ప్రాధమిక మరియు సహాయక శక్తి మధ్య మారడానికి ltc4412 ఉపయోగించి పవర్ పాత్ కంట్రోలర్ సిస్టమ్

మా సర్క్యూట్ రూపకల్పనలో అడాప్టర్ మరియు బ్యాటరీ వంటి రెండు విద్యుత్ వనరులు ఉన్నప్పుడు చాలా సందర్భాలు ఉన్నాయి లేదా ఇది రెండు వేర్వేరు అవుట్లెట్ల నుండి రెండు ఇతర విద్యుత్ సరఫరా కావచ్చు. అనువర్తనం యొక్క అవసరాన్ని ఉపయోగించడం ద్వారా విద్యుత్ వైఫల్యాల సమయంలో మరియు అందుబాటులో ఉన్న అదనపు విద్యుత్ వనరులను ఎల్లప్పుడూ ఆన్‌లో ఉంచాల్సిన అవసరం ఉంది. ఉదాహరణకు, అడాప్టర్‌ను ఉపయోగించి శక్తినిచ్చే సర్క్యూట్ విద్యుత్ వైఫల్యం సంభవించినప్పుడు సర్క్యూట్ యొక్క ఆపరేషన్‌కు అంతరాయం లేకుండా బ్యాటరీ లేదా సహాయక విద్యుత్ సరఫరాకు మారాలి.

పైన పేర్కొన్న ఈ సందర్భాలలో, పవర్ పాత్ కంట్రోలర్ సర్క్యూట్ సహాయపడుతుంది. సాధారణంగా, పవర్ పాత్ కంట్రోల్ సర్క్యూట్ సర్క్యూట్‌లోకి శక్తి వచ్చే చోట నుండి మార్గాన్ని నియంత్రించడం ద్వారా లభించే విద్యుత్ వనరును బట్టి సర్క్యూట్ బోర్డ్ యొక్క ప్రధాన శక్తిని మారుస్తుంది.

ఈ ప్రాజెక్ట్‌లో, ప్రాధమిక విద్యుత్ వైఫల్యం సమయంలో ప్రాధమిక శక్తి నుండి సహాయక శక్తికి లోడ్ యొక్క శక్తి ఇన్‌పుట్‌ను మార్చే ఒక ప్రత్యేకమైన పవర్ పాత్ కంట్రోలర్ సిస్టమ్‌ను మేము నిర్మిస్తాము మరియు ప్రాధమిక శక్తి పునరుద్ధరించబడిన దశలో మళ్లీ విద్యుత్ వనరు సహాయకతను ప్రాధమికానికి మారుస్తాము.. ఇన్పుట్ శక్తి ప్రాధమిక నుండి సహాయక లేదా సహాయక ప్రాధమికానికి మారుతున్న సమయంలో నిరంతరాయ విద్యుత్ సరఫరా అనువర్తన స్థితికి మద్దతు ఇవ్వడానికి నిర్మించాల్సిన చాలా ముఖ్యమైన సర్క్యూట్ ఇది. మరో మాటలో చెప్పాలంటే, ఇది ఆర్డునో మరియు రాస్ప్బెర్రీ పై ప్రాజెక్ట్స్ కోసం యుపిఎస్ లాగా పనిచేయగలదు మరియు ఒకే ఛార్జర్ నుండి ఛార్జింగ్ చేసే బహుళ బ్యాటరీలకు కూడా దీనిని ఉపయోగించవచ్చు.

అవసరాలు

సర్క్యూట్ యొక్క అవసరం క్రింద పేర్కొనబడింది-

1. లోడ్ కరెంట్ 3A వరకు ఉంటుంది.
2. గరిష్ట వోల్టేజ్ అడాప్టర్ (ప్రాధమిక శక్తి) కు 12 వి మరియు బ్యాటరీ (ద్వితీయ శక్తి) గా 9 వి ఉంటుంది.

LTC4412 పవర్ పాత్ కంట్రోలర్

సర్క్యూట్ కోసం ఎంపిక చేయబడిన ప్రధాన నియంత్రిక అనలాగ్ పరికరాల (లీనియర్ టెక్నాలజీస్) నుండి LTC4412. ఇది తక్కువ-నష్ట శక్తి మార్గం నియంత్రిక వ్యవస్థ, ఇది రెండు DC మూలాల మధ్య స్వయంచాలకంగా మారుతుంది మరియు లోడ్ భాగస్వామ్య కార్యకలాపాలను సులభతరం చేస్తుంది. ఈ పరికరం అడాప్టర్ వోల్టేజ్ 3 వోల్ట్ల నుండి 28 వోల్ట్ల వరకు మద్దతు ఇస్తుంది మరియు బ్యాటరీ వోల్టేజ్ 2.5 వోల్ట్ల నుండి 25 వోల్ట్ల వరకు మద్దతు ఇస్తుంది. అందువలన, ఇది ఇన్పుట్ వోల్టేజ్ యొక్క పై అవసరాన్ని అందిస్తుంది. దిగువ చిత్రంలో, LTC4412 యొక్క పిన్అవుట్ రేఖాచిత్రం చూపబడింది-

అయినప్పటికీ, దీనికి రెండు ఇన్పుట్ మూలాలు ఉన్నాయి, ఒకటి ప్రాధమికమైనది మరియు మరొకటి సహాయక. ప్రాధమిక విద్యుత్ వనరు (మా విషయంలో వాల్ అడాప్టర్) సహాయక శక్తి వనరు కంటే ప్రాధాన్యతనిస్తుంది (ఈ సందర్భంలో బ్యాటరీ). అందువల్ల, ప్రాధమిక విద్యుత్ వనరు ఉన్నప్పుడల్లా, సహాయక శక్తి వనరు స్వయంచాలకంగా డిస్‌కనెక్ట్ అవుతుంది. ఈ రెండు ఇన్పుట్ వోల్టేజీల మధ్య వ్యత్యాసం 20mV మాత్రమే. అందువల్ల, ప్రాధమిక విద్యుత్ వనరు సహాయక శక్తి వనరు కంటే 20mV అధికంగా ఉంటే, లోడ్ ప్రాధమిక విద్యుత్ వనరుతో అనుసంధానించబడుతుంది.

LTC4412 రెండు అదనపు పిన్‌లను కలిగి ఉంది - నియంత్రణ మరియు స్థితి. నియంత్రణ పిన్ అయితే, డిజిటల్ ఆఫ్ చెయ్యడానికి MOSFET బలవంతం ఇన్పుట్ నియంత్రించడానికి ఉపయోగించవచ్చు స్థితి పిన్ కరెంట్ 10uA మునిగిపోతుంది ఉపయోగించవచ్చు మరియు ఒక అదనపు MOSFET నియంత్రించడానికి ఉపయోగించవచ్చు ఒక ఓపెన్-ప్రవాహ అవుట్పుట్ పిన్ ఉంది బాహ్య నిరోధకం. సహాయక శక్తి వనరు యొక్క ఉనికి సిగ్నల్ పొందడానికి మైక్రోకంట్రోలర్‌తో కూడా ఇది ఇంటర్‌ఫేస్ చేయవచ్చు. LTC4412 బ్యాటరీకి రివర్స్ ధ్రువణత రక్షణను కూడా అందిస్తుంది. మేము విద్యుత్ సరఫరాతో పనిచేస్తున్నందున, ఇక్కడ మీరు ఓవర్ వోల్టేజ్ ప్రొటెక్షన్, ఓవర్ కరెంట్ ప్రొటెక్షన్, రివర్స్ ధ్రువణత రక్షణ, షార్ట్ సర్క్యూట్ ప్రొటెక్షన్, హాట్ స్వాప్ కంట్రోలర్ మొదలైన ఇతర డిజైన్లను కూడా చూడవచ్చు.

సహాయక మరియు ప్రాధమిక విద్యుత్ వనరులను నియంత్రించడానికి రెండు P- ఛానల్ MOSFET లను ఉపయోగించడం మరొక భాగం. ఈ ప్రయోజనం కోసం, FDC610PZ ను P ఛానెల్, -30V, -4.9A MOSFET గా ఉపయోగిస్తారు, ఇది 3A లోడ్ స్విచ్చింగ్ యొక్క ఆపరేషన్‌కు అనుకూలంగా ఉంటుంది. ఇది 42 మిలి-ఓంల తక్కువ RDS _ON నిరోధకతను కలిగి ఉంది, ఇది అదనపు హీట్ సింక్ లేకుండా ఈ అనువర్తనానికి అనుకూలంగా ఉంటుంది.

కాబట్టి, వివరణాత్మక BOM is-

1. LTC4412
2. P- ఛానల్ MOSFET- FDC610PZ - 2 PC లు
3. 100 కె రెసిస్టర్
4. 2200uF కెపాసిటర్
5. రిలేమేట్ కనెక్టర్ - 3 PC లు
6. పిసిబి

LTC4412 పవర్ పాత్ కంట్రోలర్ సర్క్యూట్ రేఖాచిత్రం

సర్క్యూట్లో రెండు ఆపరేటింగ్ షరతులు ఉన్నాయి, ఒకటి ప్రాధమిక శక్తిని కోల్పోవడం మరియు మరొకటి ప్రాధమిక శక్తిని తిరిగి పొందడం. ప్రధాన పని కంట్రోలర్ LTC4412 చేత చేయబడుతుంది. ప్రాధమిక శక్తి వోల్టేజ్ సహాయక విద్యుత్ వోల్టేజ్ కంటే 20 mV తక్కువగా పడిపోయినప్పుడు LTC4412 అవుట్పుట్ లోడ్ను సహాయక శక్తితో కలుపుతుంది. ఈ పరిస్థితిలో, స్థితి పిన్ కరెంట్‌ను ముంచి, సహాయక మోస్‌ఫెట్‌ను ఆన్ చేస్తుంది.

ఇతర పని పరిస్థితులలో, ప్రాధమిక విద్యుత్ ఇన్పుట్ సహాయక శక్తి వనరు కంటే 20 mV కి వెళ్ళినప్పుడు, లోడ్ మళ్లీ ప్రాధమిక విద్యుత్ వనరుతో అనుసంధానించబడుతుంది. స్టేటస్ పిన్ అప్పుడు ఓపెన్-డ్రెయిన్ కండిషన్‌లోకి వెళుతుంది మరియు పి-ఛానల్ మోస్‌ఫెట్‌ను ఆపివేస్తుంది.

ఈ రెండు పరిస్థితులు ప్రాధమిక విద్యుత్ వైఫల్యాన్ని బట్టి విద్యుత్ వనరును స్వయంచాలకంగా మార్చడమే కాకుండా, ప్రాధమిక వోల్టేజ్ గణనీయంగా పడిపోతే స్విచ్‌ఓవర్ చేస్తుంది.

VIN కి వోల్టేజ్ లభించకపోతే మరియు ప్రాధమిక విద్యుత్ సరఫరా యూనిట్ యొక్క వోల్టేజ్‌ను కూడా గ్రహించినట్లయితే సెన్స్ పిన్ అంతర్గత సర్క్యూట్రీకి శక్తిని అందిస్తుంది.

2200uF 25V యొక్క పెద్ద అవుట్పుట్ కెపాసిటర్ స్విచ్ ఆఫ్ దశలలో తగినంత వడపోతను అందిస్తుంది. స్విచ్ ఓవర్ జరిగిన చిన్న వ్యవధిలో, కెపాసిటర్ లోడ్కు శక్తిని అందిస్తుంది.

పిసిబి బోర్డు డిజైన్

సర్క్యూట్‌ను పరీక్షించడానికి, మాకు పిసిబి అవసరం ఎందుకంటే ఎల్‌టిసి 4412 ఐసి ఎస్‌ఎమ్‌డి ప్యాకేజీలో ఉంది. దిగువ చిత్రంలో, బోర్డు పైభాగం చూపబడుతుంది-

డిజైన్ ఒకే-వైపు బోర్డుగా చేయబడుతుంది. పిసిబిలో 3 వైర్ జంపర్లు కూడా అవసరం. నియంత్రణ మరియు స్థితి సంబంధిత కార్యకలాపాల కోసం రెండు అదనపు ఐచ్ఛిక ఇన్పుట్లు మరియు అవుట్పుట్ పిన్స్ కూడా అందించబడతాయి. అవసరమైతే మైక్రోకంట్రోలర్ యూనిట్ ఆ రెండు పిన్స్‌లో ఇంటర్‌ఫేస్ చేయవచ్చు, కాని మేము ఈ ట్యుటోరియల్‌లో అలా చేయలేము.

పై చిత్రంలో, పిసిబి యొక్క దిగువ భాగం Q1 మరియు Q2 యొక్క రెండు MOSFET లు ప్రదర్శించబడే చోట చూపబడుతుంది. అయినప్పటికీ, MOSFET లకు అదనపు హీట్ సింక్‌లు అవసరం లేదు, కానీ డిజైన్‌లో, PCB హీట్ సింక్ సృష్టించబడుతుంది. ఇవి MOSFET లలో విద్యుత్ వెదజల్లడాన్ని తగ్గిస్తాయి.

పవర్ పాత్ కంట్రోలర్ టెస్టింగ్

పైన పేర్కొన్న రెండు చిత్రాలు గతంలో రూపొందించిన పవర్ పాత్ కంట్రోలర్ యొక్క పిసిబిని చూపుతున్నాయి. ఏదేమైనా, పిసిబి చేతితో చెక్కబడిన సంస్కరణ మరియు ఇది ప్రయోజనానికి ఉపయోగపడుతుంది. భాగాలు పిసిబిలో సరిగా కరిగిపోతున్నాయి.

సర్క్యూట్‌ను పరీక్షించడానికి, సర్దుబాటు చేయగల DC లోడ్ అవుట్‌పుట్‌లో కనెక్ట్ చేయబడింది, ఇది దాదాపు 1 Amp కరెంట్‌ను గీస్తోంది. మీకు డిజిటల్ DC లోడ్ లేకపోతే, మీరు Arduino ని ఉపయోగించి మీ స్వంత సర్దుబాటు DC లోడ్‌ను కూడా నిర్మించవచ్చు.

పరీక్షా ప్రయోజనాల కోసం, నేను బ్యాటరీ కొరతను ఎదుర్కొన్నాను (ఇది ఇక్కడ COVID-19 లాక్‌డౌన్), అందువల్ల రెండు అవుట్‌పుట్‌లను కలిగి ఉన్న బెంచ్ విద్యుత్ సరఫరా ఉపయోగించబడుతుంది. ఒక ఛానెల్ 9 వికి, మరొకటి 12 వికి సెట్ చేయబడింది. అవుట్పుట్‌లో ఫలితాన్ని చూడటానికి 12V ఛానెల్ డిస్‌కనెక్ట్ చేయబడింది మరియు సర్క్యూట్ పనితీరును తనిఖీ చేయడానికి ఛానెల్‌ను తిరిగి కనెక్ట్ చేసింది.

సర్క్యూట్ ఎలా పనిచేస్తుందో వివరంగా చూపించడానికి మీరు క్రింద లింక్ చేసిన వీడియోను చూడవచ్చు. మీరు ప్రాజెక్ట్ను ఆస్వాదించారని మరియు ఉపయోగకరమైనదాన్ని నేర్చుకున్నారని నేను ఆశిస్తున్నాను. మీకు ఏవైనా ప్రశ్నలు ఉంటే, వాటిని క్రింది వ్యాఖ్య విభాగంలో ఉంచండి లేదా ఇతర సాంకేతిక ప్రశ్నల కోసం మా ఫోరమ్‌లను ఉపయోగించండి.