又停电啦？！送你一款简洁家用不间断电源的设计

图 1. 不间断电源 (UPS) 原理图
图1显现的便是该电路。此设计的备用电源是从废品站以20英镑采办的二手车辆电池。LTC3789 是1个四开关降压-升压转换器，能以极高效益供应恒定的12 V电源，其填写电压能够高过或低过此电压。其评价套件在5 V到36 V填写电压前提下能供应12 V、5 A的电源流出，因而能够直接应用，无需点窜。Wi-Fi路由器只需要1 A电流，因而该评价套件可用来为其余不少须要12 V电压的运用供电。
无绳电话须要6.5 V、约600 mA电源，因而选取 LT8608 来为此电源轨供应低噪声、高效益电源，其静态电流极低(2.5μA)。LT8608和LTC3789的最大填写电压分别为42 V和38 V，因而将它们直接连通到车辆电池以实行最高电路效益。某类过低本钱的电池充电器假设未准确连通到电池，也许会构成高电压，造成电池不能十足吸收充电电流。因而，假设充电器与电路连通优良，但与电池连通不良，如此构成的电压也许会毁坏电子设施。
LTC3789和LT8608的宽填写电压范畴加重了连通电池充电器时构成高电压的担心。电路既能够在永久连通电池充电器的状况下工作，也能够在没有连通的状况下工作。可是，在不畅风的屋室维持电池充电器永久连通的安全方面取决于所用的电池和充电器的型号。
该电路的精良部份由 LTC4416供应。这是1个双入口抱负二极管，负担切换主电源电压和备用电源。LTC4416含有1个精密较为器，当较为器探测到主电源产生故障时，就会应用4个外部P沟道MOSFET (PFET)切换到备用电源。
该电路的更简洁形态是双入口二极管OR配置，2个二极管的阴极连通在一块，主电源和备用电源连通到阳极。但是，该电路仅将2个电源中的最高者馈送到位于阴极的流出端，并会在二极管上构成0.6 V的消耗。用PFET取代二极管能够设计更高效的电路。丈量PFET体二极管两头的电压降，假设它超越某个阈值，则FET导通，进而使体二极管短路。假设此电压降为负，则对PFET的驱动被移除，体二极管会制止反向电流。如此就创立了1个拥有低正向电压降和反向阻断性能的抱负二极管，如图2所示。

图 2. 二极管 OR 电路的抱负二极管实行
在该电路中，每个PFET的体二极管从填写指向流出，因而假设1个填写电压比另1个填写电压高于600 mV以上，该体二极管就会导通。因而，假设备用电源刚好高过主电源，负载的电源将由备用电源供应，这是不能取的。反转PFET能够处理这个问题，但假设流出电压比填写电压高于600 mV以上，体二极管就会导通，产生电流倒流。
更简单的处理计划是为每条路径增加1个额外的PFET，如图3所示。在该电路中，2个体二极管相互相对，因而当FET断开时，该电路供应双向开路，并隔离每个入口，而无论填写或流出电压怎样。

图 3. 拥有双向断开性能的二极管 OR 电路
针对12 V电路，LTC4416 (DC1059A)的评价套件做了点窜，以供应11.17 V的切换电压，此中R3应用100 kΩ电阻，R1应用10 kΩ + 2.2 kΩ电阻。这较有效，但咱们发掘，Wi-Fi接入点须要准确的12 V电源，偶尔候当12 V主电源再次切换回来时，它会从新开启。这是因为电压阶跃（从11.17 V到12 V）侵扰了路由器电子物件。将R1改成11.47 kΩ可将切换电压提升到11.8 V，进而减少了电压阶跃的大小。
无绳电话电路对电源阶跃的体验更猛烈，因而R15由22 kΩ + 10 kΩ电阻构成，以供应5 V的切换电压。波形如图4所示。绿色迹线显现的是LTC4416终究开始的12 V流出，赤色迹线显现的插墙式电源适配器的12 V流出（主电源），蓝色迹线显现的是车辆电池电压。当示波器直流耦合时，看不到对绿色迹线的烦扰。更改成交流耦合后，当连通(600 ms)和断开(5.8 s)主电源12V时，能够看见很小的烦扰。拥有嘲讽标志的是，当连通12 V主电源时，该电源轨上的噪申明显更高，这标明插墙式电源适配器流出的噪声高过LTC3789。

图 4. 当主电源（赤色迹线）断开时，12 V（绿色迹线）几乎不受烦扰
图5所示为UPS电子设施的照片，完好电路如图6所示。

图 5. 电源和抱负二极管装载在 UPS 箱的正面

图 6. 带电池的完好电路
02
将来改善
前面提到的电路须要割断来自插墙式电源适配器的电缆，以容许串联插入UPS。1个更简单的处理计划是从车辆电池构成340 V DC，并将其馈入扩展插座，接着将插墙式电源适配器插入扩展插座。因为一切插墙式电源适配器的内部电路都含盖整流器，因而该电压是交流还是直流没相关系。但是，从12 V电池构成340 V电压会带来消耗，在插墙式电源适配器内减低该电压也会构成消耗，这标志着高压电路将愈加高效和简洁，哪怕须要割断插墙式电源适配器电缆。
LTC4416评价套件含有LED，可指示正在应用主电源还是备用电源，况且较容易将这类LED放到外壳上。另1个有用的附带性能是1个按钮开关，用来人为将LTC4416的使能引脚拉低以测验切换性能。
该电路经过全面测验，功能优秀。针对更高的电流，能够应用N沟道抱负二极管。LTC4416是ADI企业供应的各类抱负二极管和热插拔物件的一类。
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论断
本文描绘的电路展现了一类简洁家用不间断电源的设计，它能够在断电时让各类家用电器维持运作。此电路固然能够进行点窜，应用更强力的MOSFET和更大的电池来供应更高的流出功率和更长的后援时间。