Tengo un dispositivo alimentado por USB alimentado desde un enchufe para encendedor de automóvil hasta un adaptador USB. Al arrancar el automóvil, la alimentación se apaga brevemente, durante este tiempo debo mantener la alimentación de un dispositivo alimentado por USB.
Quiero hacer un cable USB (o placa de circuito) con un capacitor incorporado de retención / alimentación de bypass para mantener la energía.
¿Cómo puedo hacer esto?
Tratar de contener la línea regulada de 5 V con un condensador es la forma incorrecta de resolver este problema. La alimentación del USB se hundirá un poco, y se necesitará un condensador muy grande para no dejar que se doble demasiado.
Haz los cálculos. Los dispositivos USB pueden consumir hasta 500 mA. Digamos que no desea que la tensión de alimentación caiga más de 500 mV, y que desea poder soportar al menos un evento de arranque de 2 segundos.
(500 mA) (2 s) / (500 mV) = 2 F
Tenga en cuenta que la tensión de alimentación siempre se reducirá y que la especificación de 500 mV fue arbitraria, ya que no sabemos qué tan cerca del límite inferior de tensión de alimentación USB válido se encuentra.
Una mejor respuesta es mantener el voltaje de entrada. Ponga un diodo Schottky en serie con los 12 V, luego un condensador a tierra antes de la entrada de la fuente de alimentación USB. Estas pequeñas fuentes de alimentación USB son conmutadores y funcionarán con un voltaje de entrada más bajo. No sabe qué tan bajo, pero eso es algo que puede medir mientras carga la salida con lo que necesite su dispositivo.
Usando los mismos parámetros que arriba, desea evitar una interrupción de 2 s en la entrada de 12 V mientras extrae 500 mA del USB. Eso sale a 5 J de salida de energía sin entrada correspondiente. Digamos que la fuente de alimentación es 85% eficiente, por lo que necesita alimentarla a 5.9 J. Por ejemplo, digamos que la fuente de alimentación aún produce 5 V con 8 V de entrada. Hacer los cálculos matemáticos es de 150 mF.
Eso también es un condensador grande. De cualquier manera, el condensador debe almacenar suficiente energía para ejecutar la carga durante el tiempo en que la alimentación de 12 V está apagada. Sin embargo, la ventaja es que la tensión de alimentación del USB nunca se reduce en absoluto. Se garantiza que el dispositivo continuará ejecutándose.
Esto también señala por qué las baterías generalmente se usan para dispositivos que se enchufan a la alimentación del automóvil pero que necesitan seguir funcionando durante el arranque. Es simplemente demasiada energía para un condensador razonable para almacenar. Tenga en cuenta que los ejemplos anteriores utilizaron solo 2 segundos para el tiempo de apagado de 12 V. Probablemente sea lo suficientemente bueno para la mayoría de los casos, pero a veces tomará más tiempo y su dispositivo se apagará.
La respuesta de Tom le dice cómo hacer lo que pidió, pero no estoy seguro de si eso es lo que necesita. A juzgar por sus comentarios, esto es para mantener el poder mientras arranca el motor de un automóvil. Es posible que un condensador no funcione para lo que usted desea, dependiendo de la situación exacta. No ha dicho cuánta energía necesita el dispositivo ni cuánto tiempo lo necesita para seguir funcionando.
Si son solo unos pocos ms en un dispositivo de baja potencia, entonces probablemente funcionará un capacitor. Si es más largo o un dispositivo de mayor potencia, puede que no.
Personalmente, diría que vaya con la solución de trampas. Obtenga el paquete de baterías USB más pequeño que pueda encontrar, los de baja capacidad son baratos, incluso los he visto regalados en promociones. Cargue la batería del automóvil y conecte su dispositivo a la batería.
Es un exceso excesivo, mantendrá su dispositivo USB funcionando por minutos o incluso horas en lugar de unos segundos y es más grande. Pero es mucho menos complicado y evita tener que empezar a cortar cables.
La forma más ordenada de hacerlo sería soldar un condensador a cualquier circuito al que se conecte el cable USB. La razón para sugerir esto es que no tiene que modificar el cable y no está limitado a usar el cable específico que ha modificado. Además, existe menos riesgo de cortocircuitar algo en el cable y dañar su puerto USB.
Si desea insertar un condensador en el cable, lo haría de la siguiente manera:
Retire con cuidado una pequeña sección del aislamiento exterior con un cuchillo. Enrolle suavemente el cable contra la cuchilla para cortar aproximadamente la mitad de la circunferencia del cable. Repita una segunda vez a unos 2 cm de distancia. Luego, corte a lo largo del cable para unir los dos cortes y eliminar una sección del aislamiento. Asegúrate de no cortar ningún cable interno.
El propósito de no cortar completamente alrededor del cable (solo quitar el aislamiento de un lado) es que el aislamiento restante ayuda a mantener la estructura del cable al proporcionar soporte mecánico y alivio de tensión.
1b. Si tiene un cable blindado, también deberá quitar el blindaje de la misma sección con un cuchillo o con un alambre.
Con los cables internos ahora expuestos, identifique los pines de alimentación y de tierra, generalmente rojos y negros. Si no hay cables rojos y negros, coloque el cable y compre uno de una fuente acreditada.
Corte estos cables y pele alrededor de 1 mm de los extremos cortados, o preferiblemente corte el aislamiento en una corta longitud (aproximadamente 2 mm ) sin cortar el cobre por dentro . Cuando haga los cortes o retire el aislamiento, no haga los dos cables en el mismo lugar, escalónelos con aproximadamente 1 cm de separación. Esto ayuda a garantizar que el cobre expuesto de cada cable no pueda cortarse contra el otro.
Estaño con soldadura en los extremos cortados o en la región de cobre expuesta del cable. Esto facilita la soldadura de los cables. Si corta los cables, en este punto también suelde los dos extremos juntos.
Suelde su condensador entre las dos juntas de soldadura. En este punto, me agradecerás que no cortó los cables, ya que será más fácil soldar el condensador si no intentas mantener los dos extremos cortados al mismo tiempo. desoldar y desmoronarse.
Por último, ordene con algunos tubos de disipador de calor, si es posible, debería ser lo suficientemente fácil con un cable Mini o Micro USB, ya que puede empujar el tubo sobre el conector para conectarlo al cable, luego encogerse en el punto donde se encuentra el condensador. conectado. Usted podría hacer esto con cinta aislante, pero el disipador térmico estará mucho más limpio.
Además, debido a que las uniones se escalonaron en el paso (2), no es necesario colocar el termorretráctil en los cables individuales porque no pueden cortarse juntos debido a la separación del cobre expuesto. Solo se requiere una cubierta externa para proteger todo.
Asegúrese de verificar que no haya cortocircuitos entre la alimentación y la tierra. Puede hacer esto con un DMM en modo de continuidad, sondeando el conector USB A: las dos patas exteriores del conector son de alimentación y conexión a tierra.
Si ya tiene un convertidor de 12V a 5V, le sugeriría que lo abra y agregue un condensador directamente en el interior. Para asegurarse de que el convertidor tendrá uno o más condensadores de salida en paralelo desde la línea de 5 V a GND, cerca de la salida. Intente agregar algún otro capacitor en paralelo para aumentar la capacitancia de salida general.
Agregue capacitores hasta que evite el interruptor corto cuando el automóvil arranca, pero no agregue demasiada capacitancia, de lo contrario, corre el riesgo de explotar el convertidor al arrancar, debido a la alta corriente de salida necesaria para cargar los capacitores. Incrementa con pequeños pasos (~ 30%).
Teniendo en cuenta que necesita colocar el circuito dentro de su automóvil, en su lugar usaría una batería de plomo-ácido sellada de 12V. LiPo será peligroso si se calienta demasiado.
V1 es el voltaje de su enchufe ciggy y viene con un fusible incorporado de 1A. No querría agregar un condensador grande ya que la alta corriente de sobretensión quemará el fusible.
Se está utilizando R1 10 ohm (5W quizás) para cargar tu Bat1, no necesitas un cargador adicional porque tu alternador puede hacerlo. D1 y D2 son diodos schottky con un voltaje directo de 0.2V; tratando de reducir el poder perder.
Cuando se interrumpe el suministro de V1, Bat1 suministrará a su DC-DC para asegurarse de que su 5V todavía esté allí.
