Hi, ich habe folgende Problemstellung. Eine Schaltung soll wahlweise aus 6AA-Zellen (max ca.9V) (Vbat) oder über den USB-Anschluss (Vbus) mit Stromversorgt werden. Im Falle dass der USB-Anschluss angeschlossen ist, soll die Batterie natürlich abgetrennt werden. Zuerst dachte ich ich könne es wie in anhängendem Schaltplan machen, aber das funktioniert nur solange Vbat nicht allzuviel größer als Vbus ist, was bei 9V zu 5V aber nicht mehr hinhaut. Wie läßt sich so etwas möglichst günstig und Stromsparend aufbauen? Gruß Thomas
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Würde mich auch sehr interessieren, da ich bald auch vor dieser Frage stehe. Bisher habe ich mir das ähnlich gedacht wie du @Thomas.
Hi,
Stichwort PNP + Diode. Ist am Gate eine (je nach Typ) kleinere Spannung
als an Source leitet der Transitor (USB nicht verbunden). Ist USB dran
so liegen am Gate ~ +5V an und der Transistor sperrt. Durch den
Spannungsabfall an der Diode liegen aber nicht die +5V bei der Schaltung
an sondern entsprechend weniger.
Jetzt musst du nur noch einen geeigneten Mosfet raussuchen der deinen
Bedürfnissen dienlich ist. Angewendet wird das viel bei Batterielade
ICs. Da kannste mal in die AppNotes unter dem Stichwort Powerpath
gucken.
Schaltplanidee (nicht der schönste in Ascii):
D-----*---------------
VUSB+ | / |
O-----*----PNP VBAT+ Schaltung
\-----O |
|
O----------------O----------
VUSB- VBAT-
Ähm, Du verwendest PNP, Gate und Source in einem Satz, das passt doch nicht ganz zusammen, oder? Sprichst Du hier von einem FET oder einem Bipolartransistor?
Ähm, das entspricht doch genau meinem Schaltplan von oben, oder? Das Problem ist, dass bei Vbat 9V und Vbus 5V am Transistor eine Gatespannung von -4V anliegt, dieser daher auch bei anliegender Vbus-Spannung weiter durchschaltet. Gruß Thomas
Probier mal so:
1 | .-----------------. |
2 | | | |
3 | | P-channel | MBRS140 |
4 | 9VBAT -----o--------+^+------)---->|-----------------o--- VCC |
5 | | ||| | | |
6 | | === | | |
7 | | ___ | | | |
8 | '--|___|---o | | |
9 | 470k | .-. | |
10 | | | |470k | |
11 | | | | | |
12 | | '-' | |
13 | | | | |
14 | | | | |
15 | \| | | |
16 | |----o--. | |
17 | <| | | |
18 | | | | |
19 | - \| ___ | |
20 | |---|___|--. | |
21 | <| 100k | | |
22 | | | | |
23 | - | | |
24 | | | |
25 | | | |
26 | | | |
27 | VUSB ---------------------------------------o->|----' |
28 | MBRS140 |
29 | |
30 | |
31 | GND -------------------------o------------------------- GND |
32 | | |
33 | - |
oder einfach mit einem Relais
VBAT ---------------------0- (R)
\
\
0------------------ Vcc
VUSB -----0--------0------0- (A)
| |
| |
------- ---
| \ | /_\
------- |
| |
GND ------0--------0----------------------------- GND
Wie hoch sind dabei die Verluste durch die NPN-Transistoren im Batteriebetrieb? Wäre es sinnvoll das komplett mit FETs zu realisieren?
Thomas Burkhart schrieb: > Wie hoch sind dabei die Verluste durch die NPN-Transistoren im > Batteriebetrieb? 37µA. Thomas Burkhart schrieb: > Wäre es sinnvoll das komplett mit FETs zu realisieren? Kann man machen. Die Gates müssen aber trotzdem definierte Pegel haben und dürfen nicht floaten.
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Würde das so passen? Hier sollten die Verluste doch noch geringer sein, oder täusche ich mich da? Gruß Thomas
T1 braucht unbedingt einen Widerstand von Gate nach Source, sonst macht das Gate im USB-Betrieb, was es will.
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Ja natürlich. Hatte ich vergessen. Um die Diode D1 komme ich nicht rum, da T1 ja von Drain nach Source leitet. So könnte von VBus Strom in die Batterien fließen wenn VBat <5V ist. Aber 0,5V nur an der Diode in Wärme umzuwandeln ist schon irgendwie doof. Gruß Thomas
Thomas Burkhart schrieb: > Um die Diode D1 komme ich nicht rum, da T1 ja von Drain nach Source > leitet. So könnte von VBus Strom in die Batterien fließen wenn VBat <5V > ist. Wenn du Vbat <= Vusb machen kannst, kannst du auf D1 verzichten, wenn du S und D von T1 vertauschst.
Thomas Burkhart schrieb: > Aber 0,5V nur an der Diode in Wärme umzuwandeln ist schon irgendwie > doof. Die MBRS140 hat bei unter 500mA nur noch 0.3...0.4V Spannungsabfall, es gibt auch noch bessere Dioden. Micha schrieb: > Wenn du Vbat <= Vusb machen kannst, kannst du auf D1 verzichten, wenn du > S und D von T1 vertauschst. Das ist auch wieder wahr.
> Um die Diode D1 komme ich nicht rum, da T1 ja von Drain nach Source > leitet. So könnte von VBus Strom in die Batterien fließen wenn VBat <5V > ist. Anregung: zwei FETs antiseriell verschalten.
Ich gehe derzeit von 6 AA-Zellen aus, d.h. Vbat liegt irgendwo ziwschen 4,8V und 10V. D.h. die meiste Zeit über ist Vbat >Vbus, aber bei ganz leeren Zellen halt auch darunter und da darf dann auch nichts passieren.
Micha schrieb: > Heinz schrieb: >> Anregung: zwei FETs antiseriell verschalten. > Das ist die andere Möglichkeit. Wie muss ich mirdas vorstellen? Gruß Thomas
Thomas Burkhart schrieb: > Wie muss ich mirdas vorstellen? Uin -> Source1...Drain1 -> Drain2...Source2 -> Uout Gates zusammenschalten.
Du meinst Anstelle von T1 & der Diode zwei MOSFETs so schalten? Und dabei habe ich dann nicht den Spannungsabfall, den die Diode machen würde? Hab dich dabei andere Nachteile?
Thomas Burkhart schrieb: > Du meinst Anstelle von T1 & der Diode zwei MOSFETs so schalten? Ja, aber halt Source und Drain verdreht. Somit hebt sich die Wirkung jeweils einer Body-Diode auf. Thomas Burkhart schrieb: > Und dabei habe ich dann nicht den Spannungsabfall, den die Diode machen > würde? Nein. Nur den, den der MOSFET hat. Also bei 20..100mOhm nicht sehr viel. Thomas Burkhart schrieb: > Hab dich dabei andere Nachteile? Doppelte Gate-Kapazität. Ist aber hierbei nicht von Belang.
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Also so? Was mir nur nicht klar ist, wieso leitet T9 überhaupt? Als P-Kanal muss ja eine Negative GS Spannung vorliegen. An Source von T9 liegt aber doch gar keine Spannung an.
T6 leitet "zuerst", über die Body-Diode wird auch T9 leitend, so dass die Source eine höhere Spannung als das nach Masse geschaltete Gate hat.
Hier gibt es auch noch ein paar nützliche Infos: http://powerelectronics.com/power_semiconductors/power_mosfets/705PET07.pdf
hat jemand nun so einen 12 Volt Umschalter von einer Batterie auf die andere gebaut und funktoniert der ?
eher nicht, wir arbeiten quasi mit 1 bis x Batterien, die jeweils, weil Lithium Zellen, auch einen eigenen inegrierten Controller haben. DAs kann auch gemischter Betrieb sein mit Blei und Lithium, da quasi alles existente benutzt werden soll. Wir können auch nicht risikieren daß die internen Li Controller verwirrt werden, deshalb klare Trennung. Batterie eins aktiv bis Untergrenze, dann Umschaltung auf Batterie 2 gg. kurz mit Parallelschaltung für 0,2 Sek, das macht nichts. Wenn Batterie 2 unterhalb, dann auf 3. Eigentliche eine einfach Anforderung, aber finde hierzu keine Lösung auf dem Markt.
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