باتری پشتیبان

باتری پشتیبان برای انواع کارت خوان به همراه سورس کامل

باتری پشتیبان یکی از نیاز های اساسی سیستم های ارائه دهنده خدمات است، در هنگام قطع برق اگر این گونه دستگاه ها دچار اختلال شوند ، می توان خسارات زیادی را به بار بیاورند ، به عنوان نمونه دستگاه های خودپرداز را فرض کنید یا دستگاه های پوز فروشگاهی ، یا سیستم حسابداری یک شرکت زنجیره ای و …. ! روش های زیادی برای تامین برق در هنگام قطع برق وجود دارد ، مثل استفاده از موتوربرق ؛ اما همیشه این سیستم ها آنلاین نیستند به این معنی که با قطع برق دستگاه شما از کار خواهد افتاد و باید صبر کنید تا سیستم برق پشتیبان وارد پروسه تامین برق شود که باعث بروز اختلال چند دقیقه ای خواهد شد، در مقابل سیستم هایی وجود دارد که به صورت آنلاین کار می کنند به نحوی که دستگاه مصرف کننده اصلا قطع برق را احساس نخواهد کرد و هیچ خللی در کارکرد آن به وجود نخواهد آمد.

متاسفانه در ماه های گذشته شاهد قطع برق‌ های گسترده در سراسر کشور بودیم ؛ مساله ای هر چند ناخوشایند ولی اجتناب ناپذیر ؛ قطع برق های مکرر تمام فروشگاه های کوچک و حتی بزرگ را دچار چالش کرده بود ، چرا که سیستم های پرداخت نظیر دستگاه های کارت خوان از کار می افتاد و فروشگاه ها قادر به ارائه قدمات نبودند. قبلا در مقاله ای تحت عنوان “آموزش ساخت تغذیه و باتری پشتیبان برای رسپبری” آموزش دادیم که چطور میتوانید برای برد رزبری پای خود یک باتری پشتیبان بسازید به نحوی که با قطع برق رزبری پای قادر به ادامه کار باشد در واقع این مقاله رو میتوان مدار تکمیل شده مدار قبل دانست به نحوی که علاوه بر برد رزبری قادر به استفاده از آن در تمام دستگاه های کارت خوان نیز قابل استفاده باشد.

در حال حاضر چنین مداری در سطح اینترنت با قیمت های بالا به فروش می رسد (حتی در فروشگاه های مطرح اینترنتی) ما سعی خواهیم کرد تمام مستندات لازم برای ساخت یک سیستم باتری پشتیبان برای دستگاه های کارت خوان و البته تمام دستگاه های الکترونیکی (نظیر برد های رزبری پای ؛ اورنج پای و … ) به صورت رایگان منتشر کنیم و در اختیار دوستان علاقه‌مند قرار دهیم.

مشخصات باتری پشتیبان جدید

ممکن است این سوال پیش بیاید که چرا از مدار طراحی شده در پست آموزش ساخت تغذیه و باتری پشتیبان برای رسپبری استفاده نمی‌کنیم ! مدار قبلی دارای مشکلاتی بود که استفاده از آن را دارای محدودیت می‌کرد، اول این که مدار طراحی شده آنلاین بود و با قطع برق این احتمال وجود داشت که برد رزبری پای ریست شود چرا که برای سوییچ از رله استفاده شده بود که خود رله داری مقداری تاخیر در اتصال برق است.

مساله دوم آیسی سوییچینگ مورد استفاده در مدار قبل داری فرکانس سوییچ پایینی است و همین مساله باعث می شود که ابعاد مدار بزرگ شود (اندازه سلف و مدار سوییچ) و البته راندمان مدار کاهش پیدا کند در طراحی دید سعی شده از آیسی با فرکانس سوییچ زیاد(بیش از یک مگاهرتز ) و راندمان بالاتر (حدود 97 درصد) استفاده شود. همین تغییرات باعث کاهش چشمگیر اندازه مدار و کاهش حرارت مدار و تلفات انرژی شده است.

مشخصات مدار باتری پشتیبان کارتخوان

جزییات طراحی مدار سوییچ

وظیفه این مدار، سوییچ مسیر جریان بر روی تغذیه داخلی است در صورتی که ولتاژ خارجی قطع شود. این مدار دارای دو پارامتر مهم است ، پارامتر اول ، سرعت سوییچ ، برای این که در عملکرد عادی مدار اختلالی ایجاد نشود لازم است این تغییر به سریعترین حالت ممکن انجام شود. پارامتر مهم دوم ، توان تلفاتی مدار سوییچ است، چرا که مدار از باتری استفاد خواهد کرد ، پس مساله ساعت کارکرد و هدر رفت انرژی پارامتر مهمی به حساب می آید ، از طرفی هرچه توان تلفاتی کمتر باشد حرارت کمتری ایجاد خواهد کرد و طول عمر دار بیشتر خواهد شد. فرض کنید برای سوییچ از رله استفاده کنیم.

اگر فرض کنیم نویز ایجاده شده توسط فرایند کلید زنی وجود ندارد ، تلفات سوییچ پاینی دارد ، چرا که تقریبا مقاومت کانال جریان بسیار پایین است ، اما سرعت پایینی دارد ، چرا که عملیات سوییچ به صورت مکانیکی انجام می شد و زمانی در حدود چند ده میلی ثانیه تا چند صد میلی ثانیه برای تغییر کانال جریان مورد نیاز است ؛ این زمان باعث ایجاد اختلال در عملکرد مدار می شود و حتی ممکن است باعث از کار افتادن آن شود.

فرض کنید از دیود برای تغییر مسیر جریان استفاد کنیم :

عناصر نیمه هادی از سرعت بالایی برخوردار هستند و می توانند مسیر جریان را در کمتر از چند میکرو و یا نانو ثانیه عوض کنند ، به شکلی که مدار مصرف کننده ، احساس نکند !

اما مساله مهم موجود توان تلفاتی و افت ولتاژ بر روی دیود ها است ، اگر از دیود های شاتکی استفاده کنیم ، افت ولتاژ مقدار کمتری خواهد بود و مدار عملکرد بهتری خواهد داشت اما باز با مدار ایده آل فاصله وجود دارد.

اما راه حل پیشنهادی ، استفاده از ماسفت است

استفاده از ماسفت ، علاوه بر سرعت بالا در سوییچ ، دارای تلفات خیلی پایینی است چرا که معمولا مقاومت ماسفت ها در حالت سوییچ کامل ، چیزی در حدود چند میلی اهم است که نه افت ولتاژ ایجاد می کند و نه توان زیادی را هدر می دهد. اولین سوالی که ممکن است با دیدن این مدار در ذهن شکل بگیرد این است که چرا دو عدد ماسفت ؟ ، چرا از یک ماسفت استفاده نکنیم ؟ ، پاسخ این سوال بسیار ساده است ، ماسفت ها یک دیود ذاتی داخلی بر روی درین و سورس دارند !

وقتی که ماسفت خاموش است و باطری خالی است ، این دیود میتواند باعث عبور جریان به سمت باتری شود که هم به باتری صدمه می زنند و هم جریان کشی مدار را افزایش می دهد.  اما چرا یک ماسفت و یک دیود استفاده نکیم؟ ، به همان دلایلی که از دیود برای مدار سوییچ استفاده نکردیم.

, , , , , , , , , , , , , ,

مقالات مرتبط

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

این فیلد را پر کنید
این فیلد را پر کنید
لطفاً یک نشانی ایمیل معتبر بنویسید.

فهرست