Гальванически развязанный автономный источник питания

Устройство предназначено для подачи автономного (полностью развязанного от сети) электропитания на нагрузку с током не более 4А.

Для навигации по меню необходимо вращать энкодер. Для выбора конкретного пункта меню нужно нажать на центральную кнопку энкодера и держать не менее 0,5 с. При длительном нажатии (около 7 сек) на кнопку энкодера в центральном меню будет происходить управление нагрузкой (вкл/выкл). При длительном нажатии (около 7 сек) на кнопку энкодера в любом другом меню будет происходить переход на главный экран.

Обозначения:

Тип элементов – выбор типа АКБ (LTO, LiFe)

Число элементов – выбор числа ячеек АКБ (1-6)

Макс. ток – максимально возможный ток через нагрузку, при превышении которого нагрузка будет отключена (0,1 – 4,0 А)

Мин. ток – минимальный ток, при достижении которого резервный АКБ будет считаться заряженным (0,1 – 0,6 А)

Макс. тем-ра – максимально возможная температура на АКБ, при которой не происходит отключение от зарядного устройства, либо от нагрузки (20 – 80 С)

Ёмкость АКБ – номинальная ёмкость блока (3 – 25 А*ч)

Переключение – напряжение основного АКБ при достижении которого происходит переключение на резервный (зависит от параметров АКБ)

I_01 – начальный ток АКБ 1 (при нажатии средняя точка подбирается автоматически с сохранением возможности ручной регулировки)

I_02 – начальный ток АКБ 2 (при нажатии средняя точка подбирается автоматически с сохранением возможности ручной регулировки)

Нагрузка – подключение нагрузки (вкл/выкл)

Контроллер – отключение контроллера основной АКБ (вкл/выкл)

Шов – время коммутации резервного АКБ с основным АКБ для обеспечения непрерывного питания нагрузки (4 – 20 мс)

Назад – возврат в меню

Заводские настройки – возврат к параметрам по умолчанию

Назад – возврат в меню.

Распределение температурного поля по Устройству при зарядке резервного АКБ максимально возможным током (4,1 А)

При естественной конвекции и температуре окружающего воздуха 26 С, температура на микросхеме преобразователя не поднимается выше 68 С.

От руководителя проекта. От момента изучения ТЗ до выхода функционального образца прошло около 8 недель. Одним из самых ответственных этапов функционирования Устройства является «бесшовное» переключение АКБ, для обеспечения нагрузки непрерывным питанием. Опасность заключается в возможности отдачи АКБ тока более 60А при подключении полностью заряженной батареи к полностью разряженной, где разность потенциалов может достигать 5 В. Однако, законы коммутации, говорящие о конечном времени нарастания тока (инерционности), а также время необходимое на физическое разрушение медных дорожек (в нашем случае – оплавления предохранителей) оставляет возможность непосредственного соединения АКБ с разными уровнями заряда.

Теоретические расчеты показывают, что время, необходимое для разрушения медных проводников Устройства (при разности потенциалов 5 В и нарастании тока до 100 А) составляет около 75 мс, оплавление предохранителей около 30 мс. Поэтому переключение блоков за время, ниже указанных значений гарантированно будет обеспечивать непрерывное питание нагрузке без оплавления предохранителей. На осциллографе зафиксирован дребезг контактов при переключении реле. Провалов питания не наблюдается, разрушения предохранителей не происходит (коммутировались АКБ 15,5 В с АКБ 12,9 В длительностью 10 мс, ориентировочное нарастание тока до 30 А). Очень сложный проект, много подводных камней и тонкостей. Однако задача была решена в приемлемые сроки, заказчик остался доволен.