สลับไปมาระหว่างอุปกรณ์จ่ายไฟ 5V?


37

ฉันกำลังออกแบบบอร์ดที่สามารถขับเคลื่อนด้วย USB หรือแหล่งจ่ายไฟ ATX พวกเขาทั้งสองสามารถเสียบในเวลาเดียวกันได้อย่างอิสระ ฉันต้องการ ATX ที่จะให้ 5V หากเสียบปลั๊ก แต่ถอยกลับไปที่ USB ถ้าเป็นไปได้ ชิปในวงจรทั้งหมดจะทำงานที่ 5V

ความคิดใด ๆ

คำตอบ:


29

โดยปกติหากคุณสามารถทนแรงดันตกได้คุณใช้ไดโอดจากแหล่งจ่ายแต่ละอันไปยังวงจร วิธีนี้อุปกรณ์จะไม่ป้อนกลับกัน

หากคุณไม่สามารถทนต่อแรงดันตกได้คุณจะใช้ FET เพื่อสลับเป็นวงจรโดยใช้ตรรกะเล็กน้อยเพื่อเปิด FET ใดก็ตามที่คุณต้องการโดยยึดตามการรวมอุปกรณ์สิ้นเปลือง

แต่ถ้าคุณเพิ่งเริ่มใช้อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และไม่แน่ใจเกี่ยวกับการออกแบบแหล่งจ่ายไฟให้ไปที่ไดโอด

แผนภาพวงจรแสดงแหล่งพลังงานสองแหล่งที่นำไปสู่ไดโอดแต่ละตัว (ด้านขั้วบวก) โดยมีเอาต์พุตของไดโอดที่เชื่อมต่อเข้าด้วยกัน (แคโทด)

แต่ละไดโอดจะมีแรงดันไฟฟ้าตก, พิกัดกระแสไฟและกำลังไฟสำหรับการกระจาย เนื่องจากคุณกำลังวาดจากพอร์ต USB กระแสของคุณจะไม่เกิน 500mA และกระแสนั้นที่แรงดันไฟฟ้าตกน้อยกว่าวัตต์ในการกระจายพลังงานดังนั้นตราบใดที่คุณเลือกไดโอดพลังงานคุณควรจะปรับ

แรงดันไฟฟ้าตกสำหรับไดโอด 1N4001 มาตรฐาน ($ 0.30 ต่อที่Digikey ) ประมาณ 1 V ที่ 1 A ดังนั้นเอาต์พุตไปยังวงจรของคุณจะเป็น 4V หากคุณต้องการลดแรงดันไฟฟ้าให้ต่ำลงคุณจะต้องย้ายไปที่ไดโอด Schottky เช่น1N5817ซึ่งมีแรงดันลดลงใกล้ถึง 450mV ที่ 1 A ดังนั้นแรงดันไฟฟ้าด้านเอาต์พุตจะเท่ากับ 4.55V ไดโอดนั้นมีเพียงไม่กี่เซนต์เท่านั้น

อย่างไรก็ตามหากคุณต้องการวงจร 5 โวลต์คุณจะต้องดูวิธีการสลับอื่น ๆ เช่น FET อย่างไรก็ตามโปรดทราบว่ามันจะมีราคาแพงกว่าและตัวเลือกง่าย ๆ เกือบทุกตัวยังคงมีแรงดันไฟฟ้าตก

อุปกรณ์และวงจร 5V ส่วนใหญ่จะทำงานได้ดีที่ 4.5V แต่เพียงตรวจสอบข้อมูลจำเพาะอย่างระมัดระวังและทำการทดสอบ


แทนที่จะใช้ 1N5817, PMEG3020ERสามารถใช้แทนได้หรือไม่? มันมีพิกัดกระแสที่มากกว่าและแรงดันตกคร่อมต่ำกว่า (365mA) ไหม? มันก็ถูกด้วย กระแสย้อนกลับมีขนาดใหญ่เกินไปหรือไม่
Kar

14

คุณควรใช้วงจรเดียวกับที่Arduino Duemilanoveใช้ คุณจะได้รับวงจรในรูปแบบไฟล์ PDFหรือไฟล์อินทรี การออกแบบ Arduino ได้รับอนุญาตภายใต้สัญญาอนุญาตครีเอทีฟคอมมอนส์แสดงที่มาแบบเดียวกัน 2.5 นี่คือคำอธิบายของตัวเลือกพลังงานของ Duemilanove:

Arduino Duemilanove สามารถขับเคลื่อนผ่านการเชื่อมต่อ USB หรือด้วยแหล่งจ่ายไฟภายนอก แหล่งพลังงานถูกเลือกโดยอัตโนมัติ

พลังงานภายนอก (ไม่ใช่ USB) อาจมาจากอะแดปเตอร์ AC-to-DC (ผนังหูด) หรือแบตเตอรี่ สามารถเชื่อมต่ออะแดปเตอร์ได้โดยเสียบปลั๊กตรงกลางที่มี 2.1 มม. เข้ากับแจ็คเพาเวอร์ของบอร์ด สามารถใส่ตะกั่วจากแบตเตอรี่ในหัว Gnd และ Vin pin ของขั้วต่อ POWER

บอร์ดสามารถใช้งานได้กับแหล่งจ่ายไฟภายนอกที่ 6 ถึง 20 โวลต์ หากมาพร้อมกับน้อยกว่า 7V แต่ขา 5V อาจจ่ายน้อยกว่าห้าโวลต์และบอร์ดอาจไม่เสถียร หากใช้มากกว่า 12V ตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้าอาจร้อนเกินไปและทำให้บอร์ดเสียหาย ช่วงที่แนะนำคือ 7 ถึง 12 โวลต์

หมุดไฟฟ้ามีดังนี้:

  • VIN แรงดันไฟฟ้าขาเข้าสู่บอร์ด Arduino เมื่อใช้งานแหล่งพลังงานภายนอก (เมื่อเทียบกับ 5 โวลต์จากการเชื่อมต่อ USB หรือแหล่งพลังงานอื่น ๆ ที่มีการควบคุม) คุณสามารถจ่ายแรงดันไฟฟ้าผ่านพินนี้หรือหากจ่ายแรงดันไฟฟ้าผ่านแจ็คเพาเวอร์ให้เข้าถึงผ่านพินนี้

  • 5V แหล่งจ่ายไฟควบคุมที่ใช้ในการจ่ายไฟไมโครคอนโทรลเลอร์และส่วนประกอบอื่น ๆ บนบอร์ด สิ่งนี้อาจมาจาก VIN ผ่านตัวควบคุมออนบอร์ดหรือจัดหาโดย USB หรือแหล่งจ่ายไฟ 5V ที่มีการควบคุมอื่น

  • 3V3 แหล่งจ่ายไฟ 3.3 โวลต์ที่สร้างโดยชิป FTDI บนบอร์ด การจับกระแสสูงสุดคือ 50 mA

  • GND หมุดกราวด์


อาน่าเสียดายครับเส้นทางฉันไปลงและไม่ได้ทำงานสำหรับฉัน ...

5
คุณล้มเหลวอะไร
Craig Trader

8
นี่เป็นข้อเสนอแนะที่ดี แต่น่าจะดีกว่าถ้าคุณอธิบายว่าบอร์ด arduino เลือกพลังงานโดยอัตโนมัติแทนที่จะพูดว่า "ไปดูแผนผังของพวกเขา" แผนผังของมันไม่ชัดเจนและอาจไม่ชัดเจนว่าฟังก์ชั่นของไอซีที่แตกต่างกันนั้นทำอะไรกับคนที่ไม่เคยใช้มาก่อน (โดยเฉพาะ LM358D และ MC33269D ซึ่งดูเหมือนจะเกี่ยวข้องกับการเลือกแหล่งจ่ายไฟ)
davr

4
วงจร arduino ถูกออกแบบมาเพื่อสลับระหว่างแรงดันไฟฟ้าภายนอก> 7V และ 5V จาก usb ขึ้นอยู่กับแรงดันไฟฟ้าขาเข้าที่สูงขึ้นในขณะที่ฉันพยายามสลับระหว่าง 5V และ 5V ฉันลงเอยด้วยการใช้สวิตช์ ...

10

ดูที่ตัวควบคุม ORing MOSFET เช่น LTC4412 ( http://www.linear.com/pc/productDetail.jsp?navId=H0,C1,C1003,C1142,C1079,P2220 ) และ Maxim's MAX5079 ( http: // www .maxim-ic.com / quick_view2.cfm / qv_pk / 4606 ) ซับซ้อนเล็กน้อย (และแพง) จากนั้นใช้ไดโอดแบบขนาน อย่างไรก็ตามแรงดันไฟฟ้าตกและการกระจายพลังงานจะน้อยที่สุด

หากคุณไปข้างหน้ากับไดโอดโปรดจำไว้ว่าไม่มีไดโอดสองตัวใดที่มีแรงดันไปข้างหน้าเหมือนกันทุกประการ ดังนั้นความคลาดเคลื่อนอาจเกิดขึ้นได้เช่นว่าวงจรนั้นใช้พลังงานจาก USB แม้ว่าจะเสียบ ATX แล้วก็ตาม


3

สิ่งที่คุณอาจต้องทำคือต่อสาย USB เข้ากับบัฟเฟอร์เลือกพินหรืออะไรก็ได้ จากนั้นให้มีประตูเกทและถ้าเห็น 5V จากพลังงาน USB (ก่อนชิปบัฟเฟอร์) และ 5V จากแหล่งจ่ายไฟ ATX, 1 และ 1 = 1 (และการเลือกชิปโดยทั่วไปจะใช้งานต่ำหมายความว่า '1' จะเปลี่ยน ปิดแหล่งจ่าย USB)

แก้ไข: ฉันไม่ได้หมายถึงชิปบัฟเฟอร์ ฉันตั้งใจจะบอกว่า IC บางตัวทำความสะอาดแรงดันไฟฟ้าที่มาจาก USB จริงๆชิปใด ๆ ที่คุณสามารถใช้เพื่อจ่ายพลังงานและมีพินเลือกชิป


2
นี่ไม่ใช่วิธีที่ดีที่จะไปเกี่ยวกับเรื่องนี้ โดยทั่วไปจะใช้ชิปบัฟเฟอร์สำหรับเหตุผลไม่ใช่เพื่อการจ่ายพลังงาน ฉันพนันได้เลยว่ามันจะใช้งานได้ แต่อาจจะไม่มากไปกว่าสิ่งเล็ก ๆ เช่น 50mA หรือขีด จำกัด ของชิปเฉพาะนั้น
davr

-1

คุณสามารถใช้ไดโอด Schottky จากนั้นเพิ่มบอร์ด 5v ขึ้นไปเพื่อกลับมาแรงดันไฟฟ้าสูญเสียใช่ไหม? https://www.sparkfun.com/products/10968


1
ฉันคิดว่าคุณพูดถูก แต่ฉันคิดว่าคำตอบอันดับต้นแล้วพูดว่า - คุณมีอะไรเพิ่มเติมที่ไม่ได้กล่าวถึงก่อนหน้านี้หรือไม่?
Greg d'Eon

1
ไม่มีการเอ่ยถึงกระดานฝ่าวงล้อมเพื่อฟื้นหยด 5v นั่นคือสิ่งที่ฉันเพิ่ม / ถาม ฉันใหม่ทั้งหมดนี้ ... ฉันต้องการคำแนะนำบางอย่างด้วยตัวเอง
Nick

นั่นเป็นจุดที่ดีจริงๆ +1 จากฉัน
Greg d'Eon

1
สวิตช์ MOSFET จะมีราคาถูกลงและเล็กลงและมีประสิทธิภาพมากขึ้น
endolith

นี่ไม่ใช่การออกแบบที่ดีการเพิ่มแหล่งจ่ายไฟอื่นค่อนข้างโง่ ตัวแปลงจะมีเสียงรบกวนซึ่งอาจมีความสำคัญหากมีส่วนเกี่ยวข้องกับอนาล็อก
caconyrn
โดยการใช้ไซต์ของเรา หมายความว่าคุณได้อ่านและทำความเข้าใจนโยบายคุกกี้และนโยบายความเป็นส่วนตัวของเราแล้ว
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.