Hallo, für meinen Batteriebetriebenen Fahrradcomputer suche ich eine Möglichkeit den Eingang meines Stepup-Reglers (MAX1724) vor einer falsch eingelegten Batterie/Akku zu schützen. Das Gerät zieht primär von der Batterie durchschnittlich ca 25mA wobei Spitzen von 80mA auftreten können. Bisher habe ich mir über die folgenden Methoden als Verpolungsschutz Gedanken gemacht: - Diode in Reihe zur Plusleitung --> Spannungsabfall zu groß Batteriekapazität kann nicht vollständig ausgenutzt werden - Diode (Schottky) parallel (Kathode auf +) mit Polyfuse (750mA Auslösestrom) in Reihe --> Beim Testaufbau hat sich die Diode aufgrund der anstehenden Leistung selbst ausgelötet. Die Polyfuse hat nie ausgelöst da der Auslösestrom wohl nicht erreicht wurde. Einé Polyfuse mit geringerem Strom ist problematisch da deren Widerstand zu hoch ist und dadurch die Effizienz zu sehr leided. - wie letztere nur mit Schmelzsicherung --> Erstens ist es unbequem die Sicherung zu wechseln und zweitens haben die Ausführungen mit geringem Auslösestrom - wie die Polyfuses - einen relativ hohen Widerstand - Low Ugs P-Channel FET --> Wäre eine Lösung allerdings besitzen sie eine Diode zwischen Source und Drain die mir die Fehlspannung an den Eingang des Spannungsreglers leiten würde Hat jemand eine ähnliche Anwendung ? Gibt es noch andere Möglichkeiten ?
Gast
#1686317
Sebastian D. schrieb: > Gibt es noch andere Möglichkeiten ? -Mechanisch? der Pluspol hat einen kleineren Durchmesser als der Minuspol. -PNP-Transistor mit Basis-widerstand nach Masse. (braucht halt 1 mA) Gruß Anja
Danke erstmal ! Mechanisch ist da nix zu machen da es sich um eine AAA-Zelle handelt. Die kann man einlegen wie man will... Ich denke dass die Lösung mit dem FET am sinnvollsten erscheint. Die Methode wird zumindest in der Application NOte von Maxim erwähnt: http://pdfserv.maxim-ic.com/en/an/AN636.pdf
Kann mir jemand erklären wie die im Bild gezeigte Schaltung funktionieren soll ? (Quelle: http://pdfserv.maxim-ic.com/en/an/AN636.pdf) Meiner Meinung nach ist der Mosfet in Sperrrichtung geschaltet und der Strom fließt nur über die Diode... Bei einem N-Kanal MOSFET fließt der Strom doch von Drain nach Source, oder ? In dem Fall ist es aber genau andersrum.
Angehängte Dateien:
-
Verpolungsschutz_NChannel.JPG
(11 KB)
Gast
#1686390
Ne, dem MOS ist egal, in welche Richtung der Strom fließt, wenn er einmal aufgesteuert ist. Wichtig ist, dass am Gate eine Spannung positiv zu Source anliegt. Am Anfang fließt der Strom über die interne Diode, die Spannung am Step-Up wird aufgebaut und der MOS steuert durch. Dann fließt der Strom durch den MOS und die Diode wird überbrückt. Muss aber ein Logik-Level MOS sein.
Sebastian D. schrieb: > Mechanisch ist da nix zu machen da es sich um eine AAA-Zelle handelt. > Die kann man einlegen wie man will... Das ist nicht korrekt. Die (-)-Platte ist komplett eben, der Plusanschluß ist eine kleine Kuppel. Wenn man in den Batteriehalter eine Kunststoffscheibe einklebt, durch die die Pluskuppel gerade so durchpaßt und hinter der sich eine flache Kontaktfläche befindet, die die (-)-Platte beim Falschherumeinlegen nicht erreichen kann, ist das Problem gelöst.
Gast
#1686459
Mechanische Lösung: wo der Pluspol etwas zurückversetzt ist sollte die Einfachste sein. Die Pluskontakte der fernöstlichen Akkus sind leider nicht immer DIN-genau.
Gast
#1687114
Die einfachste Methode beim Batteriewechsel eine Falschpolung zu zu verhindern wäre wohl:Keinen Alkohol trinken ,kein komisches Zeug rauchen (quasi keine bewusstseinsverändernden Substanzen konsumieren).Bei optischen Problemen gilt: "Fielmann hilft".Ansonsten ist wohl die mech.Variante (Kunststoffscheibe) sehr geeignet.Günther
Beim Nintendo GBA ist es mechanisch gemacht. Hier ein Foto: http://ehydra.dyndns.info/tech/free/Good%20Constructions/GBA%20battery%20holder.jpg
Sven schrieb: > Ne, dem MOS ist egal, in welche Richtung der Strom fließt, wenn er > einmal aufgesteuert ist. Wichtig ist, dass am Gate eine Spannung positiv > zu Source anliegt. Am Anfang fließt der Strom über die interne Diode, > die Spannung am Step-Up wird aufgebaut und der MOS steuert durch. Dann > fließt der Strom durch den MOS und die Diode wird überbrückt. > > Muss aber ein Logik-Level MOS sein. Danke für Die Antwort. Jetzt verstehe ich auch die Schaltung. Ich werde wohl die im Bild gezeigte Methode wählen.
Ich glaube kaum, daß Du einen FET findest, der mit nur 1V Gate-Source-Spannung einen adäquaten RDSon vorweisen kann. Hier wird Energie vernichtet. Hast Du bei der mechanischen Lösung nicht.
Das Gate liegt doch am Ausgang der Stepup-Reglers der 3,0V erzeugt. Das sollte ausreichen
Die mechanische Lösung besteht aus einer einzelnen Plastik-Beilagscheibe und verursacht keine Verluste, Spannungsabfälle oder sonstiges, sie dürfte auch die billigste sein, wird aber trotzdem übergangen. Gibts da auch einen Grund dafür?
Einfacher wärs wahrscheinlich schon. Und auch günstiger. Aber die Lösung mit dem MOSFET ist halt interessanter. ICh habe schon einen Transistor gefunden der bei 2,5V nur ca 50mOhm Widerstand entgegensetzt (FDN339AN)
Bei nur einer Zelle wird's mit dem Mosfet ziemlich schwierig. Nehmen wir
an, die Schaltung soll bei Ubatt=1V noch laufen und als Mosfet wird ein
N-Kanal in die Masseleitung eingefügt:
Möglichkeit 1: Das Gate des Mosfet liegt direkt am Pluspol der Batterie.
(Abb. 3 in der Appnote von Maxim)
Solange der Mosfet noch sperrt, ist Ugs=Ubatt-Uf=0,4V (Uf ist die
Flussspannung der Diode im Mosfet und wird als 0,6V angenommen). Das
könnte gerade so gehen, wenn man einen Mosfet findet, der bei Ugs=0,4V
bereits ein Rds<Uf/25mA=24Ω hat, denn nur dann kann Ugs steigen, bis
irgendwann der Mosfet voll durchgesteuert ist. Es gibt m.W. ein paar
Mosfets aus dem HF-Bereich, bei denen die Schwellenspannung in diesem
Bereich liegt. Lateral aufgebaute Typen fangen sogar schon bei Ugs>0V an
zu leiten. Ich habe nur gerade keine Namen im Kopf, um nachschauen zu
können, ob sie auch von ihren übrigen Eigenschaften her geeignet sind.
Möglichkeit 2: Das Gate des Mosfet liegt am Ausgang des Boost-Wandlers.
(Abb. 7 in der Appnote von Maxim)
Ugs ist hoch genug, wenn der Boost-Wandler erst einmal läuft. Er müsste
aber bereits bei Ubatt-Uf=0,4V anspringen, und ich kenne keinen, der das
tut. Die Untergrenze liegt bei den meisten guten so bei 0,9-1V.
Nicht umsonst gibt es nur relativ wenige Geräte, die von einer einzelnen
Zelle gespeist werden. Diese wenigen haben dann meist keinen elektroni-
schen Verpolschutz und verlangen trotzdem oft nach einer Alkalizelle mit
1,5V Nennspannung. Da Plus von 0,3V macht hier einen großen Unterschied.
Der Stepup MAX1724 hat ne min. EIngangspannung von garantiert 0,91V (also sicher niedriger). Mein Gerät ist so ausgelegt, dass es bei 1.0V Batteriespannung eine Low Batt Warnung ausgiebt. Dann wird eine volle Zelle mit ca 1,5V eingelegt. Also kein Problem.... Um den Start des Gerätes mit einer fast leeren Batterie zu ermöglichen hätte ich ja noch die Möglichkeit die int. Diode des FET mit einer Schottkydiode zu überbrücken um nicht unter die min. Startspannung des MAX1824 zu kommen. Ich werds mal ausprobieren und davon berichten....
Gast
#1726321
Hier das Ergebnis meines Versuchs: Ich habe die Eingangsbeschaltung des DCDC-Wandlers wie oben beschrieben aufgebaut, jedoch ohne Drossel und mit dem Transistor FDN339AN (50mOhm @ Ugs=2.5V) als Verpolungsschutz. Der Wandler ist ein MAX1724EZK30 (3.0V). Ich habe es mit einer entladenen Batterie (ca 1.0V) versucht und die Ausgangsspannung lag sofort an. Der Spannungsabfall bei ca 100mA Batteriestrom betrug nur ca 3mV. Im Fehlerfall (Batterie verpolt) baute sich eine Eingangsspannung von nur ca 60mV auf (evtl. Aufgrund des Leckstroms der Diode des FET).
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