Hallo zusammen,
für meine mobile Lautsprecher baue ich momentan einen
Tiefenentladeschutz für einen 12V Bleiakku. Ich habe diesen schon öfters
gebaut und verwendet allerdings kommt es dieses mal zu Problemen. Ich
habe die Schaltung verwendet, welche so generell auch im Internet zu
finden ist. Die Basis ist der Komparator LM393, welche über die beiden
Spannungsteiler die zwei zu vergleichenden Spannungen bekommt. Über die
Diode im zweiten Teiler wird die Referenzspannung erzeugt ( Nicht die
unanfälligste Lösung aber sie funktioniert soweit). Der Ausgang des
LM393 liefert die Gatespannung für den Leistungsmosfet. Über die
Rückkopplung vom Ausgang des LM939 wird die Einschalthysterese
eingestellt und über die Kondensator parallel zum Poti ein Tiefpass
erzeugt, sodass die Schaltung weniger anfällig gegen tiefe Frequenzen
ist. Als Last ist momentan ein selbstgebauter Verstärker mit dem IC
TDA7496 angeschlossen.
So jetzt zum Problem der Schaltung:
Das generelle Abschalten des Verstärkers funktioniert soweit, wenn man
die Spannung am Spannungsteiler über das Poti einstellt. Allerdings
kommt es am Umschaltpunkt des Komparators zu Problemen. Der Ausgang des
Komparators sollte ja entweder über den Pull-Up Widerstand auf V_cc
gezogen werden wenn V+ > V-, oder Null Volt ausgeben. Das scheint hier
allerdings nicht zu funktionieren. So kommt es dazu, dass auch in dem
Fall wenn der Mosfet eigentlich sperren sollte zwischen 4V und Vcc am
Verstärker ankommen ( je nach Amplitude des Eingangssignals ), was dann
zu stark verzerrte Musikwiedergabe und nicht zum Sperren des Mosfets
führt. Ich kann in meiner Schaltung nicht den Fehler finden. Ich hoffe
ich habe alle wesentlichen Informationen verständlich rüberbringen
können. Falls nicht gerne Fragen.
Wäre cool wenn jemand über die Schaltung schauen könnte und den Fehler
findet.
Vielen Dank
Mark
Du schaltest hier Masse des Verstärkers über den Mosfet ab.
Vermutlich hast Du woanderst in Deinem Aufbau die Masse des Akkus aber
noch mit dem Verstärker verbunden, vermutlich über die Audio-Quelle am
Audio-Eingang des Verstärkers?
Bau die Schaltung auf einen P-Kanal Mosfet um und schalte die +12V ab,
so wie man es "üblicherweise" macht.
Hey Joerg,
vielen Dank für deine Antwort. In der Tat hast du recht. Das Audiosignal
wird auch auf die Masse des Akkus gezogen. Wenn das der Grund dafür ist
wundert es mich, dass der Verstärker überhaupt durch Einstellen des
Potis ausgeschaltet werden kann. Müsste dann nicht immer eine Verbindung
vorhanden sein und nicht nur am Umschaltpunkt?
Einen P-Kanal Mosfet habe ich nicht in meiner Bastelkiste, lässt sich
aber schnell besorgen. Eigentlich wollte einen N-Kanal verwenden, um
nicht unnötig Leistung durch den höheren Durchlasswiderstand des P-Kanal
Mosfets zu "verbraten". Ist ja immerhin für den mobilen Einsatz. Ich
habe jetzt einen gefunden mit R_on = 0,02 Ohm. Das Wäre doch ganz gut.
Es fließen ohnehin nicht mehr als 3-4 A. Wären dann also ca. 0,18/0,32W
die verloren gehen. Ich habe allerdings noch nie einen High-Side Mosfet
verbaut und bin mir nicht sicher ob meine Schaltung im Anhang so
funktionieren wird?
Ich habe die Eingänge am Komparator getauscht, sodass, wenn die
Akkuspannung unter die kritische Spannung fällt, der V+ Eingang größer
ist als V- und somit der Komparator auf "1" schaltet. Dann sollte der
Mosfet sperren oder?
Schöne Grüße
Mark
Hi Mark,
ich gehe davon aus, daß das funktionieren wird. Der von Dir ausgesuchte
IRF hat immerhin noch 20V VGS, so daß das Gate bei vollem Akku (14.4V)
noch nicht durchschlagen kann. 320mW Verlust ist überschaubar... ein
Leistungsrelais benötigt auch Energie.
Ansonsten kannst Du Dir gerne mal High-Side Treiber anschauen, die man
genau für Deine Anwendung (Last an 12V schalten) entwickelt hat. Im
markt-Forum gibt es u.A. diese Angebote:
Beitrag "[V] Siemens Highside-Schalter BTS611, BTS442, BTS432"
Diese Dinger haben ettliche Schutzschaltungen eingebaut und sind dadurch
sehr robust.
Hey,
ich melde mich nach längerer Zeit mal wieder zurück. Ich habe die
Schaltung jetzt wie im vorherigen Post gezeigt auf einen P-Kanal Mosfet
umgebaut und trenne jetzt durch den Mosfet "+" vom Verstärker. Wie auch
mit dem N-Kanal Mosfet funktioniert die Schaltung grundlegend. Das zu
Beginn beschriebene Problem hat sich damit allerdings nicht lösen
lassen.
Wenn ich den Verstärker an die Schaltung angeschlossen habe und keine
Musik wiedergeben wird funktioniert die Abschaltung durch Einstellen des
Potis einwandfrei. Hören ich allerdings lauter Musik bricht die Spannung
bei basslastigen Passagen ein. Die Spannung fällt dann am Verstärker bis
auf wenige Volt ab, obwohl die Spannung direkt am Akku gemessen nur
relativ wenig ändert. Das Musiksignal wird dann kurzzeitig sehr verzerrt
wiedergegeben, erholt sich allerdings, sobald sich die Musik wieder
ändert.
Ich kann den Fehler nicht finden. Ich habe auch schon Probiert über den
Mosfet ein Relais anzusteuern, was dann ab Umschaltpunkt zu starkem
flattern des Relais führt.
Sieht jemand einen Fehler?
Schöne Grüße
Mark
Hallo Mark,
ich denke, dass die Schaltung Probleme mit der "zappelnden"
Versorgungsspannung hat, die besonders bei fast leerem Akku aufgrund
seines erhöhten Innenwiderstands und der musikbedingt ungeleichmäßigen
Stromaufnahme sehr stark schwanken kann. Zusätzliche Effekte könnten
auch durch die "wackelige" Referenzspannungsbildung für Diode und die
unstabilisierte Versorgung des 393 hinzukommen.
Wenn du vermeiden möchtest, dass deine Umschaltung flackert, dann
solltest du deinen Komparator nicht direkt, sondern über eine
(möglicherweise zeitlich verzögerte) bistabile Kippstufe auf den
MOSFET/das Relais wirken lassen. Das Umschalten ist somit endgültig und
es klingt nicht komisch, wenn sich aufgrund der wiederkehrenden Spannung
der Komparator doch wieder anders entscheidet. Ein entsprechend
beschalteter NE555 kann hierfür herhalten.
Als schnelle "Flickschuster"-Lösung könntest du aber auch mit einer
größeren Hysterese arbeiten (kleinerer Wert für R2, vielleicht sogar
über Poti zum Probieren)
Viel Erfolg!
Patrick
Da es dir hier ja eher um längerfristigen Spannungsabfall geht, könntest
du auch über das Trimmpoti einen Elko legen, der das alles absiebt -
ebenso könnte einer über deine Referenzdiode.
Mark87 schrieb:>> Ich habe die Eingänge am Komparator getauscht, sodass, wenn die> Akkuspannung unter die kritische Spannung fällt, der V+ Eingang größer> ist als V- und somit der Komparator auf "1" schaltet. Dann sollte der> Mosfet sperren oder?
Nee, das geht so nicht. Der Widerstand für die Hysterese 100k darf
nicht auf die Referenzspannung (ca. 0,7V durch die Diode) losgelassen
werden, sondern muss auf den Spannungsteiler wirken, so wie in der
Ursprungsschaltung.
Klar, dass du dann anschließend das Signal invertieren musst, damit
der P-Kanal MOSFET nicht entgegen gesetzt angesteuert wird. Gut, dass
der LM393 hierzu noch einen zweiten Komparator im Bauch hat.
Als Anhaltspunkt meine Schaltung aus der Schublade, die allerdings
für 2,7V dimensioniert wurde.