Commutation en douceur entre les batteries 12 V, avec un interrupteur à bascule

17

J'ai un certain nombre d'instruments (12 volts, tirant quelques centaines de milliampères) qui doivent parfois être commutés entre l'une des deux batteries au plomb de 12 volts.

L'interrupteur à bascule est interrompu avant la création, il y a donc une fraction de seconde d'interruption de l'alimentation qui provoque le redémarrage de quelques instruments.

Les instruments sont des boîtes noires, et je ne sais pas ce qu'ils contiennent ni comment ils fonctionnent.

Comment puis-je atténuer la baisse de puissance pendant le basculement et empêcher le redémarrage? Un condensateur et une résistance en série du côté de la charge de l'interrupteur à bascule seront-ils adéquats?

Les caractéristiques internes des instruments me sont inconnues (cela fait partie du problème), donc je ne sais pas quel type d'interruption de l'alimentation est acceptable. De plus, il existe plusieurs instruments qui peuvent être allumés ou non à ce moment-là, ce qui ajoute à la complexité du problème, donc je recherche la solution la plus simple et la plus générique qui ne nécessite pas beaucoup de sophistication - c'est pourquoi j'étais en pensant à un condensateur et une résistance de 12 V à travers le commutateur.

ConanTheGerbil
la source
2
Quelle baisse de tension est autorisée pendant la période de transition?
Andy aka
4
un condensateur suffisamment grand peut endommager votre commutateur.
Jasen
6
Je doute que. Les commutateurs prennent un coup sur "pause", en particulier quand il est inductif. Et le plafond traitera de cela. Le hit sur "make" n'est pas aussi mauvais, et mieux encore puisque la différence de tension sur make sera assez faible à cause du capuchon.
Harper - Rétablir Monica le
Deux commutateurs ne fonctionneraient-ils pas? Commencez par l'un d'eux, puis l'autre.
données du
5
Un condensateur derrière un interrupteur peut finir par provoquer des pointes de courant d'appel brutales après la "fabrication" .... qui pourraient ne pas provoquer d'étincelles, mais un soudage par résistance ...
rackandboneman

Réponses:

20

Un peu de maths simples:

Dans une charge du condensateur, Q, et de la tension, V, sont liés par Q=CV .

Le courant est le taux de débit de charge, donc la différenciation nous donne I=dQdt=CdVdt

Vous souhaitez calculer votre chute de tension pendant la durée du transfert de l'interrupteur, nous allons donc réorganiser

C=Idvdt=Idtdv

Donc, en jetant quelques chiffres approximatifs, nous dirons que vous dessinez 250 mA, vous pouvez tolérer une baisse de 0,8 V et votre commutateur prend 50 ms pour lancer ensuite

C=Idtdv=0.250.050.8=0.015 F=15,000 μF

schematic

simuler ce circuit - Schéma créé à l'aide de CircuitLab

Figure 1. Le circuit.

@Jasen fait valoir qu '"un condensateur suffisamment grand peut endommager votre commutateur". Le point ici est qu'un condensateur agit comme un court-circuit lorsqu'il est d'abord connecté à une alimentation car il est complètement déchargé. En conséquence, il y aura une surtension initiale à travers l'interrupteur déjà fermé. Vous pouvez utiliser un interrupteur costaud ou ajouter une résistance de limitation de courant en série avec C1.

Une fois initialement chargé, le courant de commutation sera proche du courant de charge lors de chaque transition de commutateur.

Transistor
la source
utilisez un interrupteur de 20 A ou plus pour réduire la brûlure de contact.
Jasen
7
J'ai considéré cela, mais ce n'est pas la commutation de 20 A mais seulement quelques centaines de mA. Il doit être capable de transporter un courant élevé pendant une très courte durée à la mise sous tension, mais c'est tout. Le problème est que peu de fiches techniques affichent un indice de courant, car dans la plupart des applications, c'est l'indice de commutation qui est important.
Transistor
4
ce bref moment, c'est quand les contacts rebondissent, le pire moment que ça pourrait être,
Jasen
1
Je pense que nous envisageons différents scénarios. Dans le mien, la surtension initiale se produit lorsque le circuit est mis sous tension pour la première fois en connectant une batterie, et non en basculant le commutateur afin qu'il ne doive pas commuter le courant. Une fois la charge initiale terminée, toutes les commutations ultérieures ne sont que le courant de charge plus un peu supplémentaire en raison de la chute de tension pendant la commutation.
Transistor
@Jasen Cette brève période où les contacts ne bougent pas
slebetman
25

Vous pouvez ajouter deux diodes Schottky au commutateur, permettant à l'une ou l'autre batterie d'alimenter la charge via une diode. Pendant la commutation, la tension chutera de 0,35 V (1N5817 @ 200 mA) en dessous de la tension de la batterie la plus chargée, et elle évite la surtension provoquée par l'ajout d'un condensateur. Vous pouvez même retirer le commutateur si une perte de puissance de 3% est acceptable.

Schematic

simuler ce circuit - Schéma créé à l'aide de CircuitLab

Styles Tim
la source
14
Un acide de plomb entièrement chargé est plus de 0,5 V au-dessus d'un acide déchargé, donc le connecter le fera effectivement prendre la charge immédiatement via la diode.
vidarlo
@vidarlo deux diodes au lieu d'une, alors?
John Dvorak
Non, une diode va bien
vidarlo
15

Cela peut sembler trop simpliste, mais j'ai déjà travaillé sur ce sujet par le passé avec un simple interrupteur momentané sur l'interrupteur à bascule principal. Le maintenir branché relie les deux sources 12 V ensemble pendant que vous retournez la principale. Donc, à aucun moment le courant n'est interrompu. Et avec cela, les deux sources sont complètement isolées pendant le fonctionnement normal et ne peuvent pas rester accidentellement connectées.

George Robertson
la source
1
Une grande quantité d'énergie peut s'écouler de la batterie complètement chargée vers la batterie déchargée lorsqu'elle est connectée.
Ian Ringrose
@IanRingrose Cela peut ou peut ne pas être un problème; dans tous les cas, il peut être atténué avec une résistance ou autre.
glglgl
@George Avec la configuration actuelle, la connexion des sources n'aidera pas beaucoup; l'interrupteur "casser avant de faire" déconnectera la charge.
glglgl
3

Vous pouvez consulter la gamme Texas Instruments Power MUX: lien.

Il existe des versions 12V. J'ai un 5V pour changer les batteries LiPo sur un microprocesseur mais je ne pense pas qu'il redémarre car cela n'a pas d'importance dans mon cas.

Ils ne sont pas si chers et vous pouvez obtenir un module d'évaluation si vous n'êtes pas content de souder des composants à faible encombrement.

Bonzo
la source
2

Procurez-vous un commutateur SP3T avec des contacts à fermeture avant de connecter chaque batterie au contact à une extrémité. Et les deux batteries au contact central via une diode d'alimentation Schottky.

De cette façon, il n'y aura pas de "temps mort" pendant le basculement.

Trouver un interrupteur approprié peut être délicat.

Jasen
la source
Merci @Jansen - Je connais cette option, mais comme vous l'avez mentionné, trouver un interrupteur approprié n'est pas facile et est plus difficile dans mon cas, car l'espace est restreint et les interrupteurs doivent être très petits.
ConanTheGerbil
1
RS les a disponibles mais vous devez en acheter 500
Jasen
0

Pourriez-vous utiliser deux petits interrupteurs pour faire casser l'un l'autre? Est-ce que cela mettrait trop de pression sur le chargeur? C'est un chargeur je suppose? Ou serait-ce trop de pression sur les batteries en raison des différents niveaux de charge? En outre, le schéma de circuit d'origine serait utile. Cela aiderait un apprenant visuel comme moi à voir la configuration actuelle. Ou changez-le plus tôt avant que la batterie ne soit si déchargée qu'elle provoque une chute. Il existe sur le marché un interrupteur intelligent conçu pour l'automobile pour une combinaison de batteries à cycle profond / démarrage. Vous avez mentionné peu d'espace, donc vous ne savez pas si cela fonctionnera pour vous. Il y a une solution dans l'esprit de quelqu'un quelque part qui fonctionnera parfaitement.

Aerogrudge
la source
Certaines parties de cette réponse fonctionneraient mieux en tant que commentaires. À droite, cela ne répond pas directement à la question, il est donc probable qu'il soit rejeté. Il convient de rappeler que Stack Exchange n'est pas un forum de discussion, c'est un site de questions / réponses.
David
0

J'utilise cet appareil pour à peu près exactement votre problème:

http://www.mini-box.com/Y-PWR-Hot-Swap-Load-Sharing-Controller

Je suppose qu'il est facile pour quelqu'un ayant de l'expérience dans ce domaine de dupliquer si vous préférez rouler le vôtre.

Remarque: Je n'ai aucune affiliation avec le site vendant ce qui précède, et je ne suis pas sûr qu'il soit actuellement disponible étant donné qu'il n'y a pas de prix indiqué, seulement "demander un devis". Quand je l'ai acheté il y a de nombreuses années (probablement près de 10), il n'était pas cher.

R .. GitHub ARRÊTEZ D'AIDER LA GLACE
la source
-1

Selon le contexte, cela peut être un problème difficile voire très difficile.

Si la charge ne tolère aucune interruption, vous devez en faire un processus en 2 étapes avec 2 diodes et un commutateur spécial qui passe à travers un état lorsque les deux sources sont allumées.

(ou même en 4 étapes si vous ne voulez pas qu'une diode consomme constamment un volt, le commutateur rotatif devient votre ami).

fraxinus
la source