Ang system ng power path controller na gumagamit ng ltc4412 upang lumipat sa pagitan ng pangunahin at pandiwang pantulong na lakas

Maraming mga sitwasyon kung ang aming disenyo ng circuit ay may dalawang mapagkukunan ng kuryente tulad ng isang adapter at isang baterya o maaari pa itong maging dalawang iba pang mga power supply mula sa dalawang magkakaibang outlet. Ang kinakailangan ng aplikasyon ay maaaring maging isang bagay na tulad nito dapat palaging kailangang manatiling ON habang nabigo ang kuryente sa pamamagitan ng paggamit at karagdagang mapagkukunan ng kuryente na magagamit. Halimbawa, ang isang circuit na pinapatakbo gamit ang isang adapter ay kailangang lumipat sa isang baterya o isang pantulong na suplay ng kuryente nang hindi nagagambala ang pagpapatakbo ng circuit sakaling magkaroon ng pagkabigo sa kuryente.

Sa mga kasong nabanggit sa itaas, makakatulong ang isang Power Path Controller Circuit. Talaga, ang isang circuit ng control path ng kuryente ay lilipat ng pangunahing lakas ng circuit board depende sa magagamit na mapagkukunan ng kuryente sa pamamagitan ng pagkontrol sa daanan mula sa kung saan nagmumula ang kuryente sa circuit.

Sa proyektong ito, magtatayo kami ng isang nakatuon na sistema ng tagakontrol ng landas ng kuryente na magpapalit ng input ng kuryente ng pagkarga mula sa pangunahing lakas patungo sa pandiwang pantulong sa panahon ng pangunahing kabiguan ng kuryente at muling palitan ang pangunahing mapagkukunan ng auxiliary sa pangunahin sa pangunahing yugto ng naibalik na lakas. Ito ay isang napakahalagang circuit na itatayo upang suportahan ang hindi nagagambalang estado ng application ng supply ng kuryente habang ang lakas ng pag-input ay nagbabago mula pangunahin patungo sa pandiwang pantulong o pandiwang pantulong sa pangunahing. Sa madaling salita, maaari itong gumana tulad ng UPS para sa Arduino at Raspberry Pi Projects at maaari din itong magamit para sa maraming baterya na naniningil mula sa isang solong charger.

Mga Kinakailangan

Ang kinakailangan ng circuit ay tinukoy bilang sa ibaba-

Ang kasalukuyang karga ay magiging hanggang sa 3A.
Ang maximum na boltahe ay magiging 12V para sa isang adapter (pangunahing lakas) at 9V bilang isang baterya (pangalawang lakas)

LTC4412 Power Path Controller

Ang pangunahing controller na napili para sa circuit ay ang LTC4412 mula sa Mga Analog Devices (mga linear na teknolohiya). Ito ay isang low-loss power path controller system na awtomatikong lumilipat sa pagitan ng dalawang mapagkukunan ng DC at pinapasimple ang mga pagpapatakbo ng pagbabahagi ng pag-load. Tulad ng sinusuportahan ng aparatong ito ang mga saklaw ng boltahe ng adapter mula sa 3 volts hanggang 28 volts at sinusuportahan ang mga saklaw ng boltahe ng baterya mula 2.5 volts hanggang 25 volts. Kaya, hinahatid nito ang kinakailangan sa itaas ng boltahe ng pag-input. Sa imahe sa ibaba, ipinakita ang diagram ng pinout ng LTC4412-

Gayunpaman, mayroon itong dalawang mapagkukunan ng pag-input, ang isa ay ang pangunahing, at ang isa pa ay ang auxiliary. Ang pangunahing mapagkukunan ng kuryente (Wall adapter sa aming kaso) ay may priyoridad kaysa sa mapagkukunang auxiliary power (baterya sa kasong ito). Samakatuwid, tuwing naroroon ang pangunahing mapagkukunan ng kuryente, ang mapagkukunang pantulong na kuryente ay awtomatikong mai-disconnect. Ang pagkakaiba sa pagitan ng dalawang input voltages na ito ay 20mV lamang. Kaya, kung ang pangunahing mapagkukunan ng kuryente ay makakakuha ng 20mV mas mataas kaysa sa mapagkukunang pandiwang pantulong na kuryente, ang pagkarga ay makakakonekta sa pangunahing mapagkukunan ng kuryente.

Ang LTC4412 ay may dalawang karagdagang mga pin - Control at katayuan. Maaaring gamitin ang control pin upang makontrol nang digital ang input upang pilitin na patayin ang MOSFET, samantalang ang status pin ay isang open-drain output pin na maaaring magamit upang malubog ang 10uA ng kasalukuyang at maaaring magamit upang makontrol ang isang karagdagang MOSFET na may isang panlabas na risistor. Maaari din itong i-interfaced sa isang microcontroller para sa pagkuha ng signal ng presensya ng mapagkukunang auxiliary power. Nagbibigay din ang LTC4412 ng proteksyon ng reverse polarity para sa Baterya. Ngunit dahil nagtatrabaho kami sa mga power supply, dito maaari mo ring suriin ang iba pang mga disenyo tulad ng Over Voltage Protection, Over kasalukuyang Protection, Reverse polarity Protection, Short Circuit Protection, Hot Swap controller, atbp na maaaring madaling magamit

Ang isa pang sangkap ay ang paggamit ng dalawang P-Channel MOSFETs para sa pagkontrol sa auxiliary at pangunahing mapagkukunan ng kuryente. Para sa hangaring ito, ang FDC610PZ ay ginagamit bilang isang P channel, -30V, -4.9A MOSFET na angkop para sa pagpapatakbo ng 3A ng paglipat ng load. Ito ay may isang mababang paglaban sa RDS _ON ng 42 mili-ohms na ginagawang angkop para sa application na ito nang walang karagdagang heat sink.

Samakatuwid, ang detalyadong BOM ay-

LTC4412
P-Channel MOSFET- FDC610PZ - 2 mga PC
100k risistor
2200uF capacitor
Relatibong konektor - 3 mga PC
PCB

LTC4412 Power Path Controller Circuit Diagram

Ang circuit ay may dalawang kundisyon sa pagpapatakbo, ang isa ay ang pagkawala ng pangunahing lakas at ang isa pa ay ang paggaling ng pangunahing lakas. Ang pangunahing trabaho ay tapos na ng controller LTC4412. Ang LTC4412 ay nag-uugnay sa output load na may katulong na lakas tuwing ang pangunahing boltahe ng kuryente ay bumaba ng 20 mV mas mababa kaysa sa boltahe ng pandiwang pantulong na kuryente. Sa sitwasyong ito, ang status pin ay lumulubog kasalukuyang at binubuksan ang auxiliary MOSFET.

Sa iba pang mga kondisyon sa pagtatrabaho, tuwing ang pangunahing input ng kuryente ay pumupunta sa 20 mV sa itaas ng auxiliary na mapagkukunan ng kuryente, ang pagkarga ay muling konektado sa pangunahing mapagkukunan ng kuryente. Pagkatapos ang status pin ay papunta sa kondisyon ng open-drain at papatayin ang P-Channel MOSFET.

Ang dalawang sitwasyong ito ay hindi lamang awtomatikong binabago ang pinagmulan ng kuryente depende sa pangunahing pagkabigo ng kuryente ngunit gumagawa din ng switchover kung ang pangunahing boltahe ay bumaba nang malaki.

Ang sense pin ay nagbibigay ng lakas sa panloob na circuitry kung ang VIN ay hindi nakakakuha ng anumang boltahe at nararamdaman din ang boltahe ng pangunahing yunit ng supply ng kuryente.

Ang mas malaking output capacitor ng 2200uF 25V ay magbibigay ng sapat na pagsala sa panahon ng mga switch off phase. Sa maliit na tagal ng tagal kung kailan maganap ang switch over, ang capacitor ay magbibigay lakas sa load.

Disenyo ng Lupon ng PCB

Upang masubukan ang circuit, kailangan namin ng PCB dahil ang LTC4412 IC ay nasa SMD package. Sa imahe sa ibaba, ipinakita ang tuktok na bahagi ng board-

Ang disenyo ay tapos na bilang isang panig na board. Mayroong 3 wire jumpers din na kinakailangan sa PCB. Dalawang karagdagang mga opsyonal na input at output pin ay ibinigay din para sa control at mga kaugnay na pagpapatakbo ng katayuan. Ang isang yunit ng microcontroller ay maaaring ma-interfaced sa dalawang mga pin kung kinakailangan, ngunit hindi namin gagawin iyon sa tutorial na ito.

Sa imahe sa itaas, ipinapakita ang ibabang bahagi ng PCB kung saan ipinapakita ang dalawang MOSFET ng Q1 at Q2. Gayunpaman, ang mga MOSFET ay hindi nangangailangan ng karagdagang mga heat sink ngunit sa disenyo, nilikha ang heat sink ng PCB. Bawasan nito ang pagwawaldas ng kuryente sa mga MOSFET.

Pagsubok ng Power Path Controller

Ipinapakita ng dalawang imahe sa itaas ang PCB ng power path controller na idinisenyo dati. Gayunpaman, ang PCB ay isang bersyon na naka-ukit sa kamay at ihahatid nito ang layunin. Ang mga sangkap ay hinihinang nang maayos sa PCB.

Upang subukan ang circuit, ang isang Adjustable DC load ay konektado sa output na kumukuha ng halos 1 Amp ng kasalukuyang. Kung wala kang isang pag-load sa Digital DC, maaari ka ring bumuo ng iyong sariling Naaayos na DC na pag-load gamit ang Arduino.

Para sa mga layuning pagsubok, naharap ko ang isang kakulangan ng baterya (ito ay COVID-19 lockdown dito), at samakatuwid ay ginagamit ang isang bench power supply na mayroong dalawang output. Ang isang channel ay nakatakda sa 9V at ang isa pa ay nakatakda sa 12V. Ang 12V channel ay naka-disconnect upang makita ang resulta sa output at muling kumonekta sa channel upang suriin ang pagganap ng circuit.

Maaari mong suriin ang naka-link na video sa ibaba para sa detalyadong pagpapakita kung paano gumagana ang circuit. Inaasahan kong nasiyahan ka sa proyekto at natutunan ang isang bagay na kapaki-pakinabang. Kung mayroon kang anumang mga katanungan, iwanan ang mga ito sa seksyon ng komento sa ibaba o gamitin ang aming mga forum para sa iba pang mga teknikal na katanungan.