토글 스위치를 사용하여 12V 배터리 간 원활한 전환

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나는 때때로 두 개의 12 볼트 납산 배터리 중 하나 사이에서 전환 해야하는 많은 도구 (12 볼트, 수백 밀리 암페어 그리기)가 있습니다.

토글 스위치는 고장이 나기 때문에 전원 공급이 중단되어 몇 개의 계측기가 재부팅됩니다.

기기는 블랙 박스이며, 기기의 내용이나 작동 방식을 모르겠습니다.

전환하는 동안 전원을 부드럽게 끄고 재부팅을 방지하려면 어떻게해야합니까? 토글 스위치의 부하 측에 커패시터와 저항이 직렬로 연결되어 있습니까?

계측기의 내부 특성은 나에게 알려지지 않았으므로 (문제의 일부), 어떤 종류의 전원 공급 중단이 허용되는지 알 수 없습니다. 또한 당시에 전원을 켰을 수도, 켜지지 않을 수도있는 여러 가지 도구가있어 문제의 복잡성을 가중시키기 때문에 많은 정교성을 요구하지 않는 가장 간단한 가장 일반적인 솔루션을 찾고 있습니다. 스위치에서 12V 커패시터와 저항 만 생각하면됩니다.

power batteries toggle-switch

— 명탐정 코난
소스

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전환 기간에 어떤 전압 강하가 허용됩니까?

— Andy 일명

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충분히 큰 커패시터는 스위치를 손상시킬 수 있습니다.

— Jasen

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의심 스럽다. 스위치는 특히 유도 성일 때 "브레이크"에 영향을줍니다. 그리고 모자는 그것을 다룰 것입니다. "make"의 히트는 거의 나쁘지 않으며, make로 인한 전압 차이가 캡으로 인해 상당히 작기 때문에 여전히 더 좋습니다.

— 하퍼-복원 모니카

두 개의 스위치가 작동하지 않습니까? 먼저 그중 하나를 전환 한 다음 다른 하나를 전환하십시오.

— 데이터

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스위치 뒤에있는 커패시터는 "make"후에 잔인한 돌입 전류 스파이크를 유발할 수 있습니다. .... 스파크를 일으키지 않지만 저항 용접을 일으킬 수 있습니다.

— rackandboneman

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약간의 간단한 수학 :

커패시터 충전에서 Q와 전압 V는 $Q = CV$ 와 관련이 있습니다.

전류는 전하 흐름 속도이므로 분화는 우리에게 $I = \frac {dQ}{dt} = C \frac {dV}{dt}$

스위치 전송 기간 동안 전압 강하를 계산하여 다음과 같이 재 배열합니다.

C = \frac{I}{\frac{d v}{d t}} = I \frac{d t}{d v}

$C = \frac {I}{\frac {dv}{dt}} = I \frac {dt}{dv}$

대략적인 수치를 던지면 250mA를 소비한다고 가정합니다 .0.8V 강하를 견딜 수 있으며 스위치를 던지기까지 50ms가 걸립니다.

C = I \frac{d t}{d v} = 0.25 \frac{0.05}{0.8} = 0.015 F = 15, 000 μ F

$C = I \frac {dt}{dv} = 0.25 \frac {0.05}{0.8} = 0.015 \ \text F = 15,000 \ \mu \text F$

schematic

^{이 회로 시뮬레이션 – CircuitLab을 사용하여 작성된 회로도}

그림 1. 회로.

@Jasen은 "충분히 큰 커패시터가 스위치를 손상시킬 수 있음"을 지적합니다. 여기서 중요한 점은 커패시터가 완전히 방전되어 전원 공급 장치에 처음 연결될 때 커패시터의 역할을한다는 것입니다. 결과적으로 이미 닫힌 스위치를 통해 초기 전류 서지가 발생합니다. 비프 스위치를 사용하거나 C1과 직렬로 전류 제한 저항을 추가 할 수 있습니다.

처음 충전되면 스위칭 전류는 각 스위치 전환 동안 부하 전류에 가깝습니다.

— 트랜지스터
소스

접점 화상을 줄이려면 20A 이상의 정격 스위치를 사용하십시오.

— Jasen

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나는 그것을 고려했지만 20A를 전환 하지 않고 단지 수백 mA를 전환하고 있습니다. 전원을 켤 때 매우 짧은 시간 동안 고전류 를 전달할 수 있어야 하지만 그게 전부입니다. 문제는 대부분의 애플리케이션에서 중요한 스위칭 등급이므로 전류 전달 등급을 표시하는 데이터 시트가 거의 없다는 것입니다.

— Transistor

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그 짧은 시간은 연락처가 튀는 때, 최악의 시간 일 수 있습니다

— Jasen

1

우리는 다른 시나리오를 상상하고 있습니다. 광산에서 초기 서지는 스위치를 토글하지 않고 배터리를 연결하여 회로에 처음 전원을 공급할 때 발생하므로 스위치 가 전류 를 전환 할 필요가 없습니다 . 초기 충전이 완료되면 이후의 모든 스위칭은로드 전류와 스위칭 중 전압 강하로 인해 약간 더해집니다.

— Transistor

연락처가 이동되지 않은 짧은 시간 @Jasen

— slebetman

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스위치에 두 개의 쇼트 키 다이오드를 추가하여 배터리를 통해 다이오드를 통해 부하에 전원을 공급할 수 있습니다. 전환하는 동안 전압이 가장 많이 충전 된 배터리 전압보다 0.35V (1N5817 @ 200mA) 아래로 떨어지며 커패시터 추가로 인한 전류 서지를 방지합니다. 3 %의 전력 손실이 허용되는 경우 스위치를 제거 할 수도 있습니다.

Schematic

^{이 회로 시뮬레이션 – CircuitLab을 사용하여 작성된 회로도}

— 팀 스타일
소스

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완전히 충전 된 납 산은 방전 된 것보다 0.5V 이상 높으므로이를 연결하면 다이오드를 통해 즉시 부하를 효과적으로 흡수 할 수 있습니다.

— vidarlo 2016 년

@vidarlo 하나 대신 두 개의 다이오드?

— John Dvorak

아니요, 하나의 다이오드 만 사용

— vidarlo

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이것은 지나치게 단순 해 보이지만 과거 에는 메인 토글 스위치를 가로 질러 간단한 순간 스위치 로이 문제를 해결했습니다 . 그것을 유지하면 두 개의 12V 소스가 서로 연결되어 있고 주 전원을 뒤집습니다. 따라서 전원이 중단되지 않습니다. 그리고 이것으로 두 소스는 정상 작동 중에 완전히 분리되어 실수로 연결된 상태로 둘 수 없습니다.

— 조지 로버트슨
소스

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완전히 충전 된 배터리에서 방전 된 배터리로 연결하면 많은 전력이 흐를 수 있습니다.

— Ian Ringrose 2018 년

@IanRingrose 문제가 될 수도 있고 아닐 수도 있습니다. 어쨌든 저항 등으로 완화시킬 수 있습니다.

— glglgl

@George 현재 설정에서는 소스를 연결해도 큰 도움이되지 않습니다. "break before make"스위치는 부하를 차단합니다.

— glglgl 2016 년

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Texas Instruments Power MUX 범위 : 링크를 확인할 수 있습니다.

일부 12V 버전이 있습니다. 마이크로 프로세서에서 LiPo 배터리를 전환하는 5V 1이 있지만 제 경우에는 문제가되지 않으므로 재부팅하지 않는다고 생각합니다.

그들은 그렇게 비싸지 않으며 작은 풋 프린트 부품을 납땜하는 데 만족하지 않으면 평가 모듈을 얻을 수 있습니다.

— 본조
소스

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각 배터리를 한쪽 끝 접점에 연결하려면 브레이크 전 접점이있는 SP3T 스위치를 사용하십시오. 두 배터리 모두 쇼트 키 전력 다이오드를 통해 중간 접점에 연결됩니다.

이렇게하면 전환 중에 "데드 타임"이 발생하지 않습니다.

적절한 스위치를 찾는 것이 까다로울 수 있습니다.

— 야센
소스

감사합니다 @Jansen-이 옵션을 알고 있지만 적절한 스위치를 찾는 것은 쉽지 않으며 공간이 좁고 스위치가 매우 작아야하기 때문에 제 경우에는 더 어려워집니다.

— ConanTheGerbil

1

RS는 사용할 수 있지만 500을 구입해야합니다

— Jasen

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두 개의 작은 스위치를 사용하여 하나의 스위치를 끊을 수 있습니까? 충전기에 너무 많은 부담이 가해 집니까? 내가 생각하는 충전기입니까? 아니면 다른 충전 수준으로 인해 배터리에 너무 많은 부담이 있습니까? 또한 원래 회로도가 도움이 될 것입니다. 이것은 나와 같은 시각적 학습자가 현재 구성을 볼 수 있도록 도와줍니다. 또는 배터리가 완전히 방전되기 전에 빨리 전환하여 떨어 뜨릴 수 있습니다. 딥 사이클 / 스타트 배터리 조합을 위해 자동차 용 스마트 스위치가 출시되었습니다. 당신은 작은 공간을 언급했기 때문에 그것이 당신에게 효과가 있는지 확실하지 않습니다. 누군가의 마음 속에는 완벽하게 작동하는 해결책이 있습니다.

— Aerogrudge
소스

이 답변의 일부는 주석으로 더 잘 작동합니다. 바로 이것이 질문에 직접 대답하지는 않으므로 투표에 참여할 가능성이 높습니다. Stack Exchange는 토론 포럼이 아니라 Q & A 사이트라는 것을 기억해야합니다.

— David

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나는이 장치를 거의 정확하게 당신의 문제에 사용합니다.

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

나는 당신이 오히려 자신을 굴리면이 분야에 경험이있는 사람이 복제하기 쉽다고 가정합니다.

참고 : 위의 사이트를 판매하는 사이트와는 아무런 관련이 없으며 가격이 표시되지 않고 "요청 견적"만 제공되는지 현재 확실하지 않습니다. 몇 년 전에 (아마도 거의 10 개) 구입했을 때 저렴했습니다.

— R .. GitHub 중지 지원 얼음
소스

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상황에 따라 어려운 문제 일 수도 있고 매우 어려운 문제 일 수도 있습니다.

부하가 중단을 허용하지 않는 경우 2 개의 다이오드가있는 2 단계 프로세스와 두 소스가 모두 켜져있을 때 상태를 통과하는 특수 스위치로 만들어야합니다.

(또는 다이오드가 지속적으로 볼트를 먹는 것을 원하지 않으면 4 단계로 회전 스위치가 친구가됩니다).

— fraxinus
소스