Commutation en douceur entre les batteries 12 V, avec un interrupteur à bascule

J'ai un certain nombre d'instruments (12 volts, tirant quelques centaines de milliampères) qui doivent parfois être commutés entre l'une des deux batteries au plomb de 12 volts.

L'interrupteur à bascule est interrompu avant la création, il y a donc une fraction de seconde d'interruption de l'alimentation qui provoque le redémarrage de quelques instruments.

Les instruments sont des boîtes noires, et je ne sais pas ce qu'ils contiennent ni comment ils fonctionnent.

Comment puis-je atténuer la baisse de puissance pendant le basculement et empêcher le redémarrage? Un condensateur et une résistance en série du côté de la charge de l'interrupteur à bascule seront-ils adéquats?

Les caractéristiques internes des instruments me sont inconnues (cela fait partie du problème), donc je ne sais pas quel type d'interruption de l'alimentation est acceptable. De plus, il existe plusieurs instruments qui peuvent être allumés ou non à ce moment-là, ce qui ajoute à la complexité du problème, donc je recherche la solution la plus simple et la plus générique qui ne nécessite pas beaucoup de sophistication - c'est pourquoi j'étais en pensant à un condensateur et une résistance de 12 V à travers le commutateur.

Un peu de maths simples:

Dans une charge du condensateur, Q, et de la tension, V, sont liés par $Q = CV$ .

Le courant est le taux de débit de charge, donc la différenciation nous donne $I = \frac {dQ}{dt} = C \frac {dV}{dt}$

Vous souhaitez calculer votre chute de tension pendant la durée du transfert de l'interrupteur, nous allons donc réorganiser

Donc, en jetant quelques chiffres approximatifs, nous dirons que vous dessinez 250 mA, vous pouvez tolérer une baisse de 0,8 V et votre commutateur prend 50 ms pour lancer ensuite

^{simuler ce circuit - Schéma créé à l'aide de CircuitLab}

Figure 1. Le circuit.

@Jasen fait valoir qu '"un condensateur suffisamment grand peut endommager votre commutateur". Le point ici est qu'un condensateur agit comme un court-circuit lorsqu'il est d'abord connecté à une alimentation car il est complètement déchargé. En conséquence, il y aura une surtension initiale à travers l'interrupteur déjà fermé. Vous pouvez utiliser un interrupteur costaud ou ajouter une résistance de limitation de courant en série avec C1.

Une fois initialement chargé, le courant de commutation sera proche du courant de charge lors de chaque transition de commutateur.

Vous pouvez ajouter deux diodes Schottky au commutateur, permettant à l'une ou l'autre batterie d'alimenter la charge via une diode. Pendant la commutation, la tension chutera de 0,35 V (1N5817 @ 200 mA) en dessous de la tension de la batterie la plus chargée, et elle évite la surtension provoquée par l'ajout d'un condensateur. Vous pouvez même retirer le commutateur si une perte de puissance de 3% est acceptable.

^{simuler ce circuit - Schéma créé à l'aide de CircuitLab}

Cela peut sembler trop simpliste, mais j'ai déjà travaillé sur ce sujet par le passé avec un simple interrupteur momentané sur l'interrupteur à bascule principal. Le maintenir branché relie les deux sources 12 V ensemble pendant que vous retournez la principale. Donc, à aucun moment le courant n'est interrompu. Et avec cela, les deux sources sont complètement isolées pendant le fonctionnement normal et ne peuvent pas rester accidentellement connectées.

Vous pouvez consulter la gamme Texas Instruments Power MUX: lien.

Il existe des versions 12V. J'ai un 5V pour changer les batteries LiPo sur un microprocesseur mais je ne pense pas qu'il redémarre car cela n'a pas d'importance dans mon cas.

Ils ne sont pas si chers et vous pouvez obtenir un module d'évaluation si vous n'êtes pas content de souder des composants à faible encombrement.

Procurez-vous un commutateur SP3T avec des contacts à fermeture avant de connecter chaque batterie au contact à une extrémité. Et les deux batteries au contact central via une diode d'alimentation Schottky.

De cette façon, il n'y aura pas de "temps mort" pendant le basculement.

Trouver un interrupteur approprié peut être délicat.

Pourriez-vous utiliser deux petits interrupteurs pour faire casser l'un l'autre? Est-ce que cela mettrait trop de pression sur le chargeur? C'est un chargeur je suppose? Ou serait-ce trop de pression sur les batteries en raison des différents niveaux de charge? En outre, le schéma de circuit d'origine serait utile. Cela aiderait un apprenant visuel comme moi à voir la configuration actuelle. Ou changez-le plus tôt avant que la batterie ne soit si déchargée qu'elle provoque une chute. Il existe sur le marché un interrupteur intelligent conçu pour l'automobile pour une combinaison de batteries à cycle profond / démarrage. Vous avez mentionné peu d'espace, donc vous ne savez pas si cela fonctionnera pour vous. Il y a une solution dans l'esprit de quelqu'un quelque part qui fonctionnera parfaitement.

J'utilise cet appareil pour à peu près exactement votre problème:

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

Je suppose qu'il est facile pour quelqu'un ayant de l'expérience dans ce domaine de dupliquer si vous préférez rouler le vôtre.

Remarque: Je n'ai aucune affiliation avec le site vendant ce qui précède, et je ne suis pas sûr qu'il soit actuellement disponible étant donné qu'il n'y a pas de prix indiqué, seulement "demander un devis". Quand je l'ai acheté il y a de nombreuses années (probablement près de 10), il n'était pas cher.

Selon le contexte, cela peut être un problème difficile voire très difficile.

Si la charge ne tolère aucune interruption, vous devez en faire un processus en 2 étapes avec 2 diodes et un commutateur spécial qui passe à travers un état lorsque les deux sources sont allumées.

(ou même en 4 étapes si vous ne voulez pas qu'une diode consomme constamment un volt, le commutateur rotatif devient votre ami).