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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik 5V-Versorgung für Minicomputer aus 12V Bordnetz mit 6V Pufferakku


Autor: Ronnie Zeiller (ronnie)
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Hallo Leute,
danke für die vielen Anregungen die ich hier im Forum gefunden habe.
Habe mir da eine Schaltung zusammengestellt die folgendes machen soll:
1.) Versorgung eines Minicomputers mit 5V ca./max. 1,1A
2.) Kurzzeitige Pufferung mit 6V/4,5 Drygel-Akku (mit diesem kann der 
Computer auch ohne Bordnetz ca. 4Std. betrieben werden)
3.) Spannungsversorgung aus 12V Bordbatterie

Vielleicht hat jemand von euch Zeit sich die Schaltung mal anzuschauen, 
und/oder hat Tipps was zu verbessern wäre.
Im Prinzip funktionierts ja, ABER

Unterspannungsschutz stark Temperaturabhängig (hab auch Komparatoren 
getestet, die sind halt noch aufwändiger)

Das ganze soll in Kleinserie (zu Beginn 30Stk.) gebaut werden und da 
zählt halt doch schon der Preis für jedes Teil.

Wäre für Tipps sehr dankbar,
herzlichen Gruß
Ronnie

Autor: MaWin (Gast)
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Am Schaltregler fehlt mindestens nicht ein Widerstand am ADJ 
Spannungsteiler.

5V/1.1A ? Ist doch ein Witz im Auto.

ICH würde als Zuleitung einen Linearregler nehmen denn gerade dort ist 
der Verlust von 6W kein Problem, und weil du eine 
Unterspannungsabschaltung willst als hinteren Regler einen mit on/-off 
Eingang mit definierter Schaltschwelle, damit Unterspannungsanschaltung 
gleich miterledigt ist.

KFZ-Akku -- KFZ-Schutzschaltung mit 1 Diode als Rückstromverhinderer 
oder gleich 2 Dioden damit du deine 10.8V erreichst -- LM317 oder L200 
(mit hier nützlichen 2.5V drop out) auf 6.8V eingestellt -- Akku -- 
BA50CC mit Unterspannungsabschaltung durch 5V6 Z-Diode am on/off 
Eingang.


Also lieber weniger Bauteile als Spannungsregler, Nebenfunktionen gleich 
miterledigen lassen, und lieber mehr Bauteile in die 
KFZ-Schautzschaltung stecken nach:

http://dse-faq.elektronik-kompendium.de/dse-faq.htm#F.23

Autor: Ronnie Zeiller (ronnie)
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MaWin schrieb:
> Am Schaltregler fehlt mindestens nicht ein Widerstand am ADJ
> Spannungsteiler.
>
Das ist ein 5V Schaltregler, der den Spannungsteiler bereits eingebaut 
hat. Dieser Spgsteiler wird durch das Poti ergänzt. (siehe innere 
Beschaltung des Reglers)

> 5V/1.1A ? Ist doch ein Witz im Auto.

Sorry, hätte ich gleich dazu sagen sollen, es geht um ein Bordnetz auf 
Yachten und dort muss Energie gespart werden wo es nur geht um z.B. bei 
Regatten den Motor nicht zum Laden einschalten zu müssen. (Hoher 
Energiebedarf durch Navigationsinstrumente, Beleuchtung in der Nacht 
etc.)
>
> ICH würde als Zuleitung einen Linearregler nehmen denn gerade dort ist
> der Verlust von 6W kein Problem,
> KFZ-Akku -- KFZ-Schutzschaltung mit 1 Diode als Rückstromverhinderer
> oder gleich 2 Dioden damit du deine 10.8V erreichst -- LM317 oder L200
> (mit hier nützlichen 2.5V drop out) auf 6.8V eingestellt --

Energiesparen (siehe oben) aber ich habe das Ganze auch mit einem L200 
probiert und auch mit Shottkydioden als Verpolungsschutz.
Dabei fällt jedoch zu viel Verlust(wärme) an

> und weil du eine
> Unterspannungsabschaltung willst als hinteren Regler einen mit on/-off
> Eingang mit definierter Schaltschwelle, damit Unterspannungsanschaltung
> gleich miterledigt ist.

Regler mit definierter Schaltschwelle?

>
 Akku --
> BA50CC mit Unterspannungsabschaltung durch 5V6 Z-Diode am on/off
> Eingang.

BA50CC?
hab ich auf die Schnelle jetzt nichts gefunden, was ist das?

ON/OFF mit Z-Diode wäre in der Tat bestechend einfach.
Das würde auch beim von mir verwendeten Regler LM2941-ADJ (ADJ mit 
on/off, nicht 5V fix, falsch eingezeichnet in Schaltbild)funktionieren.
Das Problem dabei ist jedoch die Temperaturdrift und der enge 
Schaltbereich ohne Hysterese, der nach Abschaltung und folgendem Anstieg 
der Leerlaufspannung am Akku die Last wieder einschaltet worauf der Akku 
sofort wieder in die Knie geht usw....

>
>
> Also lieber weniger Bauteile als Spannungsregler, Nebenfunktionen gleich
> miterledigen lassen, und lieber mehr Bauteile in die
> KFZ-Schautzschaltung stecken nach:
>
> http://dse-faq.elektronik-kompendium.de/dse-faq.htm#F.23

Danke für deine Rückmeldung und den Link.
Da werd ich mal etwas schmökern und sicher auch sinnvolles an 
Schutzschaltungen für den Yachtbetrieb finden.
Wollte nur schnell mal rückmelden und die Fragestellung mehr auf die 
Möglichkeiten zur temperaturunabhängigen Unterspannungsabschaltung 
lenken.
Denn "mein" Schaltregler ist das einzige was wirklich saugut 
funktioniert :-)

LG Ron

Autor: MaWin (Gast)
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> BA50CC?
> hab ich auf die Schnelle jetzt nichts gefunden, was ist das?

Einfach ein billiger Linearregler mit Anschalteingang
http://www.rohm.com/products/lsi/power/standard_sh...
kannst natürlich auch einen von anderen Firmen nehmen,
wenn deren Abschaltschwelle halbwegs definiert ist.

> ON/OFF mit Z-Diode wäre in der Tat bestechend einfach.
> Das würde auch beim von mir verwendeten Regler LM2941-ADJ funktionieren.

Ja.

> Das Problem dabei ist jedoch die Temperaturdrift und der enge
> Schaltbereich ohne Hysterese, der nach Abschaltung und folgendem Anstieg
> der Leerlaufspannung am Akku die Last wieder einschaltet worauf der Akku
> sofort wieder in die Knie geht usw....

Nein.
Es gibt eben keine Hysterese.
Also wird linear abgeregelt (beim Linearregler sowieso, aber auch wenn 
es ein Schaltregler ist). Wenn die Eingangssspannung also die untere 
Grenze erreicht, sinkt auch die Ausgangsspannung (schneller oder weniger 
schnell, egal, aber linear) daher gibt es keine abrupte 
Belastungsänderung der Batterie.

Da dein Interesse nicht ein hartes Abschalten der Ausgangsspannug ist 
(das wird der BrownOutReset des uC selbst machen und kann vorher noch 
vor leeren Akkus warnen) sondern ein Tiefentladeschutz des Akkus, muss 
man nicht mit Hysterese hart abschalten.

Autor: Ronnie Zeiller (ronnie)
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MaWin schrieb:
>> BA50CC?

>
> Einfach ein billiger Linearregler mit Anschalteingang
> http://www.rohm.com/products/lsi/power/standard_sh...

Sehr gut
>
>> ON/OFF mit Z-Diode wäre in der Tat bestechend einfach.
>> Das würde auch beim von mir verwendeten Regler LM2941-ADJ funktionieren.
>
> Ja.
>
>> Das Problem dabei ist jedoch die Temperaturdrift und der enge
>> Schaltbereich ohne Hysterese,
>
> Nein.
> Es gibt eben keine Hysterese.
Nein. bezieht sich auf Hysterese oder Temperaturdrift?

Alles andere wird immer klarer und Danke auch für den Link zu 
de.sci.electronics-FAQ
eine geniale Quelle des Wissens!! :-)

lgron

Autor: MaWin (Gast)
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> Das würde auch beim von mir verwendeten Regler LM2941-ADJ funktionieren.

Achsoja, Nein, falsche Polarität des Eingangs, daher BA50CC.

Einen SPannungsregler dessen Abschalteingang einen Schmitt-Trogger
mit Hysterese und definierter Schaltschwelle hat, so dass er als
LowBat Eingang verwendbar ist, kenne ich nicht.

Da muss man zu so was komplexen wie TPS61030 greifen, die den
LowBat zusätzlich drinenn haben, aber leider reicht der nicht
von der Spannung her.

Vielleicht kennt ja ein andere hier einen passenderen Chip.

> > Nein.
> > Es gibt eben keine Hysterese.
> Nein. bezieht sich auf Hysterese oder Temperaturdrift?

Hysterese.
Die Temperaturdrift ist bei einem Tiefentladeschutz egal.

Autor: Ronnie Zeiller (ronnie)
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MaWin schrieb:
>> Das würde auch beim von mir verwendeten Regler LM2941-ADJ funktionieren.
>
> Achsoja, Nein, falsche Polarität des Eingangs, daher BA50CC.

Versteh ich nicht, ist das nicht nur eine Frage ob ich die Z-Diode oben 
oder unten habe?
Vcc
r
+----------- on/off
z-diode
Masse

Vcc
z-diode
+---------- off/on
r
Masse

>
> Einen SPannungsregler dessen Abschalteingang einen Schmitt-Trogger
> mit Hysterese und definierter Schaltschwelle hat, so dass er als
> LowBat Eingang verwendbar ist, kenne ich nicht.
>
> Da muss man zu so was komplexen wie TPS61030 greifen, die den
> LowBat zusätzlich drinenn haben, aber leider reicht der nicht
> von der Spannung her.
>
> Vielleicht kennt ja ein andere hier einen passenderen Chip.
Das wäre cool
>
>> > Nein.
>> > Es gibt eben keine Hysterese.
>> Nein. bezieht sich auf Hysterese oder Temperaturdrift?
>
> Hysterese.
> Die Temperaturdrift ist bei einem Tiefentladeschutz egal.

hmm, ich hab mal mit dem Fön drauf gehalten und da ging die 
Abschaltspannung ziemlich rasant von 10,7V runter auf 9,8V
(Allerdings war das noch mit dem Transistor, vielleicht ist es nur mit 
Z-Diode ja besser)
Wenn´s da im Sommer mal 50° oder so im Gehäuse hat wär das dann nicht so 
gut für die Batterie....

Autor: MaWin (Gast)
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> Versteh ich nicht, ist das nicht nur eine Frage
> ob ich die Z-Diode oben oder unten habe?

Z-Diode unten geht nicht, wenn der Abschalteingang
massebezogen ist, also bei ca. 1.4V abschaltet.

Es wird aber auch Spannungsregler geben (vor allem
ADJustierbare ohne GND-Anschluss) deren SHDN-Abschalteingang
Schaltschwellen bezogen auf Vin ist. Da wäre dann eine
Z-Diode unten. Ich kenn nur keinen :-)

Es gibt zwar einige Spannungsregler mit Low
Battery Detection, z.B. ADP3367 oder LT1303, aber deren
Hersteller waren beim Entwurf der Regler dermassen
zugekifft, die haben dn SHDN-Eingang genau in der
falschen Polarität für den LBO konstruiert.

Ein Regler, der es richtig macht, ist der LT1579, aber der
hilft dir nicht.

Zudem hilft das alles nichts, wenn die Regler so schwer
beschaffbar sind und so teuer werden, dass ein normaler
Regler (dein LM2941) zusammen mit einem ICL7665 oder
TL7702 noch billiger kommt.

Autor: Ronnie Zeiller (ronnie)
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Danke MaWin für deine Anregungen.
Ich glaub ich hab die Lösung gefunden, ich nehm einen MAX 8211.
Ist zwar nicht der billigste, aber präzise zum Einstellen (bei meinem 
LM311 Komparator hat Theorieberechnung und Wirklichkeit nie gestimmt) 
und hat keine Temperaturdrift (die ich bei meiner 
Z-Diode/Schalt-Transistorlösung hatte)

3 Widerstände 1 IC that´s it :-)

lgron

P.S. Kennt wer einen 2A 5V fix Low Drop Linear Spannungsregler der ein 
shut down hat?

Autor: MaWin (Gast)
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BA50DD

Das war einfach.

Autor: Ronnie Zeiller (ronnie)
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MaWin schrieb:
> BA50DD
>
> Das war einfach.

uups, sorry, den BA50CC hast ja eh schon früher erwähnt.
Ich hab auch schon gesucht gehabt, scheint aber ein exotischeres Modell 
zu sein, denn ich hab nicht gefunden wo ich den bekomme....

Autor: MaWin (Gast)
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Du hast nicht geschreiben, daß Reichelt ihn haben muss.

Der hat nämlich nix :-(

Autor: Ronnie Zeiller (ronnie)
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hmmm, selbst schnitzen, brennen, löten ist schwierig :-)

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