un disco duro portátil. Dado que el barco está cableado para 12V DC, me gustaría configurar estos para que funcionen directamente fuera del DC del barco. Esto liberará una gran cantidad de espacio en la regleta de alimentación, y eliminará la ineficiencia y tendrá que pasarlos por el inversor de CC a CA de la embarcación cuando no esté conectado a la alimentación de tierra.

He leído que este es un territorio peligroso ya que el sistema de CC del barco está sujeto a sobretensiones y ruidos, por ejemplo, cuando el motor de arranque o el molinete eléctrico están activados o la radio VHF está en uso, y esto puede dañar la electrónica directamente. Atado al sistema de corriente continua del barco. También he leído que si bien el voltaje del sistema marino de 12 V puede variar de 12 a 14.4 V (dependiendo de si el alternador y el cargador están conectados), estos dispositivos no toleran estas fluctuaciones de voltaje y están diseñados para esperar un voltaje regulado constante de su transformador AC-DC (verruga de la pared). Hay productos de supresión de ruido y sobretensiones marinas disponibles que oscilan entre $ 50 y $ 200 para resolver este problema.

El mercado marino es famoso por su alto margen de beneficio. Para las aplicaciones de seguridad y navegación en las que la ayuda está muy lejos, merece la pena, pero honestamente, si alguno de estos equipos que conecto falla, nadie saldrá lastimado o perdido. El precio de los productos comerciales parece alto y sospecho que el circuito debería ser relativamente simple. Las cargas son todas menos de 5 amperios.

Estoy interesado en implementar un circuito personalizado para lograr esta protección.

¿Dónde debería empezar?

¿Hay diseños de referencia para tal cosa? ¿Cuáles son los componentes críticos: regulación de voltaje, supresión de sobretensiones, supresión de ruido?

He hecho muchos proyectos en Arduino o en Arduino y me siento cómodo al soldar, empacar y armar un proyecto personalizado, pero me falta una educación y antecedentes formales en EE. También he hecho un poco de re-cableado en el barco, así que me siento bastante cómodo con la protección de circuito y la distribución marina DC y los estándares ABYC.

Un par de ejemplos de productos disponibles comercialmente:

enlace

enlace

edit: es algo así como un buen punto de partida: enlace y, en caso afirmativo, ¿qué más debo agregar? Chokes de ferrita?

    
pregunta Pat James

3 respuestas

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Un simple efecto de dólar no va a ayudar cuando se produce un volcado de carga en el sistema de energía. Es probable que se fríe. Debe especificar el sistema para sobrevivir a las entradas de 100 voltios.

Lo intentaría con un fusible de 10 A seguido de un diodo de 5 kW 14V TVS (unidireccional) seguido de un electrolítico pequeño clasificado para 100 V o más (10 uF aproximadamente) seguido de un inductor de alta inductancia clasificado para la corriente total de su consumo (puede obtener 220 uH de inductores de 6A con bastante facilidad) seguido de un electrolítico grande (1000 uF) clasificado para 50 V seguido de otro diodo TVS de 14V 5 kW seguido de un regulador real boost / buck para regularlo a 12V sin importar el sobre / bajo voltaje. Obtener un regulador boost / buck de 12V con muchos amplificadores de capacidad puede ser difícil, es fácil encontrar algunos amplificadores en eBay o pololu o en cualquier lugar.

Las TVS-es son de aproximadamente $ 2 cada una, el inductor es de aproximadamente $ 5, los condensadores tal vez un total de $ 1 y el regulador tal vez de $ 10 a $ 30 dependiendo de la fuente. (O más, si necesita alta capacidad de corriente)

    
respondido por el Jon Watte
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El evento dañino que le preocupa se llama un Load Dump . Puede exponer la electrónica a más de 100 voltios durante cientos de milisegundos. Ocurren en entornos automotrices, y supongo que también en barcos.

La mayoría de los semiconductores no están diseñados para manejar más de 100 voltios, por lo que un convertidor de conmutación CC / CC "simple" (a.k.a. convertidor Boost / Buck) no sobrevivirá en este entorno.

Algunas personas dirán que usar algo como un diodo TVS (Supresor de voltaje transitorio) lo protegerá, y podría hacerlo. También podría explotar. Necesitas algo para ayudar a limitar la corriente también. Comenzaría con un filtro LC seguido de un TVS. Pero, y esto es enorme, debe simular el circuito para asegurarse de que manejará esos voltajes correctamente, sin dañar los componentes electrónicos que haya conectado, sino también para asegurarse de que no dañe los dispositivos de protección en sí mismos.

    
respondido por el user3624
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Un circuito personalizado para esta tarea no debería ser difícil de conseguir de ninguna manera. Nunca he tenido experiencia con sistemas marinos, pero sin duda la electricidad marina es como toda la electricidad, ¿verdad?

¿Dice que su sistema proporciona 12V con alguna ondulación, que a veces alcanza los 14.4V, y que todo lo que quiere es proporcionar un 12V constante?

Ingrese el IC del regulador de Buck / Boost

No realmente, ¿no debería ser tan simple? Parece que este IC tiene una alta precisión de salida y un 84% de eficiencia. Tiene una ondulación del 2%, y puede apagar 1.5A. Anteriormente, publiqué un enlace a un simple regulador de 12V TO-220, pero ese tipo de cosas probablemente no funcionaría porque necesitan una entrada de más de 12V debido a las pérdidas. Si sus dispositivos necesitan más de 1.5 A, estoy seguro de que también hay soluciones similares de mayor potencia. No pude encontrar ningún lugar que venda este en particular, pero para ser honesto, su LM5118 se ve aún mejor.

    
respondido por el krb686

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