Hallo Freunde der Elektronik, ich bin gerade dabei, eine Spannungsversorgung zu planen. Ich habe folgende Anforderung: - Speisespannung aus einem KFZ-Bordnetz (7 - 24 V) - Es soll ein Akku zur Pufferung von Motorstarts integriert werden - Gerät soll aber auch komplett im Akku-Betrieb laufen - Akku soll in der Schaltung geladen werden können - 3,3V und 5V werden benötigt - Ladung auch über USB möglich - Ladungvorgang soll von außen ein-/ausschaltbar sein Ich habe dazu mal eine Idee skizziert. Ist das technisch so umsetzbar? Vielen Dank schonmal, Gruß Jörg
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Ich würde es Trennen, so dass entweder der Schaltregler+5V oder der DC/DC funktionieren, nicht aber beide gemeinsam (evtl durch relais?) Ausserdem würde ich den Laderegler nicht mit dem DC/DC verbinden, warum sollte sich der Akku laden wenn davon gespiesen wird? (perpetuum mobile? :D)
Naja. Für USB z.B. brauchst du einen kompletten Controller, damit der den Ladestrom dem PC mitteilt.
auf jeden fall trennen. der ausgangsseitige DC/DC wandler versorgt immer die schaltung und wird nur aus verschiedenen quellen gespeist. anders bekommst du störungen nicht raus, die z.b. beim umschalten der stromversorgung entstehen können. wenn der wandler aber sowieso läuft regelt er solche schwankungen einfach aus. die umschaltung der eingangsspannung mußt du nur so verlustarm wie möglich hinbekommen. und dieser teil muß gleichzeitig querströme zwischen den stromquellen vermeiden, sonst würde z.b. der bordnetz-wandler den akku direkt laden. das könnte der übel nehmen. oder dieser wandler speist den USB... auch nicht so gut. aber du brauchst für den USB keinen controller, an den ports liegen immer 5V (oft sogar im standby) wo du deinen ladestrom einfach rausziehen kannst, maximal glaube ich 500mA.
> - 3,3V und 5V werden benötigt
Bist du sicher, dass ein Schaltregler von 5V auf 3,3V nötig ist? Welchen
Strom brauchst du auf der 3,3V Schiene?
Der USB ist nach deiner Skizze direkt an 5V angeschlossen. Die 5V vom
USB hast du zwar noch direkt am PC, aber nach dem USB-Kabel sind davon
je nach Last oft nur noch 4V über :-/
Ja. Möglichst dann mehrerer solcher Schaltungen, die 500mA ziehen ohne es ordnungsgemäß anzumelden, zudem ein Holzhaus, ne Feier wo alle hinmüssen, den PC anlassen, einen PC haben der keine USB-Sicherungen hat, das wäre dann optimal.
>rausziehen kannst, maximal glaube ich 500mA.
Mit Glaube kann man zwar Berge versetzen, aber keine Schaltung
betreiben.
Gast
also "abgesichert" sind die usb ports auf dem board mit einem ganzen ampere für meistens je zwei anschlüsse. könnten sogar 1,6A sein bei dem board was ich gerade vor mir liegen habe. ich geh einfach mal davon aus, daß ein usb-scanner mit seiner elektronik, der lampe und dem motor mal ganz locker 500mA bei 5V ziehen kann, das sind gerade mal 2,5 watt. das ist nicht viel für einen scanner. ich geh auch einfach mal davon aus, daß der pc-anwender selber dafür zu sorgen hat, daß er seinen PC bzw. sein netzteil nicht überlastet. wenn ihrs besser wisst einfach mal ein paar kompetente werte anstatt nur blöder bemerkungen - danke! habe ja nichts gegen gute witze oder übertreibungen wie staplerfahrer klaus, aber ohne fachliche hinweise find ich das nicht besonders produktiv. und übrigens hab ich in meiner laufbahn als pc-bastler schon mehrere zerschossene netzteile gehabt und teilweise auch repariert wo der 5V standby-regler zerschossen war. aber ein äußerlich verkohltes bzw. ausgebranntes war noch nicht dabei.
Hi. Du musst bedenken, dass bei USB im schelchtesten Fall (buspowered hub, spannungen an der unteren Grenze) nur ca. 4,3 V bei deinem Gerät ankommen. Welchen Lade-IC willst du verwenden? MAX1811? Und wieviel Strom braucht deine Schaltung überhaupt? Das wäre wichtig, um abzuschätzen, ob jedes % wirkungsgrad ausgenutzt werden muss oder ob man mit den verlusten leben kann. Bernhard
Hallo, sorry, dass ich mich erst jetzt melde, aber ich war gestern Unterwegs und da habe ich es nicht geschafft, hier ins Forum zuschauen. Die oben gezeigte Skizze war erstmal nur ein Idee, soll nicht heißen, dass es so umgesetzt werden muss. Über kreative Idee bin ich immer dankbar. Um euch erstmal einen Überblick zu geben, hier mal die möglichen Betriebsmodi der Spannungsversorgung; 1: - Gerät läuft nur aus Akku - keine Versorgung aus dem Bordnetz - keine Versorgung über USB - Akku wird nicht geladen 2: - Gerät läuft nur über USB - keine Versorgung aus dem Bordnetz - keine Versorgung aus dem Akku - bei Bedarf und bei ausreichenden Stromreserven soll Akku geladen werden 3: - Gerät wird nur über Bordnetz versorgt - keine Versorgung über USB - gelegentliche Versorgung aus dem Akku -> bei Bordnetzschwankungen beim Motor starten - Bei Bedarf Akku laden Aus diesen Modi, habe ich mir dann diese Idee überlegt, sie natürlich noch nicht zu 100% ausgereift ist. Vielleicht lässt sich ja jetzt mit dem Hintergrundwissen etwas ganz anderes realisieren. Viele Grüße Jörg
Ben schrieb: > also "abgesichert" sind die usb ports auf dem board mit einem ganzen > ampere für meistens je zwei anschlüsse. könnten sogar 1,6A sein bei dem > board was ich gerade vor mir liegen habe. > [..] Jetzt verstehe ich die Schaltung erst. Der PC soll über seine USB-Buchse versorgt werden. > und übrigens hab ich in meiner laufbahn als pc-bastler schon mehrere > zerschossene netzteile gehabt und teilweise auch repariert wo der 5V > standby-regler zerschossen war. aber ein äußerlich verkohltes bzw. > ausgebranntes war noch nicht dabei. Sag nie Bastler. Dann nimmt dich ein Professioneller nicht mehr wahr. Der Grund warum nicht jedes Haus in DE gleich wieder nach dem Bau abbrennt, ist ein einfacher: Weil eben immer viele Sicherungen vorhanden sind, die das verhindern: Vorschriften, echte Sicherungen, statistische Erhebungen, deine Ortsfeuerwehr für die Nachbarhäuser usw. Und vor Jahrhunderten hat man genau aus diesem Grund dann auch aufgehört, die Häuser (vorher platz- und kostensparend) eben nicht mehr aneinander zu bauen.
Ein kleines Zwischenthema: Kennt ihr eine sinnvolle Möglichkeit, außer einem mechanischen Relais, wie man einen Spannungspfad trennen könnte? In den Sinn kam mir eine Schaltung álá Verpolschutz, mit einem im Spannungspfad sitzendem p-MOS, aber den bekommt ja nicht kommtplett sperrend. Und eine mechanisches Relais würde ich nicht nehmen wollen. Bernhard Mayer schrieb: > Welchen Lade-IC willst du verwenden? MAX1811? > Und wieviel Strom braucht deine Schaltung überhaupt? Das wäre wichtig, > um abzuschätzen, ob jedes % wirkungsgrad ausgenutzt werden muss oder ob > man mit den verlusten leben kann. Die Auswahl des Lade-ICs habe ich noch nicht getroffen, es sollte aber einer sein, der auch einen EN-Eingäng zur Verfügung stellt. Lothar Miller schrieb: > Bist du sicher, dass ein Schaltregler von 5V auf 3,3V nötig ist? Welchen > Strom brauchst du auf der 3,3V Schiene? ca. 250 mA werden benötigt Gruß Jörg
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Halbleiterschalter.jpg
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So, habe es jetzt nun doch nochmal mit meiner ersten Idee einen Halbleiterschalter zu realisieren probiert. Siehe da, es geht tatsächlich. Was haltet ihr davon? P.S. Dieses Thema wollte ich nur vorweg nehmen, um eventuell den DC/DC oder die USB Leitung zu trennen.
> Ich habe dazu mal eine Idee skizziert. Ist das technisch so umsetzbar? Ja, kein Problem. Ich hab das schon vor ein paar Jahren mal gemacht: http://www.criseis.ruhr.de/powerbox/powerbox.html Mit USB geht das aus den hier bereits genannten Gruenden zwar nicht so einfach. Aber mit den 12V aus dem Auto kann man problemlos aufladen. Falls du das so nachbaust, vergiss nicht noch ein bisschen UEberspannungsschutz zu integrieren. Du hast im Boardnetz eines Autos ganz erhebliche Spannungsspitzen. Olaf
Da ich doch noch ein wenig andere Anforderungen habe und auch mein Aufbau etwas anders ist, schließe ich mal ein 1:1 Nachbau aus. Ein paar Ideen sind sicherlich sehr nützlich ;) Ich bin gerade am überlegen, welche Pfade ich alle trennbar mache. Wie verhält sich das in der Regel mit solchen DC/DC-Wandlern oder Schaltreglern, wenn ich die Eingangsseite abtrenne, aber am Ausgang immernoch eine Spannung von einer anderen Quelle anliegt?
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So, ich habe nun meine Idee nochmals überarbeitet und dazu mal eine Tabelle erstellt, wie und wann welche Leitungen getrennt sein sollten. Modus | Hauptschalter | S1 | S2 | S3 | EN_1 | EN_2 | ------------------------------------------------------------------- 1 | geschl. | offen | offen | geschl. | 0 | 1 | ------------------------------------------------------------------- 2 | geschl. | offen | geschl. | offen | 0 | 0 | ------------------------------------------------------------------- 3 | geschl. | geschl. | offen | offen | 1 | 0 | ------------------------------------------------------------------- 4 | offen | offen | geschl. | offen | 1 | 0 | ------------------------------------------------------------------- 5 | offen | geschl. | offen | offen | 1 | 0 | ------------------------------------------------------------------- 1: Akkubetrieb 2: USB-Betrieb 3: Bordnetz 4: nur laden aus Akku 5: laden aus Bordnetz Kann das mal bitte jemand überprüfen, ob das so in Ordnung ist, sodass weder Bauteile zerstört, noch Störungen verursacht werden? Vielen Dank
Deine Schaltung darf nach der USB-Spezifikation nur eine Lasteinheit (100mA) aus dem USB-Anschluss aufnehmen. Wenn Du mehr willst brauchst Du einen µC welcher mit dem PC eine größere Stromaufnahme aushandelt. Dann kannst Du z.B. einen MAX8903A verwenden, seine Stromaufnahme aus dem USB-Anschluss lässt sich einstellen. Gregor
Asso, stimmt. Ich hatte ganz vergessen zu sagen, dass auf jeden Fall ein µController mit integriertem USB-Device zum Einsatz kommen wird. Der MAX8903A sieht echt interessant aus. Den muss ich mir mal genauer anschauen.
Kennt jemand noch weitere solcher Management IC's, wie den MAX8903? Diese würde mir das designen wesentlich leichter machen.
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