使用拨动开关可在12 V电池之间平稳切换

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我有很多仪器（12伏，消耗几百毫安），有时需要在两个12伏铅酸电池之一之间切换。

拨动开关是先断后合的，因此一秒钟的电源中断会导致几个仪器重新启动。

这些工具是黑匣子，我不知道它们里面有什么或它们如何工作。

如何在切换过程中平滑掉电并防止重新启动？拨动开关负载侧串联的电容器和电阻器是否足够？

仪器的内部特性对我来说是未知的（这是问题的一部分），所以我不知道哪种中断供应是可以接受的。另外，有几种仪器可能同时开启或关闭，这增加了问题的复杂性，所以我正在寻找不需要太多复杂性的最简单，最通用的解决方案-这就是为什么仅考虑开关两端的12 V电容器和电阻器。

power batteries toggle-switch

— 名侦探柯南
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2

在过渡期间允许什么电压下降？

— 安迪（aka Andy）

4

足够大的电容器可能会损坏您的开关。

— 詹森

6

我不信。开关会击中“断开”，特别是在感应断开时。上限将解决该问题。“ make”的命中率几乎没有那么差，而且更好，因为由于上限，make上的电压差会很小。

— 哈珀-恢复莫妮卡

两个开关不起作用吗？首先，您切换其中一个，然后切换另一个。

— 数据

5

开关后的电容器最终可能在“ make”之后导致残酷的浪涌电流尖峰……这可能不会引起火花，但会导致电阻焊接……

— rackandboneman

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一些简单的数学运算：

在电容器中，电荷Q和电压V通过 $Q = CV$ 。

电流是电荷的流动速率，因此，微分使我们得到 $I = \frac {dQ}{dt} = C \frac {dV}{dt}$

您要计算开关传输期间的压降，因此我们将重新排列为

C = \frac{I}{\frac{d v}{d t}} = I \frac{d t}{d v}

$C = \frac {I}{\frac {dv}{dt}} = I \frac {dt}{dv}$

因此，以一些粗略的数字来说，假设您正在消耗250 mA电流，您可以承受0.8 V的压降，并且您的开关需要50 ms的时间才能投掷

C = I \frac{d t}{d v} = 0.25 \frac{0.05}{0.8} = 0.015 F = 15, 000 μ F

$C = I \frac {dt}{dv} = 0.25 \frac {0.05}{0.8} = 0.015 \ \text F = 15,000 \ \mu \text F$

schematic

^{模拟该电路 –使用CircuitLab创建的原理图}

图1.电路

@Jasen指出“足够大的电容器可能会损坏您的开关”。这里的要点是，电容器在首次连接到电源时会短路，因为电容器已完全放电。结果，将通过已经闭合的开关产生初始电流浪涌。您可以使用功能强大的开关或添加与C1串联的限流电阻。

最初充电后，开关电流将在每次开关转换期间接近负载电流。

— 晶体管
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使用额定电流为20A或更高的开关以减少触点烧伤。

— 詹森

7

我考虑过了，但它并没有切换 20 A，而是只有几百mA。它需要能够在很短的通电时间内承受高电流，仅此而已。问题在于，很少有数据手册会显示载流额定值，因为在大多数应用中，重要的是开关额定值。

— 晶体管

4

那短暂的时间是联系人弹跳的时候，这可能是最糟糕的时间，

— Jasen

1

我认为我们正在设想不同的方案。在矿井中，最初的浪涌是通过连接电池而不是通过拨动开关为电路首次通电时，因此开关不必开关电流。初始充电完成后，所有后续开关仅是负载电流加上由于开关期间的电压下降而产生的额外电流。

— 晶体管

@Jasen短暂的时间里，联系没有动

— slebetman

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您可以在开关上添加两个肖特基二极管，从而允许任一电池通过二极管为负载供电。在切换过程中，电压将比充电最多的电池电压低0.35 V（1N5817 @ 200 mA），并且避免了因添加电容器而引起的电流浪涌。如果3％的断电是可以接受的，您甚至可以卸下开关。

Schematic

^{模拟该电路 –使用创建的原理图CircuitLab}

— 蒂姆·斯泰尔斯（Tim Styles）
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充满电的铅酸要比放电的铅酸高出0.5V以上，因此连接铅酸将有效地使其立即通过二极管吸收负载。

— vidarlo

@vidarlo而不是两个二极管，那么呢？

— John Dvorak

不，一个二极管很好

— vidarlo

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这似乎过于简单，但过去我通过在主拨动开关上进行简单的瞬时开关来解决此问题。翻转电源时，按住它可以将两个12 V电源连接在一起。因此，电源绝不会中断。这样一来，两个信号源在正常运行期间就完全隔离了，并且不会意外断开连接。

— 乔治·罗伯逊
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1

连接时，从充满电的电池到放电的电池可能会流很多电。

— 伊恩·

@IanRingrose可能是，也可能不是问题；在任何情况下，都可以用电阻器等减轻。

— glglgl

@George使用当前设置，连接源将无济于事；“先断后合”开关将断开负载。

— glglgl19年

3

您可以查看德州仪器的Power MUX范围：链接。

有一些12V版本。我有一个5V的电池可以切换微处理器上的LiPo电池，但是我不认为它会重新启动，因为这对我而言并不重要。

它们并不贵，如果您不愿意焊接小尺寸的组件，则可以获取评估模块。

— 邦佐
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2

获取带有先断后合触点的SP3T开关，以将每个电池连接到一个末端触点。并且两个电池都通过肖特基功率二极管连接到中间。

这样，在切换期间就不会有“死时间”。

寻找合适的开关可能很棘手。

— 杰森
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@Jansen，谢谢-我知道此选项，但是正如您提到的那样，找到合适的开关并不容易，因为空间狭小且开关必须非常小，因此在我看来很难。

— ConanTheGerbil，

1

RS有它们可用，但您必须购买500台

— Jasen

0

您能否使用两个小开关使另一个断开？会给充电器带来太大压力吗？我认为是充电器吗？还是由于不同的充电水平而对电池造成太大的负担？同样，原始电路图会有所帮助。这将有助于像我这样的视觉学习者看到当前配置。或在电池电量耗尽以至于引起跌落之前更早切换。市场上有一种用于汽车的智能开关，用于深度循环/启动电池组合。您提到的空间很小，因此不确定它是否适合您。在某人的头脑中有一个可以完美工作的解决方案。

— 气愤
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此答案的某些部分将更好地用作注释。对，这不能直接回答问题，因此很可能会被否决。值得记住的是，Stack Exchange不是讨论论坛，而是一个问答网站。

— 戴维

0

我几乎完全使用此设备解决了您的问题：

http://www.mini-box.com/Y-PWR-Hot-Swap-Load-Sharing-Controller

如果您愿意自己动手，我认为在这一领域有经验的人很容易复制。

注意：我与销售上述产品的网站没有任何联系，并且不确定是否列出了价格，仅列出了“请求报价”，因此目前不确定是否可用。但是，当我多年前购买时（可能将近10年），它并不便宜。

— R .. GitHub停止帮助ICE
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根据上下文，这可能是一个难题，甚至是一个非常难题。

如果负载不容许任何中断，则必须使其成为一个带有2个二极管的2步过程，以及一个特殊的开关，当两个源均打开时，该开关会通过一个状态。

（如果您不希望二极管持续消耗电压，甚至需要4步操作，旋转开关就会成为您的朋友）。

— 水曲柳
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