Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Bei Stromausfall automatisch auf Batterie schalten


von Pfiffig (Gast)


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Hi,
ich habe eine Schaltung die nicht ausfallen darf. Die Schaltung wird mit 
5V Netzteil versorgt, sie selbst braucht aber nur 3,3V, sie stabilisiert 
auf der Platine noch mal auf 3,3V.

Da sie nicht ausfallen darf, wollte ich nun 4 Batterien einbauen auf die 
im Notfall umgeschaltet wird.
Die Frage ist nur wie schlate ich am besten um, so das Schaltung nicht 
ausfällt. Zuerst dachte ich an ein Relais (über Port und Transistor) das 
schaltet sobald Spannung am Eingang von 5 auf 4V abfällt. Allerdings 
weiss ich nicht ob Relais schnell genug ist, zudem sind wohl auch 3V 
Relais schwer zu bekommen.
Habt ihr eine bessere Idee, Schaltungsvorschläge sind willkommen.

lg
S.Pfiffig

von Ich (Gast)


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Diode!?

von Ben _. (burning_silicon)


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Ich hab sowas mit einem PC mit selbstgebautem 12V-Netzteil gemacht, der 
als Server eingesetzt war. Das Relais ist schnell genug, wenn die 
Umschaltzeit mit ein paar dickeren Elkos abgefangen wird. Der PC wird 
damals so um die 4A an 12V gezogen haben, war noch lange nicht so 
optimiert wie ein Intel Atom heute.

Du brauchst ja nicht bei 4V schalten, sondern kannst es schon bei 4,5V 
machen.

3V Relais brauchst Du nicht, ein 5V Relais reicht. Wichtig ist, daß das 
Relais aktiv abgeschaltet wird. Einmal angezogen "hängt" es auch bei 
2,5V noch. Also Du kannst das Relais nicht einfach an die 5V hängen und 
drauf vertrauen, daß es bei Spannungswegfall von alleine abfällt. Macht 
es zwar, aber viel zu spät.

von Mike R. (thesealion)


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Warum nicht einfach beide Versorgungen (Batterie und Netzteil) parallel 
schalten und durch Dioden entkoppel. Dann musst du nur noch dafür 
sorgen, das das Netzteil im Normalfall eine höhere Spannung liefert als 
die Batterien.

von Karsandra (Gast)


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Pfiffig schrieb:
> Allerdings
> weiss ich nicht ob Relais schnell genug ist, zudem sind wohl auch 3V
> Relais schwer zu bekommen.

Nein, Du kannst davon ausgehen, dass Deine Schaltung gute Chancen hat 
dann in den Brow-out-Reset zu laufen.

Du kannst aber mit Schottkydioden entkoppeln. D.h. Du nimmst Dein 
Batteriepack und schließt die Anode an den Pluspol. Die Kathode schließt 
Du dann an den Versorgungsspannungspunkt der 5Volt-Einspeisung.

Das hätte den Charme, wenn das Netzteil Energie liefert und die 
Batteriespannung unterhalb der 5 Volt sich befände, dass die Diode in 
Sperrrichtung betrieben wird. 4 mal 1,5Volt würden dann jedoch nicht 
funktionieren. Entweder nimmst Du 3 mal 1,5 Volt oder 4 mal 1,2 Volt.
Vielleicht funktioniert ja auch schon 3 mal 1,2 Volt (Akku aus.) Durch 
die Entkopplungsdiode kannst Du dann auch die Akkus laden (puffern), 
damit sie durchhalten, wenn die reguläre Versorgung ausfällt.

Die konkrekte Realisierung mußt Du selbst heraustüffteln.
Aber über eine Diode habe ich meinen RTC-Chip gestützt. Wobei der 
Spannungsunterschied da ca 2 Volt war.

Ich hoffe, dass inspiriert Dich.

von Davis (Gast)


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Welchen Controller nimmst du? Welches Stabi-IC ist verbaut? Wie sieht 
deine Stromversorgung aus (Schaltplan)?

von Tim (Gast)


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von Falk B. (falk)


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von Pfiffig (Gast)


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An die Dioden habe ich natürlich such schon gedacht, wäre natürlich das 
einfachste. Schade ist halt dann das es nicht mit 4 Mignon klappt. 3 
hätten zum einen den Nachteil das man schlecht 3er Batteriehalter 
bekommt und das die Spannung mit 4,5V wo dann auch noch Spannung an der 
Diode abfällt sehr knapp für den folgenden Spannungsregler wird. Zum 
anderen ist es dann für die Schaltung schwierig zu detektieren ob 
Stromausfall herrscht (das sollte die mitbekommen).

Wie wäre es mit 4 NihH Akkus (welche mit geringer 
Selbstentladung,eneloop), das müsste doch mit Dioden hin hauen.

Dann bliebe nur noch das detektieren der Netzspannung, müsste man wohl 
noch eine Diode am 5V Eingang nehmen um davor die Spannung zu messen. 
Dann aber liegts kaum noch über der Akkuspannung!

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Pfiffig schrieb:
> ich habe eine Schaltung die nicht ausfallen darf.
Welchen Strom nimmt diese Schaltung auf?

Pfiffig schrieb:
> An die Dioden habe ich natürlich such schon gedacht, wäre natürlich das
> einfachste. Schade ist halt dann das es nicht mit 4 Mignon klappt.
Sinnvollerweise nimmst du natürlich 3 Batterien mit insgesamt 4,5V.
1
   Netzteil 5V --->|-------o-----[Regler]--- 3,3V
2
                           |
3
  3x Batterien --->|-------'

von Pfiffig (Gast)


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Warum Verständnisproblem, genau so wie du es abgebildet hast hab ich es 
doch beschrieben!

Ca. 100-150mA braucht die Schaltung

von Falk B. (falk)


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@  Pfiffig (Gast)

>An die Dioden habe ich natürlich such schon gedacht, wäre natürlich das
>einfachste.

Sicher.

>bekommt und das die Spannung mit 4,5V wo dann auch noch Spannung an der
>Diode abfällt sehr knapp für den folgenden Spannungsregler wird.

Nimm einem MOSFET.

Beitrag "Re: Spannungsumschaltung für MC"

>anderen ist es dann für die Schaltung schwierig zu detektieren ob
>Stromausfall herrscht (das sollte die mitbekommen).

Kein Problem mit einem IO-Pin, ggf. über einen Spannungsteiler.

>Dann bliebe nur noch das detektieren der Netzspannung,

230V

von fonsana (Gast)


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Lothar Miller schrieb:
> Sinnvollerweise nimmst du natürlich 3 Batterien mit insgesamt 4,5V.

Oder vier mit ca. 6V und zwei Dioden in Reihe.
Den Ausfall detektiert man am Ausgang des Netzteiles vor dessen Diode.

fonsana

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Pfiffig schrieb:
> Warum Verständnisproblem, genau so wie du es abgebildet hast hab ich es
> doch beschrieben!
Und warum geht das nicht?

> hab ich es doch beschrieben!
Wie war das nochmal mit dem Schaltplan? Elektroniker verständigen sich 
gern mit solchen Plänen. Lieber als mit Prosa...

> Ca. 100-150mA braucht die Schaltung
Da würde ich statt Batterien eher einen Akku vorsehen.
Aber nicht die Memory-Nickel-Akkus, sondern einen aktuellen LiPo.

fonsana schrieb:
> Oder vier mit ca. 6V und zwei Dioden in Reihe.
Eine Diode leitet durchaus schon weit vor 0,7V! Und damit werden nach 
dem Einschalten die Batterien langsam leergelutscht bis auf ca. 5,5V...

Es gibt natürlich auch ICs, die solche Umschaltungen managen. Die 
Funktion heißt ORing (nicht von der Dichtung, sondern vom OR, dem 
englischen VerODERn):
http://para.maximintegrated.com/en/search.mvp?fam=ormosfet&tree=hotswap

von Jens M. (Gast)


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Pfiffig schrieb:
> Da sie nicht ausfallen darf, wollte ich nun 4 Batterien einbauen auf die
> im Notfall umgeschaltet wird.

Was ja keine Lösung, sondern eine Problemverschiebung in die Zukunft 
ist.

Was machst du wenn die Batterien leer/alt/ausgelaufen korrodiert oder 
sonstwas sind?

von Davis (Gast)


Angehängte Dateien:

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Die angehängte Schaltung ist eine (fast) "Ideale Diode". Sie stammt hier 
aus dem µcn (einfach mal suchen). Sie hat eine Flussspannung von 50 - 
100 mV.

von Ben _. (burning_silicon)


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150mA aus Batterien? Naja, auch wenns nur eine Backup-Lösung sein soll, 
ich würde da zu Akkus raten. Ggf. läßt sich da auch gleich eine 
Ladeschaltung hinzufügen, so daß die Dinger bei Netzwiederkehr 
automatisch nachgeladen werden.

von Pfiffig (Gast)


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Das autoamatische nachladen ist so ne Sache, in der Theorie ist das mit 
der Erhaltungsladung alles immer toll, in der Praxis macht die oft die 
Akkus kaputt.
Ich probier es erst mal mit Dioden. Da selten Spanungsausfall auftritt 
und wenn dann auch selten sehr lang, da sind Batterien allemal 
ausreichend!

von UTB (Gast)


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Einfach mal bei Linear nach ideale Diode such da gibts für sowas fertige 
Bausteine mit Mosfet und Logik schon drin oder auch für externen Mosfet
Beispielsweise LTC4415 oder ganz neu: LTC4417 könnte deine Ansprüche 
erfüllen.

von Ben _. (burning_silicon)


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Da kann ein kleiner µC schon viel bewirken, wenn er die Akkuspannung 
misst und bei Erreichen der Ladeschlußspannung den Ladestrom abschaltet. 
Wenn Du nicht gerade mit viel Ampere nachladen willst ist das mit 
wenigen Bauteilen gemacht. Aber kein Problem, nur ein Vorschlag...

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Pfiffig schrieb:
> Da selten Spanungsausfall auftritt ...
... sind Batterien immer dann garantiert leer.

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