Tengo un banco de energía que alimenta un SBC con 5V, y quiero poder alimentar este SBC con 5V para no gastar baterías. El SBC en cuestión consume alrededor de 500 mA, con picos de hasta 1A, por lo que los diodos están fuera de discusión. ¿Cómo puedo hacer un circuito de conmutación de fuente de 5 V que prefiera la entrada externa (separando así la entrada del banco de potencia), sería capaz de cambiar dicha carga y no causar caídas de tensión en el proceso (que excluye circuitos basados en relés)? Estoy familiarizado con los MOSFET, pero todavía no entiendo lo suficiente como para asegurarme de que funcionará correctamente con los diodos del cuerpo. Además, ¿sería posible basar el circuito en componentes realmente básicos? No es tan sencillo para mí comprar IC especializados, pero tengo acceso a MOSFET simples y demás.
Cambiando las fuentes de energía con un FET mientras evita las caídas de tensión
3 respuestas
No tiene sentido decir que los diodos están fuera de discusión. Dos diodos Schottky parecen exactamente lo que usted desea, aunque deberían estar dentro de la ruta de retroalimentación del regulador para que su caída de voltaje se compense automáticamente.
Otra opción es hacer que este "banco de potencia" (lo que realmente es) apague un poco por encima de 5 V, y luego tenga una fuente de alimentación que apague aún más. Ambos alimentan la entrada de un conmutador de dólar que hace que los 5 V regulados para la computadora.
El conmutador Buck se ajustará automáticamente a cualquier voltaje de entrada que se le dé. Con la fuente de alimentación que tiene el voltaje más alto, como 12 V, por ejemplo, y este "banco de energía", tal vez 9 V, la fuente de alimentación siempre proporcionará energía cuando esté encendida.
Añadido después de que se definió "power bank"
Ahora dice que este "banco de energía" es algo que hizo que contiene baterías y un regulador para mantener la salida estable. Debes arreglar tu pregunta para definir esto. El "banco de poder" por sí mismo es ambiguo.
La respuesta conceptualmente simple es que la fuente de alimentación y el banco de alimentación alimenten la entrada a un conmutador de 5 V, cada uno a través de su propio diodo Schottky. Ajuste la tensión del banco de potencia para que sea un poco más de 5 V después del diodo, como quizás 6 V. Ahora, la fuente de alimentación solo necesita generar un voltaje más alto después de su diodo que el banco de potencia, y la energía se tomará de él. del banco de poder. Con un regulador de dólar, existe una amplia gama de voltaje que puede tener esta fuente de alimentación. Casi cualquier regulador Buck de 5 V que pueda encontrar funcionará con al menos 12 V pulg. Es una tensión de alimentación común, por lo que habrá muchas alternativas disponibles. 9 V también funcionará bien, por ejemplo, suponiendo que el paquete de energía emplee menos que eso.
Un mejor enfoque es dar un paso atrás y analizar todo el problema. Desea ejecutar su dispositivo de 5 V desde una fuente de alimentación cuando esté disponible, pero desde las baterías cuando no esté disponible. Por lo tanto, construir un dispositivo que hace eso. Solo se necesita un solo regulador de conmutación, a diferencia de los dos con uno en el banco de baterías y el otro para hacer los últimos 5 V. Use un solo interruptor de 5 V buck, con diodos para obtener su entrada directamente de las baterías o la fuente de alimentación. El que tenga mayor voltaje.
Coloque las baterías en serie para que el voltaje más bajo esté siempre por encima de la salida deseada de 5 V. Elija una fuente de alimentación con un voltaje más alto que el voltaje más alto del paquete de baterías. Use un microcontrolador para apagar las baterías cuando estén demasiado bajas.
Para obtener un crédito adicional, cargue las baterías cuando haya tensión de alimentación. Esto nuevamente sería administrado por el micro, que también haría el balanceo de carga.
Básicamente, este será un UPS de 5 V.
El esquema simple con MOSFET único invertido funciona a la perfección. Todas las líneas eléctricas pueden tener 5 V, porque la caída de voltaje en Schottky y el diodo corporal son diferentes.
La Raspberry Pi puede consumir 2.5A con dispositivos periféricos. Por lo tanto, use MOSFET con baterías para reducir las pérdidas de energía.
Aquí hay una manera fácil de hacerlo sin diodos y sus pérdidas concomitantes:
Elegí R1C1 para que +5 esté activo y estable antes de los conmutadores de relé, y elegí C2 para que la tensión a R2 (la carga) no caiga por debajo de 4.5 voltios durante el cambio de la batería a +5.
Desafortunadamente, aunque mi circuito funciona bien para cambiar de la batería a la fuente de 5V, no funciona bien cuando se pasa de la fuente de alimentación +5 a la batería.
El motivo es que, dado que el relé tiene una gran cantidad de histéresis entre DEBE HACER Y DEBE DESCONECTARSE, el relé se mantendrá hasta que la tensión de alimentación caiga lo suficiente para que el relé se dispare, y esa variación en la tensión de alimentación será Presentado tanto a la carga como a la bobina de relé.
Tampoco creo que haya una manera de evitar el problema de histéresis usando MOSFETS y solo RCs, ya que habrá una variación de voltaje en sus puertas entre ON y OFF, y, a menos que llegue a ese umbral lo suficientemente rápido, su carga va a sufrir.
Creo que la conmutación se puede hacer lo suficientemente rápido usando un comparador de voltaje para establecer el voltaje de umbral de conmutación, así que, de vuelta al tablero de dibujo ...
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