¿Alimentar el microcontrolador desde líneas de 24 V con ciclos de trabajo variable?

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En primer lugar, debo decir que no estoy seguro de cuán factible es esto, y que si alguien tiene una solución mejor, me encantaría escucharla.

Tengo la siguiente situación. Tengo un microcontrolador que consume un promedio de aproximadamente 80 mA (podría ser de hasta 300 mA durante un tiempo muy corto durante el arranque). Funciona en 3.3V. Me gustaría leer el estado de varias líneas de 24V DC. No habrá más de una línea en un momento dado. Sin embargo, dicha línea puede parpadear de forma intermitente.

Me gustaría encender mi microcontrolador desde estas mismas líneas que estoy leyendo. Aquí hay una solución muy dura que pensé. No soy un EE, así que por favor señale cualquier error evidente. :)

¿Es este un enfoque razonable o voy por el camino completamente equivocado? También estoy considerando agregar una batería de ión litio, pero me preocupa que lo estresaría mucho al no poder proporcionar una fuente de carga constante y, en cambio, estaría cargando en incrementos realmente pequeños en intervalos semi-aleatorios.

Editado para mayor claridad.

    
pregunta brenzo

2 respuestas

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Es un enfoque razonable si: 1) tiene una buena idea de cuánto tiempo estará desconectada la alimentación, y 2) si la alimentación está fuera demasiado tiempo, su sistema debe reiniciarse y reiniciarse correctamente cuando vuelva la alimentación, y 3) el reinicio repetitivo no dañará el sistema (más o menos igual a 2)

Puede usarlo con un condensador grande con los números que proporcionó. Aquí hay una forma de calcular el tamaño del capacitor.

Hay dos fórmulas simples que puedes usar:

  1. Q = CV es la carga eléctrica almacenada para la capacitancia C con voltaje V en la unidad de Coulombs
  2. Definición de Coulomb: 1 Coulomb = 1 Amperio * 1 segundo, o la cantidad de carga transferida si una corriente de 1 Amp fluyó durante 1 segundo.

Entonces, si su circuito MCU debe recibir alimentación durante 1/2 segundo a 80 mA, es decir, 0.08A * 0.5s = 0.04 Coulombs de carga transferidos durante ese tiempo.

Por ahora supongamos que su convertidor DC-DC tiene una eficiencia del 100%, y digamos que puede funcionar con una entrada de 6V y mantener una salida de 3.3V. Entonces, cuando se corta la alimentación, el condensador comienza a 24V y se descarga a 6V antes de que el convertidor DC-DC se apague y queremos suficiente capacitancia en la entrada para que esto tome 0.5 segundos.

Usando Q = CV, tenemos 0.04 = C * (24 - 6). Resolviendo para C, obtenemos C = 2,222 microFarads.

Entonces, digamos que nuestro convertidor DC-DC es 85% eficiente, así que aumentamos esto: 2222 / .85 = 2614 uF.

Entonces necesitas un condensador grande pero está dentro de lo razonable.

Otra cosa importante a considerar es la carga de un capacitor de 2,700 uF. Habrá una corriente de entrada muy alta cuando el 24V vuelva a encenderse. Esta corriente estará limitada por la resistencia del diodo, el suministro + la impedancia del cable y la impedancia del capacitor. Lea las hojas de datos del diodo, el capacitor y la fuente de alimentación. Los diodos y los condensadores tendrán límites en la corriente de sobretensión y durante cuánto tiempo puede durar la sobretensión. Los condensadores tienen una especificación de corriente pico repetitiva. Es posible que su suministro de 24 V no pueda manejar la carga pesada con gracia (por ejemplo, si tiene un límite de corriente de retroceso, puede reiniciarse varias veces).

Así que sí, su enfoque es factible, pero problemas como la corriente de alta entrada, el circuito de reinicio de la MCU y la capacidad de los circuitos descendentes para manejar el ciclo de alimentación requerirán una gran consideración.

    
respondido por el Vince Patron
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Si bien es probable que al menos una de estas líneas esté activa en cualquier momento, no está garantizado. Sin embargo, es seguro asumir que no más de uno estará activo en un momento dado.

no puede tener dos declaraciones en conflicto una al lado de la otra.

  

¿Es este un enfoque razonable?

por lo general no es una buena idea alimentar un dispositivo, incluido un mcu, a una fuente de energía que pueda desaparecer.

En la medida en que la energía pueda desaparecer por un corto período de tiempo, hay formas de evitarlo. pero sin que usted articule la naturaleza de la interrupción, es difícil recomendar un enfoque en particular.

la detección de las líneas de 24v, sin embargo, se puede hacer fácilmente.

    
respondido por el dannyf

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