Diseño del sistema de batería de respaldo

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Así que estoy tratando de diseñar un convertidor de CA / CC para una unidad de prueba que irá dentro de una cámara ambiental, pero también estoy tratando de construir un cargador de respaldo de batería y un circuito de conmutación, en caso de que pierda Potencia del convertidor de corriente AC / DC. Actualmente estoy planeando usar el LM3420 de TI para lidiar con la carga de la batería. Un gran inconveniente es que quiere 13-20 V para alimentar los circuitos de carga. Y la batería será de aproximadamente 8.4V voltios.

Casi todos mis componentes electrónicos restantes se ejecutarán en 5V, MCU, pantalla LCD, LEDS, etc. Por lo tanto, no necesariamente quiero usar un regulador de voltaje de 7805 5V que sale de la batería o del Convertor porque perderé Mucha energía y convertirla en calor, ambas cosas que estoy tratando de evitar. ¿Alguien tiene alguna sugerencia o una manera diferente de reducir la disipación de energía o una mejor manera de reducir la pérdida de voltaje para el convertidor de CA / CC y la batería?

A continuación hay un enlace al controlador del cargador de batería que estoy tratando de usar, página 14, es el diseño actual que estoy considerando implementar.

enlace

Arriba hay un diagrama de bloques aproximado de cómo veo este sistema interactuar con los diversos componentes.

Gracias por cualquier consejo o consideraciones de diseño que he mencionado

    
pregunta icstarz2

1 respuesta

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Tengo muchas preguntas para ti, pero puedo darte algunas ideas. Aquí hay algunas de mis preguntas para usted:

1) ¿Por qué diseñar su propio suministro de ACDC, a menos que solo quiera aprender? El aprendizaje es excelente, pero puedes comprar suministros de ACDC que hacen todo lo que deseas por muy, muy barato.

2) ¿Qué química de la batería, o importa? Recomendaría mantenerse alejado de las LiPO a menos que desee utilizar un contador de culombio y realizar un seguimiento de los cargos. Estoy asumiendo que no. Otros químicos son más indulgentes, como NiMH o NiCds.

3) ¿Cuál es el voltaje de salida de su ACDC?

En general, para tener una mejor eficiencia de conversión, querrá usar un regulador de conmutación en lugar de un regulador lineal. Usted puede obtener alrededor del 90% de eficiencia con bastante facilidad. Si se trata de una sola vez, puede utilizar un tablero de demostración. De lo contrario, puede obtener módulos con interruptores y gorras integrados, o controladores que también seleccionaría los FET y los pasivos que elija para ajustarlo a su aplicación. LTSpice es lo que uso para simular antes de diseñar un tablero, y funciona muy bien para esto.

En términos de manejo de todas las fuentes de energía (batería, acdc), querrá "o" sus fuentes de energía usando un diodo para cada fuente diferente. Usted querría que dominara el ACDC, por lo que tal vez lo configuraría para apagar 12V. En una situación de "o", si su batería fuera de 8.4 V, el ACDC saldría adelante ya que tiene un voltaje más alto. No se extraería nada de su batería cuando el ACDC estaba encendido.

Sin embargo, dependiendo de tu dibujo actual, es posible que no quieras usar un diodo. Sé que Linear Technology proporciona una parte para este tipo de situación llamada Ideal Diode Controller. Básicamente, utiliza un diodo corporal de FET para el diodo "o", pero luego conecta uno de sus circuitos integrados a la compuerta del FET para que funcione con solo una caída de 25mV en lugar de una caída de 700mV. Los he usado para empujar 10 A a través de un diodo, y debajo de una cámara térmica apenas se podía decir que el dispositivo se estaba calentando. Hermoso concepto, y funciona muy bien.

Si decide ir con todo incluido y conocer la capacidad de su batería, TI fabrica un chip que he usado y lo recomendaría personalmente con el número de pieza BQ2060A. Utiliza una resistencia de detección y un convertidor A / D para controlar la corriente de entrada y salida del dispositivo, utilizando puntos de activación de voltaje para asegurarse de que sus lecturas de capacidad tengan sentido con el tiempo. Necesitará un bus I2C para leer los datos, por lo que no será trivial implementarlo.

La salida de su batería y el ACDC, después del diodo "o" -ing, entraría en un regulador de conmutación (para máxima eficiencia), o un regulador lineal. La salida de su regulador de conmutación a veces se puede alimentar a su regulador lineal si desea tener un suministro súper limpio. Dele a sus reguladores lineales aproximadamente 1.5V - 2V por encima del voltaje de salida que necesita de ellos y obtendrá 60-120dB de rechazo de ruido de la fuente de alimentación. Además, puede agregar ferritas en la entrada y salida de su regulador lineal y deshacerse de la mayoría de los transitorios de ruido de conmutación. Google "Jim Williams" y "ferritas" y probablemente creará una de sus notas de aplicación que describa esto.

¡Buena suerte!

    
respondido por el Mike Barber

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