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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Wie lange hält die Spannung nach Stromausfall?


Autor: Sven Stefan (stepp64) Benutzerseite
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Hallo,

ich möchte gerne mit angehängtem Netzteil eine µC Schaltung versorgen. 
Die Schaltung wird bei Maximallast ca. 300mA auf der 5V Seite 
verbrauchen. Ich möchte nun bei einem Stromausfall (die Messung erfolgt 
auf der 16V Seite vor der Diode und geht auf einen Komparatoreingang, 
welcher einen Interrupt auslößt) noch schnell ein paar Register (10 
Bytes) im internen EEPROM sichern (µC ist ein PIC 16F887 an 8MHz). 
Reicht ein 1000µF für diesen Vorgang oder wird das zu knapp? Wie lange 
kann ein 1000µF Kondensator bei 300mA noch die Energie für den 
Schaltregler liefern, bevor die 5V zusammenbrechen?

Danke schon mal
Sven

Autor: I_ H. (i_h)
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Kannst du doch so ungefähr überschlagen. Schick in einen 1F Kondensator 
1A für 1 Sekunde und die Spannung wird um 1V steigen. Oder eben 
deltaU=I*t/C.

Bei 1000uF und 300mA und einem zulässigen Spannungsabfall von vll 10V 
dauert es also grob überschlagen (Strom hängt ja auch von der Spannung 
ab) 33 Millisekunden. Dürfte also reichen.

Autor: Sven Stefan (stepp64) Benutzerseite
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Hab bis jetzt leider noch keine Aussage dazu gefunden, wie lange ein PIC 
zum Schreiben ins interne EEPROM benötigt. Sprut geht von kleiner 10ms 
aus. Das wäre für mich dann aber zu lang. Ich könnte allerdings über 
einen zusätzlichen Transistor bei Spannungsausfall die Peripherie 
komplett abschalten damit nur noch der PIC gepuffert wird. Dann wäre der 
Stromverbrauch deutlich geringer (max. 10mA).

Fließen am Eingang des Schaltreglers eigentlich auch 300mA oder verhält 
sich ein solches NT eher wie ein Trafo (dann dürften ja nur so ca. 100mA 
fließen)?

Sven

Autor: I_ H. (i_h)
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Der Sinn und Zweck eines Schaltreglers ist, dass keine 300mA fließen ;). 
Sonst könnte man auch einen Längsregler nehmen. Es fließen 
Iout*(Uout/Uin)*Wirkungsgrad.

Autor: Sven Stefan (stepp64) Benutzerseite
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Hab ich mir schon fast so gedacht, da ja auch weniger Wärme entsteht. 
Dann müsste der Elko die Spannung also noch so ca. 100ms halten. 
Beeinflusst der 1000µ Elko am Eingang des 2574 diesen eigentlich 
irgendwie negativ?

Nun muss ich nur noch raus finden wie lange der EEPROM braucht.

Autor: Henrik J. (henrikj)
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Dein R43 kannst dir übrigens schenken... Deine Dioden /Mikrocontroller 
eingang sind bereits durch den Spannungsteiler abgesichert.

Autor: Oszi40 (Gast)
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Wie lange der EEPROM braucht ? Jedenfalls gibt es langsame und schnelle.

Wie wärs zum Test:  ms hochzählen und zyklisch abspeichern solange er 
noch lebt? Gesamtzeit-Sicherheit =nutzbare Zeit

Vorteil wäre, daß man das GANZE System damit betrachtet (auch den 
Arbeitsbereich des Schaltreglers und die Befehlsausführungszeiten...)

Autor: Knut Ballhause (Firma: TravelRec.) (travelrec) Benutzerseite
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Wenn möglich, schalte nach dem Feststellen des Stromausfalls sofort alle 
Verbraucher auf der 5V-Seite ab, der Controller wird nur um 10mA 
brauchen. Das verschafft Dir fast eine halbe Sekunde.

Autor: Sven Stefan (stepp64) Benutzerseite
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Genau das hatte ich mir auch schon überlegt. Ich hab jetzt allerdings 
das Problem, das ich nicht weiß, wie man einen Transistor in die 5V 
Leitung schaltet. Also wo E, B und C angeschlossen werden und welchen 
Basisvorwiderstand ich nehmen muss. Ich habe hier BC328-25 und BC338-25. 
Könnte ich die dafür nehmen?

Autor: Knut Ballhause (Firma: TravelRec.) (travelrec) Benutzerseite
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Du brauchst einen pnp-Transistor, der 500mA abkann, Emitter an +5V, 
Basis zum Controller, der Low ausgibt, wenn der Transistor durchschalten 
soll, der Kollektor kommt an die Last, die an Masse geschaltet ist. Oder 
Du nimmst einen p-Kanal MosFet, der hat weniger Spannungsabfall und ist 
leistungslos steuerbar. Hierbei ist der Anschluß Source an +, Gate an 
Controller, Drain an Last. Du mußt, wenn Du die Last abschaltest, 
allerdings sicherstellen, daß keine Ströme vom Controller aus in die 
Last fließen können; oder zumindest keine nennenswerten.

Autor: Sven Stefan (stepp64) Benutzerseite
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Dann würde der BC328-25 gehen. Der kann 800mA. Als Basiswiderstand 
müsste  1k Ohm doch ok sein? Damit müssten so ca. 5mA Basisstrom bei 
500mA Kollektorstrom fliesen. Eher weniger, da der Transistor mit 
typisch 200 Stromverstärkung angegeben ist. Das werde ich dann mal 
probieren.

@ Oszi40 (Gast): So ähnlich wollte ich das auch probieren. Ich wollte 
einfach ab Stromausfall einen Zähler hochzählen lassen und dessen Wert 
in den Eprom schreiben. Nach dem Einschalten den Eprom auslesen und ich 
weiß wie weit er gekommen ist.

Ok. Ihr habt mir wie immer wieder weitergeholfen. Danke nochmals.

Sven

Autor: Bernd Rüter (Firma: Promaxx.net) (bigwumpus)
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Ich würde den "dicken" ELKO auf der 5V-Seite anbringen. Dort kannst Du 
eine große Kapazität mit geringer Spannung leichter einbauen als vor dem 
Schaltregler. Da sparst Du Volumen.

Beim PIC sind 10ms im Datenblatt. Ich löse es so, daß ich ein Byte 
schreibe (das kann die Hardware automatisch) und vor dem Schreiben des 
nächsten Bytes auf die Vollzugsmeldung warte (lese im Datenblatt). Das 
wäre die schnellste Möglichkeit. Der Schreibvorgang wird durch die 
Hardware getimed.

Autor: Roland Praml (pram)
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Bernd Rüter wrote:
> Ich würde den "dicken" ELKO auf der 5V-Seite anbringen.

würde ich nicht.

1. sollen ja die 5V möglichst konstant bleiben, du hast also kaum 
Spielraum den C zu entladen

2. Q=C*U Je höher die Spannung umso höher ist die gespeicherte 
Ladung/Energie im C

Gruß
Roland

Autor: Bernd Rüter (Firma: Promaxx.net) (bigwumpus)
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OK, man hätte den Vorteil, daß der Schaltregler noch arbeitet.

Ich dachte eher daran, auf der 5V-Seite evtl. 4700uF anzubringen. Der 
PIC läuft auch mit weniger Spannung.

Autor: Knut Ballhause (Firma: TravelRec.) (travelrec) Benutzerseite
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Dicker Elko hinter dem Schaltregler bringt gar nichts und stresst den 
Schaltregler. Wenn schon, dann davor, also an die Einspeisung.

Autor: Sven Stefan (stepp64) Benutzerseite
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Deshalb hatte ich den Elko ja auch vor dem SR eingeplant, da dadurch am 
Ausgang noch eine weile 5V stabil anliegen. Ich habe an der Stelle auf 
der Leiterplatte auch ein wenig mehr Platz eingeplant. Ich könnte den 
Elko also auch noch größer machen (2200µ oder 4700µ sollte noch passen).

Das mit dem Abfragen werde ich aber so machen. Da spart man Zeit und 
kann sofort das nächste Byte schreiben. Das kann ja dann alles in der 
ISR passieren, damit kein anderer Interrupt dazwischenfunkt. Das spielt 
in dem Moment dann keine Rolle mehr.

Mir fällt gerade ein, dass ich mal wieder viel zu kompliziert gedacht 
habe. Um Strom zu sparen, wollte ich über einen Transistor die ganzen 
Hauptverbraucher abschalten. Die stromfressendsten Verbraucher sind bei 
meiner Schaltung aber drei Relais und 6 LEDs, welche durch den µC 
gesteuert werden. Ist ja wesentlich einfacher alle Verbraucher einfach 
abzuschalten... Das spart bei mir ca. 250mA. Der Rest wird dann so bei 
30mA liegen und damit sollte ich ca. 1 Sekunde Zeit haben. Ich denke das 
reicht dann.

Sven

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