Resumen del subconjunto:
I = exceso de corriente a suministrar.
T = tiempo para proporcionar esta corriente adicional.
V = caída de tensión aceptable durante este periodo.
C = capacidad en faradios para cumplir este requisito.
Entonces:
En teoría, y lo suficientemente cerca como para ser útil en aplicaciones reales:
Los resultados no son alentadores :-(.
(1) Proporcionar un condensador para hacer todo
Para una sobrecorriente de I amperios, caída de V voltios en el tiempo T segundos (o parte de él) El condensador C necesario es, como el anterior)
-
C = I x T / V <- Cap para un VIT dado
es decir, más corriente requiere más capacitancia.
Un mayor tiempo de retención requiere una mayor capacitancia.
Una caída de tensión más aceptable = menos capacitancia.
o caída dada CIT es, simplemente reordenando
o el tiempo que aguantará un Cap C dado C I V, simplemente reordenando =
Por ejemplo, para una sobrecarga de 1 amperio durante 1 segundo y una caída de 2 voltios
C = I x T / V = 1 x 1 x/2 = 0,5 Farad = Um.
Los supercaps pueden salvarle siempre que pueda soportar la corriente de pico requerida.
SOLUCIÓN DE SUPERCÁPSULAS
Una solución Supercap (SC) parece casi viable.
Estos Supercaps de 3F, 2,5V están disponibles ex stock en Digikey por 1,86 dólares/10 y por debajo de 85 céntimos en volumen de fabricación. Precios
Para la unidad de 3F, 2,7V, la tasa de descarga aceptable de 1 segundo a 1/2 V es de 3,3A. La resistencia interna es inferior a 80 miliohmios, lo que permite una caída de 0,25 V debido a la ESR a 3 A.
Dos en serie dan 1,5F y 5,4V Vmax. 3 en serie dan 1 Farad, 8,1V Vmax, la misma descarga de 3A y una caída de 0,75V debido a la ESR a 3A.
Esto funcionaría bien para sobrecargas en el rango de décimas de segundo. Para el caso de mosto especificado, 3A, se necesitan 5 segundos, quizás 15 Farad.
La misma familia 10F, 2,7V $3/10, 26 miliohmios parece buena. 10A de descarga permitida. Dos en serie cayendo de 5,4 a 5 voltios a 3A da
T = V x C / I = 0.4 x 5 / 3 = 0.666 seconds.
Cómo llegar.
(2) Si el droop provoca el reinicio del sistema, etc., y se desea evitarlo (como suele ser el caso :-) ), una solución a menudo útil es proporcionar una subalimentación para los componentes electrónicos con tapones que los mantengan durante el periodo de dropout.
Por ejemplo, la electrónica necesita, digamos, 50 mA. Tiempo de retención deseado = digamos 3 segundos (!). Caída aceptable = 2V, por ejemplo.
Desde arriba
- C = I x T / V = 0,05 x 3 / 2
\= 0,075 Farad
\= 75.000 uF
\= 75 mF (miliFarad)
Esto es grande para la mayoría de los estándares, pero es factible. Un supercap de 100.000 uF es razonablemente pequeño. En este caso, la retención de 3 segundos es "el asesino". Para una caída más típica, digamos de 0.2S, la tapa requerida es
75.000 uF x 0,2/3 = 5000 uF = muy factible.
(3) Un pequeño batería de asalto para la electrónica puede ser útil por razones obvias.
(4) Convertidor Boost: En un diseño comercial en el que se utilizaron 4 baterías no recargables C, para proporcionar 5V, 3V3 y la batería de accionamiento del motor (controlador de equipos de ejercicio) el final de la vida Vbattery llegó muy por debajo de los 5V necesarios durante el final de la vida de la batería y mucho más abajo cuando los motores funcionaban. (El diseño primario no era mío). Añadí un convertidor boost basado en un paquete inversor CMOS 74C14 hexagonal para proporcionar 5V a la electrónica en todo momento más 3V3 regulados al microcontrolador. La corriente de reposo del convertidor boost y de los 2 regs. LDO y electrónicas está por debajo de los 100 uA.
E&OE - puede que tenga algo en el lado equivocado en alguna parte, fácil de hacer. Si es así, alguien me lo dirá :-).
AÑADIDO:
Consulta: Se ha sugerido (comprensiblemente) que
-
No estoy seguro de que estés respondiendo a la pregunta principal de los usuarios.
Evitar la sobrecarga de una fuente de alimentación no parece factible.
No se trata de un caso de corte de alimentación, sino de querer permitir una corriente más alta durante períodos cortos (del orden de 5 o más segundos).
Esto parece un caso de necesidad de otra fuente de alimentación
Respuesta
I creer que estoy abordando la pregunta por completo, tal y como se ha planteado, PERO También estoy abordando lo que creo que puede ser la cuestión más amplia también.
En consecuencia, parece que hay tangentes y material irrelevante aquí.
He abordado tanto los puntos no preguntados como los preguntados basándome tanto en mis propias experiencias en aplicaciones estrechamente análogas como en las expectativas generales.
Los temas son
En la práctica son lo mismo, pero pueden tener causas diferentes.
Tenga en cuenta que mi respuesta (1) dice específicamente
- "Para sobre corriente de I amperio"
y su pregunta era
- " ... pero hay casos (cuando todos los servos se cargan de repente) en los que creo que el consumo de energía superará los 2A durante un breve período de tiempo.
es decir, tratar con la sobrecorriente es exactamente lo que está pidiendo.
PERO La sobrecorriente es causada por la sobrecarga y, cuando se ve el "costo" de tratar de lidiar con la sobrecorriente (tapones de 0,5 Farad o lo que sea) entonces la perspectiva bien puede volverse hacia "qué podemos hacer para sobrellevar esta sobrecarga de manera diferente". La siguiente "solución" más obvia es aceptar el impacto en el rendimiento del motor, dejar que el carril de alimentación caiga PERO mantener un suministro local para mantener la eectrónica sana. Otra solución, que no me he molestado en abordar, es la de desahogar el sistema, por ejemplo, reduciendo la velocidad de los servos cuando todos están encendidos a la vez. Si esto es aceptable depende de la aplicación.
La razón por la que podemos TRATAR de resolver la situación de sobrecorriente a corto plazo es que el suministro tiene capacidad de sobra la mayor parte del tiempo y ésta se utiliza para cargar los tapones antes del evento de sobrecorriente. Los tapones no fabrican mágicamente una corriente extra, simplemente guardan la corriente de reserva para un día cualquiera.
Para suministrar corriente, el condensador DEBE perder tensión, por lo que también especifico el límite aceptable para ello. Creo que encontrarás que si expresas sus requerimientos en números y luego los introduces en mis fórmulas, su pregunta será respondida.
Re sobre el post de geometrikal.
- Pero no es un caso de 6V*3A*5s. Necesitas suficiente capacitancia para evitar que la salida baje lo suficiente como para que la salida de la fuente de alimentación necesite albergar más corriente. Realmente no va a suceder de una buena manera.
Lo que ocurra dependerá en gran medida de las características del suministro original.
Imagina que se utiliza un LM350. Hoja de datos aquí . Esto es esencialmente un LM317 en los esteroides. Bueno para alrededor de 3A en la mayoría de las condiciones y 4,5a EN MUCHAS, con un final profundo en la aplicación. 3A garantizado. Fig 2 muestra que es bueno para 4,5A para un diferencial Vin-Vout de 5 a 15V según en otros temas. Puede funcionar hasta cerca de su límite de corriente con una buena regulación. Si se hace funcionar a 3A y si la caída a través de él no es demasiado alta y está bien calentado, no se calentará y se proporcionarán picos intermitentes de 4,5A. Si se hace esto con demasiada frecuencia, la temperatura aumentará y las figuras 1,4,5 y algunas cosas no mostradas afectarán a su comportamiento. En primer lugar, Vout comenzará a caer en los picos y un condensador en la salida le ayudará a servir a la carga. Aumentando el drOop y los picos más largos y el condensador será llamado a hacer más. Si el CI decidiera apagarse completamente por un momento (lo cual es poco probable que haga) mientras T x I / C no exceda el droop de voltaje que es aceptable el condensador hará todo el trabajo. Restaurar Iout a 3A y el condensador se recargará hasta la próxima vez.
