Commutazione regolare tra batterie da 12 V, con interruttore a levetta

Ho un numero di strumenti (12 volt, che disegna poche centinaia di milliampere) che occasionalmente devono essere scambiati tra una delle due batterie al piombo-acido da 12 volt.

L'interruttore a levetta è break-before-make, quindi c'è una frazione di seconda interruzione dell'alimentazione che provoca il riavvio di un paio di strumenti.

Gli strumenti sono scatole nere e non so cosa ci sia dentro o come funzionano.

Come posso appianare la caduta di corrente durante la commutazione e impedire il riavvio? Un condensatore e una resistenza in serie sul lato del carico dell'interruttore a levetta saranno adeguati?

Le caratteristiche interne degli strumenti non mi sono note (fa parte del problema), quindi non so quale tipo di interruzione della fornitura sia accettabile. Inoltre, ci sono diversi strumenti che possono essere attivati ​​o meno al momento, il che aumenta la complessità del problema, quindi sto cercando la soluzione più semplice e generica che non richiede molta raffinatezza - ecco perché pensando solo a un condensatore da 12 V e resistenza attraverso l'interruttore.

Un po 'di matematica semplice:

In una carica del condensatore, Q, e la tensione, V, sono legati da $Q = CV$ .

La corrente è la velocità del flusso di carica, quindi la differenziazione ci dà $I = \frac {dQ}{dt} = C \frac {dV}{dt}$

Vuoi calcolare la caduta di tensione per la durata del trasferimento dell'interruttore, quindi riorganizzeremo come

Quindi, aggiungendo alcune cifre approssimative, diremo che stai disegnando 250 mA, puoi tollerare una caduta di 0,8 V e il tuo interruttore impiega 50 ms per lanciare quindi

^{simula questo circuito - Schema creato usando CircuitLab}

Figura 1. Il circuito.

@Jasen sottolinea che "un condensatore sufficientemente grande può danneggiare il tuo interruttore". Il punto qui è che un condensatore funge da cortocircuito quando viene collegato per la prima volta a un alimentatore perché è completamente scarico. Di conseguenza, si verificherà un aumento di corrente iniziale attraverso l'interruttore già chiuso. È possibile utilizzare un interruttore rinforzato o aggiungere un resistore di limitazione della corrente in serie con C1.

Una volta caricata inizialmente, la corrente di commutazione sarà vicina alla corrente di carico durante ciascuna transizione di commutazione.

È possibile aggiungere due diodi Schottky allo switch, consentendo a entrambe le batterie di alimentare il carico tramite un diodo. Durante la commutazione la tensione scenderà di 0,35 V (1N5817 @ 200 mA) al di sotto della tensione della batteria con la massima carica ed evita il sovraccarico di corrente causato dall'aggiunta di un condensatore. Potresti anche rimuovere l'interruttore se una perdita di potenza del 3% è accettabile.

^{simula questo circuito - Schema creato usando CircuitLab}

Questo potrebbe sembrare eccessivamente semplicistico, ma in passato ho lavorato su questo con un semplice interruttore momentaneo attraverso l'interruttore a levetta principale. Tenendolo premuto si collegano insieme le due sorgenti da 12 V mentre si capovolge la principale. Quindi in nessun momento la potenza viene interrotta. E con questo le due fonti sono completamente isolate durante il normale funzionamento e non possono essere accidentalmente lasciate connesse.

Puoi dare un'occhiata alla gamma Power MUX di Texas Instruments: link.

Esistono alcune versioni da 12V. Ne ho uno da 5 V per accendere le batterie LiPo su un microprocessore ma non penso che si riavvii perché non importa nel mio caso.

Non sono così costosi e puoi ottenere un modulo di valutazione se non sei felice di saldare componenti di piccole dimensioni.

Ottieni un interruttore SP3T con contatti di chiusura prima di collegare ogni batteria a un contatto di estremità. E entrambe le batterie al contatto centrale tramite un diodo di potenza Schottky.

In questo modo non ci saranno "tempi morti" durante la commutazione.

Trovare un interruttore adatto può essere complicato.

Potresti usare due piccoli interruttori per far spezzare uno? Metterebbe troppo a dura prova il caricabatterie? È un caricatore suppongo? O sarebbe troppo stressante per le batterie a causa di diversi livelli di carica? Inoltre, lo schema circuitale originale sarebbe di aiuto. Ciò aiuterebbe uno studente visivo come me a vedere l'attuale configurazione. Oppure accendilo prima che la batteria sia così scarica da causare una caduta. Esiste sul mercato uno switch intelligente realizzato per il settore automobilistico per la combinazione di ciclo profondo / avviamento della batteria. Hai citato poco spazio, quindi non sei sicuro che funzionerà per te. C'è una soluzione nella mente di qualcuno da qualche parte che funzionerà perfettamente.

Uso questo dispositivo praticamente per il tuo problema:

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

Suppongo che sia facile duplicare qualcuno con esperienza in questo settore se preferisci realizzare il tuo.

Nota: non ho alcuna affiliazione con il sito che vende quanto sopra e non sono sicuro che sia attualmente disponibile dato che non esiste un prezzo elencato, solo "richiesta preventivo". Tuttavia, quando l'ho acquistato molti anni fa (probabilmente quasi 10) era economico.

A seconda del contesto, questo può essere un problema difficile o addirittura molto difficile.

Se il carico non tollera alcuna interruzione, è necessario renderlo un processo in 2 fasi con 2 diodi e un interruttore speciale che passa attraverso uno stato quando entrambe le fonti sono accese.

(o anche in 4 fasi se non vuoi che un diodo mangi costantemente un volt, l'interruttore rotante diventa tuo amico).