Подмножество резюме:
I = избыточный ток, который должен быть обеспечен.
T = время, чтобы обеспечить этот дополнительный ток.
V = допустимое падение напряжения в течение этого периода.
C = емкость в Фараде, чтобы удовлетворить это требование.
Потом:
Теоретически и достаточно близко, чтобы быть полезным в реальных приложениях:
Результаты не внушают оптимизма :-(.
(1) Предоставление конденсатора, чтобы сделать все
Для перегрузки по току I ампер, падение V вольт в течение времени T секунд (или его части) требуется конденсатор C, как указано выше)
или свисать заданные CIT, просто переставляя
или время, когда Cap C выдержит данный CIV, просто переставляя =
Так, например, при перегрузке в 1 ампер в течение 1 секунды и падении напряжения 2 вольт
C = I x T / V = 1 x 1 x / 2 = 0,5 Фарад = мм.
Суперкапсы могут спасти вас, пока поддерживается необходимый пиковый ток.
SUPERCAP РЕШЕНИЕ
Решение Supercap (SC) выглядит практически жизнеспособным.
Эти 3F, 2,5 В суперкапы доступны со склада Digikey по цене 1,86 долл. США / 10 и производительностью менее 85 центов. Цены
Для блока 3F, 2,7 В допустимая скорость разряда в 1 секунду до 1/2 В составляет 3,3 А. Внутреннее сопротивление составляет менее 80 мОм, что позволяет падение примерно на 0,25 В из-за ESR при 3A.
Два в серии дают 1,5F и 5,4 В Vmax. 3 в серии дает 1 Фарад, 8,1 В Vmax, тот же разряд 3А и падение 0,75 В из-за СОЭ при 3А.
Это будет хорошо работать для всплесков в десятых долях второго диапазона. Для указанного случая сусла 3А требуется 5 секунд, возможно, 15 Фарад.
То же самое семейство 10F, 2.7V $ 3/10, 26 мОм выглядит хорошо. 10А разрешено разряжать. Два последовательных понижения от 5,4 до 5 вольт при 3А дает
T = V x C / I = 0.4 x 5 / 3 = 0.666 seconds.
Попасть туда.
(2) ЕСЛИ падение приводит к сбросу системы и т. Д., И каждый хочет этого избежать (как это обычно делают :-)), часто полезным решением является обеспечение дополнительного источника питания для электроники крышкой, которая удерживает их в течение периода отключения.
например, электронике нужно сказать 50 мА. Требуемое время удержания = скажем, 3 секунды (!). Допустимый спад = 2В скажем.
Сверху
- C = I x T / V = 0,05 x
3/2
= 0,075 Фарад
= 75 000 мкФ
= 75 мФ (миллифарад)
Это большой по большинству стандартов, но выполнимый. Суперкап в 100 000 мкФ достаточно мал. Здесь 3-х секундная задержка "убийца". Для более типичного, скажем, выпадения 0,2S требуемый предел
75 000 мкФ х 0,2 / 3 = 5000 мкФ = очень выполнимо.
(3) Небольшая аккумуляторная батарея для электроники может быть полезна по очевидным причинам.
(4) Повышающий преобразователь: в коммерческом проекте, в котором использовались неперезаряжаемые аккумуляторы 4 x C, для обеспечения 5 В, 3 В 3 и батареи с электроприводом (контроллер тренажера) в конце срока службы Vbattery значительно опускался ниже необходимого 5 В в конце срока службы батареи и много намного ниже, когда двигатели работали. (Первичный дизайн был не мой). Я добавил повышающий преобразователь на основе шестнадцатеричного инвертора Schmitt CMOS 74C14 для обеспечения постоянного напряжения 5В для электроники плюс 3В3 для микроконтроллера. Ток покоя повышающего преобразователя и 2 регулятора LDO и электроны до 100 мкА.
E & OE - возможно, где-то там что-то не так, легко сделать. Если так, кто-нибудь скажет мне об этом :-).
ДОБАВЛЕНО:
Вопрос: Было (вполне понятно) предположить, что
Я не уверен, что вы отвечаете на главный вопрос пользователей.
Остановить перегрузку источника питания не представляется возможным.
Это не случай отключения электропитания, это случай, когда требуется разрешить более высокий ток в течение коротких периодов (порядка 5 или более секунд).
Это похоже на случай необходимости другого источника питания
отклик
Я полагаю, что я полностью отвечаю на этот вопрос, как и было задано, НО я также обращаю внимание на то, что, по моему мнению, также может быть более масштабным вопросом.
Следовательно, здесь, похоже, есть касательные и не относящиеся к делу материалы.
Я рассмотрел вопросы, которые не задавались, а также вопросы, которые задавались, основываясь как на моем собственном опыте в аналогичных приложениях, так и на общих ожиданиях.
Проблемы
«Что делать, если спрос превышает предложение» и
«Что делать, если предложение падает ниже спроса».
Это одно и то же на практике, но может иметь разные причины.
Обратите внимание, что мой ответ (1) конкретно говорит
и его вопрос был
- «... но есть случаи (когда все сервоприводы внезапно загружаются), когда я думаю, что потребляемая мощность будет превышать 2А в течение короткого периода времени.
т.е. иметь дело с перегрузкой по току именно то, что он просит.
НО перегрузка по току вызвана перегрузкой, и, когда видна «стоимость» попыток справиться с перегрузкой по току (0,5 Фарада или что-то в этом роде), тогда перспектива может превратиться в «что мы можем сделать, чтобы преодолеть эту перегрузку по-другому». Следующее наиболее очевидное «решение» заключается в том, чтобы принять удар по производительности двигателя, позволить шине подачи питания упасть, НО поддерживать локальное питание, чтобы сохранить вменяемость электроники. Другое решение, которое я не удосужился решить, - это отключить систему, например, замедляя скорость серво, когда все включены одновременно. Приемлемо ли это, зависит от приложения.
Причина, по которой мы можем ПОПРОБОВАТЬ, чтобы справиться с кратковременной ситуацией перегрузки по току, заключается в том, что источник питания в большинстве случаев имеет запасную емкость, и это используется для зарядки крышек до события помпажа. Колпачки волшебным образом не производят дополнительный ток, просто копят запасной ток на дождливый день.
Для подачи тока конденсатор ДОЛЖЕН терять напряжение, поэтому я также указываю приемлемый предел для этого. Я думаю, вы обнаружите, что если вы сформулируете его требования в цифрах, а затем включите их в мои формулы, на его вопрос будет дан ответ.
Перехожу на геометрический пост.
- Но это не случай 6V * 3A * 5s. Вам нужна достаточная емкость, чтобы предотвратить провисание выхода на достаточно низком уровне, чтобы на выходе блока питания потребовалось больше тока. Это действительно просто не произойдет в хорошем смысле.
То, что происходит, очень сильно зависит от исходных характеристик поставки.
Представьте, что LM350 использовался. Лист данных здесь . Это по сути LM317 на стероидах. Хорошо для 3А в большинстве условий и 4,5А В МНОГИХ, глубокого применения. 3А гарантировано. На рис. 2 показано, что он хорош для 4,5 А для дифференциала Vin-Vout от 5 до 15 В в зависимости отпо другим вопросам. Он может работать вблизи своего текущего предела с хорошим регулированием. Если он работает при 3 А и если его падение не слишком велико и он хорошо нагревается, он не будет горячим, и будут обеспечены периодические пики в 4,5 А. Делайте это слишком часто, и температура поднимется, и фиг. 1,4,5 и несколько не показанных вещей повлияют на его поведение. Во-первых, Vout начнет падать на пиках, а конденсатор на выходе поможет ему обслуживать нагрузку. Увеличение drOop и более длинные пики и конденсатор будут призваны сделать больше. Если микросхема решила полностью отключиться на мгновение (что вряд ли когда-либо будет), пока T x I / C не превысит падение напряжения, которое является приемлемым, конденсатор выполнит всю работу. Восстановите Iout до 3А, и конденсатор будет заряжаться до следующего раза.
